Page 16 - 《应用声学》2022年第5期

692 2022 年 9 月

4 个起剪切作用的扇形片共同为振动转换体的扭转 X
Z
振动提供助力，所以，基于周期性扇形孔和斜槽结构
Y
的振动转换体能够更好地起到增大系统扭转分量 13 mm
11O
的作用。为了验证结论的准确性，构造了如图 6 所 2 mm 17 mm
示的基于周期性扇形孔和斜槽结构的模式转换型
纵扭复合超声振动系统的模型，换能器和变幅杆的
图 6 基于周期性扇形孔和斜槽结构的斜槽型复合
材料和结构参数保持不变，斜槽的结构参数保持不
模态超声振动系统的模型
变，扇形孔结构的参数如图5 ∼ 6所示。
Fig. 6 Model of the chute composite modal ultra-
对系统进行模态分析，同样搜索 5 ∼ 20 kHz 频 sonic vibration system based on a periodic sector-
率范围内的谐振振型，结果如图7所示。 shaped hole structure

5.38 5.16
5.0 5.0
4.5 4.5
4.0 4.0
3.5 3.5
3.0 3.0
2.5 2.5
2.0 2.0
1.5 1.5
1.0 1.0
0.5 0.5
7.24T10 -4 6.94T10 -4
(a) ྲढ़ᮠဋ7896.6 Hz
1.18 1.13
1.0 1.0
0.8 0.8
0.6 0.6
0.4 0.4
0.2 0.2
6.26T10 -4 6.01T10 -4
(b) ྲढ़ᮠဋ11336 Hz
0.03 0.03
T10 -3 T10 -3
25 25
20 20
15 15
10 10
5 5
1.58T10 -3 1.51T10 -3
(c) ྲढ़ᮠဋ12226 Hz
0.17 0.16
0.16 0.16
0.14 0.14
0.12 0.12
0.10 0.10
0.08 0.08
0.06 0.06
0.04 0.04
0.02 0.02
5.73T10 -4 5.5T10 -4
(d) ྲढ़ᮠဋ17477 Hz
7.75T10 -3 7.44T10 -3
T10 -3
7 7
6 6
5 5
4 4
3 3
2 2
1 1
1.03T10 -4 9.92T10 -5
(e) ྲढ़ᮠဋ18750 Hz
图 7 基于周期性扇形孔结构的斜槽型复合模态超声振动系统的振型图
Fig. 7 Vibration modal diagram of chute type composite mode ultrasonic vibration system based
on periodic sector-shaped hole structure