[發明專利]超聲激勵下固體平板振動特性的分析方法

有效

• 申請號: 201310291542.4
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103383298A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 馮輔周;張超省;江鵬程;張麗霞;閔慶旭;丁闖;王鵬飛;王冠球
• 申請（專利權）人: 馮輔周
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種超聲激勵下固體平板振動特性的分析方法，設計以預緊力F₀壓迫超聲換能器對固體平板進行激勵，計算任意時刻t所述超聲換能器的工具桿端面的位移與速度，以及固體平板中正對于工具桿端面位置的微小單元的位移與速度，所述工具桿等效為質量為m₁、長度為L₀且兩端以A₀(sin?wt)進行伸縮的質量塊，固體平板中正對于工具桿端面、厚度為D的微小單元等效為質量為m₂的質量塊，固體平板中其它部分對質量塊m₂的作用等效為彈性系數為K的彈簧以及阻尼系數為C彈簧阻尼。其特征在于，質量塊m₁和質量塊m₂的運動過程包括交替進行的碰撞運動階段和共同運動階段，其中，

所述碰撞運動階段中，質量塊m₁與質量塊m₂碰撞和彈開交替進行，

所述共同運動階段中，質量塊m₁和質量塊m₂結合在一起共同運動，

在碰撞運動階段，當質量塊m₁和質量塊m₂碰撞后的速度差小于設定閾值時，所述碰撞運動階段轉換為共同運動階段，當質量塊m₁和質量塊m₂在所述共同運動階段中彈開時，共同運動階段轉換為碰撞運動階段。

2.如權利要求1所述的超聲激勵下固體平板振動特性的分析方法，當質量塊m₁和質量塊m₂處于碰撞運動階段時，質量塊m₁和質量塊m₂在t_i時刻發生第i次碰撞，質量塊m₁的第一運動位移x₁(t)和質量塊m₂的第二運動位移x₂(t)分別表示為：

x1(t)=F02m1(t-ti)2(x·1i+A0wcos(wti))(t-ti)+A0(sinwt-sin(wti))+x1i]]>

其中，wr=wn2-n2,]]>wn=Km2,]]>n=C2m2,]]>X2i=x2i2+(nx2i+x·2i+wr)2,]]>K為彈性系數，C為阻尼系數，w為角速度，F₀為施加到工具桿的預緊力，A₀為振幅，e為牛頓恢復系數，第一運動速度和第二運動速度通過所述第一運動位移x₁(t)和第二運動位移x₂(t)對時間求導獲得，x_1i^-和為第i次碰撞前質量塊m₁的位移和速度，x_2i^-和為第i次碰撞前質量塊m₂的位移和速度，x_1i⁺和為第i次碰撞后質量塊m₁的位移和速度，x_2i⁺和為第i次碰撞后質量塊m₂的位移和速度，由于碰撞前后位移不會突然變化，所以x_1i=x_1i^-=x_1i⁺，x_2i=x_2i^-=x_2i⁺。