超声激励下固体平板振动特性的分析方法

摘要

本发明提出一种超声激励下固体平板振动特性的分析方法，包括：以预紧力压迫超声换能器对固体平板进行激励，计算任意时刻工具杆端面和固体平板的位移与速度，运动过程包括交替进行的碰撞运动阶段和共同运动阶段，碰撞运动阶段，工具杆端面与固体平板碰撞和弹开交替进行，当工具杆端面与固体平板碰撞后的速度差小于设定阈值时，碰撞运动变为共同运动，当工具杆端面与固体平板弹开时，共同运动变为碰撞运动。本发明的分析方法，利用动量守恒定律和牛顿恢复系数求解碰撞前后速度的，且忽略碰撞的时间过程，解决了动能守恒定律在本发明实施例中不适用的问题。

主权项

一种超声激励下固体平板振动特性的分析方法，设计以预紧力F0压迫超声换能器对固体平板进行激励，计算任意时刻t所述超声换能器的工具杆端面的位移与速度，以及固体平板中正对于工具杆端面位置的微小单元的位移与速度，所述工具杆等效为质量为m1、长度为L0且两端以A0(sin wt)进行伸缩的质量块，固体平板中正对于工具杆端面、厚度为D的微小单元等效为质量为m2的质量块，固体平板中其它部分对质量块m2的作用等效为弹性系数为K的弹簧以及阻尼系数为C弹簧阻尼。其特征在于，质量块m1和质量块m2的运动过程包括交替进行的碰撞运动阶段和共同运动阶段，其中，所述碰撞运动阶段中，质量块m1与质量块m2碰撞和弹开交替进行，所述共同运动阶段中，质量块m1和质量块m2结合在一起共同运动，在碰撞运动阶段，当质量块m1和质量块m2碰撞后的速度差小于设定阈值时，所述碰撞运动阶段转换为共同运动阶段，当质量块m1和质量块m2在所述共同运动阶段中弹开时，共同运动阶段转换为碰撞运动阶段。