电气装置绝缘失效的原因及预防措施

1.由击穿引起的绝缘失效 (1)气体的击穿 当电场强度超出一定值时,会造成间隙击穿.如果间隙过小,也会使电场强度增加而造成气体击穿.常见的有,电容器因施加电压过高而击穿,因电线裸露而产生的电火花,闭合开关时产生的电弧,出现这些情况均说明其气体电介质不再具有绝缘性能.     

超声振动辅助电火花铣削间隙流场分析与验证

为研究超声振动对电火花铣削间隙流场的作用,根据流场理论将超声振动辅助电火花铣削间隙流场简化为二维流场,建立间隙流场动力学基本方程并推导出间隙流场在x和y方向的压力变化方程。通过Fluent有限元软件建立二维轴对称旋转仿真模型,验证该方程的正确性。分析了间隙流场交变压力的作用,并进行实验验证。研究结果表明:在超声振动的作用下,加工间隙中电介质沿x和y方向超声频率周期性变化的压力增强了空穴作用,促进了电介质的循环,减少了短路和电弧放电,提高了加工过程的稳定性和加工效率,进而提高工件材料去除率,同时能够减小火花放电凹坑深度,使工件加工表面的熔融金属铺展得更均匀,从而降低工件加工表面粗糙度。     

超声振动改善气体介质电火花加工的机理研究

提出了超声振动-气体介质电火花复合加工技术,在简述其加工原理的基础上分析了超声振动在改善气体介质电火花加工中的作用,以及相关的理论机理。实验结果表明,附加超声振动能改善放电间隙状态,减少短路、拉弧现象,提高了材料的去除率。进行了超声振动-气体介质电火花加工单脉冲实验设计。     

直激式压电风能捕获器的性能分析与实验

提出一种由压电梁及其端部附加质量构成的直激式压电风能捕获器。在考虑了压电振子静平衡变形的基础上,根据涡激振动理论建立了柔性压电振子的自激振动理论模型并进行了仿真分析,获得了压电梁厚度比、附加质量及风速对其发电性能的影响规律。结果表明,存在最佳的压电梁厚度比使输出电压、电能及功率最大,电压/电能/功率所对应的最佳厚度比分别为0.5/0.65/0.65。其它参数确定时,存在最佳风速/附加质量使输出电压最大,且最佳风速随附加质量增加而降低、最佳质量随风速增加而降低。制作了风能捕获器样机并进行了试验测试,风速为4.8/7.2/10m/s时,对应的最佳附加质量及最大电压分别为15/11/7g和1.9/3.94/6.18V;风速为10m/s时,10g附加质量下的输出电压为0/20g附加质量下的4.1/1.2倍。结果证明根据实际风速范围确定合理的附加质量可提高发电能力。     

超声波驱动的摩擦特性研究

采用自制的模拟超声马达定子齿椭圆振动的超声驱动模拟试验装置，研究了接触预压紧力和两相超声波振动的激励电压峰峰值之比对超声驱动的摩擦特性的影响。结果表明：在超声波振动驱动条件下，每一种摩擦材料都存在最佳的预压紧力和激励电压的组合。     

带自制跟刀架的振动车削细长轴实验研究

细长轴的车削面临振动和让刀两大核心问题。针对振动问题,研制了拉夹顶尖,将工件受到的压应力变为拉应力,从而克服了压杆稳定极限,并且降低了产生振动的可能性。建立了一端卡盘一端拉夹顶尖装夹形式下的力学模型。针对让刀现象,研制了超声振动车削系统和自制跟刀架。超声振动车削方式通过对刀具附加高频,一定振幅的振动信号,使得车削过程中的切削力,切削热显著降低,并且有优异的抑制振动的效果。自制跟刀架通过微分头的形式实现辅助支撑作用。通过超声振动车削细长轴的实验,证明了自制拉夹顶尖、超声振动车削方式和自制跟刀架的组合在加工细长轴的有效性。     

超声振动辅助电解加工成形规律研究及试验

超声振动辅助电解加工可以有效提高加工效率、改善加工精度。对超声振动辅助电解加工成形过程进行了分析,研究其加工成形机理,并根据加工成形质量对加工参数进行优选。设计了3种不同截面形状的柱状阴极工具进行超声振动辅助电解加工微孔的试验研究,分析了极间脉冲电压、占空比和振动加工方式等参数条件对加工效率、表面质量及微结构入口尺寸的影响规律。试验结果表明,超声振动改善了电解加工时的微孔边界成形作用环境,在加工阵列微孔时具有显著优势。当超声振动同步辅助电解加工的高频脉冲电压为4 V、占空比为40%时,加工深度、关键尺寸和表面粗糙度值达到了综合最优值。此外,加工工具的截面形状对工件的成形和表面质量也有一定的影响。     

压电换能器的设计与温度特性研究

针对目前超声振动加工中存在的压电陶瓷发热严重,影响换能器性能和寿命的问题,通过对压电换能器进行设计、分析与试验对比,在保证输出振幅能够满足加工要求的前提下,得出振动系统合适的输入电压范围,使超声振动系统能够稳定运行。首先对超声换能器进行谐响应分析和稳态热分析,分析结果显示,对压电陶瓷施加电压后,换能器输出端的振幅最大,压电陶瓷的温度最高。建立试验平台进行试验分析,试验结果表明,当输入电压达到140 V时,压电陶瓷的温度高于居里温度的一半,此时振幅趋于峰值30.0μm。当输入电压为70～130 V时,输出振幅足够大,压电陶瓷的发热情况良好,能够满足系统长时间工作的要求,为超声振动系统能够稳定工作提供了一种可行方法。     

