导读:本文包含了超声波近场声悬浮论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:近场声悬浮,回复力,有限元,变幅杆
超声波近场声悬浮论文文献综述
梁延德,魏剑宇,何福本,陈冬[1]（2015）在《超声波近场悬浮稳定性提高方法与实验研究》一文中研究指出在超声波近场悬浮系统中,回复力的大小是影响悬浮稳定性的重要因素。在分析悬浮片和变幅杆中间空气层的流速分布的基础上,根据空气粘性切应力理论解释了回复力的来源,提出新的回复力理论模型,并根据该回复力理论模型得到提高悬浮稳定性的办法,即提高变幅杆边缘位置的声压和降低变幅杆中心位置声压。应用有限元方法设计并制造了球面端面变幅杆,和传统的平面端面变幅杆进行对比实验,将不同质量的悬浮片偏心不同距离放置,分别测量了其往复运动的周期和不同位置的悬浮片倾角。实验结果证明了该理论模型的合理。(本文来源于《机械设计与制造》期刊2015年11期）
魏剑宇[2]（2015）在《超声波近场悬浮稳定性与悬浮高度研究》一文中研究指出超声波近场悬浮是利用超声振动的声源和平面悬浮物之间形成的空气层实现非接触夹持或运输的。相比于其他悬浮方式,超声波近场悬浮有悬浮力大、无电磁干扰、对悬浮物无材料要求等优点,在高精密加工领域有广阔的应用前景。但是目前为止对近场悬浮中回复力的产生机理还没有一个统一的解释；悬浮力的计算也不是特别准确,没有把悬浮物本身对声场辐射力的影响考虑在内。文章从理论和实验两个方面对回复力和悬浮力进行研究。主要研究内容如下：根据声传播理论分析声场的近场特性和远场特性,深入研究近场悬浮机理,分别应用Rayleigh方程和Reynolds方程求解悬浮中的悬浮力,并比较Rayleigh方程与Reynolds方程解析解之间的差异。同时还对Reynolds方程进行数值求解,得到悬浮过程中声压分布。分析悬浮稳定性,根据悬浮片实际运动状态和悬浮力计算公式,得到悬浮片偏离变幅杆端面圆心时中间空气层的声压分布以及其运动方向,结合流体粘性切应力理论得出回复力产生机理,并基于此理论总结出提高悬浮稳定性的方法。利用有限元方法分别设计传统的平面端面变幅杆和改进的球面端面变幅杆,并利用边界元方法对声场仿真,仿真结果和设计目标相一致。搭建测量两种变幅杆悬浮稳定性的实验平台,采用单反相机追踪悬浮物运动状态,应用Matlab图像处理功能得到运动周期。实验结果证明了上述提高稳定性方法的正确性。利用点激光发生器测量悬浮倾角,根据几何关系推导光斑移动距离与悬浮片倾斜角度关系。从回复周期和悬浮倾角两方面评价两种变幅杆的稳定性,实验结果显示球面变幅杆具有更强的稳定性。利用激光位移传感器研究声反射系数对悬浮高度的影响。实验结果证明相同质量下声反射系数越大悬浮高度越高。从能量角度修正Rayleigh方程,将理论悬浮高度和实际悬浮高度作对比,修正后能提高计算悬浮高度精度。(本文来源于《大连理工大学》期刊2015-05-20）
孙旭光[3]（2012）在《基于超声波近场声悬浮的靶丸类微球驱动研究》一文中研究指出世界经济的发展,得益于以煤炭、石油、天然气为代表的化石能源的广泛应用,然而这些化石能源终将枯竭,人们期待新的能源。可控核聚变干净、安全,且以海水作为原料,是人类的希望所在。惯性约束核聚变(ICF)是实现可控核聚变的一种有效方法,但如何解决靶丸材料在激光辐射场中的支撑是一项关键的技术,也是一项难题。目前ICF靶丸普遍使用的杆支撑,阻碍了均匀辐照,而磁悬浮支撑需要在靶丸中添加铁氧体等磁导物质,影响靶丸的均匀性、稳定性及发光效率,因此会在激光辐射过程中产生不利影响。为克服上述缺点,本文提出采用超声波近场声悬浮支撑并辅以气动驱动控制的方法,围绕超声波悬浮原理,影响悬浮高度因素和气动驱动控制方法等问题,对超声波悬浮系统和气动驱动系统进行了设计,并对其性能进行测试分析。为了解凹球面换能器近场声悬浮的机理,首先以固体弹性力学的角度,推导出振动时换能器各点的变形情况,并以此为基础,分析超声波近场声悬浮时,换能器对平板产生的辐射力。最后,用反射波的声辐射力乘以散射系数的方式近似代替球面散射的声辐射力,推导并简化了凹球面换能器悬浮高度的计算公式。公式表明：悬浮高度与换能器发射端的振幅、悬浮物体的质量、半径以及流体介质的密度有关,通过调节这几个因素,可以改变悬浮高度。超声波换能器是实现近场声悬浮的关键部件,针对超声波换能器的具体应用情况,本文选择PZT-8作为压电材料,硬铝和45#钢作为前、后盖板,并根据换能器设计理论,对换能器进行尺寸设计。由于换能器发射端为凹球面,产生的声场分布未知,所以采用有限元参数化思想,设计换能器的凹球面半径与凹陷高度。结果表明,凹球面发射端的最佳参数为球面半径5mm,凹陷高度2.5mm,并据此制作了实验样机。在前文理论分析的基础上,构建超声波悬浮系统,并对其性能进行测试。实验结果表明：随着电压的增大,悬浮高度上升,悬浮扰动加剧；悬浮圆球与凹球面半径相等时,悬浮高度最大,悬浮扰动最小。据此,引入半径耦合系数,以反映悬浮圆球与凹球面半径的耦合情况,修正了凹球面换能器悬浮高度计算公式。此外以理论与实验相结合的方式,得出换能器谐振频率的负载效应：随着负载质量的增加,谐振频率略有下降,共振频率的阶数越高,下降趋势越明显。在超声波悬浮系统的基础上,构建气动驱动系统并进行实验测试。实验结果表明：气压是影响悬浮圆球转速的主要因素,气压越大,悬浮圆球转速越快；出气孔偏心距对悬浮圆球转速影响较小,偏心距越大,悬浮圆球转速越慢。此外还对测出悬浮圆球转速对悬浮高度和扰动的影响：悬浮圆球转速越快,悬浮高度越低,扰动越大。本文的研究工作证明采用超声波近场声悬浮支撑并辅以气动驱动控制的方法,可以实现ICF靶丸的无接触支撑及其驱动控制。(本文来源于《吉林大学》期刊2012-05-01）
田丰君[4]（2010）在《基于夹心式压电换能器的超声波近场声悬浮支撑技术研究》一文中研究指出高速与超高速旋转机械的开发应用对轴承的性能提出了越来越高的要求。为最大限度地减小摩擦阻力矩,轴承系统的润滑方式也逐步由固体、半固体润滑向具有良好减摩性的液体和气体润滑方向发展。高精度、非接触、低摩擦等新型轴承的开发与利用成为轴承研究领域所面临的新课题。在功率超声范畴内,当声源以超声频率振动时,声源表面会形成较强的声场和辐射压力,这种声辐射压可以平衡物体的重力,具有承载特性,从而使声源表面与物体之间被空气膜隔开,形成超声波悬浮,超声波轴承便是在此基础上开展研究的。超声波悬浮轴承的提出,开创了轴承研究领域一个新的方向,也使得压电驱动技术的发展与应用得以丰富。超声波轴承与传统的磁悬浮以及气体静、动压悬浮轴承相比,在悬浮支撑的实现方式上是完全不同的,目前,对这一新型非接触悬浮轴承的开发仍处于基础研究阶段,对其悬浮支撑技术的研究十分必要。结合国家自然科学基金“飞轮储能系统高速轴系的超声波悬浮支撑技术研究”,以夹心式压电换能器为基础,本文对超声波振动下的声悬浮技术进行了比较全面、系统的研究。夹心式压电换能器是构造超声波轴承系统的关键部件,也是悬浮支撑技术研究的重点。夹心式压电换能器在功率超声领域里技术成熟、应用广泛,这为声悬浮技术的研究奠定了良好的基础。在本文的研究过程中,理论探讨与实验分析相结合,对构造超声波悬浮轴承用的夹心式压电换能器进行了较为深入的研究。