IV型弯张换能器壳体静力学分析

２ 棹 壳体 （ 测量 值 ）
Ａ ” 拉伸
为 了验证 换能 器装配 的 好坏 ，利用 激光 测振 仪
（ ｒ ａ ｍ）
２ ． ４
４ ． ８ ７ ． ２ 源自变 形 否 否 否
（ ｍｍ）
２ ． ７
５ － ４ ８ ． １
变 形
否
否 否
０ ． ０ ７ ３
声学技术， ２ ０ ０ ５ ， ２ ４ （ ４ ） ： ２ ６ ８ ２ ７ １ ．
［ ２ ］贺 西平 ， 李斌 ．弯张换能器装配 预应 力及入水后 的变 化
［ Ｊ 】 ．物 理 学 报 ， ２ ０ ０ ４ ， ５ ３ （ ２ ） ： ４ ８ ８ — ５ ０ １ ． ［ ３ 】 Ｄ Ｓ Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 公司． Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ基 础 教 程 ［ Ｍ】 ．
时 壳体长 轴尺 寸 、短轴 尺 寸 的比值基 本上 等 于长轴 拉 力 、短 轴压 力的 比值 。通 过材 料试 验机 验证 了上 述 仿真 结果 的正确 性 。
参考文献 ：
［ １ 】蓝 宇 ，王 智 元 ，王 文 芝 ．弯 张 换 能 器 的 有 限 元 设 计 ［ Ｊ ］ ．
了能把晶堆刚好安装到壳体中，实际施加壳体上的 压力是理论需要的力加上 ０ ． １ ５ ｍ ｉ ｌ ｌ 安装间隙对应的 力 。晶堆 安装 到位 后 ，卸去 壳体上 的压 力 ，重 新测 量 壳体长 轴外 径 为 １ ３ ８ ． ２ ｍｉ ｌ ｌ ， 比未装 晶堆时伸 长 了 ０ ＿ ３ ｒ ｎ ｌ Ｔ ｌ ，根 据表 １ 可 得 晶堆所 受压 力约 为 １ ６ ｋ Ｎ， 晶堆横截 面尺 寸 为 ２ ０ ｍｍＸ ２ ０ ｍｍ， 因此 单个 晶堆
杭州新迪数字工程 系统 有限公司， 译． 北京 ： 机 械工业 出版
社． ２ ０ １ ２ ．
３ ０
０ ． １ ４ ５ ０ － ２ ｌ ７
０ ． Ｏ ４ ９ ８
０ ． １ ０ ４ Ｏ ． １ ５ ６
对换能器壳体的振动模态进行了测量。图 ｌ ３为空 气中换能器壳体振动模态测量结果，从 图中可以看 出 Ⅳ 型弯 张换 能器 的振形 还是 比较 规则 的 。
９ ． ６ １ ２
３ ５ ． １
０ ． ６ ９ ４
是
５结 论
本 文利 用 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｗｏ ｒ ｋ ｓ对 两 种 壳体 进 行 仿真 比 较 ，２ 群 壳 体优 于 １ ≠ ｝ 壳体 ，在施 加相 同压 力下 ２ ≠ ≠ 壳 体比 １ 壳 体位 移 变 化 小 ，长轴 方 向受 到 的 拉力 更
大 ，壳体 更不 易产 生塑性 变形 ，都 呈线 性变 化 。同
４壳体 安装及测试
从仿 真结 果得 出 ２ ｊ ｆ ｝ 壳体优 于 ｌ ≠ ｝ 壳体 ，我们 选 了图 ２的结构 进行 实 际壳体 安装 。晶堆加 两个 过渡 块 的长度 是 ｌ １ ０ ． ３ １ １ ３ １ １ ＂ １ ，壳体 长轴 内径 是 １ ０ ９ ． ９ ｍ ｎ ｌ ， 过盈 了 ０ ． ４ ｒ ｎ ｎ ｌ ，长 轴外 径是 １ ３ ７ ． ９ ｒ ｌ ｌ ｒ ｌ ｆ 。根据 表 １ 我们 需要 施加 ８ ｋ Ｎ 的压 力 ， 但是 最终 施加 了 １ ｌ ｋ Ｎ， 晶堆 才刚 好安 装进 去 ，这里 我们 还 需要 加上安 装 间 隙 ，超 出的 ３ １ （ Ｎ 对应 的位 移是 ０ ． １ ５ Ｉ ｌ ｌ ｌ Ｔ Ｉ 。因此 为
Ｏ ． ２ ｌ ｌ ０ ． ２ ６ ５
０ ． ３ ２ ０ ． ３ ７ ３ ０ ． ４ ２ ７ ０ ． ４ ７ ９
否 否
否 否 否 否
２ ７ ２ ９ ． ７
３ ２ ． ４
０ ． ５ ３ ３ ０ ． ５ ８ ８
０ ． ６ ４
否 否
否
图１ ３空气 中换能器谐振模态 测试
陈扬威 等：Ｉ Ｖ 型弯张换能器壳体静 力学分析
表 ３ 拉伸试 验数 据
拉 力
（ ）
受到 的压 应力 约为 １ ６ ０ ０ ０ ／ ０ ． ０ ２ ／ ０ ． ０ ２ ／ ２ ＝ ２ ０ ＭＰ ａ 。
１ 壳体 （ 测 量值 ） Ａ ” 拉伸 拉 力 （
ｋ Ｎ）
１ ４ ． ４ １ ６ ． ８ １ ９ ． ２ ２ １ ． ６
０ ． ２ ９ １ ０ ． ３ ６ ３
０ ． ４ ３ ４ ０ ． ５ ０ ４ ０ ． ５ ７ ７ ０ ． ６ ４ ９
否 否
否 否 否 否
１ ０ ． ８ １ ３ ． ５
ｌ ６ ． ２ １ ８ ． ９ ２ １ ． ６ ２ ４ － ３