超磁致伸缩超声换能器的结构与谐振频率分析

摘要

基于电路理论和系统动态方程提出了超磁致伸缩换能器的系统化整体结构设计方法.建立了超磁致伸缩超声换能器的有源元件Terfenol-D棒和各振动组件的机电等效电路,与电路理论相类比推导出谐振状态的频率方程,求解频率方程得出换能器各部分的结构尺寸.以这些尺寸为依据,用数值计算软件计算磁致伸缩棒中磁场分布情况.用有限元法建立了换能器的磁-机械耦合动态方程,结合磁场分布情况,求解动态方程得出谐振频率,与给定谐振频率对比并校核原结构设计,优化结构.