陳錫文,李曉謙,李瑞卿,蔣日鵬,桂衛(wèi)華

(1.中南大學輕合金研究院,410083,長沙;2.中南大學信息科學與工程學院,410083,長沙)

功率超聲波產(chǎn)生的高溫高壓可以抑制鋁合金熔體枝晶的增長,減小晶粒尺寸,控制空穴的形成,提高鑄造質(zhì)量和效率[1-3]。

合適的超聲波振動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有利于超聲波輔助鑄造系統(tǒng)空間效率的提高,使鋁合金熔體晶粒尺寸更加均勻,大幅度降低空穴形成的概率,輸出功率和諧振頻率更加穩(wěn)定,因此構(gòu)筑科學的超聲波振動網(wǎng)絡(luò),提升超聲波輔助鑄造系統(tǒng)的工作效率成為鋁合金鑄造技術(shù)領(lǐng)域的研究重點[4-8]。傳統(tǒng)超聲波輔助鑄造過程中超聲波振動網(wǎng)絡(luò)的工具頭之間相互獨立,直徑小于1 300 mm的不同規(guī)格鋁合金鑄錠的超聲波輔助鑄造過程中基本采用4桿超聲波振動網(wǎng)絡(luò),變幅桿數(shù)目恒定,從而導(dǎo)致輔助鑄造過程中的功率超聲波分布不均勻,功率超聲波的有效作用面積和作用體積受到制約。在Φ630 mm的7085鋁合金鑄錠的鑄造過程中采用4桿超聲波振動網(wǎng)絡(luò),有效的作用面積比例為40.6%,有效的作用體積比例為30.23%,網(wǎng)絡(luò)空間效率低,效果不理想。

由于傳統(tǒng)超聲波振動網(wǎng)絡(luò)的輸出功率和諧振頻率沒有根據(jù)實際情況進行調(diào)節(jié),超聲波振動電源存在輸出功率不穩(wěn)定和頻率失諧的情況,超聲波振動輔助鑄造系統(tǒng)工作不穩(wěn)定,鋁合金的鑄造質(zhì)量低。

設(shè)計高效可靠的超聲波振動網(wǎng)絡(luò)對提高超聲波輔助鑄造系統(tǒng)工作效率有著極其重要的意義[9-12],借鑒蜂窩通信理論設(shè)計的新的超聲波振動網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)鋁合金構(gòu)件的尺寸確定振動工具頭節(jié)點的個數(shù)[13-16]。本文采用六邊形對稱機制大幅提高鑄造網(wǎng)絡(luò)的效率,結(jié)合實際情況對超聲波振動網(wǎng)絡(luò)的輸出功率和諧振頻率進行實時調(diào)整,使輸出功率和頻率穩(wěn)定,功率超聲波帶來的高溫高壓恒定,故鋁合金晶粒尺寸均勻,超聲波輔助鑄造系統(tǒng)的工作效率以及鑄造質(zhì)量提高。

1 新的超聲波振動網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

1.1 振動網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

1.1.1 結(jié)構(gòu)體系 蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的分布基本采用以6個邊界節(jié)點和1個中心節(jié)點為基礎(chǔ)區(qū)域而構(gòu)筑的蜂窩通信,其中相鄰的3個節(jié)點可以構(gòu)成面積相等的正三角形,節(jié)點覆蓋區(qū)域的面積一致,信號的強度分布與衰減的差異降低,通信的質(zhì)量得到提升。蜂窩結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)振動網(wǎng)絡(luò)規(guī)模變化來確定蜂窩狀超聲波振動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)

(1)

式中L為中間到邊緣的六邊形的層數(shù)。連接各六邊形的中心點,1桿、7桿和37桿的超聲波振動網(wǎng)絡(luò)體系如圖1所示。

圖1 基于蜂窩結(jié)構(gòu)的超聲波振動網(wǎng)絡(luò)

