《表2 石英音叉前6阶模态仿真结果与分析》

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《QEPAS系统中石英音叉模态仿真计算与研究》

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模态计算结果中，低阶振型对模型振动影响较大，由文献[12]可知，石英音叉的振动形式分为对称振动与非对称振动，石英音叉为对称振型式的振动视为有效振动，即能激发有效压电效应。本文选取石英音叉的前6阶振型与模态频率值，依据上节分析方法进行仿真模拟，石英音叉前6阶模态分析结果如图4所示，本文所研究的石英音叉有效振动在前6阶振型中为第4阶振型，从仿真结果中可知，石英音叉的前4阶模态均为摆动振型，第1和3阶摆动振型为沿整体沿同一方向摆动，第2和4阶摆动振型为双臂交错式对向摆动，第5和6阶模态均为扭动振型，第5阶扭动振型为整体扭动，第6阶双臂交错式扭动；从第4阶模态计算频率为31 322Hz，石英音叉仿真结果如表2所示，与出厂标定值误差仅为4.6%，原因可能在于测量误差、制造误差和仿真误差，但总体说明仿真结果与实际比较吻合，证明了所建模型准确性与仿真方法的有效性，因而通过仿真实验可以为石英音叉后续大规模的设计实验提供帮助。