在聲學(xué)工程領(lǐng)域,根據(jù)頻率特征可將機械波分為五個主要類別(如表1-1所示)。 人們通常把頻率低于16Hz的聲波稱為次聲波,頻率大于 20kHz的聲波稱為超聲波,超聲波頻率的上限是 1014 Hz 。值得注意的是,人耳聽不見的次聲和超聲,很多動物都能感受到,比如鯨魚、海豚等可以用超聲波來指路,蝙蝠能發(fā)出超聲,再接收其回聲,借以探路和捕食等??梢姶温暡ê统暡ㄒ彩强陀^存在的。
由于人耳聽不到超聲,所以對它的研究比較晚,直到20世紀生產(chǎn)和科學(xué)有了相當(dāng)發(fā)展,對超聲的研究和應(yīng)用有了可能和需要之后,超聲學(xué)才發(fā)展起來。除遵循聲波傳播的基本規(guī)律外,超聲波還有許多獨特的性質(zhì)和優(yōu)點。例如,超聲波傳播的方向性較強;超聲波傳播過程中,介質(zhì)質(zhì)點振動的加速度非常大;在液體介質(zhì)中,當(dāng)超聲波的強度達到一定值后便產(chǎn)生空化現(xiàn)象等。這些特點使得超聲學(xué)得到了快速的發(fā)展,同時,其應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛,并具有廣闊的應(yīng)用前景。超聲加工技術(shù)是超聲學(xué)的一個分支。
超聲加工 (Ultrasonic Machining, USM)作為先進制造技術(shù)的重要分支,其物理本質(zhì)是通過壓電/ 磁致伸縮換能器將電能轉(zhuǎn)換為機械振動,配合磨料介質(zhì)實現(xiàn)材料去除或表面處理。該技術(shù)突破了傳統(tǒng)加工的物理限制,特別在難加工材料處理領(lǐng)域展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢 ,受到了國內(nèi)外專家和學(xué)者的廣泛關(guān)注,是機械加工行業(yè)的一個重要發(fā)展方向之一。