超声波电机推挽式驱动电源的设计制作

超声波电机的工作原理及其驱动控制方式不同于传统的电磁电机。针对超声波电机的驱动特点和要求,本文运用推挽式逆变电路设计制作了一套简单实用的超声波驱动电源,该电源输出频率、输出电压都可在较宽的范围内调整。实际测试结果表明该电源性能稳定,能够满足两相或单相超声波电机的驱动要求,达到预期目标。     

超声功率对半连续铸造7050铝合金晶粒细化的影响

在7050铝合金半连续铸造过程中引入超声场,研究了超声功率对铸锭凝固组织的影响规律,并探讨了超声细化晶粒的机理。结果表明:在半连续铸造过程中引入超声场后,7050铝合金的凝固组织晶粒明显细化,这主要是由于超声波在铝合金熔体中产生的空化效应和声流效应的影响,并且随着超声功率的提高,合金晶粒细化效果更好。     

基于DDS-DPLL超声波电源频率复合控制研究

频率跟踪是超声波电源的一个非常重要的特性.为解决压电换能器锁相环频率跟踪中存在的跟踪范围狭小、易出现误跟踪和失锁等问题,提出了一种直接数字频率合成技术结合数字锁相环频率跟踪的复合控制方案.试验表明,运用这种频率跟踪方案控制的超声波电源具有有频率跟踪速度快,跟踪准确的优点,可实现系统的稳定、高效运行,提高了电源效率.     

机械振动对半固态ZL101铝合金组织的影响

研究了振动对半固态ZL101铝合金凝固组织的影响规律,在熔体温度为630~660℃时,将加或不加细化剂Al-5Ti-B的ZL101铝液浇入固定在振动台台面上的特制振动坩埚中,并冷却至半固态温度570~590℃,然后恒温保持不同时间。在整个过程中,用自制的振动控制仪进行不同频率的振动,该仪器可以控制振动时间、频率及振幅。对以上各种条件下的半固态组织进行观察发现,振动频率越接近共振频率,初生晶粒越细小、圆整;该机械振动装置可以制备出非枝晶半固态流变浆料,其α-Al晶粒平均直径在100μm以下,平均形状系数在0·3以上。     

一种小功率低成本超声波电源的设计

在对超声波清洗机进行分析的基础上,针对以前超声波电源的缺点,提出以AT89C51单片机控制的低成本小功率超声波电源设计方案,并对系统的硬件设计进行介绍。实验结果表明,本电源具有工作稳定、谐振良好和可靠性高的特点,在清洗过程中取得了预期的效果,对小功率超声波清洗机的成本降低及进一步深入研究具有重要的参考价值。     

轴系超声波悬浮支撑技术研究

飞轮转速直接影响到飞轮储能系统的储能效率及工作性能,传统轴承摩擦系数大且极限转速较低,制约了飞轮储能系统的发展及应用,悬浮支撑技术为其理想解决方法。超声波悬浮支撑技术利用超声换能器高频振动能在振动表面与轴之间形成一定的悬浮间隙,有效降低摩擦系数,减小摩擦阻力矩,提高轴的转速。通过设计的实验装置,对轴系超声波悬浮支撑间隙进行测试,当悬浮间隙大于两接触表面粗糙度总和时,轴被悬浮起来,压电换能器驱动信号频率为21.34KHz,驱动电压由100V增加到220V,平均悬浮间隙从12.49μm增加到52.97μm。     

模压变形5052铝合金的显微组织与室温拉伸性能

对5052铝合金板进行了多道次模压(GP)变形,研究了GP变形道次对其显微组织和室温拉伸性能的影响。结果表明:该铝合金的平均晶粒尺寸随GP变形道次的增加而减小,4道次变形后平均晶粒尺寸由未变形的43.2μm细化到约1.1μm;抗拉强度随GP变形道次的增加而单调递增,伸长率则先快速下降后缓慢升高;4道次GP变形能使5052铝合金在提高抗拉强度的同时保持良好的塑性。     