本文对基于夹心式压电换能器的超声波近场声悬浮的相关理论问题进行了分析探讨；设计开发了振动输出端分别为平面型、圆锥面型以及凹柱面型等结构形式的夹心式压电换能器；分析了夹心式压电换能器的振动模态、谐振频率、端面振幅以及阻抗匹配等,获得了换能器的基本性能参数并优化了换能器的结构;创建了换能器的数学模型,分析了这些具有特殊结构的换能器的声悬浮特性；在此基础上,完成了包括推力轴承、凹柱面径向支撑轴承以及双向角支撑轴承等多种结构形式的超声波悬浮支撑系统的设计与制作；实验研究了超声波悬浮支撑系统的承载能力、动摩擦力矩、极限转速、悬浮支撑状态以及影响悬浮轴承工作性能的因素等。论文通过大量的实验研究验证了换能器和悬浮支撑系统结构的合理性及其可行性。本文的研究表明,振动输出端为平面、圆锥面以及凹柱面等结构形式的夹心式压电换能器处于纵向超声振动状态时,均可形成对外载荷的悬浮支撑,其支撑能力决定于换能器的振动模态、振动频率以及输入功率等；基于这叁种夹心式压电换能器所构造的超声波悬浮支撑系统能够实现轴系的正常运转,并且具有较高的转速和良好的减摩性能,悬浮支撑的超声波轴承系统具有可应用性。超声波悬浮支撑技术的研究拓展了压电超声学在机械领域中的应用,研究工作具有创新性,也具有一定的探索性。本文的研究工作是超声波轴承研究的一个必经阶段和重要组成部分,这些工作的开展与进行,旨在为今后对这一技术的深入研究奠定良好的基础并提供有价值的参考。(本文来源于《吉林大学》期刊2010-06-01）
超声波近场声悬浮论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
超声波近场悬浮是利用超声振动的声源和平面悬浮物之间形成的空气层实现非接触夹持或运输的。相比于其他悬浮方式,超声波近场悬浮有悬浮力大、无电磁干扰、对悬浮物无材料要求等优点,在高精密加工领域有广阔的应用前景。但是目前为止对近场悬浮中回复力的产生机理还没有一个统一的解释；悬浮力的计算也不是特别准确,没有把悬浮物本身对声场辐射力的影响考虑在内。文章从理论和实验两个方面对回复力和悬浮力进行研究。主要研究内容如下：根据声传播理论分析声场的近场特性和远场特性,深入研究近场悬浮机理,分别应用Rayleigh方程和Reynolds方程求解悬浮中的悬浮力,并比较Rayleigh方程与Reynolds方程解析解之间的差异。同时还对Reynolds方程进行数值求解,得到悬浮过程中声压分布。分析悬浮稳定性,根据悬浮片实际运动状态和悬浮力计算公式,得到悬浮片偏离变幅杆端面圆心时中间空气层的声压分布以及其运动方向,结合流体粘性切应力理论得出回复力产生机理,并基于此理论总结出提高悬浮稳定性的方法。利用有限元方法分别设计传统的平面端面变幅杆和改进的球面端面变幅杆,并利用边界元方法对声场仿真,仿真结果和设计目标相一致。搭建测量两种变幅杆悬浮稳定性的实验平台,采用单反相机追踪悬浮物运动状态,应用Matlab图像处理功能得到运动周期。实验结果证明了上述提高稳定性方法的正确性。利用点激光发生器测量悬浮倾角,根据几何关系推导光斑移动距离与悬浮片倾斜角度关系。从回复周期和悬浮倾角两方面评价两种变幅杆的稳定性,实验结果显示球面变幅杆具有更强的稳定性。利用激光位移传感器研究声反射系数对悬浮高度的影响。实验结果证明相同质量下声反射系数越大悬浮高度越高。从能量角度修正Rayleigh方程,将理论悬浮高度和实际悬浮高度作对比,修正后能提高计算悬浮高度精度。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
超声波近场声悬浮论文参考文献
[1].梁延德,魏剑宇,何福本,陈冬.超声波近场悬浮稳定性提高方法与实验研究[J].机械设计与制造.2015
[2].魏剑宇.超声波近场悬浮稳定性与悬浮高度研究[D].大连理工大学.2015
[3].孙旭光.基于超声波近场声悬浮的靶丸类微球驱动研究[D].吉林大学.2012
[4].田丰君.基于夹心式压电换能器的超声波近场声悬浮支撑技术研究[D].吉林大学.2010