Волновод Виды колебаний

Рис. 9. Вид колебаний в прямоугольном волноводе

Примером необходимости изменения направления передачи является многошпиндельный ультразвуковой станок фирмы Шеффилд [9], в котором один концентратор, связанный с магнитострикционным преобразователем, возбуждает четыре волновода продольных колебаний, расходящихся в разные стороны. Таким образом, в этом случае изменяется не только направление, но и распределение колебательной энергии между четырьмя обрабатываемыми деталями. Однако нетрудно видеть, что этот способ неэффективен, во-первых, потому, что изменение направления передачи при помощи изгиба под прямым углом волноводов вызывает нарушение их колебательного режима а во-вторых, условия связи с торцом концентратора четырех волноводов не обеспечивают достаточного отбора колебательной мощности. [c.249]

В случае необходимости изгибные волноводы позволяют решить и обратную задачу сложение мощностей нескольких преобразователей, возбуждающих этот волновод в местах, где расположены пучности его колебаний. Возбуждение изгибных волноводов и передача изгибных колебаний волноводам продольных колебаний является преобразованием одного вида колебаний в другое. Необходимость в таком преобразовании очень часто возникает для решения практических задач. Достаточно указать на ультразвуковые сварочные станки, в которых применяются изгибные волноводы и продольные колебания преобразуются в изгибные. Но, как правило, технические решения преобразования в этих станках неудовлетворительные и к.п.д. их низок. Одной из причин такого положения следует считать недостаточное понимание при решении этой проблемы специфики работы изгибных волноводов и отсутствие принципов их расчета, [c.249]

Рассматривая уравнение (3.18), легко заметить, что его можно записать в общем виде как функцию всех геометрических размеров диафрагмированного волновода, частоты колебаний и фазовой скорости волны [c.70]

Распределяя эти потери равномерно по длине ячейки, находим среднее значение коэффициента затухания. Для этого необходимо подставить в (3.46) полученную величину АР и значение мощности Р из формулы (3.26). Чтобы построить графики для определения коэффициента затухания в зависимости от основных параметров диафрагмированного волновода, предположим, как и ранее, что в волноводе возбуждаются колебания вида я/2, т. е. период структуры О = [c.82]

Существуют и другие предложения по предупреждению эффекта обрыва импульса применение однородной ускоряющей структуры с видом колебаний 2/Зп, уменьшение длины секций ускорителя, введение дополнительного затухания в секции волновода. [c.105]

Она включает обширное описание инфразвука (описанное в нашем разд. 4.13 распространение акустически-гравитационных видов колебаний в волноводе). [c.576]

Колебания высокой частоты можно успешно применять для построения специализированных захватов. На рис. 2.37, а показано устройство захвата деталей типа шариков или роликов, основанное на использовании эффекта заклинивания [А. с. 650666 (СССР)]. Съем детали 3 с захвата осуществляется возбуждением в волноводе 1 продольных колебаний в виде стоячей волны. Как показывают эксперименты, для деталей типа шариков диаметром 5—10 мм амплитуда колебаний в зоне контакта = (1н-3) мкм. В захватах, действие которых основано на применении электрических или магнитных сил (в частности, в захватах, содержащих электреты), возбуждение колебаний в момент съема особенно эффективно. Конструктивно такой захват (рис. 2.37, б) выполняется в виде волновода — концентратора колебаний 1, содержащего вибропреобразователь 2, и магнита 4 (для немагнитных деталей — электрета). При захватывании детали колебания не возбуждаются U t) = 0). Деталь освобождается путем задания наконечнику волновода 1 ускорений, амплитуда которых превышает отношение суммарных магнитных (или электростатических) и гравитационных сил к массе детали. [c.61]

Решение многих задач, возникающих в твердых волноводах, в частности расчет их вынужденных колебаний, оказывается возможным, если найдено соотношение ортогональности в более широком смысле. В этом случае результирующее движение волновода можно искать непосредственно в виде разложения в ряд по нормальным волнам, а применение соотношения расширенной ортогональности позволяет вычислять неизвестные коэффициенты разложения. [c.202]

Из описанного свойства наглядно видна важная роль характера распределения по поверхности внешней нагрузки при формировании волнового поля в волноводе. Возможность устранить резонансную бесконечность путем изменения внешней нагрузки является типичной для всех случаев вынужденных колебаний систем с распределенными параметрами. Однако в данном случае эта связь между характером нагрузки и соответствующей резонансной формой является более сложной Подробный анализ этой задачи для конкретных видов нагрузки можно найти в работах [24, 36]. [c.244]

Сварка происходит при включенном преобразователе. Высокочастотные упругие колебания передаются через волновод на рабочий выступ 4 в виде горизонтальных механических перемещений высокой частоты. Длительность процесса сварки зависит от свариваемого металла и его толщины и для малых толщин она исчисляется долями секунды. [c.19]

