半导体划切压电超声换能器径向振动特性分析

径向复合压电换能器安装于轴类部件时,换能器与夹紧部件会产生严重的机械耦合,因此提出一种新型弹性背衬结构,利用有限元方法分析弹性背衬对换能器振动特性的影响,并对换能器进行实际加工。结果表明,弹性背衬Z形弹性连接结构能起到很好的隔振作用,但会降低换能器径向共振频率,由43 920 Hz降至34 715 Hz;增加Z形弹性连接悬臂梁的臂厚或减短悬臂梁的梁长能提高换能器径向共振频率;优化换能器结构,实现转矩和载荷的有效传递,使径向共振频率达到37 316 Hz;加工换能器后测得实际共振频率为36 602 Hz,与仿真结果吻合较好,但受限于装配工艺,换能器阻抗过高,使得换能器在20 V电压下难以达到理论的微米级振幅,实测振幅仅为0.2 μm,若加大激励电压,振幅会显著增大。

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本文档关键词:半导体,振动,特性,径向,压电