當超聲波振動網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點之間的連接采用硬連接時,會因為相鄰節(jié)點的頻率不同步而導(dǎo)致功率超聲波的共振、抵消和失諧等異常狀況的發(fā)生,各變幅桿的工作效率降低。采用“連而不接”的超聲波振動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在一定程度上可以減少各桿件之間的干擾,保證各變幅桿工作的獨立穩(wěn)定,提高工作效率。

1.1.2 覆蓋概率 參照蜂窩狀移動通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋機制,提高超聲波振動網(wǎng)絡(luò)的有效作用空間。蜂窩結(jié)構(gòu)超聲波振動網(wǎng)絡(luò)滿足在二維平面內(nèi)的均勻泊松點過程,其分布密度定義為λB,振動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意一點都會受到3個變幅桿的作用,檢測點與桿i的距離定義為其坐標R(i),振動網(wǎng)絡(luò)覆蓋概率為

(2)

(3)

式中:i=1,2,3,…,7;r=10.5 cm;Ai為變幅桿i的覆蓋面積;Γ(i)為Gamma函數(shù)。每個蜂窩單元含6個邊界點和1個中心點,7桿振動網(wǎng)絡(luò)共49個點,分布密度為0.015 73 cm-2,桿i的覆蓋概率為

P(Ai)=

(4)

式中:ζ為以R(i)為半徑的圓面積;ε為超聲波變幅桿i所覆蓋的邊界到其中心距離的重尾特征,ε∈[1,3]。

1.2 空間效率

1.2.1 傳統(tǒng)超聲波振動網(wǎng)絡(luò)空間效率 在不同規(guī)格鋁合金鑄錠超聲波輔助熔模鑄造過程中,工具頭底面垂直向下,將高于結(jié)晶器內(nèi)熔體平均溫度15 ℃的采樣點區(qū)域定義為蜂窩單元理想作用區(qū)間。傳統(tǒng)超聲波振動網(wǎng)絡(luò)工具頭底面垂直向下0.1～5.689 cm的區(qū)域采樣點的平均溫度比熔體的平均溫度高15.69 ℃,蜂窩結(jié)構(gòu)超聲波網(wǎng)絡(luò)工具頭底面垂直向下0.12～4.321 cm的區(qū)域采樣點的平均溫度比熔體的平均溫度高15.212 ℃,兩種超聲波網(wǎng)絡(luò)垂直向下的最大距離的平均值5.01 cm為不同結(jié)構(gòu)超聲波網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一理想作用深度。

傳統(tǒng)超聲波振動網(wǎng)絡(luò)工具頭直徑為10 cm,其變幅桿的作用如圖2所示。

圖2 傳統(tǒng)超聲波振動網(wǎng)絡(luò)變幅桿作用示意圖

綜合前面的分析,n個變幅桿組成的超聲波振動網(wǎng)絡(luò)的理想作用面積和作用體積為

(5)

(6)

式中:rult為工具頭的半徑;h為工具頭底面到作用面的距離。

設(shè)定傳統(tǒng)4桿超聲波振動網(wǎng)絡(luò)中工具頭的半徑為5 cm,結(jié)合式(5)和式(6)得到超聲波作用的截面積和體積分別為1 256 cm2和4 710 cm3,7085鋁合金鑄錠的截面積為3 115.665 cm2,截面積作用效率為40.3%。本文設(shè)定超聲波輔助鑄造的理想作用深度為5 cm,那么其理想的作用體積為15 578.325 cm3,此時鑄造體積作用效率為30.23%。

圖3 基于蜂窩狀的2層超聲波振動網(wǎng)絡(luò)

(7)

(8)

振動網(wǎng)絡(luò)蜂窩單元個數(shù)與鑄錠的尺寸、網(wǎng)絡(luò)層數(shù)有密切的關(guān)系,其工具頭前端六邊形柱體可以根據(jù)鑄錠尺寸和網(wǎng)絡(luò)層數(shù)進行更換。用于7085鋁合金鑄錠的2層蜂窩結(jié)構(gòu)的單元邊長a=103.92 mm,其工具頭的三視圖如圖4所示。

