基于超声振动的金属箔固结纵扭系统研究
发布时间：2021-01-06 13:11
近些年来,超声固结成形技术受到了国内和国外大量研究人员的关注。超声固结具有固结时间短、成形界面良好、固结过程中无污染、固结效率高,并且无需太高的温度就能进行固结加工等优点。为了研究超声固结中振动模式、压力、温度与振幅等因素对超声固结的影响,建立了超声固结纵扭系统。主要研究内容如下:阐述了纵振、弯振和扭振对超声固结的作用,以及在变幅杆中开螺旋槽达到二维纵扭复合振动的原理。推导20 kHz固结系统的频率方程,基于频率方程,求出固结系统的结构尺寸,并利用SolidWorks设计固结系统三维机构。基于有限元方法,利用ANSYS Workbench对超声纵扭固结系统进行模态分析和谐响应分析,得到了固结系统在20 kHz附近的模态与所需数据。基于多目标参数优化设计,对圆锥形纵扭复合变幅杆进行了结构参数优化,得到变幅杆各个部分结构参数对纵扭复合频率的影响。由仿真分析知,固结系统优化后的纵向振幅为18.88μm,理论计算推导值为18.68μm,优化百分比是1.1%。对固结系统的温度场进行研究,分析金属箔材温度场的变化规律。基于温度场理论,使用ANSYS Workbench温度场模块对其固结过程中的温度...
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－５超声固结设备ＳｏｎｉｃＬａｙｅｒ４０００??刘达繁［１？对铜铝合金的金属超声波焊接进行了研究，并对焊接过程中的温度??
美国Ｆａｂｒｉｓｏｎｉｃ公司生产的超声固结设备拥有世界领先优势。它生产的超??声固结设备具有很大的功率，可以固结硬度较高的材料，如不锈钢和钛合金等［｜３］。??图１－５为Ｆａｂｒｉｓｏｎｉｃ公司生产的超声固结设备其型号为ＳｏｎｉｃＬａｙｅｒ４０００。??ｗ??ｍｍ??图１－５超声固结设备ＳｏｎｉｃＬａｙｅｒ４０００??刘达繁［１？对铜铝合金的金属超声波焊接进行了研究，并对焊接过程中的温度??进行了数值模拟，得到了焊接过程中温度的变化关系。在焊接过程的１４０?时??薄片处的温度达到最大值为３１７．６７?１。程娇龙以金属箔材为原材料，使用超??声波快速固结成形技术制备Ｃｕ／Ｃｕ层状材料，研宄了在超声固结中工艺参数对??３??
广东楚鑫机床研制的超声波固结设备拥有自己的优点，它的超声固结工具头??拥有精度高、稳定性好、寿命长等一系列优点。同时能适应固结过程中的高温等??恶劣环境。如图１－６所示。??’麵，ｍ??图１－６金属超声固结装置??１．２超声振动的概述??在超声固结中，超声固结系统中的振动方式对固结效果有着重要的作用。可??以将纵振、扭振和弯振等一维振动复合起来，形成二维超声振动如纵扭复合、纵??弯复合和弯扭复合［｜６＇｜８］。复合之后的超声振动将超声作用的范围扩大，使超声固??结的效率和质量都得到了很大提高。在金属箔材固结中，超声纵扭复合振动对金??属箔材的固结成形有重要的影响。??将超声系统中纵振和扭振进行复合，达到纵扭复合有两种方法可以实现。一??种方法是利用压电换能器来实现纵扭复合振动，即可以将压电陶瓷进行纵向和切??向极化
【参考文献】：
期刊论文
[1]纵扭超声换能器设计及其性能测试研究[J]. 袁松梅,唐志祥,吴奇,宋衡. 机械工程学报. 2019(01)
[2]纵弯复合型超声椭圆振动辅助抛光光纤阵列系统设计[J]. 陈涛,刘德福,严日明,余青. 振动与冲击. 2017(24)
[3]纵扭模态叠加型超声振子的设计研究[J]. 唐军,赵波,张烨,徐瑞玲. 机械设计与制造. 2017(02)
[4]超声波技术研究及其应用概况[J]. 胡鸿,罗凯,王甜,王勇,梁晓丽. 中国石油和化工标准与质量. 2016(12)
[5]金属超声波增材制造技术的发展[J]. 李鹏,焦飞飞,刘郢,刘晓兵,果春焕,姜风春. 航空制造技术. 2016(12)
[6]纵扭超声变幅杆的优化设计研究[J]. 左益平,张向慧. 机械工程师. 2016(06)
[7]纵-扭复合超声振动加工系统设计及频率简并研究[J]. 袁松梅,刘明. 振动与冲击. 2016(05)
[8]超声波技术应用现状浅析[J]. 曾意翔. 技术与市场. 2015(11)
[9]圆柱圆锥复合型变幅杆的有限元分析[J]. 朱礼德,马麟,李旭. 现代制造工程. 2015(09)
[10]单激励纵扭复合超声铣削系统研究[J]. 唐军,赵波. 振动与冲击. 2015(06)
硕士论文
[1]旋转超声加工系统的振幅控制研究[D]. 秦哲.广东工业大学 2018
[2]超声固接带状金属箔的工艺及机理研究[D]. 肖中扬.南京航空航天大学 2018
[3]食品砖包的超声封口技术研究[D]. 顾荣华.江南大学 2017
[4]钛—铜、铜—铜层状材料超声波固结成形制备与性能[D]. 程娇龙.哈尔滨工程大学 2017
[5]基于铜基摩擦材料盘式制动器温度场与热应力耦合分析[D]. 王师图.哈尔滨理工大学 2017
[6]大型龙门铣床横梁参数化建模及多目标优化[D]. 罗晓燕.陕西理工学院 2016
[7]模式转换型超声换能器纵—扭复合振动的实现及特性研究[D]. 姚斌.河南理工大学 2016
[8]纵扭复合型超声换能器的设计研究[D]. 闫晓东.北方工业大学 2015
[9]铜/铝合金超声波钎焊三维数值模拟及试验研究[D]. 刘达繁.南昌大学 2015
[10]异种合金材料的超声焊接工艺及其机理研究[D]. 林坤艺.集美大学 2015
本文编号：2960630
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－５超声固结设备ＳｏｎｉｃＬａｙｅｒ４０００??刘达繁［１？对铜铝合金的金属超声波焊接进行了研究，并对焊接过程中的温度??
