25kHz超聲鑄造振動系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、功率超聲產(chǎn)生的超聲效應(yīng)（包括空化、聲流、機(jī)械等非線性效應(yīng)）在介質(zhì)中傳播時，由于超聲波與介質(zhì)的相互作用，使介質(zhì)的一些物理、化學(xué)、生物特性或狀態(tài)發(fā)生改變。金屬凝固過程中施加功率超聲可以有效地改善鑄錠凝固組織，提高材料的物理和化學(xué)性能。在鋁合金鑄造過程中引入超聲場是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)及未來鑄造技術(shù)的一個新發(fā)展方向。本文主要以7系鋁合金超聲鑄造為切入點(diǎn)，主要從以下幾方面進(jìn)行了研究:
　　1.結(jié)合鋁合金鑄造的特點(diǎn)，確定了換能器和變幅桿的類型和材

2、質(zhì)。根據(jù)任意變截面的波動方程及振動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，建立了換能器和變幅桿結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)和物理模型。在此基礎(chǔ)上對25kHz的超聲振動系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)包括換能器、前后端蓋、變幅桿和工具桿進(jìn)行了結(jié)構(gòu)尺寸的確定。
　　2.利用ANSYS有限元分析軟件，建立了25kHz超聲振動系統(tǒng)有限元模型，并通過仿真分析計(jì)算得出該系統(tǒng)的主要參數(shù)，包括超聲波振動系統(tǒng)的縱向諧振頻率、位移振幅等。仿真結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)相似，說明了超聲換能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和有限元模型建立的合理性