二维纵向振动方向变换器的等效电路

摘要

二维振动方向变换器集功率合成和二维超声输出的功能于一体,在功率超声技术中具有重要的应用价值.然而,对于二维振动方向变换器的设计分析目前只有一种较为复杂的波动方程理论,并且该方法难以对整个振动系统实现整体优化设计,无法满足工程应用的需求. 等效电路法在超声振动系统的设计中具有重要价值，因为它较之波动方程法具有物理意义更明确、简便直观、方便实现对整个振动系统的整体优化设计及分析。本文以一维振动理论为基础，基于表观弹性法的基本思想，提出了表征二维振动方向变换器的同向及反向振动二维耦合系数和纵向力转换系数，借用力电类比原理，推导了二维振动方向变换器的二维耦合振动的等效电路及共振频率方程。在此基础上通过数值仿真和实验测试验证了二维纵向振动方向变换器等效电路模型的可靠性。