超声-脉冲电铸工艺参数对镍铸层晶粒尺寸的影响

采用超声-脉冲电铸工艺在覆铜板表面的微区域内制备了镍铸层,用扫描电镜观察镍铸层的表面形貌,并采用Image Tool软件测量了镍铸层的平均晶粒尺寸,研究了超声波功率及方向、脉冲平均电流密度、脉冲占空比等对镍铸层晶粒尺寸的影响。结果表明:其他条件相同时,双向(y向和z向)超声波制备镍铸层的晶粒尺寸小于相同功率单向(y向或z向)超声制备的;随着超声波功率、脉冲平均电流密度的增大,镍铸层的晶粒尺寸先减小后增大;当脉冲占空比由10%增大到30%时,晶粒尺寸由0.97μm增大到3.32μm。     

挤压及热处理对6063铝合金组织及性能的影响

对6063铝合金采用了等通道转角挤压工艺及随后的热处理,利用光学显微镜、扫描电子显微镜及拉伸实验分析了挤压及热处理对6063铝合金的微观组织及力学性能的影响。研究表明:等通道转角挤压显著细化了铝合金的晶粒尺寸并改善了晶粒分布的均匀性。挤压道次越多,晶粒细化作用越明显且晶粒分布的均匀性也越好。经4道次挤压及时效处理后,铝合金的平均晶粒尺寸减小到1.3μm,材料的强度和硬度得到显著提高而延伸率仍保持较高。增强的强度及硬度归功于位错强化、晶界强化和析出的Mg2Si相。     

内花键齿形的振动辅助冷挤压细化晶粒的机理研究

为研究轴向振动冷挤压工艺中成形件组织演化规律,采用元胞自动机方法模拟了轴向冷挤内花键成形过程中毛坯的微观组织演化过程.发现施加辅助振动的冷挤工艺加工出来的内花键平均晶粒尺寸明显小于无辅助振动时的平均晶粒尺寸.通过正交试验,分析了振动频率、振动幅值和挤压速度对成形件微观组织的影响规律.方差分析的结果表明,振动幅值对齿根部位晶粒平均尺寸影响最显著,而对节圆与齿顶部位晶粒尺寸影响最显著的分别是振动频率和挤压速度;振动频率对成形件齿根和节圆部位的平均晶粒均匀度影响最显著,挤压速度对齿顶的晶粒均匀度影响最显著.对辅助振动参数影响晶粒细化的机理进行了总结.     

超声振动辅助磨削电源谐振频率自动识别研究

针对传统超声电源不能自动识别因更换刀具而导致的超声刀柄谐振频率变化的问题,利用最大电流法与相位控制法相结合的频率检测方法实现了超声电源频率自动识别功能.对制作的样机进行了频率自动识别稳定性和精确性测试,结果表明:超声电源测得的超声刀柄谐振频率与阻抗分析仪测得的超声刀柄谐振频率差值变化<221 Hz,误差<1％;手动模式...     

Design of ultrasonic elliptical vibration cutting system for tungsten heavy alloy

Nanoscale surface roughness of tungsten heavy alloy components is required in the nuclear industry and precision instruments. In this study, a high-performance ultrasonic elliptical vibration cutting (UEVC) system is developed to solve the precision machining problem of tungsten heavy alloy. A new design method of stepped bending vibration horn based on Timoshenko’s theory is first proposed, and its design process is greatly simplified. The arrangement and working principle of piezoelectric transducers on the ultrasonic vibrator using the fifth resonant mode of bending are analyzed to realize the dual-bending vibration modes. A cutting tool is installed at the end of the ultrasonic vibration unit to output the ultrasonic elliptical vibration locus, which is verified by finite element method. The vibration unit can display different three-degree-of-freedom (3-DOF) UEVC characteristics by adjusting the corresponding position of the unit and workpiece. A dual-channel ultrasonic power supply is developed to excite the ultrasonic vibration unit, which makes the UEVC system present the resonant frequency of 41 kHz and the maximum amplitude of 14.2 μm. Different microtopography and surface roughness are obtained by the cutting experiments of tungsten heavy alloy hemispherical workpiece with the UEVC system, which validates the proposed design’s technical capability and provides optimization basis for further improving the machining quality of the curved surface components of tungsten heavy alloy.     

