超聲復合場聚焦性能及輸運方法研究.pdf

1、20世紀以來，隨著機械加工技術的迅速發(fā)展，新型特種加工方法應運而生。特種加工方法相對于傳統(tǒng)加工方法有很多的優(yōu)點，不僅解決了傳統(tǒng)方法難以解決的問題，而且在精密度、復雜度上都有了明顯的提升，因此對于新型特種加工方法的研究是非常有必要的。本文首次提出了超聲駐波與超聲聚焦復合場定位理論和加工技術這種新型特種加工方法，該方法通過超聲駐波場建立加工的無容器懸浮環(huán)境，以超聲波為主導能量，運用超聲陣列相位調制聚焦技術，對被懸浮坯料進行點蝕切割分離，最后

2、利用超聲駐波和超聲聚焦復合場的力學特性將被“切割”下的微小廢料運離被加工對象來完成加工。
　　為了研究其相關機理，本文首先討論了小球體在超聲駐波場中的受力，建立運動方程后分析小球體的受力運動情況。然后研究了超聲相控陣的延時聚焦原理，并通過Matlab模擬了超聲相控聚焦聲場，分析了影響聚焦性能的因素。最后通過對超聲復合場中的小球體進行力學分析，闡述了超聲復合場的輸運方法。本文主要研究內容及成果如下：
　　1.根據超聲駐波的原理

3、，通過對駐波場中小球體的受力建立方程，得出小球體在駐波中的懸浮位置有一個穩(wěn)定懸浮位置和不穩(wěn)定懸浮位置。建立了駐波場中小球體的運動方程，通過仿真了小球體在駐波中的運動，得出超聲頻率、聲壓幅值、小球體的密度對其運動均有影響。通過提高頻率和聲壓幅值能縮短小球體到平衡位置的時間，小球體密度越小到達平衡位置的時間越短。
　　2.對相控陣聚焦的聲場分布情況進行了仿真，分析影響聚焦性能的因素得知，適當地增加陣元個數，加大陣元間距，提高發(fā)射頻的情