超声-电弧复合焊接系统换能器优化设计

研究了超声-电弧复合焊接系统中超声换能器的优化设计方法.根据超声-电弧复合焊接系统工作条件确定了超声换能器整体形式和各部分材料.通过传统解析法推导了超声换能器整体谐振频率方程,求解各部分基础尺寸.利用有限元分析软件ANSYS对解析法设计的超声换能器结构进行了模态分析,研究了前后盖板尺寸对于超声换能器谐振频率的影响并优化...     

超声换能器性能对检测质量的影响

分析了一批国产和进口探头的波形和频谱特征,讨论了它们对检测质量的影响。并指出,为了确保检测质量在选择探头时应当注意探头的波形和频谱特征。     

用于水下探测的宽带超声换能器设计

为研制一种可用于水下探测的宽带纵振换能器,采用双激励设计方法拓宽换能器带宽,预设换能器目标谐振频率为23,42 kHz,基于双激励纵振换能器共振频率方程,对双激励纵振换能器进行了理论设计,在此基础上通过有限元建模优化设计,并对其在空气中和水中的导纳曲线和发射电压响应进行了仿真.仿真结果表明,该换能器在空气中的谐振频率为...     

夹心式换能器设计中节面位置的选择与分析

夹心式压电换能器是功率超声加工系统的重要组成部分,在其设计过程中,不同的节面位置选择会对换能器的尺寸和性能参数产生不同的影响,同时,对整个功率加工系统也产生影响.针对3种节面位置进行分析,得出其在换能器尺寸、前后振速比和有效机电耦合系数方面的3种特殊位置公式,并进行对比分析,为换能器设计初期进行节面位置选择提供了一定的依据.     

大功率超声换能器的研制

研究了功率超声换能器的设计方法,依据超声换能器理论建立数学模型,确定了功率超声换能器的工程设计方法,得出功率超声换能器的设计特点及参数,这种功率超声换能器可推广应用。     

凸轮转子叶片马达定子有限元分析与设计

在凸轮转子马达的零部件设计中引入了有限元分析的方法,并针对凸轮转子叶片马达定子的分析和设计,详细阐述了基于NX8.0CAE高级仿真模块的定子结构优化分析。通过建立定子的参数化模型和有限元分析模型,重点针对定子中的叶片槽角度位置进行分析,给出了合理的结构设计参数,最大程度地减少了马达定子在工作时的变形量,分析所得的结论为改善凸轮转子叶片伺服马达定子设计结构提供了依据。经过优化设计的定子被成功应用于凸轮转子叶片伺服马达中,通过相关实验证明其达到了一定的性能指标。     

一种曲面背衬的宽带超声换能器

利用多共振原理设计一种圆形宽带超声换能器，它以通常的平板圆形压电晶片作为换能器振子，加上曲面背衬使整个系统达到多共振状态，实验表明，这种设计的尝试是成功的，其电阻抗曲线的共振明显被抑制，带宽增加了一倍以上。     

基于马达驱动的流盘装置设计

基于马达驱动的流盘装置是专门用于散货适运水分极限测定的新型工具。整套装置由机械部分、液压系统和电控系统组成。由于采用了马达驱动,输出功率大,可适用于不同种类的散货。设备结构紧凑简单、控制可靠、操作方便。详细介绍了此设备的机械部分组成、设备的安装与润滑及驱动系统的原理与控制。     

螺旋马达转子的抛光研究

提出以数控加工的方式对螺旋马达转子进行抛光,取代传统的人工手动抛光方式;通过有限元分析得到螺旋马达转子的表面在抛光中所选取各节点应力值,分析节点应力变化规律;然后进行抛光实验,得到抛光量大小,验证了有限元分析的合理性,为螺旋马达转子数控抛光提供参考。     

某型航空发动机燃烧室外套超声检测换能器的设计

用超声表面波法检测某型航空发动机燃烧室外套裂纹，需要设计专用换能器。根据外套壁厚和裂纹位置特点，提出了专用超声换能器的设计关键在于工作频率和晶片倾斜角。由理论分析和试验，给出了最佳灵敏度时换能器的工作频率和晶片倾斜角，实际应用效果良好。     

基于ANSYS Workbench的球面磨床磨头结构设计方案分析

磨头属于精密数控球面磨床的关键部件,其结构形式会直接影响到磨头动力部件的刚度,从而影响到加工工件的精度及表面质量.针对SMG63H球面磨床磨头结构形式设计的三种方案,运用ANSYS Workbench对磨头动力部件加载工况进行静态特性分析,通过分析不同设计方案的磨头、主轴、主轴箱以及磨头动力部件整体的变形量和应力大小,选出静态特性最优方案.此方法为精密数控球面磨床关键部件有限元分析及设计方案的优化提供技术支持,为改善机床结构性能和提高机床精度奠定了基础.     

