超聲波變幅桿也稱為聚能器，它主要作用是將機(jī)械振動(dòng)的振幅放大，也就是將能量集中在較小面積上，產(chǎn)生聚能作用。

 

超聲波變幅桿的發(fā)展歷史：

上世紀(jì)40年代發(fā)明的縱振指數(shù)型變幅桿，是為了高強(qiáng)大功率超聲波的應(yīng)用；

50年代原蘇聯(lián)學(xué)者提出懸鏈線型變幅桿和多級(jí)組合變幅桿；

60年代提出了描述變幅桿形狀因數(shù)的概念，并發(fā)展了一種應(yīng)力沿桿件均勻分布的高斯型變幅桿，獲得了高位移振幅。森榮司提出振動(dòng)方向變換器，開辟了用變幅桿件功率合成方法獲得高強(qiáng)特大功率(50KW以上)超聲的途徑；

上世紀(jì)80年代森榮司等又提出夾心彎曲換能器結(jié)構(gòu)；

90年代根本佐久良雄等人則提出了夾心扭轉(zhuǎn)換能器結(jié)構(gòu)；

隨后又出現(xiàn)了彎曲振動(dòng)變幅桿和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)變幅桿，擴(kuò)大了工業(yè)應(yīng)用范圍；

除了以上桿件形狀外，在大功率超聲冷拔絲、管等應(yīng)用中出現(xiàn)了等厚度或變厚度的盤形或環(huán)形聚能器;在超聲焊接、切割中又出現(xiàn)了大型塊狀變幅桿件。
 

超聲波變幅桿的現(xiàn)狀:

不同形狀函數(shù)變幅桿性能表達(dá)式復(fù)雜、計(jì)算工作量大, 因此有人研究開發(fā)了一些變幅桿設(shè)計(jì)計(jì)算軟件。這在一定范圍內(nèi)能減輕實(shí)際設(shè)計(jì)的工作量, 但軟件設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)還是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的表達(dá)式，對(duì)不同形狀的變幅桿或由此組成的復(fù)合桿，想全面將桿件的設(shè)計(jì)尺寸( 或頻率)、位移節(jié)點(diǎn)、放大系數(shù)、形狀因數(shù)、在桿件中的應(yīng)力和位移分布曲線同時(shí)計(jì)算并展現(xiàn)出來，以利于從各個(gè)性能指標(biāo)中；
 

綜合分析和選擇桿件, 還是有一定難度的。這就需要發(fā)展一種對(duì)變幅桿各參量進(jìn)行計(jì)算和表達(dá)的方法。研究了對(duì)各種不同單級(jí)變幅桿的性能參量進(jìn)行了統(tǒng)一表達(dá)的方法。該

方法基于對(duì)變幅桿；
 

兩端面上的邊界條件設(shè)置了四個(gè)任意常數(shù)，統(tǒng)一了變幅桿的各性能參量表達(dá)式。是通過人為設(shè)置的四個(gè)任意常數(shù)來統(tǒng)一的設(shè)計(jì)方法，不利于在復(fù)合桿中計(jì)算和設(shè)計(jì)。如果能用設(shè)計(jì)方法本身統(tǒng)一各單級(jí)變幅桿各性能參數(shù)的表達(dá)式就可以方便地設(shè)計(jì)組合復(fù)雜的復(fù)合桿，而且用統(tǒng)一的表達(dá)式，也能更方便更深入地研究變幅桿的聲學(xué)性質(zhì)。