Rotary ultrasonic machining: effects of tool natural frequency on ultrasonic vibration amplitude

Rotary ultrasonic machining (RUM) is a hybrid machining process that combines the material removal mechanisms of grinding and ultrasonic machining. RUM has been applied to hole-making for a wide range of materials. It is known that ultrasonic vibration amplitude has significant effects on cutting force, torque, and surface finish in RUM. One experimental observation that has been reported in the literature multiple times states that different tools show different vibration amplitudes on the same ultrasonic power level. However, no analyses can be found in the literature to explain this observation. The existence of this knowledge gap makes it difficult to explain some experimentally obtained trends or to conduct more realistic physics-based modeling work. The objectives of this research are to understand the effects of tool natural frequency on ultrasonic vibration amplitude in RUM, to provide an explanation to the observation and verification of measurement methods, and also to guide tool design and selection in RUM. Ultrasonic vibration amplitudes of tools are measured by three methods and compared. It is found that tool natural frequency significantly affects ultrasonic vibration amplitude. The tool with its natural frequency closest to that of the ultrasonic power supply (20?kHz) generates the highest ultrasonic vibration amplitude on every ultrasonic power level tested.     

铝/钢大功率超声波焊接过程模拟与试验验证

为了揭示大功率超声波焊接机理,以6061-T6铝合金和DC04低碳钢作为工件材料,建立了大功率超声波金属焊接的三维有限元热力耦合模型,模拟了焊接温度场以及工件塑性变形过程.模型中的焊接热源与超声功率有关;工件的超声软化与焊接振幅及频率相关.模拟结果表明:超声电功率转化为焊接热量的转化率呈指数上升,随后近似稳定;焊接区域...     

超声振动铣削加工参数对切削力的影响

为了改善传统铣削钛合金的加工条件,研究了进给方向超声振动辅助铣削对切削力的影响。定值计算了不同振动频率、振幅、铣削速度时的净切削时间比,建立了对工件施加超声振动的铣削加工三维有限元模型,根据仿真结果讨论了加工参数对进给方向切削力瞬时值的影响,并结合净切削时间比分析了加工参数对三个方向切削力平均值的影响。研究表明:施加超声振动后切削力明显减小;振动频率小于40kHz和振幅小于30μm时切削力平均值同净切削时间比变化趋势一致,当频率或振幅超过上述值时,刀具、工件间的摩擦力对切削力平均值的影响显著。     

高频半导体激光器的驱动设计及稳定性分析

通过系统地分析影响LD稳定性的主要因素,设计出了计算机实时检测反馈、闭环控制、脉冲稳流的高频LD驱动电源。采用抑制浪涌,减小纹波以及加入延时和软启动电路等多项安全设计及措施确保LD工作的安全性。并且采用半导体制冷片,结合计算机实时检测电路对LD工作温度进行精确控制。初步测量得到LD激光稳定输出功率150 W,温度稳定电路的控温精度达到0.2 ℃,激光频宽为6 GHz的实验结果。     

超声振动对7050铝合金铸锭宏观偏析作用规律的实验研究

分别采用不同的施振功率、施振温度、冷却方式研究超声振动作用于7050铝合金凝固过程对铸锭宏观偏析的影响规律.通过实验分析得出超声振动产生的空化效应和声流效应对熔体凝固过程起主要作用,合理的超声工艺和冷却方式均能弱化偏析,不同的冷却条件下,超声处理的最佳功率值不同.     

100kV输出的2kW直流高压电源

介绍一种 10 0kV输出的 2kWDC高压电源。它以晶闸管变流和以变压器升压实现高压输出 ,而且 ,电压可连续调节。     

可调控正弦超声电源的设计

阐述一种性能优越可调控高效超声电源,利用功率调整芯ICE2PCS01、单片机dsPIC30F6010A实现频率20kHz～35kHz正弦波超声电源,输出电压可调幅值为300V,最大功率为300W。