美国Ｆａｂｒｉｓｏｎｉｃ公司生产的超声固结设备拥有世界领先优势。它生产的超??声固结设备具有很大的功率，可以固结硬度较高的材料，如不锈钢和钛合金等［｜３］。??图１－５为Ｆａｂｒｉｓｏｎｉｃ公司生产的超声固结设备其型号为ＳｏｎｉｃＬａｙｅｒ４０００。??ｗ??ｍｍ??图１－５超声固结设备ＳｏｎｉｃＬａｙｅｒ４０００??刘达繁［１？对铜铝合金的金属超声波焊接进行了研究，并对焊接过程中的温度??进行了数值模拟，得到了焊接过程中温度的变化关系。在焊接过程的１４０?时??薄片处的温度达到最大值为３１７．６７?１。程娇龙以金属箔材为原材料，使用超??声波快速固结成形技术制备Ｃｕ／Ｃｕ层状材料，研宄了在超声固结中工艺参数对??３??
广东楚鑫机床研制的超声波固结设备拥有自己的优点，它的超声固结工具头??拥有精度高、稳定性好、寿命长等一系列优点。同时能适应固结过程中的高温等??恶劣环境。如图１－６所示。??’麵，ｍ??图１－６金属超声固结装置??１．２超声振动的概述??在超声固结中，超声固结系统中的振动方式对固结效果有着重要的作用。可??以将纵振、扭振和弯振等一维振动复合起来，形成二维超声振动如纵扭复合、纵??弯复合和弯扭复合［｜６＇｜８］。复合之后的超声振动将超声作用的范围扩大，使超声固??结的效率和质量都得到了很大提高。在金属箔材固结中，超声纵扭复合振动对金??属箔材的固结成形有重要的影响。??将超声系统中纵振和扭振进行复合，达到纵扭复合有两种方法可以实现。一??种方法是利用压电换能器来实现纵扭复合振动，即可以将压电陶瓷进行纵向和切??向极化
【参考文献】：
期刊论文
[1]纵扭超声换能器设计及其性能测试研究[J]. 袁松梅,唐志祥,吴奇,宋衡. 机械工程学报. 2019(01)
[2]纵弯复合型超声椭圆振动辅助抛光光纤阵列系统设计[J]. 陈涛,刘德福,严日明,余青. 振动与冲击. 2017(24)
[3]纵扭模态叠加型超声振子的设计研究[J]. 唐军,赵波,张烨,徐瑞玲. 机械设计与制造. 2017(02)
[4]超声波技术研究及其应用概况[J]. 胡鸿,罗凯,王甜,王勇,梁晓丽. 中国石油和化工标准与质量. 2016(12)
[5]金属超声波增材制造技术的发展[J]. 李鹏,焦飞飞,刘郢,刘晓兵,果春焕,姜风春. 航空制造技术. 2016(12)
[6]纵扭超声变幅杆的优化设计研究[J]. 左益平,张向慧. 机械工程师. 2016(06)
[7]纵-扭复合超声振动加工系统设计及频率简并研究[J]. 袁松梅,刘明. 振动与冲击. 2016(05)
[8]超声波技术应用现状浅析[J]. 曾意翔. 技术与市场. 2015(11)
[9]圆柱圆锥复合型变幅杆的有限元分析[J]. 朱礼德,马麟,李旭. 现代制造工程. 2015(09)
[10]单激励纵扭复合超声铣削系统研究[J]. 唐军,赵波. 振动与冲击. 2015(06)
硕士论文
[1]旋转超声加工系统的振幅控制研究[D]. 秦哲.广东工业大学 2018
[2]超声固接带状金属箔的工艺及机理研究[D]. 肖中扬.南京航空航天大学 2018
[3]食品砖包的超声封口技术研究[D]. 顾荣华.江南大学 2017
[4]钛—铜、铜—铜层状材料超声波固结成形制备与性能[D]. 程娇龙.哈尔滨工程大学 2017
[5]基于铜基摩擦材料盘式制动器温度场与热应力耦合分析[D]. 王师图.哈尔滨理工大学 2017
[6]大型龙门铣床横梁参数化建模及多目标优化[D]. 罗晓燕.陕西理工学院 2016
[7]模式转换型超声换能器纵—扭复合振动的实现及特性研究[D]. 姚斌.河南理工大学 2016
[8]纵扭复合型超声换能器的设计研究[D]. 闫晓东.北方工业大学 2015
[9]铜/铝合金超声波钎焊三维数值模拟及试验研究[D]. 刘达繁.南昌大学 2015
[10]异种合金材料的超声焊接工艺及其机理研究[D]. 林坤艺.集美大学 2015
本文编号：2960630
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