悬链型复合变幅杆动力学及相关特性分析

基于声学波动理论设计一种带有悬链型的复合变幅杆,利用ANSYS软件对其进行有限元分析,并对设计的变幅杆进行振动特性试验。试验结果表明:所设计的变幅杆结构较为合理,变幅杆的放大系数、节点长度和振动频率等参数接近理论值。     

阶梯型变幅杆圆弧过渡动力学分析

阶梯型变幅杆由于加工简单,易修正,放大比大等优点,应用较广,然而由于大小端过渡处的应力、位移分布比较复杂,从而导致谐振频率小于理论频率,一直制约着其在实际生产中的运用。本文通过Ansys有限元分析软件对阶梯形变幅杆大小端突变处添加不同的过渡圆弧,综合比较、分析不同圆弧下阶梯型变幅杆的共振频率,放大比和应力分布状况,从而从中找出不同阶梯形变幅杆对应的最佳过渡圆弧,为阶梯型变幅杆的后续研究和具体设计提供了一定的理论依据。     

一种复合型变幅杆的设计与分析研究

在研讨超声波变幅杆设计原理和过程的基础上,分析了复合变幅杆的设计方法和过程。根据四端网络的基本原理,推导出有圆锥过渡的阶梯型复合变幅杆的传输特性方程和频率方程。利用CAD／CAE集成技术,采取预设参数和模态分析相结合的方式,解决了复合超声变幅杆在设计时理论上过于深奥,解算时过于复杂的难题,得出了便于实施的复合变幅杆的设计方法。     

圆柱圆锥复合型变幅杆的有限元分析

变幅杆是超声波加工中一个重要的组成部分,为了把变幅杆振幅放大和有效的把声能传递给负载,就需要对其进行动力学分析。但复合型变幅杆的截面变化复杂,传统的分析方法求解起来比较困难,甚至有些是无法求解的。通过采用有限元的分析方法,对复合型变幅杆进行模态分析找出在超声波发生器的激振频率范围内的共振频率。在此频率下对变幅杆输入端施加一个随时间按正弦规律变化的振幅,进行谐响应分析得出在输出端的振幅,从而得到变幅杆的放大比。并可求解出变幅杆在承受随时间按正弦规律变化的轴向载荷时的稳态响应,保证了变幅杆可靠有效的工作,从而提高了超声波加工效率。     

超声变幅杆的模态分析

根据变截面杆纵向振动的波动方程,推导了悬链形超声变幅杆的频率方程,应用有限元法对变幅杆进行了模态分析,得到了共振频率、横向振动频率、位移节点和放大系数等重要参数。与理论计算值的比较表明,有限元法获得了很高的精度。     

阶梯型变幅器的动力学特性研究

根据阶梯型变幅杆位移分布方程和环盘的弯曲方程、边界条件以及力耦合条件,推导出了由非谐振环盘和阶梯型变幅杆组成的变幅器的频率方程,并据此设计出变幅器;最后,由有限元软件分析、阻抗分析仪分析以及实验验证,证明这种设计方法与实验结果比较接近,是一种有效的变幅器设计方法.     

超声喷丸中级联式变幅杆的动力学特性研究

超声强化能有效地提高工件的疲劳极限,延长其疲劳寿命.丸粒速度是影响超声喷丸强化效果的重要因素,而变幅杆振幅的提高可以显著地提高丸粒速度.以提高变幅杆振幅为目的,用解析法设计了级联式变幅杆;在此基础上,用ANSYS软件对其进行了动力学分析,得到了比单一变幅杆更大的振幅放大比.     

新型超声变幅杆结构设计

针对旋转超声加工回转精度和超声能量传递两方面的要求 ,对变幅杆的联接结构进行研究 ,首次提出并实现了两面定位的联接结构 ,实践证明切实可行     

超声变幅杆的动态性能分析

根据变截面杆纵向振动的波动方程,推导悬链形超声变幅杆的频率方程,应用有限元法对变幅杆进行模态分析,得到共振频率、横向振动频率、位移节点、放大系数等重要参数。与理论计算值比较表明,有限元法可获得很高精度。     

1/2波长圆锥过渡复合超声变幅杆优化设计

圆锥过渡阶梯型复合变幅杆可增大阶梯形变幅杆位移放大倍数,还可解决阶梯形变幅杆在直径突变处位置应力集中的缺点,加工方便,适用于多种工业应用场合。基于波动理论进行变幅杆设计,用ANSYS软件进行有限元分析及尺寸优化,得到复合变幅杆的最佳共振频率、节点位置和放大系数等性能参数,并用试验验证其振动情况。结果表明:设计的复合变幅杆参数与试验测试结果一致,实际加工的变幅杆振动性能良好。     

超声抛光变幅杆动态分析及其优化

超声抛光方法是解决模具内腔抛光这一模具加工瓶颈的有效手段之一,而超声变幅杆的性能对于超声加工来讲至关重要。本文根据变幅杆理论设计方法设计了适用于自动超声抛光设备的变幅杆,并使用有限元技术对四种类型的变幅杆进行了模态分析和谐响应分析,然后以稳定性最好的圆锥形变幅杆为基础进行了优化设计,得到了稳定性较好且放大系数较大的综合性能优良的变幅杆。     