К которой прикладывается усилие, создающее давление в процессе сварки. Сварка происходит в момент включения электрического тока высокой частоты на обмотку вибратора. Возникающие при этом в вибраторе высокочастотные упругие колебания передаются через конец волновода в виде вертикальных механических перемещений той же частоты. [c.169]

Собственные колебания резонатора из плоских полосовых зеркал. Рассмотрим теперь открытый с двух сторон отрезок волновода, представляющий собой полосовой резонатор с зеркалами шириной 2а —а <д). Будем искать его моды в виде суммы двух распространяющихся в противоположных направлениях волноводных волн с одинаковыми частотами и q. Каждая из них при дифракционном отражении от соответствующего края порождает другую уменьшение амплитуды за счет неполного отражения компенсируется упомянутым выше ее нарастанием вдоль направления распространения волны (точно так же, как при рассмотрении в 2.1 волн, следующих вдоль оси резонатора, компенсировалось снижение амплитуды из-за дифракционных потерь). [c.102]

Ультразвуковой преобразователь с механической колебательной системой служит для преобразования электрической энергии источника тока ультразвуковой частоты (ультразвукового генератора) в механическую энергию ультразвукового инструмента, который предназначен для передачи упругих колебаний в зону сварки и создания рабочего сварочного усилия. Ультразвуковой преобразователь является активным элементом колебательной системы — двигателем. Пассивная часть — механическая колебательная система и инструмент (волноводы) — трансформирует и усиливает упругие колебания, согласовывая выходное сопротивление преобразователя с сопротивлением нагрузки в виде свариваемых деталей. К механической колебательной системе предъявляют следующие требования стабильность рабочей (резонансной) частоты колебаний возможность быстрой замены сварочного инструмента высокие акустико-меха-нические свойства системы — минимальные потери высокое качество крепления всех элементов системы надежное крепление системы к корпусу или к механизму давления сварочной головки отсутствие потерь в креплениях. [c.238]

Если предположить, что волновое поле может быть представлено в виде ряда по собственным функциям оператора перехода Ф , то тогда на промежутках колебания в волноводе при удалении на бесконечность будут затухать (волновод заперт), а на промежутках О сп будут присутствовать незатухающие моды (волновод открыт). Так как 0,Rn и сп чередуются, то и полосы запирания и пропускания волновода будут чередоваться. Таким образом, имеем полосатость полосы пропускания, которая была отмечена ранее для слоистых областей типа полуплоскости в [157, 185] и др. Непересекающихся промежутков не менее двух, если весь волновод не является однородным. [c.230]

Для эффективной работы изгибного волновода необходимо обеспечить максимальную однородность типа колебаний (изгибных). Известно, что получить чисто изгибные колебания невозможно этому мешают возникающие в объеме волновода силы, действующие в различных направлениях. В частности, могут дополнительно возникнуть сдвиговые и продольные колебания. В результате энергия изгибных колебаний уменьшается. Чтобы обеспечить в достаточной степени только один вид (изгибных) коле- [c.252]

Волноводы характеризуются линейными размерами, критической длиной волны Хкр, длиннее которой волны не распространяются в данном волноводе, длиной волны в волноводе Ад. Волна, распространяющаяся по волноводу, определяется видом колебаний и обозначается с помощью индексов тип (Ещц или TMtnn и I mn или TEffiii), соответствующих числу полуволновых изменений напряженностей и Я вдоль широкой (индекс т) и узкой (индекс п) стенок волновода. На рис. 9 приведены конфигурации электрического и магнитного полей в прямоугольном волноводе для колебаний видов Г 1, ТМп и ТЕп. [c.213]

Волноводные элементы, построенные на основе волноводов, являются базой для создания СВЧ преобразователей — главных узлов приборов радиовол-нового контроля. Основными элементами являются согласованные нагрузки, аттенюаторы, фазовращатели, направленные ответвители, гибридные соединения, коаксиально-волноводные переходы, преобразователи видов колебаний, вращающиеся сочленения, переключатели, резонаторы, диплексеры, вентили, циркуляторы, модуляторы, антенны и т. д. [c.214]

На основании полученных выражений с обобщенными коэффициентами, описывающих закон распределения колебательных амплитуд, можно найти плоскости, где расположены узлы и пучности. Метод входных сопротивлений, весьма плодотворный при анализе и расчете волноводов продольных колебаний [2] применительно к изгибным волноводам, з лож-няется двумя обстоятельствами. Первое из них заключается в том, что для изгибных волноводов следует учитывать два вида входных сопротивлений сопротивление для перерезывающей силы и сопротивление для изгибающего момента обязанных двум видам смещений элемента волновода (вертикальное перемещение и поворот плоскостей поперечного сечения). Вюрое обстоятельство связано с большей (чем для продольных колебаний) сложностью волнового уравнения, в результате чего приходится оперировать с четырьмя постоянными интегрирования. [c.249]

