昆山禾創(chuàng)高能聚焦超聲波清洗聲學(xué)系統(tǒng)的有限元分析

高能聚焦超聲波清洗機(jī)主要由超聲波發(fā)生器和高能聚焦聲學(xué)系統(tǒng)兩部分組成。超聲波發(fā)生器的主要作用是將220V，50Hz的交流電壓轉(zhuǎn)換成50 kHz以上的高頻電振蕩信號(hào)。高能聚焦聲學(xué)系統(tǒng)利用逆壓電效應(yīng)將超聲波發(fā)生器的電振蕩信號(hào)轉(zhuǎn)化為同頻率的機(jī)械振蕩信號(hào),并將機(jī)械振幅放大"。高能聚焦超聲波清洗機(jī)主要是利用超聲空化實(shí)現(xiàn)清洗的。在反應(yīng)體系中,液體內(nèi)存在張力弱區(qū),即液體中溶有氣體或在塵埃的液固界面上存在氣體——?dú)夂?在超聲波作用下,氣核膨脹長(zhǎng)大,并被周?chē)囊后w蒸汽或氣體充滿(mǎn),由于內(nèi)外壓力懸殊使氣核塌陷﹑破裂,把集中的聲場(chǎng)能量在極短的時(shí)間和極小的空間內(nèi)釋放出來(lái),使介質(zhì)在局部形成幾百K到幾千K的高溫和超過(guò)數(shù)百個(gè)大氣壓的高壓環(huán)境，并產(chǎn)生很大的沖擊力,同時(shí)生成大量的微氣泡,它們又形成新的氣核,使該循環(huán)繼續(xù)下去,這就是空化作用。要達(dá)到穩(wěn)定的、較強(qiáng)的、滿(mǎn)足要求的清洗,超聲空化作用的效果至關(guān)重要,而要達(dá)到較好的超聲空化效果,聲學(xué)系統(tǒng)的性能起著決定性作用。高能聚焦超聲波清洗機(jī)聲學(xué)系統(tǒng)包括壓電換能器和超聲聚能器兩部分,在此系統(tǒng)中換能器和聚能器被制成一體,并且設(shè)定了較高的工作頻率,從而縮短了整個(gè)聲學(xué)系統(tǒng)的尺寸,滿(mǎn)足了小型化的要求。同時(shí)為了克服由于工作頻率高而減弱超聲空化效果的缺陷,利用高能聚焦的原理,將聚能器的清洗端面設(shè)計(jì)得很小,這樣有利于聲強(qiáng)的提高,從而改善了超聲空化的效果。由于聚能器部分為形狀復(fù)雜的復(fù)合型變幅 桿，利用傳統(tǒng)的解析法進(jìn)行分析設(shè)計(jì)有一定的困難。