圖4 蜂窩結(jié)構(gòu)超聲波振動網(wǎng)絡(luò)工具頭的構(gòu)造

蜂窩結(jié)構(gòu)超聲波振動網(wǎng)絡(luò)工具頭的理想工作深度采用統(tǒng)一理想作用深度,取5 cm,2～6層的蜂窩結(jié)構(gòu)超聲波振動網(wǎng)絡(luò)的作用截面積、作用體積和效率對比如表1所示。隨著蜂窩單元層數(shù)的增加,振動網(wǎng)絡(luò)的作用截面積和體積不斷增大,工作效率也逐步提高,但提高速率放緩。

1.3 輸出功率與諧振頻率

1.3.1 輸出功率 變幅桿在輔助鑄造過程中做簡諧振動,變幅桿i的平均作用力和即時響應(yīng)速度分別為Fiave和Viave,同時有T=2π/f,則基于振幅與頻率的變幅桿i的負載為

(9)

(10)

(11)

式中:ai(t)為變幅桿i在t時刻的振幅;fi(t)和fi(t-1)為變幅桿i在t和t-1時刻的頻率;mi為變幅桿i的質(zhì)量;φ為相移。

正常分量的負荷預(yù)測是振動電源電力負荷預(yù)測的核心部分,其負荷預(yù)測模型如下

(12)

(13)

-0.05<σtem_al(t)<0.05

式中:Pg(t)為300 s內(nèi)正常負荷預(yù)測;ui(t)為變幅桿i在t時刻的電壓;Ps為額定功率;σtem_al(t)為熔體t時刻的溫度影響因子;Tal為熔體溫度。

參照Box-Jenkins方法,設(shè)計基于歷史負荷的預(yù)測模型如下

(14)

式中:Phisi(t)表示基于歷史負荷的預(yù)測值;Pa(t-1)為t-1時刻前的負荷平均值;R(t)為t時刻電源的內(nèi)阻;I(t)為t時刻電流;a(t)為t時刻前的負荷修正系數(shù),取值區(qū)間為0.9～1.1。

設(shè)定前面4個方面的作用比例均為25%,得到n桿蜂窩狀超聲波振動網(wǎng)絡(luò)的負荷為

Pavn(t)=

(15)

δn(t)=Pavn(t-1)-Pavn(t-2)

(16)

式中n表示變幅桿節(jié)點的個數(shù)。

用于7085鋁合金超聲波輔助鑄造系統(tǒng)的電源設(shè)定頻率為20 kHz,電源每1 s采樣一次,每3 min為一個時間片,得到變幅桿i的輸出功率為

Pio(t)=rip(t)+

(17)

(18)

式中:Piin(t)、Pio(t)分別為桿i在t時刻的輸入、輸出功率;Pimax(t)、Piave(t)分別為t時刻前的最大、平均輸出功率;ω為角頻率;vis為桿i的輸入電壓;η、α為逆變效率、導(dǎo)通率。

1.3.2 諧振頻率 超聲波振動網(wǎng)絡(luò)變幅桿的諧振頻率分析從超聲波振動電源基本輸入數(shù)據(jù)、歷史諧振頻率和諧振頻率預(yù)測幾個方面進行,180 s時的振動網(wǎng)絡(luò)變幅桿i的諧振頻率為

(19)

(20)

式中:fiave(t)為變幅桿i前0.5t時段內(nèi)的平均輸出頻率;rif(t)為t時刻的頻率誤差;fih(t)為前t時段內(nèi)最高頻率誤差;rifave(t)為前t時段內(nèi)平均頻率的誤差。變幅桿i在t時刻的頻率為

(21)

式中:c為超聲波的傳播速度;Ld為被測點到變幅桿i的中心距離。經(jīng)Hilbert變換,得到t時刻7變幅桿超聲波網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率

(22)

rf(t)=fn(t-1)-fn(t-2)

