РЕФЕРАТ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 8
1.1 Основные сведения о применении звука в воде 8
1.2 Гидроакустические системы и их применение 9
1.3 Антенны и преобразователи 12
ГЛАВА 2. ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ И РАССЧЕТ СТЕРЖНЕВОГО
ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 17
2.1 Техническое задание 17
2.2 Анализ требований и выбор типа конструкции 18
2.3 Выбор размеров элементов конструкции стержневого преобразователя 21
2.4 Построение модели в программе ANSYS 24
2.5 Особенности производства стержневого преобразователя 28
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО И ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНОГО
РАСЧЕТОВ СТЕРЖНЕВОГО ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 32
3.1 Расчет параметров стержневого преобразователя в ANSYS 32
3.2 Порядок испытания стержневых преобразователей 40
3.3 Сравнение результатов расчета с экспериментально полученными
параметрами 43
ГЛАВА 4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 58
Электроакустика развивается вот уже более 200 лет. Все началось с наблюдений механических эффектов, связанных с электричеством и магнетизмом.
Звуковые волны на данный момент являются основным средством передачи и получения информации под водой. Звук - единственный вид излучения, распространяющийся в море с наименьшими потерями. Благодаря своим свойствам он стал широко применяться в исследовании океана. В конце 15 века ученый Леонардо да Винчи писал в своих дневниках, что если один конец длинной полой трубы приложить к уху, а другой опустить в воду, то можно услышать звуки кораблей, которые находятся на значительном расстоянии. Изучение происхождения и области применения звука в воде составляет сущность гидроакустики.
Для использования звука в воде необходимо иметь преобразователь для излучения и приема звука. В 1830 году Джозефом Генри были введены в телеграфию электроакустические преобразователи. Он использовал преобразователь с движущимся якорем, в котором переданный сигнал наблюдался при помощи звука якоря, ударяющегося при его остановке.
В 1880 году Жак и Пьер Кюри обнаружили, что при деформации кристаллов кварца на них образуется электрический заряд, т.е. они поляризуются и, наоборот, под действием электрического поля кристаллы изменяют свой размер. Эти явления получили название прямой и обратный пьезоэффект. Открытие магнитострикции и пьезоэлектричества положило началосовременной гидроакустике. В большинстве подводных
преобразователях используются материалы с такими свойствами.
В 1944 году советские ученые Б.М. Вул и И.П. Гольдман получили с помощью метода синтеза новый пьезоэлектрический материал - титанат бария. Первые пьезоэлектрические электроакустические преобразователи были
разработаны на его основе. Основными достоинствами таких преобразователей являются:
- Сравнительно большая эффективность;
- возможность изготовления активных элементов сложной формы;
- широкий частотный диапазон;
- возможность возбуждений различных видов колебаний[1].
Благодаря этим свойствам пьезоэлектрические электроакустические преобразователи могут практически полностью удовлетворять требованиям гидроакустических станций.
Много работ посвященных разработке пьезоэлектрических электроакустических преобразователей[1 - 12]. В большинстве работ рассматривается именно создание и расчет стержневого преобразователя[13- 20]...
В выпускной квалификационной работе был проведен аналитический обзор существующих конструкций преобразователей. Разработан общий вид стержневого преобразователя для опускаемой антенны. Выполнен анализ технического задания проектируемого изделия. Рассчитаны оптимальные размеры и выбраны материалы для элементов конструкции преобразователя. Разработана модель преобразователя с применением метода конечных элементов. Выполнено сравнение результатов расчета с результатами эксперимента. Проведено технико-экономическое обоснование.
Таким образом, задачи выпускной квалификационной работы выполнены и цель данной работы достигнута.