超声振动辅助气体介质电火花加工研究

简述了超声振动辅助气体介质电火花加工原理，并设计开发了相应的实验机床。实验结果表明：工具电极做超声振动时的材料去除率比工件做超声振动时的材料去除率要小；材料去除率随峰值电压、峰值电流、脉冲宽度、气体介质压力的增大而增大，随脉间宽度、工具电极壁厚的增大而减小。简述了超声振动辅助气体介质电火花加工材料蚀除机理。     

深孔超声圆周振动钻削初探

针对深孔加工难度大的特点,采用超声圆周振动加工技术,在普通车床上附加一套振动装置。试验加工了几种不同材料,不同孔径的深孔,取得了较理想的效果,为进一步研究和推广深孔超声圆周振动加工技术提供了可靠的依据。     

Nanoparticle suspension preparation using the arc spray nanoparticle synthesis system combined with ultrasonic vibration and rotating electrode

This study aims to investigate the use of a new nanoparticle preparation method, i.e., the arc spray nanoparticle synthesis system (ASNSS) combined with ultrasonic vibration and rotating electrode, to prepare TiO₂ nanoparticle suspension. For the proposed new method of nanoparticle suspension preparation, this study has designed four different process modes of experimentation for comparison, in order to obtain suspended nanoparticles with smaller particle size and relatively good dispersion. This study discusses the process modes with different settings of variables including peak current, pulse duration, breakdown voltage, temperature of the dielectric fluid and amplitude of ultrasonic vibration, in order to determine the better conditions for the preparation of TiO₂ nanoparticles suspension. The Transition Electron Microscope (TEM) image of the experiment result shows that TiO₂ nanoparticles prepared by the ultrasonic vibration assisted vacuum arc spray process has an average particle size of less than 10 nm.     

Experimental research on the MRR of ultrasonic vibration aided electric discharge milling of ceramic materials using deionized water as processing medium

Abstract

Electric Discharge Milling Machining (EDMM) simplifies the electrode manufacturing process and reduces the cost. However, the introducing of new parameters, such as the three-dimensional motion and the electrode rotation speed, results in a periodic change of control state that can reduce the control performance and processing efficiency. In this work, ultrasonic vibration of tool electrode was used to improve the processing efficiency of ceramic materials. The effect of ultrasonic vibration on the EDMM process was analyzed by comparing the experimental findings. The results have shown that the ultrasonic vibration can improve the material removal rate, and a treble processing efficiency was achieved. The effect of processing parameters on the material removal rate, such as the open voltage, the peak current, the pulse during time and the pulse off time, was analyzed. When aided with the ultrasonic vibration, the best processing efficiency was achieved at 220?V for the open voltage, 10?A for the peak current and 15?μs for both the pulse during time and pulse off time.     

超声振动辅助电火花微小孔加工中超声参数对加工效率的影响

利用研制的超声振动辅助电火花微小孔加工系统进行加工试验,研究了超声波激励电压的频率、幅值、脉宽与脉间对复合加工微孔的影响。为了考察加工效果,与传统电火花微孔加工试验进行了对比。试验结果表明,超声能显著改善极间工作液的循环,占空比为1/2时加工效率最高,超声激励电压、激励频率与加工时间成浴盆曲线关系,合理选择超声波参数可以有效提高加工效率。     

超声振动减摩性能的实验研究及理论分析

以超声减摩的核心构件压电振子为研究对象，在测量压电振子参数的基础上通过改变压电振子的工作电压，测量压电振子振动时辐射端面与特定的工作表面间的摩擦系数的变化规律，通过有限元法计算压电振子的振动模态，分析超声振动的减摩机理，以便进行适当的结构设计，利用超声振动的减摩性能制造出超声波悬浮轴承。研究证明，超声振动具有良好的减摩性能，压电振子处于纵向振动模态时减摩效果最好。     

基于间隙特性的数控展成电解加工效率

为了提高数控展成电解加工的加工效率,以平面加工为例,研究了不同数控展成电解加工方式的间隙变化规律、电解速度分布和单位时间去除材料体积及其影响因素,并提出了通过离散化方法简化处理非平面问题,从而有助于在工艺设计阶段分析预测加工效率,选择最优的加工方式以提高数控展成电解加工的效率。
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超声振动辅助磨削-脉冲放电加工表面粗糙度研究

通过多因素方差分析法分析了超声振动辅助磨削一脉冲放电复合加工参数（脉冲宽度、脉冲间隔、参考电压、超声振幅）对加工表面粗糙度的影响程度,建立了表面粗糙度的二次模型,并用响应曲面法预测一定切削参数范围内任意切削条件下的表面粗糙度值,方差分析结果和响应曲面法预测结果基本一致。研究结果对实际生产过程中加工参数的优化具有一定的指导作用。     

双足型直线超声电机的原理分析及结构设计

研制了一种新型直线超声电机,首先对其驱动机理进行了探讨,对定子表面质点椭圆运动的形成进行了分析,结合电机输入电压信号的时序阐明了电机工作模态的激发过程;其次对电机结构进行了设计,确定了振子尺寸,组装了一台直线超声电机.     

Float characteristics of a squeeze-film air bearing for a linear motion guide using ultrasonic vibration

The float characteristics of a square squeeze-film air bearing using piezoelectric actuators as a vibrator are discussed. In this type of bearing, piezoelectric actuators are adhered to a flat bearing plate and vibrate the bearing plate at ultrasonic resonant frequency. The influence of various design parameters on the float characteristics of the proposed bearing, such as the vibration frequency, input voltage to the piezoelectric actuator, and imposed load were investigated theoretically and experimentally. Our proposed squeeze-film air bearing was found to be quiet, because this type of bearing uses ultrasonic vibration to generate the squeeze-film. An average film thickness of 5 μm could support an imposed load of 10 N.