[發明專利]一種同相彎曲振動方形輻射體及其設計方法

有效

• 申請號: 201710075150.2
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN106799345B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 李娜;賀西平
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: B06B1/12
• 分類號: B06B1/12
• 代理公司: 西安佩騰特知識產權代理事務所(普通合伙) 61226
• 代理人: 張倩

1.一種同相彎曲振動的方形輻射體，其特征在于：所述方形輻射體是在方形輻射板(1)的四個角上分別設置有三棱柱結構的階梯(2)，階梯(2)的厚度h₁為輻射體在介質中輻射聲波波長的二分之一，階梯(2)與方形輻射板(1)接觸的階梯區域是由方形輻射板(1)的邊長與方形輻射板(1)在受中心激勵時能夠出現四條傾斜直線型節線的振動模態下所對應的節線所圍成的三角形區域；

所述方形輻射體的設計方法由以下步驟組成：

(1)確定方形輻射板(1)的尺寸，用縱振換能器(3)激勵方形輻射板(1)的中心，有限元方法計算出該方形輻射板(1)上有四條傾斜直線型節線的振動模態；

(2)在步驟(1)的直線型節線的振動模態下，沿方形輻射板(1)的邊長方向計算垂直于方形輻射板(1)的振動位移分布，位移為零的點就是該方形輻射板(1)的節點，方形輻射板(1)相鄰邊對應節點的最短連線就是該方形輻射板(1)的節線，從而確定出方形輻射板(1)的四條節線位置；

(3)根據步驟(2)的節線位置，確定每條節線與相鄰的方形輻射板(1)邊長所圍成的三角形區域即為階梯(2)區域，在該區域內加階梯(2)，階梯(2)厚度為方形輻射板(1)在介質中輻射聲波波長的二分之一，從而在階梯(2)高度所在平面形成同相彎曲振動，即得到同相彎曲振動的方形輻射體。

2.根據權利要求1所述的同相彎曲振動的方形輻射體，其特征在于：所述方形輻射板(1)邊長a為40～100mm，厚度h為5～11mm。

3.根據權利要求1所述的同相彎曲振動的方形輻射體，其特征在于：所述方形輻射板(1)的節線與方形輻射板(1)的邊長相交且呈45°夾角，節線與方形輻射板(1)邊長成等腰直角三角形。

4.根據權利要求1或2或3所述的同相彎曲振動的方形輻射體，其特征在于：所述方形輻射板(1)的中心激勵半徑為8～10mm，激勵頻率為15～30kHz。