多向复合超声换能器有限元分析与试验

作者：高昌彬; 薛进学; 马文举; 隆志力^*; 赵恒

来源：压电与声光, 2020, 42(05): 640-643.

DOI：10.11977/j.issn.1004-2474.2020.05.013

• 超声换能器
• 多向复合
• 模态分析
• 谐响应分析
• 同频共振

超声换能器是微电子封装技术的核心执行元件,为解决传统一维纵振超声换能器键合效率低、键合面不均匀及键合点不牢靠等问题,采用ANSYS仿真软件建立换能器有限元模型进行模态分析及谐响应分析,设计了一种可同时实现轴向纵振、水平弯振及竖直俯仰振动的40 kHz多向复合夹心压电式超声换能器。其中,压电部分由整圆环和可单独激励的1/4圆环陶瓷片组成。利用阻抗分析仪实物测试,得到换能器纵振、弯振及俯仰振动的阻抗-频率特性曲线。结果表明,测试值与仿真值基本一致,且结构性能参数均符合键合要求,验证了该结构的合理性。

• 单位
  自动化学院; 河南科技大学; 哈尔滨工业大学（深圳）; 机电工程学院