Указанный сложный характер смещений в изгибном волноводе требует рассмотрения двух видов узловых плоскостей прогибной и поворотной. В первом случае смещение плоскости поперечного сечения по направлению нормали к оси равно нулю, а во втором нулю равен угол поворота плоскости. Это обстоятельство должно учитываться при выборе способов крепления изгибных волноводов и присоединения их к волноводам продольных колебаний. Пренебрежение этими особенностями является одной пз причин неудовлетворительной работы колебательных систем ультразвуковых сварочных станков. Очень существенно получить возможность плавно регулировать резонансную частоту изгибного волновода. Собственная частота волноводов продольных колебаний может быть плавно изменена только в небольших пределах с помощью регулировки величины упругости присоединяемой к волноводу специальной нагрузки (например, упругого диска, связанного концентрически с волноводом). Подстройка же изгибного волновода может быть осуществлена изменением местоположения опоры без присоединения вспомогательной регулируемой нагрузки. Введение такого подстраиваемого изгибного волновода в качестве промежуточного звена в волноводную систему продольных колебаний позволит осуществить плавную подстройку этой системы. Плавная подстройка в процессе работы ультразвукового оборудования (т. е. без ее выключения) особенно важна, когда обрабатываются объекты с изменяющимися во времени физическими параметрами или размерами. [c.250]

Величина есть произведение двух сомножителей, которые в соответствии с (3.33) и (3.61) являются функциями двух переменных а/я и Рв- На рис. 27 приведена зависимость от а/к при Рд = 1, построенная на основании измерений на экспериментальных диафрагмированных волноводах из меди, а для десятисантиметрового диапазона длин волн и вида колебаний л/2. [c.88]

В этом смысле существенны другие виды колебаний, отличные от описываемых дисперсионным соотношением (21). К ним относятся квазиодномерные моды распространения колебаний в волноводе, известные как кельвиновские волны , которые можно рассматривать как волны (разд. 4.13), модифицированные влиянием вращения Земли. [c.532]

Распределенные системы типа волноводов относятся к типичным неквазистатическим системам, для которых нельзя ввести такие электростатические и магнитостатические понятия, как напряжение, ток и т. п. Несмотря на это, для описания волно-водных систем успешно применяются телеграфные уравнения. Волновод, в котором существует один определенный тип колебаний, можно формально сопоставить электрической линии с определенными параметрами. Для такой линии можно формально ввести понятие напряжения и тока. Напряжение и обычно задается в виде величины, пропорциональной поперечной составляющей электрического поля волны данного типа. Ток I предполагается пропорциональным поперечной составляющей магнитного [c.325]

Из резонаторных влагомеров следует выделить такие, у которых конструкция резонатора позволяет измерять влажность материалов в потоке (резонаторы проточного, щелевого и открытого типа). Тип резонатора определяется видом контролируемого материала для сыпучих и жидких материалов и листовых — резонаторы щелевого или открытого типа. Проточный резонатор может быть сделан, в частности, в виде цилиндрического резонатора с коаксиальной диэлектрической трубкой, значение е которой достаточно мало щелевой — в виде закороченного волновода с излучающими отверстиями в широкой стенке открытый — в виде двух хорошо отражающих пластин, размеры которых значительно превышают длину волны колебаний основного типа (во избежание излучения). [c.256]

Приведен способ получения соотношения ортогональности собственных форм колебаний одного класса механических систем, которые описываются дифференциальным уравнением, содержащим комплексный параметр в виде полинома степени п, и граничными условиями, в которые этот параметр входит линейно. Соотношение ортогональности получается в виде равенства нулю скалярного произведения л-мерных векторов. Таким способом может быть установлена ортогональность нормальных волн в некоторых твердых волноводах, резонансных форм движущихся струн и стержней со специальными условиями опираиня на концах. [c.109]

Лит. см. при ст. Модуляторы света. А. Н. Напорский. МОДЫ (от лат. modus — мера, образ, способ, вид) — тииы колебаний (нормальные колебания) в распределённых колебат. системах (см. Объёмный резонатор. Оптический резонатор) ИЛИ типы волн (нормальные волны) в волноводных системах и волновых пучках (см. Волновод, Квазиоптика). Термин М. стал употребляться также для любого волнового поля (вне его источников), обладающего определ. пространственной структурой (симметрией). Так появились понятия М. излучения лазера, утекающая М., поверхностная М., М. шепчущей галереи , экспоненциально спадающая М., селекция М. ИТ. д. [c.185]

