Hva er enhetligheten til svingeramplitude?

Introdusere

 

Amplitude -enhetlighet (vanligvis bare "enhetlighet") er et mål på variasjonen av amplitude på en gitt overflate.

 

Trenger en enhetlig amplitude spak

 

For eksempel, i en ultralydplastsveisepåføring, blir to jevnt tykke og veldig fleksible strimler sveiset sammen. For å sveise jevnt langs skjøten, må en like stor mengde ultralydenergi leveres til hvert punkt langs sveisede leddet. Siden energioverføring er en funksjon av amplituden til amplituden til amplitudestangen, krever lik energioverføring lik amplitude av amplitudestangen ved hver posisjon der amplitudestangen kontakter stripen. Hvis amplituden til amplitudestangoverflaten er ujevn, kan noen deler av leddet ha utilstrekkelige sveiser, mens andre kan ha overdreven sveiser. Derfor er enhetligheten av amplitude på overflaten av amplitude -spaken en viktig vurdering i utformingen av amplitudespaken. (Merk: For øyeblikket vil denne diskusjonen være begrenset til hornens ensartethet. Imidlertid er amplitude -ensartetheten til skrueoverflaten også viktig og vil bli diskutert senere.)

De nøyaktige uniformitetskravene vil avhenge av applikasjonen. Stive plast tåler ujevne amplitude -stenger til en viss grad. Dette er fordi den harde plast kan overføre ultralydenergi til tilstøtende skjøtområder, noe som resulterer i en mer jevn fordeling av energi langs leddene. I tillegg tillater stiv plast til tilkoblinger (energidirektører), og noen ganger kompenserer for utilstrekkelig enhetlighet av amplitudestangen. Til slutt krever mange plastsveiseapplikasjoner bare en viss gjennomsnittlig sveisestyrke, noe som gir mulighet for litt sveising og under sveising langs leddet.

 

 

Når høy ensartethet er nødvendig:

1. forseglet. Den lufttette selet krever tilstrekkelig bindingsstyrke langs hele periferien. Det enhetlige hornet øker sannsynligheten for suksess.

2. Tynne filmapplikasjoner. Når du sveiser tynne filmer (for eksempel syntetiske fiberstoffer), er filmen for fleksibel til å overføre ultralydenergi til tilstøtende områder. Videre kan denne filmen ikke utformes i samarbeid med en energidirektør. Derfor ligger det fulle ansvaret for riktig sveising hos sveisehodet (forutsatt at inventar er designet riktig).

3. sammensatt amplitude spak. Den sammensatte amplitudestangen er sammensatt av en morsamplitude -stang koblet til en spiss amplitude -stang. Hvis moramplitude -spaken ikke har en jevn overflateamplitude, vil spissamplitude -spaken bøye seg. Dette kan føre til utmattelsessvikt av spissamplitude -stangen, tilkoblingsproblemer mellom spissen og morsamplitude -stangen, bøyingsfeilene til omformeren, falske resonansproblemer og dårlig sveising.

4. Høy amplitude -kontakt. Når leddet fungerer ved høy amplitude, kan det forverres på grunn av mikrobevegelser ved kontaktgrensesnittet. Dette vil føre til varmeproduksjon og høyere krafttap; Hvis problemet er alvorlig, kan leddene sitte fast. Hvis leddet har høy amplitude og enhetligheten til amplitudespaken på leddet er dårlig, vil dette problemet være enda verre.

 

Årsaker til ujevnhet

Ujevn amplitude er forårsaket av Poisson -kobling, så når resonatoren vibrerer langsgående, vil den "puste" sideveis. Imidlertid er denne pusten ikke ensartet langs resonatorens lengde - det vil si at pustemengden er høyest på poenget med høyeste belastning (stress). Derfor, for uformede resonatorer, vil respirasjonen være høyest ved nodene og lavest (nær null) ved utgangen og inngangsflatene. Denne ujevn pustefordelingen fører til ujevn ansiktsamplitude. Denne effekten er vist i følgende figur.

 

 

Pustevolum avhenger av tre faktorer

 

1. Poissons forhold. Materialer med høy Poissons forhold puster mer, noe som resulterer i redusert amplitude -enhetlighet.

2. Fin linjebølgelengde. Materialer med korte bølgelengder (lave bølgehastigheter) har større belastning ved en gitt amplitude, noe som resulterer i større respirasjon.

3. Horisontale dimensjoner. En resonator med større bredde, tykkelse eller diameter vil puste mer enn den tynnere resonatoren.

Den første faktoren avhenger bare av materialet. Den andre faktoren avhenger av materialet (bølgehastighet) og frekvens. Den tredje faktoren avhenger av resonatorutformingen. Den smale formen til en resonator kan defineres ved å kombinere den andre og tredje faktorene.

For uformede resonatorer er den laterale dimensjonen diameteren. Derfor, når diameteren til resonatoren er lik halvparten av bølgelengden på den tynne linjen, er den smale lengden 1. 0.

Bølgelengde er omvendt proporsjonal med frekvens. Derfor, hvis de laterale dimensjonene til resonatoren forblir uendret, kan resonatoren virke tynn ved 20 kHz, men kan virke "robust" ved 40 kHz. (Det er ingen spesifikk slank verdi å vurdere en resonator som er robust.)

 

Derfor, for å redusere pusten og forbedre ensartetheten --

 

1. Resonatoren skal være slank (lang bølgelengde og liten sidedimensjon).

2. Resonatormaterialet skal ha et lavt Poissons forhold.

Følgende tabell og diagram viser effekten av et 20 kHz uformert Ø 125 mm horn laget av typiske akustiske materialer (aluminium, titan og stål) og to ganske ekstreme materialer (aluminium berylliumkompositt og messing).

 

Tabell Merk:

 

1. Amplitude -spaken er uformert og har ikke skruer.

2. Følgende tabell gir litt tilleggsinformasjon fra forrige tabell. Vær oppmerksom på at de universelle materialegenskapene brukes til aluminium, titan og stål.

 

3. Beregning av fin linjebølgehastighet er

4. Den gitte innstillingslengden er bare anvendelig for 20 kHz unformet ø 125 mm horn.

5. Maksimal radiell amplitude oppstår ved noden. Verdien er relatert til den aksiale amplituden i midten av amplitudestangoverflaten.