[发明专利]一种同相弯曲振动方形辐射体及其设计方法有效
| 申请号： | 201710075150.2 | 申请日： | 2017-02-10 |
| 公开（公告）号： | CN106799345B | 公开（公告）日： | 2018-06-29 |
| 发明（设计）人： | 李娜;贺西平 | 申请（专利权）人： | 陕西师范大学 |
| 主分类号： | B06B1/12 | 分类号： | B06B1/12 |
| 代理公司： | 西安佩腾特知识产权代理事务所(普通合伙) 61226 | 代理人： | 张倩 |
| 地址： | 710062 陕西省西*** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | 本发明涉及了一种同相弯曲振动的方形辐射体及其设计方法,其是用纵向振动换能器中心激励方形辐射板时，有四条倾斜直线型节线的振动模态，在该振动模态下方形辐射板有四条倾斜直线型节线，计算节线位置，在方形辐射板边长与节线组成的三角形区域加阶梯，阶梯厚度为辐射体在介质中辐射声波波长的二分之一，从而在阶梯高度所在平面形成同相弯曲振动，这种同相弯曲振动方形辐射体指向性尖锐，辐射阻抗低，可以与空气介质形成良好的声匹配，机械加工简单，此外在频率相同的情况下,与圆盘和矩形辐射体相比较该方形辐射体的尺寸较小,与40kHz声波频率的测距换能器相比较其频率较低，声衰减小，传播距离远，可用于超声测距，超声测量料位。 | ||
| 搜索关键词： | 辐射体 弯曲振动 辐射板 节线 倾斜直线 振动模态 纵向振动换能器 测距换能器 矩形辐射体 三角形区域 超声测距 超声测量 传播距离 机械加工 节线位置 空气介质 声波波长 声波频率 所在平面 中心激励 辐射 指向性 边长 减小 可用 料位 阻抗 匹配 尖锐 | ||
【主权项】：
1.一种同相弯曲振动的方形辐射体，其特征在于：所述方形辐射体是在方形辐射板(1)的四个角上分别设置有三棱柱结构的阶梯(2)，阶梯(2)的厚度h1为辐射体在介质中辐射声波波长的二分之一，阶梯(2)与方形辐射板(1)接触的阶梯区域是由方形辐射板(1)的边长与方形辐射板(1)在受中心激励时能够出现四条倾斜直线型节线的振动模态下所对应的节线所围成的三角形区域；所述方形辐射体的设计方法由以下步骤组成：(1)确定方形辐射板(1)的尺寸，用纵振换能器(3)激励方形辐射板(1)的中心，有限元方法计算出该方形辐射板(1)上有四条倾斜直线型节线的振动模态；(2)在步骤(1)的直线型节线的振动模态下，沿方形辐射板(1)的边长方向计算垂直于方形辐射板(1)的振动位移分布，位移为零的点就是该方形辐射板(1)的节点，方形辐射板(1)相邻边对应节点的最短连线就是该方形辐射板(1)的节线，从而确定出方形辐射板(1)的四条节线位置；(3)根据步骤(2)的节线位置，确定每条节线与相邻的方形辐射板(1)边长所围成的三角形区域即为阶梯(2)区域，在该区域内加阶梯(2)，阶梯(2)厚度为方形辐射板(1)在介质中辐射声波波长的二分之一，从而在阶梯(2)高度所在平面形成同相弯曲振动，即得到同相弯曲振动的方形辐射体。
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