Патент на изобретение №2311971
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) АКУСТИЧЕСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР
(57) Реферат:
Изобретение относится к ультразвуковой технике, а именно к акустическим волноводным трансформаторам, выполненным в виде круглых в поперечном сечении стержней, оболочек кольцеобразного поперечного сечения и пластин квадратного или прямоугольного поперечного сечения. Техническим результатом изобретения является уменьшение предрасположенности акустического трансформатора к изгибным колебаниям при одновременном повышении устойчивости к механическому разрушению. В акустическом трансформаторе плоскоупругих колебаний (плоской волны) границами профиля являются симметричные относительно продольной оси кривые, описывающиеся уравнениями линий потока в поле волнового вектора внутри профиля ступенчатого акустического трансформатора. При этом проекции этих границ на ось симметрии профиля во всех точках совпадают с проекциями туда же границ профиля ступенчатого трансформатора, уравнениями линий потока, в поле волнового вектора которого они описываются. Таким образом, длина трансформатора равна длине ступенчатого трансформатора, то есть минимальна. 5 ил., 1 табл.+0,05j, + где z0=z при =0,05j. Значения х и диаметра =2y, вычисленные по (2) и (3) с дискретностью 2 мм для участка, где значение диаметра изменяется более чем на 0,1 мм, показаны в таблице.
На участке, где х<42 мм, =39,3 мм, а где х>60 мм, =25,0 мм. С помощью (2) и (3) в виде векторов рассчитываются массивы размеров, необходимые, например, для составления программы для станка с числовым программным управлением, на котором и может быть изготовлен трансформатор. Аналогично могут быть рассчитаны размеры для акустических трансформаторов в виде тел вращения профиля вокруг продольной оси (оболочек 1) и тел, образованных плоскопараллельным перемещением профиля (пластин 2), изображенных на фиг.5. Акустический трансформатор работает следующим образом. Плоская акустическая волна распространяется в нем через поверхность торца меньшего диаметра. Поскольку длина трансформатора так же, как и длина базового ступенчатого трансформатора, равна половине длины волны ультразвука, то в нем устанавливается стоячая акустическая плоскоупругая полуволна. При погружении трансформатора в конденсированную среду, когда появляются условия для передачи энергии колебаний, в трансформаторе и среде, в которую он погружен, возникает бегущая волна, переносящая энергию колебаний от их источника в среду, где она, например, совершает определенную работу. Так как длина трансформатора равна длине ступенчатого трансформатора, то она минимальна. Поэтому изгибные колебания в трансформаторе, если и возникают, то также имеют минимальную амплитуду. Значит, часть потерь энергии на рассеяние через его боковую поверхность посредством изгибных колебаний также минимальна. Зона действия максимального значения деформации и пропорционального ему значения механического напряжения располагается вблизи участка боковой поверхности, где отсутствует сосредоточенный концентратор механических напряжений, аналогичный имеющему место при резком изменении диаметра у ступенчатого трансформатора. Это обеспечивает устойчивость заявленного акустического трансформатора к механическому разрушению под воздействием циклических нагрузок. Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о возможности осуществления заявленного изобретения с помощью описанных в заявке или известных средств и методов, а также о способности достижения указанного выше технического результата при реализации признаков изобретения. Источники информации 2. Лаврик В.И., Савенков В.Н. Справочник по конформным отображениям. – Киев: Наукова думка, 1970.
Формула изобретения
Акустический трансформатор плоскоупругих колебаний (плоской волны), границами профиля которого являются симметричные относительно продольной оси кривые, описывающиеся уравнениями линий потока в поле волнового вектора внутри профиля ступенчатого акустического трансформатора, отличающийся тем, что проекции этих границ на ось симметрии профиля во всех точках совпадают с проекциями туда же границ профиля ступенчатого трансформатора, уравнениями линий потока, в поле волнового вектора которого они описываются.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
+0,05j] – комплексное число, соответствующее координате границы профиля в его конформном инварианте в виде полосы шириной 0,95 от исходной. При этом в соответствии с выбранными конкретными условиями искомые координаты в мм вычисляются как: