超聲變幅桿與杯型工具一體化設(shè)計(jì)

馬付建　董志剛　康仁科等

摘要：基于細(xì)長桿縱振理論和薄圓盤振動理論，針對超聲變幅桿與杯型工具開展一體化設(shè)計(jì)研究。通過分析各段的振動模態(tài)，將超聲變幅桿和杯型工具的振動分為“縱-彎-縱”三個(gè)部分，分別建立三段位移和應(yīng)力函數(shù)及邊界條件，推導(dǎo)得出超聲變幅桿和杯型工具的總體頻率方程。根據(jù)得到的總體頻率方程，設(shè)計(jì)出典型的超聲變幅桿和杯型工具。對所設(shè)計(jì)的超聲變幅桿和杯型工具的振動性能進(jìn)行有限元分析和試驗(yàn)測試，分析和試驗(yàn)結(jié)果表明，超聲變幅桿和杯型工具諧振頻率的設(shè)計(jì)結(jié)果和有限元分析及測試結(jié)果的誤差均在10%以內(nèi)，驗(yàn)證了所建立的超聲變幅桿和杯型工具的頻率方程的正確性，并分析了各段長度和半徑對超聲變幅桿和杯型工具諧振頻率的影響規(guī)律，為其諧振頻率的修正提供了依據(jù)。