回转式非接触超声电能传输装置有限元仿真和实验研究

对回转式非接触超声电能传输装置进行了有限元仿真分析,得出了其磁力线图、磁场分布云图和磁芯磁场在空气中分布矢量图,以及在不同磁芯线圈间距、不同副边磁芯线圈转速情况下回转式非接触超声电能传输装置的耦合系数、互感曲线、自感曲线和漏感曲线,并搭建实验平台对回转式非接触超声电能传输装置进行了实验研究,验证了有限元仿真结果的正确性。     

旋转超声加工非接触供电模型研究

针对旋转超声加工非接触供电的互感模型和T型模型,结合换能器进行了理论分析和实验研究,并参考非接触供电在其他方面的应用,提出了一种新的适合旋转超声加工的非接触供电模型及其匹配方式,无需考虑耦合系数及原副边线圈间隙过大的问题,具有供电模型简洁、匹配方式简单的优点。根据对比研究的结果搭建了专门的硬件电路,超声压缩实验结果证明了所述模型的可行性和可靠性。     

旋转超声加工非接触式供电匹配研究

为提高旋转超声加工非接触式供电的能量传递能力,建立了非接触式耦合器能量传递的互感模型,并基于该模型进行原、副边匹配网络的研究。对特定的感应耦合器,给出了几种不同的原、副边匹配网络设计方案,提供了对匹配参数设计的具体方法。通过实验,分别从电学性能和机械性能两方面来对旋转超声非接触式供电的电能传输效果进行评估,测试了功率传输能力和振幅情况。副边并联补偿电容可以有效提高能量传输能力和换能器振动效果,且在此基础上对其进行原边串联可调电感,达到更好的调谐效果和提高了非接触式电能传输系统的传输效率。     

旋转超声波加工中延性去除模式的实验研究

介绍了工程陶瓷旋转超声波加工中延性去除模式的存在条件及材料去除机理，通过实验分析了各种加工参数对材料去除率的影响。实验结果表明，适当增加转速、降低静压力、相应地减小磨料粒度，有利于实现工程陶瓷材料去除机理由脆性去除向延性去除转变。在延性去除模式下，磨料粒度、静压力、转速和振幅的增加均导致材料去除率的增加。     

论塑性加工时接触摩擦的应用与摩擦功率与计算

本文阐述了塑性加工时接触摩擦的应用其发展概况，列举了在薄壁杯形件后挤、薄壁圆管反挤，带状薄膜挤压及盒形件反挤等工艺中应用的实例，提出了区分摩擦辅助塑性加工和摩擦塑性加工两种不同性质应用方法的意见，说明了两种应用中摩擦有益功率的计算方法，证明作者在文献〔６〕中所提出的摩擦辅助加工中接触摩擦功率的计算是完全正确的。     

超声波非接触搬运机制的研究

介绍了弯曲振动板的振动使振动板表面产生声波场的原理。分析了近距离声波场中保持平衡的机制。针对无接触搬运所需要的浮力和平衡机制,进行了研究。研究结果表明,根据粘性理论计算浮动物体与振动板之间产生的音响流速分布,经过与实测结果进行比较,证明了声波场在近距离所产生的浮力可以使板状物体被飘浮;稳定的音响流的变化能够产生平衡力。这样,物体的非接触搬运就将成为现实。     

论塑性加工时接触摩擦的应用与摩擦功率的计算

本文阐述塑性加工时接触摩擦的应用及其发展概况，列举了在薄壁杯形件反挤、薄壁圆管反挤、带状薄膜挤压及盒形件反挤等工艺中应用的实例，提出了区分摩擦辅助塑性加工和摩擦塑性加工两种不同性质应用方法的意见，说明了两种应用中摩擦有益功率的计算方法，证明作者在文献［６］中所提出的摩擦辅助加工中接触摩擦功率的计算是完全正确的。     

超声波加工工程陶瓷孔的研究

对超声波加工工程陶瓷孔进行了研究 ,分析了材料去除机理 ,建立了超声波加工工程陶瓷孔时的材料去除率模型。由公式知 :材料去除率随静载荷、工具振幅、磨粒直径的增大而增大 ,随着材料断裂韧性和硬度的升高而降低 ,并实验验证了理论推导的材料去除率公式     

非接触旋转连通中静压控制密封缝隙的特性分析

以非接触旋转连通ROTOSTAT为研究对象，建立了其简化的旋转对称环型密封缝隙数学模型，给出了合理的变粘度函数公式。对在不同工况下的缝隙中的粘度分布、压力分布进行了深入的理论分析和数值模拟，实验结果证明理论分析是正确的。     