新型换能器式大力矩超声波电机的研究

超声波电机是一种利用压电晶体逆压电效应获得驱动力矩的新原理电机,它与由电磁作用获得转矩的电磁电机工作原理截然不同。针对目前超声波电机输出力矩小的不足,提出了一种新型换能器式大力矩超声波电机结构。对电机的运行机理进行了分析,并利用有限元软件ANSYS分析了电机定子的振动特性和阻抗特性,同时提出了一种振子间解耦的方法。通过实验得到了电机的运转特性,在预紧力为13N时得到电机最大输出力矩为2.8N.m。     

工程陶瓷超声波加工机理的有限元分析

采用超声波加工工程陶瓷等硬脆材料时,工件材料表面受到磨粒的碰撞,接触区域将发生变形。利用断裂力学和接触力学的方法分析撞击区域的应力及应力波传播,并使用ANSYS/LSDYNA有限元软件数值模拟分析工件材料表面的裂纹产生过程及扩展。     

基于光学测量技术的球形电机位姿检测方法研究

为解决现有球形电机检测系统结构复杂、成本较高的问题,提出了一种基于光学测量的非接触式检测技术。分别在球形转子和定子上布置环形光源和硅光电池阵列,转子带动环形光源偏转导致硅光电池阵列上光斑面积发生变化,从而影响输出电流。建立了短路电流与位姿角的数学模型,并搭建实验平台,对球形主动关节转子进行轨迹规划,实验表明,该方法能实现球形转子位姿的准确测量,位姿角误差控制在0.45°以内。研究结果对转动刚体的位姿检测和空间定位具有理论与实用价值。     

基于超声波悬浮支撑的高速电机的设计

设计了利用单项支撑转子超声波悬浮的高速电机,采用压电换能器、永磁同步电机主轴,换能器辐射端面与主轴悬浮支撑帽均采用锥度相同的圆锥形结构,以保证主轴高速旋转时高度自动定心。测试结果表明:当超声波电源输出功率在500 W时,主轴转速达到20 000 r/min以上,悬浮间隙超过100 nm,大于两接触面粗糙度总和,主轴运转平稳,无接触摩擦噪声,不存在电磁耦合所导致的转矩波动和径向振动问题。     

基于有限元仿真的带孔板超声波喷丸成形工艺

为探究飞机壁板带孔部位在喷丸成形时产生的孔区异形,应力集中等问题,文中利用有限元方法对2024铝合金带孔板喷丸后孔区域变形情况进行研究,分析了喷丸区域离孔的距离(孔边距L)对孔变形程度的影响;讨论了板料厚度,喷丸速度,喷丸覆盖率等喷丸工艺参数对带孔板孔变形程度的影响规律;绘制了孔异形程度B1%和B2%两种情况下不同喷丸参数时应采取的最小孔边距曲线。结果表明:孔边距过小时(0≤L1mm)孔异性程度最大,应力集中明显;板料厚度可以有效的减小孔异形程度,板厚大于6mm时孔异形程度基本小于1%;当孔异形程度一定时,喷丸速度和喷丸覆盖率越大,就需采用更大的孔边距,覆盖率F140%时,孔边距需增加到17mm以上才能使孔异形程度降低到1%以下。     

基于系统辨识的超声传感器频响标定的研究

超声传感器频率响应特性会给检测信号带来一定影响,从而产生检测误差,甚至导致检测结果失效.针对这个问题,提出了一种基于系统辨识的超声传感器频响标定方法,通过在水中采集传感器系统的输入输出数据,然后根据系统辨识算法,计算出系统的离散传递函数,实现对传感器系统频率响应的标定.实验验证这种标定方法能够对传感器进行有效标定,根据...     

超声振动辅助滚压参数对钛合金表面残余应力的影响

结合有限元分析和实验研究,基于与普通滚压工艺的对比,对超声振动辅助滚压强化钛合金表面的残余应力场进行分析,获得了沿改性层深度方向的残余应力变化和瞬态应力分布云图。结果表明:与普通滚压相比,超声振动辅助滚压可改变滚压头和材料表面接触力的作用方式,使应力波沿着材料深度方向动态传播,从而产生更深的残余压应力影响层,并导致压应力层下移。在实验参数条件下,最大残余压应力值和表面残余应力值都随着静压力的增大而显著增大;随着主轴转速的增大,最大残余压应力值明显单调增加,而最大残余压应力层深度逐渐减小;振幅对残余应力场的影响不十分显著。     

超声-TIG复合焊枪变幅杆水冷装置的设计

与常规TIG焊相比,超声-TIG复合焊可显著提高焊接效率、改善焊缝组织和力学性能,应用前景广泛.复合焊枪中超声振动系统对温度敏感,温度过高导致超声作用减弱甚至消失.为保证超声振动稳定输出,在变幅杆节点处加工环形槽通循环冷却水,对振动系统进行冷却.利用设计水冷后的复合焊枪进行定点焊接和变幅杆与换能器的测温试验,发现冷却后升温速度降低,峰值温度也分别从62℃和53℃降低到33℃,冷却效果明显.焊接电流为160 A的厚板铝合金堆焊试验结果表明,冷却变幅杆后复合焊枪连续稳定可焊时间从40 s增加到至少3 min.振动系统的温度始终低于37℃,且趋于恒值.复合焊枪焊接稳定性和大电流承载能力提高.