Волновые поля в ультразвуковых магнитострикционных трактах

• Автор: Петрищев, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 190 c. : ил

1. КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫХ
ТРАКТОВ И ПОСТАНОВКА ОСНОВНЫХ ЗАДАЧ
1.1. Назначение, принцип действия и обобщенная структурная схема ультразвуковых магнитострикционных трактов
1.2. Обзор литературных источников. Формулировка основных направлений диссертационного исследования
1.3. Постановка основных задач диссертационного исследования
2. ИССЛЕДОВАНИЕ УПРУГИХ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В ВОЛНОВОДАХ
УЛЬТРАЗВУКОВЫХ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫХ ТРАКТОВ
2.1. Сравнительный анализ основных характеристик нормальных колебаний некоторых типов упругих волноводов
2.2. Исследование процесса возбуждения объемных волн в изотропной магнитострикционной полосе
2.3. Возбуждение осесимметричных колебаний в изотропных магнитострикционных цилиндрах
2.4. Исследование связанных вторичных электромагнитных полей
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК УЛЬТРАЗВУКОВЫХ
МАГНИТОСТРИКЦИОННЫХ ТРАКТОВ
3.1. Общая схема расчета передаточных характеристик ультразвуковых магнитострикционных трактов
3.2. Магнитные поля и поля магнитострикционных сил некоторых типов электроакустических преобразователей
3.3. Анализ передаточных характеристик ультразвуковых магнитострикционных трактов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Акустические устройства, работающие на поверхностных и объемных волнах, позволяют реализовывать функции задержки и фильтрации информации, кодирование и декодирование сигналов, позволяют осуществлять спектральный и корреляционный анализ сигналов в реальной линии задержки в составе радиолокационной станции позволило существенно улучшить ее разрешающую способность и повысить дальлогичным функциональным назначением, который был выполнен на дискретных элементах и содержал свыше пяти тысяч различных радиоэлектронных компонент; размеры этого блока соответствовали размерам двух релейных стоек высотой 1,8 м. Габариты дисперсионной линии задержки, сконструированной на аллюминиевой ленте, вписываются в объем цилиндра диаметром тридцать и высотой четыре сантиметра.
В последнее время на кафедре систем отображения и регистрации информации Киевского ордена Ленина политехнического института разработан ряд новых приборов [90,IX] , совокупность которых образует новый тип акустических устройств - ультразвуковые преобразователи линейных и угловых перемещений (УПП). Такие важнейшие технико-экономические показатели УПП как высокая точность и быстродействие, надежность и долговечность, малые габариты и вес, низкий уровень потребляемой энергии, а также возможность непосредственной обработки сигнала на выходе УПП средствами вычислительной техники, позволяют сделать обоснованный вывод о целесообразности использования этой группы акустических устройств в качестве задающих и следящих датчиков в составе промышленных роботов и различных автоматизированных систем управления, контроля и измерения.
Использование некоторых технических решений [7,90] позволило уже в настоящее время аппаратурно реализовать преобразователи угном масштабе времени [ГО5]. Так, например, применение дисперсионность действия
этом из станции был устранен блок с анам 1| ь*
ловых перемещений, которые в диапазоне преобразуемых углов поворота вала О0* 180° обладают погрешностью не более чем 0,1$; аналогичным образом сконструированные преобразователи линейных перемещений обеспечивают на интервале 50 мм преобразование измеряемой величины в цифровой код с точностью +20 мкм (4.10“%) [88,89]. Быстродействие описанных устройств порядка 2,5 кГц.
Основным функциональным блоком УПП, а также аналогичных ему по принципу действия ультразвуковых преобразователей механических величин, является ультразвуковой магнитострикционный тракт (УМТ), представляющий собой совокупность электроакустических преобразователей (ЭАП), связь между которыми осуществляется с помощью твердотельного акустического волновода (ТАВ) выполненного из магнитост-рикционного (МС) материала.
Дальнейшие попытки улучшения основных технических показателей УПП наталкиваются на ряд существенных трудностей, обусловленных прежде всего отсутствием надежных и в то же время достаточно универсальных методов расчета и проектирования УМТ с заданными параметрами, что весьма затрудняет инженерное применение этих трактов. Преодолеть указанное препятствие возможно лишь в результате строгого теоретического анализа процессов происходящих на различных этапах преобразования сигналов в УМТ. Целесообразность усилий в данном направлении объясняется еще и тем обстоятельством, что помимо использования в составе УПП, ультразвуковой магнитострикционный тракт может применяться как блок, реализующий фиксированную или плавнорегулируемую задержку сигналов в составе электроакустических систем обработки и преобразования информации. Возможность получения в малых габаритах больших значений времени задержки предопределяет перспективность все возрастающего внедрения УМТ в различные радиоэлектронные комплексы.
Широкая сфера применения ультразвуковых магнитострикционных

2. ИССЛЕДОВАНИЕ УПРУГИХ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В ВОЛНОВОДАХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ МАГШТОСТРИКЦИОННЫХ
ТРАКТОВ
2.1. Сравнительный анализ основных характеристик нормальных колебаний некоторых типов упругих волноводов
Задача о распространении гармонических колебаний в бесконечном упругом цилиндре кругового поперечного сечения представляла немалый интерес с точки зрения построения приближенных одномерных теорий колебаний стержней. В работах Похгаммера (1876 г.) и Кри (1886 г.) общие уравнения теории упругости были применены для изучения процесса распространения гармонических волн в бесконечном цилиндре, боковая поверхность которого свободна от нагрузок. Изучение форм волнового движения в изотропной упругой полосе (слое) восходит к основополагающим работам Рэлея (1889 г.) и Лэмба (1891, 1917 гг.). В этих классических исследованиях были получены и частично исследованы решения однородной стационарной граничной задачи
Благодаря этим фундаментальным работам было установлено, что наличие границ приводит к существенному усложнению процесса распространения упругих колебаний. Так, например, в изотропном упругом слое а, - с,0< ^5 < 00 ) помимо сдвиговых волн двух
вать более сложные формы волновых движений, образованных в результате взаимодействия сдвиговых волн и колебаний сжатия-расширения. Эти формы волновых движений обладают противоположными типами симметрии относительно срединной плоскости волновода ( X, <= 0) и объединяются общим названием - объемные волны Лэмба.
(2.1)
типов симметрии (волны типа и [?3]), могут существо-