Вход

Разработка вибратора для возбуждения колебательных деталей

Дипломная работа
Дата создания 22.05.2016
Страниц 37
Источников 34
Вы будете перенаправлены на сайт нашего партнёра, где сможете оформить покупку данной работы.
6 930руб.
КУПИТЬ

Содержание

Оглавление Введение 4 Глава 1 Разработка вибратора для возбуждения колебательных деталей 6 1.1 Голографическая интерферометрия 6 1.1.1 История развития голографической интерферометрии 6 1.1.2 Принципы голографической интерферометрии 7 1.1.3 Оптические схемы голографической интерферометрии 10 1.1.4 Описание голографической установки 13 1.2 Пьезоэлектрический эффект 23 1.3. Явление магнитострекции вибратора 30 Заключение 33 Список литературы 34   Содержание

Фрагмент работы для ознакомления

Электрический ток протекает через небольшой искровой промежуток, отопление и поджигают газ , Большинство типов газовых горелок и диапазонов имеют системы впрыска на основе встроенного пьезодатчика. Принцип работы пьезоэлектрического датчика в том, что физическое воздействие, превращается в силу, действует на двух противоположных сторонах чувствительного элемента. Обнаружение изменений в пьезоэлектрических микрофонах и пьезодатчиках для электрически усиленных гитар является наиболее распространенным применением датчика, который рассматривается. Пьезоэлектрические датчики используют, в частности с высокой частотой звука в ультразвуковых преобразователей для медицинской визуализации и промышленного неразрушающего контроля.Пъезоэлектрические двигатели. Поскольку очень высокие напряжения соответствуют небольшим изменениям в ширине кристалла, то этой шириной можно манипулировать с более чем микрометрической точностью,что делает пьезоэлектрические кристаллы важным инструментом для позиционирования объектов с высокой точностью. Это идеально для использования их в двигателях, такие как различные серии двигателей, предлагаемых Nanomotion.Что касается пьезоэлектрических двигателей, то пьезоэлектрический элемент получает электрический импульс, а затем применяет направленную силу к противоположной керамической пластине, заставляя ее двигаться в нужном направлении. Движение генерируется, когда пьезоэлектрический элемент движется со статической платформы (например, керамические полоски).Характеристики пьезоэлектрических материалов позволили разработать различные линии уникальных пьезоэлектрических двигателей. Например, с помощью запатентованной пьезоэлектрическойтехнологии, Nanomotion разработала различные серии двигателей размером от одного элемента (при условии, 0,4 кг силы) к двигателю восьми элементов (при условии, 3,2 кг силы). Эти двигатели имеют широкий динамический диапазон скоростей, от нескольких микрон в секунду до 250 мм / сек. Таким образом, пьезоэффект возникает в несимметрических кристаллах под действием внешней деформирующей силы. Существует прямой и обратный пъезоэлектрический эффекты, которые как нельзя лучше демонстрируют закон сохранения энергии. Обратный пъезоэффект имеет схожесть с электрострикцией, но нужно учитывать, что явления эти разные.Пъезоэффект нашел широкое применение в науке и технике. Его активно используют в разного вида преобразователях и генераторах ультразвука. 1.3. Явление магнитострекции вибратораСуть явления магнитострикции заключается во взаимной зависимости между магнитными и механическими действиями некоторых металлов и их сплавов.Если эти металлы поместить в постоянное магнитное поле, то они меняют свою линейную длину. В переменном магнитном поле длина металла будет то уменьшаться, то увеличиваться. Эти изменения будут синхронны с изменениями магнитного поля и по величине - пропорциональны силе намагничевания.Если сила намагничивающего поля меняется с частотой, равной собственной частоте механических колебаний тела (резонанс), то амплитуда изменения линейных размеров возрастает в сотни раз по сравнению с изменениями размеров при отсутствии резонанса.В природе существует прямой (эффект Джоуля) и обратный (эффект Виллари) магнитострикционный эффекты. Под прямым магнитострикционным эффектом понимают изменение линейных размеров магнитострикционных вибраторов при их продольном намагничивании. Суть обратного магнитострикционного эффекта выражается в изменении магнитного состояния вибратора при изменении его линейных размеров. В технических приборах, в зависимости от задачи исследования, используются оба явления магнитострикции.Обратный магнитострикционный эффектобуславлен вибрацией тела, которая распространяется в виде упругих деформаций и вызывает периодическое изменение интенсивности намагничивания этого тела. Если в катушеки L1 и L2 поместить стержень (рис.16) и подвести к катушке L1 напряжение определенной частоты, то периодичность намагничивания стержня и его линейные размеры будут менятся с той же частотой. Такую систему называют магнитострикционным вибратором.Рисунок 16 – Магнитострикционный вибраторВ результати действия явления электромагнитной индукции в обмотке L2 возникает напряжение той же частоты. При частоте, которая равна собственной частоте колебаний стержня, величинаUвыхбудетмаксимальной. Даже небольшое отклонение частоты возбуждает напряжение от собственной частоты механических колебаний стержня, что влияет на изменение линейных размеров стержня, которые становятся ничтожнымииUвыхпадает до нуля.С точки зрения физики явление магнитострикции можно объяснить перестройкой доменной структуры ферромагнетика под действием внешнего магнитного поля. Экспериментальные исследованияферомагнетиков выявили те из них, в которых явление магнитострикции наиболее выражено. Также экспериментальным путем были определены зависимости магнитострикционной деформации от напряженности поля и выработаны рекомендации выгодных режимов работы материала в преобразователе. К распространеным магнитострикционным материалам относят алфер (железо-алюминий), никель, пермендюр (сплав железа, кобальтаи ванадия), а также некоторые феррокерамические материалы. Магнитострикционный эффект позволяет осуществитькрутильныеколебанияматериала. Это явление получило название эффекта Видемана. Он возникает в случае прохождения тока, параллельного подмагничивающему полю, через магнитострикционный материал. Магнитное поле тока в материале взаимодействует с постоянным подмагничивающим полем. В результате взаимодействия возникает спиральное поле, которое вызывает соответствующую ориентацию доменов и скручивание образца в плоскости, перпендикулярной подмагничивающему полю. Магнитострикционные вибраторы используются для мойки деталей в диапазоне частот 10 - 100 кгц.В диапазоне более высоких частот используются пьезоэлектрические вибраторы - кварцевые и керамические из титаната бария. На вибраторы при ультразвуковой очистке подаются большие мощности - порядка 1 - 2 кет. [2]Магнитострикционный вибратор дает хорошие результаты при работе в повышенных температурах ( до 400 С), которые характерны для пайки. [3]Таким образом, эффект магнитострикции или эффект Джоуля заключается в изменении линейных размеров (длины) ферромагнетика при изменении магнитного поля либо при намагничивании. Изменение линейных размеров ферромагнетика происходит в направлении поля. Особенностью эффекта магнитострикции можно считать тот факт, согласно которомуизменение линейных размеров осуществляется за счёт того, чтопод действием магнитного поля атомная решетка материала деформируется самопроизвольно.Явления магнитострикционного вибратора с применением интеллектуальных материалов, которые реагируют на внешнее воздействие электрического или магнитного полей и широко применяется в военной технике, можно использовать при разработке вибратора для возбуждения колебательных деталей.