衔磨用超声振动变幅杆的CAD

目的：建立超声珩磨变幅杆CAD系统。方法：应用ADS编程技术与DCL对话框设计语言，在AutoCAD环境下，实现超声变幅杆CAD。结果：所建立的超声变幅杆CAD系统在编制思路与实现手段上，都与超声珩磨系统总装图的CAD系统相统一，可以有机地结合在一起。结论：超声珩磨变幅杆CAD的实现，对于超声珩磨CAD系统的进一步完善有着重要的意义。     

一种新型圆锥变幅杆的节点设计与试验分析

为了解决传统超声加工系统中谐振频率飘移及能量损失的问题,基于变截面杆纵振波动方程,在考虑固定件——法兰盘外观尺寸的前提下,首先建立一种新型圆锥变幅杆的节点计算公式,避免了传统超声加工系统设计时因不考虑连接处尺寸而造成系统变幅杆节点实际位置与理论计算不重合的问题,为超声振动系统稳定加工提供一定的理论支撑;其次,基于所建立的新型节点计算公式,分析法兰盘外观尺寸变化对节点位置的影响;最后,进行振动性能试验和有限元仿真验证。结果表明,与传统变幅杆设计理论相比,基于新型变幅杆节点计算公式所设计的变幅杆谐振频率更接近于设计频率,放大系数更大,振动效果更佳,证明基于该理论所设计的声学系统较为可靠。     

珩磨用超声振动变幅杆的 CAD

目的　建立超声珩磨变幅杆 CAD系统 .方法　应用 ADS编程技术与 DCL 对话框设计语言 ,在Auto CAD环境下 ,实现超声变幅杆 CAD.结果　所建立的超声变幅杆 CAD系统在编制思路与实现手段上 ,都与超声珩磨系统总装图的 CAD系统相统一 ,可以有机地结合在一起 .结论　超声珩磨变幅杆 CAD的实现 ,对于超声珩磨 CAD系统的进一步完善有着重要的意义     

顾及横向振动的阶梯型变幅杆设计

当阶梯变幅杆的端面直径大于四分之一的波长时，变幅杆会出现谐振频率发生偏移的现象，为此，本文在设计中把横向振动的影响考虑进去，提出了可行的修正方法。     

蜂窝复合材料超声加工复合变幅杆的设计

在蜂窝复合材料的超声加工中,针对阶梯形变幅杆截面交界处突变存在应力集中,不适合在高振幅的情况下工作的情况,兼顾形状因素与放大系数,设计了指数过渡段、圆锥过渡段、悬链过渡段阶梯形变幅杆。通过波动方程建立变幅杆参数方程,计算了变幅杆的谐振长度、放大倍数、节点位置。利用ANSYS软件分别对指数过渡段、圆锥过渡段、悬链过渡段阶梯形变幅杆进行有限元分析,通过调节变幅杆的长度对变幅杆进行优化。计算表明,优化后变幅杆的频率误差降低,指数过渡段、圆锥过渡段、悬链过渡段阶梯形变幅杆的谐振频率分别为20.194 kHz, 19.999 kHz, 19.633 kHz,放大倍数分别为5.506, 4.460, 6.16,最大应力分别为38.976 MPa, 30.399 MPa, 55.593 MPa。将简单形状变幅杆与阶梯形变幅杆相结合,既有较大的放大系数又避免了应力集中。     

级联式变幅杆有限元分析

在以解析法设计超声振动系统的主要组成部分－－级联式变幅杆的基础上,提出了用有限元方法校验其设计的准确性,对级联式变幅杆进行了优化校正。此方法可有效验证解析法,确保系统设计符合要求,以便采用合理的振动模式,有效提高电声转换效率。     

基于四端网络法的超声变幅杆设计

从变截面杆作一维纵振动的运动方程出发，建立机械四端网络的数学模型及传输特性方程，导出了圆锥形变幅杆的频率方程和振速比．并在此基础上，用四端网络法设计了工作频率为20kHz的圆锥形超声变幅杆．     