基于非接触给电的高主轴转速微细电火花加工特性研究

在实现非接触给电的微细电火花加工的基础上,分别研究了圆柱电极和削边电极的主轴转速对材料去除率及电极损耗的影响。结果表明:无论是圆柱电极还是削边电极,随着主轴转速的提高,材料去除率增加,电极损耗率降低;且在削边电极的情况下,主轴转速的提高对于材料去除率和电极损耗率的改善更明显。     

旋转超声机床的机电系统设计

旋转超声加工被广泛用于加工各种硬脆材料,是一种新型的复合加工方法,具有加工表面质量好、加工精度高、刀具磨损小等优点。主要介绍旋转超声机床的机电系统设计。以ACR9000控制器为核心,选取Cyclone驱动器,对控制电路进行设计与安装。通过调节PID参数,使机床整体运行平稳,对各轴进行运动精度检测。目前,已经完成旋转超声机床4个自由度的机电系统设计,并实现四轴联动,为后期的超声试验奠定了基础。     

旋转式变压器在超声加工中的应用

针对旋转超声加工中主轴上使用电刷存在的缺点,利用磁芯几何常数法设计了高频无接触旋转式变压器,取代了超声波发生器半桥逆变电路中的高频变压器,分析了一、二次侧绕组间距大小对旋转变压器的影响。实验结果表明:该方案解决了旋转超声加工中能量传递的问题,在工程上有一定的参考价值。     

超声加工技术研究趋势

通过对国内外论文检索系统收录的超声加工论文数量的年度变化及方向分布,分析了超声加工技术的发展趋势,并对超声加工体系的共性使能技术、应用领域进行了概述。     

微细超声加工技术的发展现状与评析

对国内外微细超声加工技术的发展进行了系统的综述，重点介绍了机床结构与工具制备、加工模式和基础研究等几个方面的现状，并对其中的一些关键问题进行了分析。     

微细超声加工机床运动控制系统设计

微细超声加工机床设计包括硬件设计与运动控制系统设计,运动控制系统是机床的核心组成部分,直接或者间接地影响到加工质量与加工效率。采用宏微复合的硬件设计结构能有效地保证运动控制精度,针对精密微三维运动平台,基于LabVIEW开发了微细超声加工中的运动控制系统,该系统包括初始化模块、粗对刀模块、精确对刀模块、绝对坐标实时显示模块、数据采集模块与加工模块。将微细工具所受的实时力与微三维运动平台的运动结合形成闭环控制,能有效地实现精确对刀以及恒压力进给加工。最后,对控制系统进行了测试,研究了恒力控制范围与增量位移、进给速度、回退速度之间的关系。     

超声加工技术研究进展

超声加工技术依靠瞬时高频振动撞击对工件断续加工,具有极强切削能力的同时,具有较小的宏观切削力,主要用于硬脆材料的精密加工,能提高加工精度和表面质量。首先,阐明了超声加工技术的基本原理及其基本应用范围。其次,综述了超声辅助切削加工技术的研究进展,着重论述了超声辅助铣削净切削时间模型的建立以及模型正确性验证,总结了加工参数对刀具运动轨迹、工件表面质量的影响,阐明了椭圆振动切削能有效抑制切削颤振带来不利影响的原因;探讨了超声辅助磨削技术在加工非金属和金属材料时,对表面质量以及工件表面温度分布的影响;综述了超声辅助钻削技术的切削力和进给速度与普通钻削参数的比较。再者,介绍了超声波加工技术的新发展方向,包括三维椭圆超声振动切削技术、超声ELID复合磨削技术、超声EDM复合加工技术、超声辅助抛光的工作原理及最新研究趋势和能实现的试验效果。最后,总结了目前对超声加工技术及超声辅助或复合技术的研究。     

超声加工技术的研究现状及其发展趋势

结合近年来超声加工技术的发展状况,综述了超声振动系统的研究进展和超声加工技术在深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、难加工材料的加工、超声振动切削、超声复合加工等方面的最新应用,并阐述了超声加工技术的发展趋势.     

超声加工中变幅杆的动力学分析

运用ANSYS软件动力学分析中的模态分析和谐响应分析方法，研究了超声加工中变幅杆的动态性能。找出变幅杆的固有频率，并在变幅杆达到谐振状态的条件下，求出自由端面的振幅，由此得到变幅杆的振幅放大比，为超声加工中变幅杆的设计提供了一种新方法。     

考虑负载切换的超声加工振动建模与控制

通过建立换能器和负载的等效M-C-K数学模型,分析了负载对超声波换能器的动态影响,并在Matlab软件中建立换能器的传递函数与仿真模型。提出了PID和H∞振动控制算法,其是建立在Matlab的Simulink仿真。通过对比分析发现,PID和H∞算法可实现准确、快速的控制效果。最后,对理论和仿真计算进行了实验验证。