2 新的超聲波振動網(wǎng)絡(luò)仿真分析

2.1 振動網(wǎng)絡(luò)覆蓋分析

考慮各向同性和各向異性路徑的損耗對超聲波振動網(wǎng)絡(luò)覆蓋概率的影響,仿真參數(shù)如表2所示。當閾值為3 dB時,桿i所處的small cell網(wǎng)絡(luò)覆蓋概率受到同性路徑損耗的影響增大,桿i的覆蓋概率隨之下降,但是相鄰桿j的覆蓋概率卻隨之上升。

表2 超聲波振動網(wǎng)絡(luò)仿真參數(shù)

若路徑的損耗指數(shù)均值為SIR閾值Tsir,則Tsir≤14 dB時各向同性路徑的損耗被忽略,各向異性路徑損耗覆蓋概率降低,Tsir≥15 dB時各向同性路徑損耗的覆蓋概率降低,各向異性路徑損耗的覆蓋概率上升,測試點的綜合覆蓋概率均值為0.819,較傳統(tǒng)超聲波網(wǎng)絡(luò)覆蓋概率增加0.326,仿真曲線如圖5所示。

圖5 蜂窩網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋概率對比

2.2 功率譜密度仿真分析

(23)

(24)

功率譜密度仿真以7085鋁合金輔助鑄造為背景,7桿蜂窩結(jié)構(gòu)和4桿傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)振動網(wǎng)絡(luò)每個振動源的額定功率均為250 W,MATLAB環(huán)境下功率譜密度仿真曲線如圖6所示。

圖6 不同振動網(wǎng)絡(luò)的功率譜密度仿真對比

蜂窩結(jié)構(gòu)振動網(wǎng)絡(luò)的功率譜密度為0.741～0.912 W/cm2,與理想值0.556 W/cm2更加接近,擁有63.04%的作用面積,做功分布均勻,工作效率和可靠性得到提升。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)振動網(wǎng)絡(luò)的功率譜密度為0.07～2.33 W/cm2,有效作用面積比例僅為17.61%。

2.3 頻率跟蹤仿真

頻率跟蹤仿真分析思路和負荷仿真分析的思路一致,根據(jù)蜂窩單元諧振頻率判斷超聲波振動網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生失諧、共振的條件。基于蜂窩狀超聲波振動網(wǎng)絡(luò)工作效率較常規(guī)的超聲波振動網(wǎng)絡(luò)有所提高,MATLAB環(huán)境下的超聲波振動網(wǎng)絡(luò)諧振頻率仿真曲線如圖7所示。

圖7 不同振動網(wǎng)絡(luò)的頻率仿真對比

結(jié)果顯示,各變幅桿的負荷和諧振頻率變化趨勢一致,頻率的變化范圍為17.91～19.81 kHz,受鑄造環(huán)境的變化而變化,仿真結(jié)果和理想值之間的誤差在可控范圍內(nèi)。傳統(tǒng)振動網(wǎng)絡(luò)頻率的變化范圍為18.86～20.09 kHz,由于蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻率的變化范圍大于傳統(tǒng)超聲波振動網(wǎng)絡(luò),平均值小于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率,因此晶粒會更加均勻,鋁合金熔體空穴存在的數(shù)量、規(guī)模較改進之前減少。

3 實 驗

3.1 實驗設(shè)備與材料

實驗裝置由第4代可編程MCU超聲波振動電源、PTZ壓電陶瓷換能器、鈦合金變幅桿、溫度控制記錄儀、坩堝、可調(diào)位移裝置、K型熱電偶、Buehler研磨機、AD-AM數(shù)據(jù)采集模塊、Leica臺式金相顯微鏡、7085鋁合金、Keller腐蝕劑、鋁鈦硼細化劑、Φ650 mm鐵坩爐等組成,如圖8所示。

圖8 超聲波輔助鑄造實驗裝置

3.2 實驗方案

在新的超聲波振動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進行超聲波輔助鑄造實驗,采集超聲波振動電源的輸出功率、諧振頻率、鋁合金熔體的溫度、變幅桿探入熔體深度等信息,并進行金相切片,獲取晶粒尺寸。具體實驗步驟如下。