Ниже мы приводим результаты расчетов некоторых характеристик волноводных резонаторов ГЛОН, полученных с помощью решения уравнения (3.75) и их анализа, которые позволяют оптимизировать выбор этого типа резонатора в ГЛОН [33, 34]. Решить уравнение (3.75) можно только приближенно, используя численные методы с применением ЭВМ, либо методом теории воз-муш,ений в случае малого отличия геометрии резонатора от плоскопараллельной, когда характеристики его типов колебаний близки к характеристикам мод бесконечного полого волновода. Рассмотрим волноводный резонатор, у которого di — d.2 О, т. е, зеркала резонатора рассматриваются без отверстий связи. Такая постановка задачи позволяет рассмотреть влияние кривизны зеркал волноводного резонатора на характеристики его типов колебаний. Кроме того, этот случай представляет интерес для волноводных систем с элементами связи в виде полупрозрачных зеркал или в виде окон в боковой поверхности волновода, которые можно использовать в оптических системах ГЛОН (см. рис. 3.12). Исходное уравнение (3.75) значительно, упрощается, так как при di == О, Ф (г) = 1. Кроме этого значительно упрощается параметр Dig. Если обратиться к формуле (3.77), то нетрудно видеть, что интеграл в этом выражении можно представить Г1 г 1 [c.167]

Анализ результатов расчета показал 1) для кусочно-однородных волноводов в виде полосы всегда существуют чередующиеся интервалы Rn (волновод заперт) и 0,сп (волновод открыт), п 2 (однородный волновод открыт при ш okp /0) 2) характер распространения колебаний в волноводе качественно сходен, если один из параметров G или р не изменяется, а другой изменяется по тому же закону [c.230]

Генераторные модули серии MD предлагает фирма Sonotroni Nagel GmbH. Генераторы снабжены дисплеем и пленочной клавиатурой. Они не чувствительны к пыли и влажности. Возможные ошибки при выполнении сварки представляются в виде текста на дисплее. Из параметров на дисплей выносятся амплитуда, максимальная мощность, подведенная энергия или продолжительность сварки, устанавливаемая ступенчато в интервале 1-9999 мс, и частота колебаний волновода. Изменение параметров процесса возможно только после введения кода. Энергия [c.402]

Серия сварочных прессов под маркой Omega III выпускает фирма KLN. Они отличаются высокой жесткостью конструкции, точностью в работе, надежностью. Жесткая призматическая колонна обеспечивает регулируемое перемещение сварочной головки. Волновод легко стабилизируется относительно соединяемых деталей. На установке можно быстро производить замену акустического узла с позиционированием по трем осям. Диалог с оператором поддерживается с помощью алфавитно-цифрового дисплея. Размещение элементов пресса согласуется с условиями работы. Машина быстро переналаживается в соответствии с объектом производства. УЗ-генератор машины способен автонастраиваться с индикацией колебательной мощности и частоты колебаний в виде диаграмм. Величина хода пневмоцилиндра составляет 200 мм. Для комплектации машины можно выбирать вращающийся стол или стол-салазки, звуковой экран, гидравлический демпфер, пневмоцилиндры диаметром 40 и 80 мм, узел подачи пленки, выталкиватель деталей. УЗ может включаться перед, во время или после контакта инструмента со свариваемой деталью. Отключение УЗ может осуществляться через заданный интервал времени или после осадки на заданную глубину. Точность оптического кодирующшего положения деталей устройства составляет 0,01 мм. Мощность У 3-генератора при частоте коле- [c.403]

Высшие моды колебаний образуются в поперечных сечениях волновода в виде стоячих волн с амплитудами колебаний, уменьшаюш.имися с ростом координаты Z сечения по экспоненциальному закону. [c.337]

В импульсном режиме энергия колебаний генерируется в виде импульсов, заполненных ультразвуковой несзпцей частотой. Продолжительность t импульса и период Ti повторения выбираются такими, чтобы время прохождения импульсом пути, составленного волноводом длиной и нагрузкой длиной Zh, было больше t, а каждый отраженный от конца нагрузки импульс возвращался к преобразователю после излучения последующего импульса. При этих условиях, пренебрегая отражениями порядка выше второго, можно принять, что в колебательной системе практически возникнут бегущие волны и входное сопротивление нагрузки на преобразователь останется постоянным, не зависящим от изменяющейся длины Zh. Для исключения возможного отражения на границе излучатель — нагрузка следует применить согласование между нагрузкой и волноводной системой. Необходимые характеристики импульсного режима могут быть определены следующим образом для максимального сужения спектра импульсного сигнала примем, что в импульсе должно содержаться не менее п периодов несущей частоты. Значение п определяется из условия, что наибольшая часть энергии содержится в основной частоте / спектра. Требование минимально допустимой полосы частот, в частности, связано с тем, что вследствие геометрической дисперсии скорости распространения упругих колебаний по волноводной системе импульс может существенно исказиться. Кроме того, согласование в широком диапазоне частот не может быть удовлетворительным. Отсюда [c.220]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...