超声处理复合材料界面中变幅杆的设计

针对纤维复合界面的表面浸润性差问题,设计了一套超声振动系统,改善了浸胶质量,提高生产率。     

新型超声复合变幅杆的设计及有限元分析

超声变幅杆是超声振动系统中的一个重要部件。设计了余弦半周期圆柱形复合变幅杆,实现了余弦段与圆柱段的平滑过渡。通过理论计算,推导了其频率方程和放大系数公式。结果表明,新型余弦圆柱形复合变幅杆的频率方程比圆柱圆锥形复合变幅杆和阶梯形变幅杆更为简单;新型余弦半周期圆柱形复合变幅杆的放大系数公式与阶梯形变幅杆相似,比圆柱圆锥形复合变幅杆更为简捷。利用ABAQUS有限元分析软件,对所设计的余弦半周期圆柱形复合变幅杆进行了模态分析,确定了其固有频率和振型;进行谐响应分析,检查了理论设计的可行性。模态分析和谐响应分析结果表明,当余弦段长度为55、60 mm时,超声复合变幅杆性能最优。研究结果为超声复合变幅杆的设计与应用提供了参考。     

超声变幅杆参数计算软件的开发

超声变幅杆是超声波加工装置中最主要的部件之一，其种类较多，且每一种类的各项参数计算较复杂和繁琐，给实际应用带来困难。阐述了应用VB与MATLAB编程工具及其相结合的手段开发超声变幅杆参数计算软件的方法，编制了相应程序，解决了变幅杆参数计算的实际问题。     

基于振动实验台的结构模态分析与研究

模态分析是工程振动领域的基本分析方法。以振动教学实验台为研究对象,对其进行实验模态分析和有限元模态分析,然后对振教台进行简谐激励验证实验,即给予实验台不同频率的简谐信号以激发其各阶模态振动。通过对上述三种方法实验结果的综合分析,确定振动教学实验台的模态参数。通过实验模态分析的结果验证有限元模型的正确性,简谐激励实验验证实验模态分析结果的正确性,指出这种综合分析方法可以更为可靠的识别机械结构的模态参数。     

3-D finite element computation and dynamic modal analysis on ultrasonic vibration systems

Stress and modal analyses are performed on an ultrasonic vibration system by means of a 3-dimensional finite element computation and dynamic modal analysis code "Algor" The system consists of an edge-cracked specimen linked elastically with one or two amplifying horns which come into resonant longitudinal vibration at 20kHz.Operating principle of the ultrasonic fatigue machines and experimental procedures for ultrasonic fatigue crack growth studies are briefly presented.     

闸门止水对自振特性的影响

通过物理模型试验和有限元分析方法,以汗华水电站表孔闸门为例,分析了闸门止水对闸门自振特性的影响.在物理模型试验中,定性分析了止水对闸门自振特性的影响情况,通过测试极端工况(闸门有止水和无止水)下闸门的自振频率,研究了闸门止水对其自振频率的影响.然后通过有限元数值模型计算了不同止水弹模对闸门自振特性的影响情况,对闸门如何选用止水材料给予定性分析.试验及计算成果对闸门止水的设计具有一定的借鉴意义.     

施加反拉力的超声振动拉丝过程仿真

基于库伦摩擦模型和非局部摩擦模型对超声振动拉拔钛合金丝材的全过程进行有限元分析,分析结果表明：当反拉力小于临界反拉力时,拉拔应力基本保持不变,当反拉力超过临界反拉力时,拉拔应力迅速增加。在拉丝过程中施加临界反拉力可以在保持拉拔应力基本不变的情况下,减径区接触压应力和摩擦应力均有一定程度减小,且在非局部摩擦模型下所得结果比常规摩擦模型下所得结果误差要小。     

超声波轴承用压电换能器模态分析及实验研究

设计了超声波轴承用压电换能器,确定所采用的压电换能器的相关参数,并采用有限元法进行压电换能器的振动模态分析,确定压电换能器辐射端面与其他零件组成摩擦副时产生最佳减摩效果的振动模态,并通过实验研究加以验证.研究表明,压电换能器处于纵向振动状态时产生的减摩效果最好.实验证明,超声振动具有良好的减摩性能,同种材料形成的摩擦副,在超声振动状态下静摩擦系数比非振动状态下降低了70%.     

