Milline on muunduri amplituudi ühtlus?

Tutvustama

 

Amplituudi ühtlus (tavaliselt lihtsalt "ühtlus") on amplituudi variatsiooni mõõt antud pinnal.

 

Vajavad ühtset amplituudkangi

 

Näiteks keevitatakse ultraheli plastist keevitusrakenduses kaks ühtlaselt paksu ja väga elastset riba. Liigendi ühtlaseks keevitamiseks tuleb igasse punkti keevitatud liigendisse tarnida võrdne kogus ultraheli energiat. Kuna energiaülekanne on amplituudvarda amplituudi amplituudi funktsioon, nõuab võrdne energiaülekanne amplituudvarda võrdset amplituudi igas asendis, kus amplituudvarras riba puutub kokku. Kui amplituudvarda pinna amplituud on ebaühtlane, võib mõnel liigendi osadel olla piisavalt keevisõmblusi, samas kui teistel võivad olla liigsed keevisõmblused. Seetõttu on amplituudihoova pinnal amplituudi ühtlus amplituudihoova kujundamisel oluline kaalutlus. (Märkus. Praegu piirdub see arutelu sarvepinna ühtlusega. Kruvipinna amplituudi ühtlus on samuti oluline ja seda arutatakse hiljem.)

Täpsed ühtsuse nõuded sõltuvad rakendusest. Jäigad plastikud taluvad mingil määral ebaühtlast amplituudvarda. Selle põhjuseks on asjaolu, et kõva plastik suudab ultraheli energia edastada külgnevatele liigendipiirkondadele, mille tulemuseks on energia ühtlasem jaotus piki liigeseid. Lisaks võimaldavad jäigad plastid ühendusi (energiajuhtide), kompenseerides mõnikord amplituudvarda ebapiisavat ühtlust. Lõpuks nõuavad paljud plastist keevitusrakendused ainult teatud keskmist keevitustugevust, võimaldades pisut keevitada ja keevitada vuuki.

 

 

Kui on vaja suurt ühtlust:

1. Pitseeritud. Õhukindel tihend nõuab kogu oma perifeeriast piisavat sidumistugevust. Ühtne sarv suurendab edu tõenäosust.

2. õhukesed kilerakendused. Õhukeste kilede (näiteks sünteetiliste kiudude kangaste) keevitamisel on kile liiga paindlik, et edastada ultraheli energia külgnevatele aladele. Lisaks ei saa seda filmi kujundada koostöös energiajuhiga. Seetõttu peitub täielik vastutus keevitamise nõuetekohase keevitamise eest (eeldusel, et kinnitus on õigesti kavandatud).

3. Komposiit amplituudkang. Komposiit amplituudvarras koosneb ema amplituudvardast, mis on ühendatud terava amplituudvardaga. Kui ema amplituudihoobil pole ühtlast pinna amplituudi, siis tipu amplituudihoob painutab. See võib põhjustada tipu amplituudvarda väsimuspuudulikkust, otsa ja ema amplituudvarda vahelise ühendusprobleeme, muunduri painde rikkeid, valede resonantsiprobleeme ja halb keevitamine.

4. suure amplituudiga pistik. Kui liiges töötab suure amplituudiga, võib see kontaktliidese mikroliigutuste tõttu halveneda. Selle tulemuseks on soojuse genereerimine ja suurem energiakaotus; Kui probleem on raske, võivad liigesed takerduda. Kui liigesel on suur amplituud ja liigendi amplituudihoova ühtlus on halb, siis on see probleem veelgi hullem.

 

Ebaühtluse põhjused

Ebaühtlase amplituudi põhjustab Poissoni sidumine, nii et kui resonaator vibreerib pikisuunas, hingab see külgsuunas. Kuid see hingamine ei ole resonaatori pikkuses ühtlane - see tähendab, et hingamise kogus on kõrgeima tüve (stress) kõige kõrgem. Seetõttu on vormistamata resonaatorite puhul kõrgeim sõlmedes ja madalaim (null lähedal) väljundi ja sisendpindade juures. See ebaühtlane hingamisjaotus viib näo ebaühtlase amplituudini. See efekt on näidatud järgmisel joonisel.

 

 

Hingamismaht sõltub kolmest tegurist

 

1. Poissoni suhe. Kõrge Poissoni suhtega materjalid hingavad rohkem, mille tulemuseks on amplituudi vähenenud ühtlus.

2. Peen joone lainepikkus. Lühikeste lainepikkustega materjalidel (madala lainekiirusel) on antud amplituudil suurem pinge, mille tulemuseks on suurem hingamine.

3. Horisontaalsed mõõtmed. Suurema laiuse, paksuse või läbimõõduga resonaator hingab rohkem kui õhema resonaatori.

Esimene tegur sõltub ainult materjalist. Teine tegur sõltub materjalist (laine kiirus) ja sagedusest. Kolmas tegur sõltub resonaatori kujundusest. Resonaatori saledat kuju saab määratleda teise ja kolmanda teguri ühendamise teel.

Vormitud resonaatorite puhul on külgmõõt läbimõõt. Seetõttu, kui resonaatori läbimõõt on võrdne õhukese joone lainepikkusega, on saledam pikkus 1. 0.

Lainepikkus on pöördvõrdeline sagedusega. Seetõttu, kui resonaatori külgmised mõõtmed jäävad muutumatuks, võib resonaator tunduda õhukese juures 20 kHz juures, kuid võib olla "jõuline" kiirusel 40 kHz. (Resonaatori vastupidavuse kaalumiseks pole konkreetset saledat väärtust.)

 

Seetõttu hingamise vähendamiseks ja ühtluse parandamiseks --

 

1. Resonaator peaks olema sale (pikk lainepikkus ja väike külgmõõt).

2. Resonaatori materjalil peaks olema madal Poissoni suhe.

Järgmine tabel ja diagramm näitavad 20 kHz vormistamata Ø 125 mm sarve, mis on valmistatud tüüpilistest akustilistest materjalidest (alumiinium, titaan ja teras) ning kahe üsna ekstreemse materjali (alumiiniumberülliumkomposiit ja messingist).

 

Tabeli märkus:

 

1. Amplituudihoob on vormistamata ja sellel pole kruvisid.

2. Järgmises tabelis on toodud eelmisest tabelist lisateavet. Pange tähele, et universaalseid materiaalseid omadusi kasutatakse alumiiniumi, titaani ja terase jaoks.

 

3. peenjoone laine kiiruse arvutamine on

4. Antud häälestamise pikkus on rakendatav ainult 20 kHz kujundamata Ø 125 mm sarv.

5. Maksimaalne radiaalne amplituud ilmneb sõlmes. Selle väärtus on seotud amplituudvarda pinna keskel asuva aksiaalse amplituudiga.