步驟1:構(gòu)筑由2個超聲波振動電源輸出、直徑為630 mm的7變幅桿超聲波振動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,做好實驗前準備;

步驟2:注入鋁合金熔體,加熱并且保持在700～735 ℃,單元數(shù)據(jù)采集時間為0.5 s,數(shù)據(jù)采集循環(huán)時間為180 s,循環(huán)20次,共1 h的超聲波輔助鑄造實驗,采集數(shù)據(jù)信息;

步驟3:分別對普通、智能和基于蜂窩的超聲波振動網(wǎng)絡(luò)重復(fù)步驟2。

3.3 效率分析

3.3.1 覆蓋分析 傳統(tǒng)超聲波網(wǎng)絡(luò)沒有對變幅桿的位置進行調(diào)整,其對7085鋁合金鑄錠輔助鑄造的工具頭分布如圖9所示,單元之間最小、最大距離分別為199.7、282.42 mm。

圖9 傳統(tǒng)4桿超聲波振動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分布

設(shè)計的蜂窩結(jié)構(gòu)超聲波振動網(wǎng)絡(luò)單元的層數(shù)、數(shù)量以及工具頭的尺寸都根據(jù)鋁合金鑄錠的尺寸確定,在7085鋁合金鑄造過程中構(gòu)筑7個節(jié)點的超聲波振動網(wǎng)絡(luò),工具頭的分布如圖10所示。節(jié)點之間的距離固定為181 mm,理論距離為179.98 mm,蜂窩單元邊緣之間的距離為1.02 mm,盡管工具頭之間有距離,但是邊緣的超聲波作用使得兩個蜂窩單元的振動網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)連接狀態(tài),從而構(gòu)筑網(wǎng)絡(luò)之間連接,但蜂窩單元之間沒有“連而不接”狀態(tài)。

圖10 2層7節(jié)點蜂窩結(jié)構(gòu)超聲波振動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分布

結(jié)合前面的仿真分析,從各向同性和各向異性兩個方面來分析振動網(wǎng)絡(luò)的路徑損耗,定義閾值為2.95 dB。功率超聲波在超聲波輔助鑄造過程中可以對鋁合金熔體的局部溫度和壓力產(chǎn)生影響,比熔體平均溫度高15 ℃的采樣點區(qū)域為頻率覆蓋區(qū)域。在超聲波輔助鑄造過程中溫度的獲取比頻率的獲取更加方便,沿著相鄰變幅桿i和j之間的路徑檢測熔體溫度,即可判斷振動網(wǎng)絡(luò)的覆蓋概率。蜂窩網(wǎng)絡(luò)的覆蓋概率隨著檢測點與振動源中心點的距離增大而下降,但至相鄰節(jié)點路徑中點后振動網(wǎng)絡(luò)覆蓋概率又有所上升,平均為0.79,傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)振動網(wǎng)絡(luò)覆蓋概率隨著檢測點與振動中心的距離增大而降低,在90 mm時為0.2,當距離達到150 mm時僅為0.021。這是由于傳統(tǒng)超聲波振動網(wǎng)絡(luò)沒有對工具頭進行改進,相鄰振動單元之間的最短距離為199.7 mm,存在覆蓋盲區(qū),導(dǎo)致其平均覆蓋概率僅為0.475。圖11的實驗結(jié)果顯示,傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的振動網(wǎng)絡(luò)覆蓋概率遠低于蜂窩結(jié)構(gòu)振動網(wǎng)絡(luò)。

圖11 超聲波振動網(wǎng)絡(luò)單位負荷覆蓋概率實驗結(jié)果

3.3.2 功率超聲波作用分析 使用圖7所示的X射線采集模塊,獲取超聲波振動網(wǎng)絡(luò)輔助鑄造過程中多個工具頭平面正下方2.5～7.5 cm的扁薄圓柱形流體的X射線成像,圖12結(jié)果顯示蜂窩結(jié)構(gòu)超聲波振動網(wǎng)絡(luò)溫度分布均勻,效率高于傳統(tǒng)超聲波振動網(wǎng)絡(luò)。