基于ANSYS的大电机转子振动特性分析

作为大电机系统中的关键部件,转子的振动特性直接关系到电机工作性能的优劣。为获得转子的振动特性,从转子动力学基本理论出发,应用有限元分析软件ANSYS研究了转子系统的固有频率和振型,对转子结构进行了模态分析,计算出了转子前20阶模态的固有频率,并得到了转子的临界转速,找出了影响转子动力学特性的主要因素,为设计转子的理想工作转速和提高转子的振动特性提供依据。     

基于ANSYS的汽车排气消声器改进设计

建立消声器的ANSYS仿真模型,分析原消声器的消声性能,通过建立三维仿真模型,研究两腔串联的复杂式结构消声器的消声性能,结果表明,改进后增加了消声器低频带的宽度和中频范围内的消声量,同时稳定高频振荡,但在1 550 Hz和2 300 Hz仍存在问题,加入端部共振腔后,低频段的消声量明显增加,2 300 Hz高频带得到改善.     

超声振动铣削运动学及其对切削力的影响

为了改善微细铣削的加工条件,研究了利用超声振动辅助微细铣削对切削力的影响.基于对刀具轨迹的运动学分析,讨论了利用超声振动辅助微细铣削时实现刀具-工件分离的必要参数条件,以2A12为实验工件材料,通过超声振子带动工件沿进给方向进行超声振动,并采用多组参数进行了铣槽实验.实验结果分析表明,采用合理的切削及振动参数配比,进给方向超声振动辅助微细铣削可改变刀具-工件的相对运动方式,实现分离型断续铣削,可获得近似脉冲状切削力并有效减小切削力的均值,选择合理的振幅可明显减小进给方向切削分力峰值.     

基于ANSYS接触分析的高强度螺栓节点数值模拟①

采用通用的有限元程序ANSYSl0．0对摩擦型高强度螺栓节点纯受弯荷载作用下的受力情况进行了接触分析,对数值模拟过程中的单元类型、预应力的施加方式、约束条件及各单元的实常数进行了系统的研究．结果表明：顶板螺栓外侧的螺栓的分担的剪应力大于内侧螺检分担的剪应力,腹板螺检靠近节点板上角的螺栓附近的滑移量最大．本文中的数值模拟方法可用于研究摩擦型高强度螺栓节点的摩擦力分布规律及极限承载能力,弥补试验过程中的不足．     

超声振动辅助微镦粗仿真及试验研究

为改善材料塑性,降低微镦粗成形力,延长模具寿命,提高微镦粗成形质量,开展了超声振动辅助微镦粗研究.对紫铜超声振动辅助微墩粗进行建模仿真,研究超声参数对微墩粗成形力、试件变形的作用规律;搭建超声振动辅助微成形平台并进行试验,获取不同超声功率下紫铜微镦粗成形力曲线和成形件表面形貌、尺寸等参数.仿真结果表明:超声振动使微镦粗成形力降低,试件变形增大,且成形力降低量、试件变形增大量与超声振幅成正线性关系,与超声频率成非线性正相关.试验结果表明:超声功率越大,微镦粗成形力降低值越大;超声功率小于1.5 kW,超声功率越大,成形件表面越平整;超声功率大于1.5 kW,超声功率越大,成形件表面越粗糙;超声功率小于1.8 kW,超声功率越大,成形件鼓形越小,成形越均匀;超声功率达到1.8 kW后,成形件变形集中在两端,微镦粗成形严重不均匀.仿真和试验研究表明,超声振动可以降低微镦粗成形力,加速材料塑性变形,提高微镦粗成形效率,改善成形件表面形貌,减小微镦粗鼓形并提高微镦粗均匀性.