样条曲线型超声变幅杆节点优化

以3次B样条曲线作为超声变幅杆横截面的轮廓形状,应用有限元软件ANSYS的动力学分析功能与优化设计方法,设计出在既能满足材料许用工作应力、又具有较高形状因数与较大振幅放大系数的新型超声变幅杆。应用Matlab软件对其节点位置进行理论计算。针对传统基于波动理论的求解方法计算量大,变幅杆轮廓线质点与对应轴线质点之间存在相对偏移等问题,提出一种基于Ansys有限元动力学分析与优化设计方法的变幅杆节点定位方法。并应用于传统形状变幅杆进行比较,验证了其正确性。     

超声变幅杆的设计与性能分析

利用变幅杆的理论设计公式,通过计算机辅助设计,计算出复合型变幅杆的谐振长度及位移分布等;并利用有限元对变幅杆进行模态和谐振分析,得到的结果与理论值通过位移分布曲线,可以直现地看到满足正弦波曲线,其精度满足工程设计的需要.     

圆锥形超声变幅杆的动力学理论分析

用微元法建立圆锥形超声变幅杆纵向振动的波动方程,用分离变量法和连续振动体的边界条件求解超越波动方程,得到圆锥形超声变幅杆放大系数与变幅杆的大小端直径之比、长度以及外激频率3个变量之间的数学表达式。为研究变幅杆的放大系数与变幅杆的大小端直径之比、长度以及外激频率的关系,依次把3个变量中的两个变量设为常量,对另外一个变量进行抽样,计算变幅杆的放大系数。通过Matlab对超声变幅杆放大系数的样本计算数据进行曲线拟合,定性分析了圆锥形超声变幅杆放大系数随变幅杆大小端直径之比、长度、外激振动频率变化的关系。     

旋转超声加工用纵扭共振变幅杆的动力学分析

旋转超声振动加工在加工硬脆性复合材料方面应用越来越广,旋转超声振动系统性能的好坏直接影响超声加工的质量,而超声变幅杆是该系统中必不可少的结构器件。针对超声铣磨加工,设计了一种纵扭共振复合型变幅杆。计算了纵振圆锥—圆柱复合变幅杆的结构参数和功能参数,并与有限元分析结果做了比较。阐述了通过圆环斜槽来实现振型转换的基本原理,并通过有限元分析的方法,分析了斜槽的几何参数对变幅杆振动模态和性能参数的影响规律。     

超声振动铣削复合变幅杆扭转振动特性的仿真与优化

建立了1/4波长扭转振动复合变幅杆的理论计算模型,基于该模型设计了一种用于超声振动微铣削的扭转变幅杆,并利用ANSYS有限元仿真软件对其进行了模态及谐响应分析。通过仿真分析,获得了变幅杆扭转振动时的谐振频率、变幅杆的放大系数以及von mises应力分布等。为使变幅杆谐振频率更好地满足设计要求,最后对变幅杆的结构参数进行了优化。     

汽车电喇叭膜片结构优化与可靠性分析

汽车喇叭膜片碎裂是喇叭的主要失效形式之一,也是行业内技术攻关的重要课题。文中建立了包括喇叭膜片、动铁芯的有限元动力学模型,分析了喇叭的振动特性,并针对膜片结构通过正交试验法对影响膜片寿命的多个因素进行了优化分析,使得优化后的膜片的最大应力减小12％以上,可以显著提高喇叭膜片的寿命。最后对喇叭优化前后的可靠性进行分析。结果表明,优化后喇叭的可靠性显著提高。     

圆锥形变幅杆节点的动力学分析及优化设计

变幅杆节点位置的选取直接影响着声学系统的传输效率,圆锥形复合变幅杆节点位置随着变幅杆的直径比N、长度l和外激频率f三个变量的变化而变化,固定其中任意两个变量,利用有限元软件MATLAB对第三个变量进行抽样计算得到节点样本值并将其拟合成图。应用有限元软件对其进行仿真,通过位移云图发现节点处径向截面外轮廓处位移并不为零。为了提高传输效率,降低节点位置选取所带来的振动,通过有限元软件MATLAB对节点进行优化设计。实验结果表明:以谐振频率20k Hz为例,优化后的振幅有所增大,传输效率进一步提高,谐振频率更加接近设计频率。     

超声旋压复合变幅杆的设计计算与仿真分析

超薄壁圆筒的旋压生产过程中极易出现旋压失稳情况。旋压载荷过大是导致失稳的主要原因,而超声可以有效降低塑性变形载荷。在超声旋压系统中,变幅杆是关键的部件之一,其设计关系到系统的谐振,输出振幅大小及阻抗匹配等。就应用于超声旋压系统的变幅杆进行理论上的设计计算,并利用MSC.Marc有限元分析软件进行模态分析,验证理论计算的正确性,设计出能够应用于超声旋压系统的复合变幅杆,实验检测表明实际固有频率符合设计要求。     

带有成形工具头的超声抛光变幅杆研究

模具内腔抛光是模具加工的瓶颈,为了解决手持式超声抛光机低效率、加工品质不容易保证的问题,拟采用可以更换不同成形工具头的自动超声抛光设备,这就需要研究加上不同工具头后对超声变幅杆的影响.基于变幅杆设计理论和有限元分析技术,深入研究了加上成形工具头后整个变幅杆的纵振频率的变化情况,研究结果表明小型成形工具头对于整个变幅杆的纵振频率的影响可以忽略不计.