20
當前位置：上海生析超聲儀器有限公司>>技術文章>>超聲波變幅桿的發(fā)展和現狀
超聲波變幅桿的發(fā)展和現狀
超聲波變幅桿也稱為聚能器，它主要作用是將機械振動的振幅放大，也就是將能量集中在較小面積上，產生聚能作用。
超聲波變幅桿的發(fā)展歷史：
上世紀40年代發(fā)明的縱振指數型變幅桿，是為了高強大功率超聲波的應用；
50年代原蘇聯學者提出懸鏈線型變幅桿和多級組合變幅桿；
60年代提出了描述變幅桿形狀因數的概念，并發(fā)展了一種應力沿桿件均勻分布的高斯型變幅桿，獲得了高位移振幅。森榮司提出振動方向變換器，開辟了用變幅桿件功率合成方法獲得高強特大功率(50KW以上)超聲的途徑；
上世紀80年代森榮司等又提出夾心彎曲換能器結構；
90年代根本佐久良雄等人則提出了夾心扭轉換能器結構；
隨后又出現了彎曲振動變幅桿和扭轉振動變幅桿，擴大了工業(yè)應用范圍；
除了以上桿件形狀外，在大功率超聲冷拔絲、管等應用中出現了等厚度或變厚度的盤形或環(huán)形聚能器;在超聲焊接、切割中又出現了大型塊狀變幅桿件。
超聲波變幅桿的現狀:
不同形狀函數變幅桿性能表達式復雜、計算工作量大, 因此有人研究開發(fā)了一些變幅桿設計計算軟件。這在一定范圍內能減輕實際設計的工作量, 但軟件設計的理論基礎還是傳統(tǒng)設計方法的表達式，對不同形狀的變幅桿或由此組成的復合桿，想全面將桿件的設計尺寸( 或頻率)、位移節(jié)點、放大系數、形狀因數、在桿件中的應力和位移分布曲線同時計算并展現出來，以利于從各個性能指標中；
綜合分析和選擇桿件, 還是有一定難度的。這就需要發(fā)展一種對變幅桿各參量進行計算和表達的方法。研究了對各種不同單級變幅桿的性能參量進行了統(tǒng)一表達的方法。該
方法基于對變幅桿；
兩端面上的邊界條件設置了四個任意常數，統(tǒng)一了變幅桿的各性能參量表達式。是通過人為設置的四個任意常數來統(tǒng)一的設計方法，不利于在復合桿中計算和設計。如果能用設計方法本身統(tǒng)一各單級變幅桿各性能參數的表達式就可以方便地設計組合復雜的復合桿，而且用統(tǒng)一的表達式，也能更方便更深入地研究變幅桿的聲學性質。