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摘要
传统的换能器设计方法成本高、效率低。利用理论计算并结合有限元方法设计了55 000 Hz的超声手术刀用压电换能器，以提高设计效率并验证方法的可行性。超声换能器设计为夹心式结构，使用PZT-8型压电陶瓷进行设计与仿真。首先理论设计出换能器各部件的初始尺寸并进行三维建模，将模型导入Workbench软件进行模态分析与谐响应分析，提取换能器工作时的谐振频率与输出振幅，并确定换能器最终尺寸。根据最终尺寸加工并装配得到实体换能器。最后利用阻抗分析仪对实体的谐振频率进行测量。结果表明，简化后的仿真模型谐振频率与实测值近似相等，为54 980 Hz。证明了设计思路的合理性与可行性，并对换能器的工作方式与优化设计提供了参考帮助。
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