(a)蜂窩結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò) (b)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)圖12 鋁合金熔體X射線成像

3.3.3 頻率譜效率分析 單位面積的振動源個數(shù)Nunit=λB,得到單位面積內(nèi)頻率譜效率

Ω(λu,νi,εi,τi,θi)=λBΛ(λu,νi,εi,τi,θi)

(25)

(26)

式中

(27)

(28)

(29)

不同振動網(wǎng)絡(luò)的頻率譜效率對比如圖13所示。

圖13 不同振動網(wǎng)絡(luò)的頻率譜效率對比

實驗結(jié)果顯示:蜂窩結(jié)構(gòu)振動網(wǎng)絡(luò)頻率譜效率與單位分形有密切的關(guān)系,頻率譜效率區(qū)間為55.53%～78.12%,頻率譜效率穩(wěn)定;傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的頻率譜區(qū)間為2.72%～94.12%,距離變幅桿的中心點75 mm時效率銳減,至120 mm時僅為2.72%;蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻率譜效率高于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

3.4 振動網(wǎng)絡(luò)對鑄造質(zhì)量的影響

分別采用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)進行730 ℃鋁合金鑄造實驗,沿圖14所示的位置C1～C8切8刀,獲得體積為1 cm3的鋁合金切塊,編號為B1～B4。切塊經(jīng)過打磨、拋光、酒精清洗、Keller試劑腐蝕和風干等處理,兩種網(wǎng)絡(luò)輔助鑄造切塊的金相組織對比如圖15所示。

圖14 采樣切塊獲取示意圖

(a)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) (b)蜂窩網(wǎng)絡(luò)圖15 不同網(wǎng)絡(luò)輔助鑄造的金相組織對比

不同振動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下晶粒尺寸如表3所示。由表3和圖15可以看出,蜂窩振動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下晶粒均勻,鑄造質(zhì)量提升。

表3 不同網(wǎng)絡(luò)對晶粒尺寸的影響

4 結(jié) 論

(1)蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻率譜效率高于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻率譜效率區(qū)間為55.53%～78.12%,不同檢測點的頻率譜變化小,工作穩(wěn)定,而傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)頻率譜效率區(qū)間為2.72%～94.72%,且隨著測試點與振動中心距離的增大迅速減小,振動網(wǎng)絡(luò)作用效率快速降低。

(2)蜂窩網(wǎng)絡(luò)體積作用效率隨網(wǎng)絡(luò)層數(shù)的增加而增加,當層數(shù)為2時體積作用效率為63.04%,當層數(shù)為8時體積作用效率達到77.6%,其單元模塊的邊長也隨著網(wǎng)絡(luò)層數(shù)和鑄錠尺寸的改變而改變,作用體積從9 820.45 cm3變化為12 089.05 cm3,體積作用效率逐步提高。

(3)蜂窩網(wǎng)絡(luò)功率譜密度區(qū)間為0.741～0.912 W/cm2,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)功率譜密度區(qū)間為0.07～2.33 W/cm2,蜂窩網(wǎng)絡(luò)功率譜密度更加穩(wěn)定,而傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的功率譜密度高開低走,作用面積有限。

(4)7085鋁合金蜂窩結(jié)構(gòu)超聲波振動網(wǎng)絡(luò)輔助鑄造實驗中形核率增加,平均晶粒尺寸為145.23 μm,比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)輔助鑄造的平均晶粒尺寸181.05 μm減小35.82 μm,鑄造質(zhì)量提升。

基于蜂窩結(jié)構(gòu)的超聲波振動網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法還存在諸多不足,隨著熔體溫度的下降,電源的輸出功率、頻率會產(chǎn)生隨機抖動,穩(wěn)定控制問題值得研究。另外,最優(yōu)的超聲波振動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是不存在的,需要在理論與實踐的結(jié)合過程中不斷改進與尋優(yōu)。