ЗаключениеВ результате проведенной работы было установлено следующее:1. История голографической интерферометрии начала свое развитие в 60-х годах 20 века. Физический смысл этого явления в следующем: при наложении двух когерентных световых пучков возникает интерференционная картина: в пространстве возникают максимумы и минимумы интенсивности света. Явление голографической интерферометрии можно с успехом использовать для вибродиагностики. В качестве примера в работе рассмотрена установка для вибродиагностики, особенностью которой являеться то, что она позволяет исследовать объект с помощью температурного поля, и используется для решения задач исследования деформаций поверхности. Установка позволяет определить величину деформаций, возникающих в результате градиента температуры, а также при этом следить за релаксацией внутренних напряжений материала детали. Принципиальные схемы записи интерферонограмм можно разделить на два типа: голографические двухлучевые схемы в сходящихся лучах и голографические двухлучевые схемы во встречных лучах.Способ голографической интерферометрии двойной экспозиции применяется для исследования поверхностной деформации тел, контроля сварных швов, обнаружения трещин, пузырей, непроваров и т. п.2.Пьезоэффект возникает в несиметричних кристалах под действием внешней деформирующей сили. Существует прямой и обратный пъезоэлектрический эффекты, которые как нельзя лучше демонстрируют закон сохранения энергии. Обратный пъезоэффект имеет схожесть с электрострикцией, но нужно учитывать, что явления эти разные.Пьезоэфект нашел широкое применение в наке и технике. Его активно используют в разного вида преобразователях и генераторах ультразвука. 3. Эффект магнитострикции или эффект Джоуля заключается в изменении линейных размеров (длины) ферромагнетика при изменении магнитного поля либо при намагничивании. Изменение линейных размеров ферромагнетика происходит в направлении поля. Особенностью эффекта магнитострикции можно считать тот фак, согласно которому изменение линейных размеров осуществляется за счёт того, что под действием магнитного поля атомная решетка материала деформируется самопроизвольно.Явления магнитострикционного вибратора с применением интеллектуальных материалов, которые реагируют на внешнее воздействие электрического или магнитного полей и широко применяется в военной технике, можно использовать при разработке вибратора для возбуждения колебательных деталей.Список литературы1. Оптическая голография / Под ред. Колфилда Г. - М.: Мир. 1982. - т.1. 6.2. Клименко И.С. Голография сфокусированных изображений и спекл- интерферометрия. - М.: Наука. 1985. - 222 с. 3. Федяева О.А. Физико-химические свойства поверхности полупроводниковой системы CdxHgi_xTe: Монография. - Омск: Изд-во ОмГТУ. 2013. - 172 с.4.Wan C.F., Luttmer J.D., List R.S., Strogn R.L. Piezoelectric effects in CdHgTe devices//JoumaI of Electronic Materials. 1995. V. 24. №9. P. 1293.5. Калашников С.Г. Электричество / Калашников С.Г. // Москва, 1977г. 6. Корицкий Ю.В Электротехнические материалы / Корицкий Ю.В // Москва, 1968г. 7. Алексеенко И.В., Гусев М.Е. Измерение вибраций металлического диска методом цифровой стробоскопической голографической интерферометрии сфокусированных изображений // Автометрия. 2008. Т.44. №18. Шанин В.И., Шанин О.В. Применение голографической интерферометрии для оценки качества упругих элементов приборостроения. В кн.: Сборник трудов конференции «Голография экспо-2007». – М. 2007. с. 118-119. 9. Макаева Р.Х. Диагностика разрушения, технического состояния и неразрушающий контроль деталей турбомашин методом голографической интерферометрии. В кн.:Сборник трудов конференции «Голография экспо-2008». – СПб. 2008. с. 105-108.10. Ranier Clement Tjiptoprodjo. On a Finite Element Approach to Modeling of Piezoelectric Element Driven Compliant Mechanisms.- Saskatchewan, Canada.: University of Saskatchewan Saskatoon, April 200511. Й.Крауткремер, Г.Крауткремер. Справочник. Ультразвуковой контроль материалов.-Москва.: Металлургия, 1991.12. David H. Johnson. Simulation of an ultrasonic piezoelectric transducer for NASA/JPL Mars rover.- PA, USA.: Cybersonic, Inc. of Erie, 2003.13. Tokin. Multilayer Piezoelectic Actuators. User’s Manual, Tokin Corporate Publisher.: 1996.14. СивухинД.В. Общий курс физики. Т.I. Механика.- Москва.:1979.15. Голямина И.П. Ультразвук.-Москва.: из-во «Советская энциклопедия», 197916. Jan Tichy, Jiry Erhart, Erwin Kittinger, Jana Privratska. Fundamentals of Piezoelectric Sensorics.- Heidelberg, Dordrecht, London, New York.: Springer, 201017. Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 1, ч. A, M., 1966; 18. Голямина И. П. Магнитоетрикционные излучатели из ферритов / в кн.: Физика и техника мощного ультразвука, кн. 1 - Источники мощного ультразвука, M1, 1967; 19. Ультразвуковые преобразователи, под ред. E. Кикучи, пер. с англ., M., 1972; Гутин Л. Я., Избр. труды, Л.,197720. Шур Я. С. Статические и динамические свойства некоторых магнитострикционных материалов // Излучатели и приемники ультразвуковых колебаний и измерение акустических полей / Я. С. Шур и др. – ЛДНТП, 1966. – С. 125 – 135. 21. Smolinski A. Zjawisko magnetostrykcji i materialy magnetostrykcyjne // Rozprawy elektrotechniczne. – т. V, N2, 1959. – с. 211 – 237. 22. Бергман Л. Ультразвук. Ил. – М.: 1597. 5. Розенберг Л. Д. Источники мощного ультразвука / Л. Д. Розенберг [под ред. Л.Д.Розенберга]. – М.: Наука, 1967. 23. Кикучи Е. Ультразвуковые преобразователи / Е. Кикучи. – М.: Мир, 1972.-478 с. 24. Бозорт Р. Ферромагнетизм. – М.: ИЛ, 1956. 25. Преображенский А. А. Теория магнетизма, магнитные материалы и элементы / А. А. Преображенский. – М.: Высшая школа, 1972. 26. Хек К. Магнитные материалы и их техническое применение / К. Хек. – М.: Энергия, 1973. 27. Надев А. И. Магнитострикционные интеллектуальные преобразователи параметров движения: монография / А. И. Надев. – Астрахань: Астрахан. гос. техн. ун-т. – АГТУ, 1999. – 155 с. 28. ГОСТ 26266-90. Преобразователи ультразвуковые. Контроль неразрушающий. Общие технические требования. – М.: Изд-во стандартов, 1990. – 25 с. 29. ГОСТ 23702-85. Преобразователи ультразвуковые. Контроль неразрушающий. Методы измерения основных параметров. – М.: Изд-во стандартов, 1986. – 61 с. 30. Amitay, Galindo, Wu, Theory and Analysis of Phased Array Antennas, Wiley – Interscience, New York, 1972, pp. 145-147. 31. M.Pappalardo, "Some Experimental Data for the Design of Acoustic Arrays", J. of Sound and Vibrations 52, No. 4, 1977, pp. 579-586. 32. R.L.Jungerman, P.Bennett, A.R.Selfridge, D.T.KhuriYakub, and G.S.Kino. "Measurement of normal surface displacements for the characterization of rectangular acoustic array elements", J.Acoust. Soc. Am. 76 (2), August, 1984, pp. 516-524. 33. R.L.Jungerman, P.Bennett, A.R.Selfridge, D.T.KhuriYakub, and G.S.Kino. "Measurement of normal surface displacements for the characterization of rectangular acoustic array elements", J.Acoust. Soc. Am. 76 (2), August, 1984, pp. 516-524. 34. Фалькевич С.А. Исследование линейной решетки пьезовибраторов с электрическим сканированием // Дефектоскопия – 1979. – № 4. – С. 60-66.

Список литературы

Список литературы 1. Оптическая голография / Под ред. Колфилда Г. - М.: Мир. 1982. - т.1. 6. 2. Клименко И.С. Голография сфокусированных изображений и спекл- интерферометрия. - М.: Наука. 1985. - 222 с. 3. Федяева О.А. Физико-химические свойства поверхности полупроводниковой системы CdxHgi_xTe: Монография. - Омск: Изд-во ОмГТУ. 2013. - 172 с. 4.Wan C.F., Luttmer J.D., List R.S., Strogn R.L. Piezoelectric effects in CdHgTe devices//JoumaI of Electronic Materials. 1995. V. 24. №9. P. 1293. 5. Калашников С.Г. Электричество / Калашников С.Г. // Москва, 1977г. 6. Корицкий Ю.В Электротехнические материалы / Корицкий Ю.В // Москва, 1968г. 7. Алексеенко И.В., Гусев М.Е. Измерение вибраций металлического диска методом цифровой стробоскопической голографической интерферометрии сфокусированных изображений // Автометрия. 2008. Т.44. №1 8. Шанин В.И., Шанин О.В. Применение голографической интерферометрии для оценки качества упругих элементов приборостроения. В кн.: Сборник трудов конференции «Голография экспо-2007». – М. 2007. с. 118-119. 9. Макаева Р.Х. Диагностика разрушения, технического состояния и неразрушающий контроль деталей турбомашин методом голографической интерферометрии. В кн.:Сборник трудов конференции «Голография экспо-2008». – СПб. 2008. с. 105-108. 10. Ranier Clement Tjiptoprodjo. On a Finite Element Approach to Modeling of Piezoelectric Element Driven Compliant Mechanisms.- Saskatchewan, Canada.: University of Saskatchewan Saskatoon, April 2005 11. Й.Крауткремер, Г.Крауткремер. Справочник. Ультразвуковой контроль материалов.-Москва.: Металлургия, 1991. 12. David H. Johnson. Simulation of an ultrasonic piezoelectric transducer for NASA/JPL Mars rover.- PA, USA.: Cybersonic, Inc. of Erie, 2003. 13. Tokin. Multilayer Piezoelectic Actuators. User’s Manual, Tokin Corporate Publisher.: 1996. 14. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.I. Механика.- Москва.:1979. 15. Голямина И.П. Ультразвук.-Москва.: из-во «Советская энциклопедия», 1979 16. Jan Tichy, Jiry Erhart, Erwin Kittinger, Jana Privratska. Fundamentals of Piezoelectric Sensorics.- Heidelberg, Dordrecht, London, New York.: Springer, 2010 17. Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 1, ч. A, M., 1966; 18. Голямина И. П. Магнитоетрикционные излучатели из ферритов / в кн.: Физика и техника мощного ультразвука, кн. 1 - Источники мощного ультразвука, M1, 1967; 19. Ультразвуковые преобразователи, под ред. E. Кикучи, пер. с англ., M., 1972; Гутин Л. Я., Избр. труды, Л.,1977 20. Шур Я. С. Статические и динамические свойства некоторых магнитострикционных материалов // Излучатели и приемники ультразвуковых колебаний и измерение акустических полей / Я. С. Шур и др. – ЛДНТП, 1966. – С. 125 – 135. 21. Smolinski A. Zjawisko magnetostrykcji i materialy magnetostrykcyjne // Rozprawy elektrotechniczne. – т. V, N2, 1959. – с. 211 – 237. 22. Бергман Л. Ультразвук. Ил. – М.: 1597. 5. Розенберг Л. Д. Источники мощного ультразвука / Л. Д. Розенберг [под ред. Л.Д.Розенберга]. – М.: Наука, 1967. 23. Кикучи Е. Ультразвуковые преобразователи / Е. Кикучи. – М.: Мир, 1972.-478 с. 24. Бозорт Р. Ферромагнетизм. – М.: ИЛ, 1956. 25. Преображенский А. А. Теория магнетизма, магнитные материалы и элементы / А. А. Преображенский. – М.: Высшая школа, 1972. 26. Хек К. Магнитные материалы и их техническое применение / К. Хек. – М.: Энергия, 1973. 27. Надев А. И. Магнитострикционные интеллектуальные преобразователи параметров движения: монография / А. И. Надев. – Астрахань: Астрахан. гос. техн. ун-т. – АГТУ, 1999. – 155 с. 28. ГОСТ 26266-90. Преобразователи ультразвуковые. Контроль неразрушающий. Общие технические требования. – М.: Изд-во стандартов, 1990. – 25 с. 29. ГОСТ 23702-85. Преобразователи ультразвуковые. Контроль неразрушающий. Методы измерения основных параметров. – М.: Изд-во стандартов, 1986. – 61 с. 30. Amitay, Galindo, Wu, Theory and Analysis of Phased Array Antennas, Wiley – Interscience, New York, 1972, pp. 145-147. 31. M.Pappalardo, "Some Experimental Data for the Design of Acoustic Arrays", J. of Sound and Vibrations 52, No. 4, 1977, pp. 579-586. 32. R.L.Jungerman, P.Bennett, A.R.Selfridge, D.T.KhuriYakub, and G.S.Kino. "Measurement of normal surface displacements for the characterization of rectangular acoustic array elements", J.Acoust. Soc. Am. 76 (2), August, 1984, pp. 516-524. 33. R.L.Jungerman, P.Bennett, A.R.Selfridge, D.T.KhuriYakub, and G.S.Kino. "Measurement of normal surface displacements for the characterization of rectangular acoustic array elements", J.Acoust. Soc. Am. 76 (2), August, 1984, pp. 516-524. 34. Фалькевич С.А. Исследование линейной решетки пьезовибраторов с электрическим сканированием // Дефектоскопия – 1979. – № 4. – С. 60-66. список литературы
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
Сколько стоит
заказать работу?
1
Заполните заявку - это бесплатно и ни к чему вас не обязывает. Окончательное решение вы принимаете после ознакомления с условиями выполнения работы.
2
Менеджер оценивает работу и сообщает вам стоимость и сроки.
3
Вы вносите предоплату 25% и мы приступаем к работе.
4
Менеджер найдёт лучшего автора по вашей теме, проконтролирует выполнение работы и сделает всё, чтобы вы остались довольны.
5
Автор примет во внимание все ваши пожелания и требования вуза, оформит работу согласно ГОСТам, произведёт необходимые доработки БЕСПЛАТНО.
6
Контроль качества проверит работу на уникальность.
7
Готово! Осталось внести доплату и работу можно скачать в личном кабинете.
После нажатия кнопки "Узнать стоимость" вы будете перенаправлены на сайт нашего официального партнёра Zaochnik.com
© Рефератбанк, 2002 - 2017