超声电源能量传输理论模型研究

发布时间：2024-03-20 23:54

　　超声辅助切削因其切削力小、加工精度高等优点被应用于蜂窝复合材料结构件的加工中。然而,我国对超声加工技术在理论研究和技术应用方面的探索尚不全面。超声电源作为加工系统的能量来源,对加工稳定性和切削效率有着至关重要的作用。本文主要对其能量传输理论模型进行研究。通过分析超声振动系统与超声电源和外界负载间,关于静电容、动态电阻和谐振频率等声学参数的关系,分别建立并验证电-声调节模型和力-声影响模型,整合两个模型,生成能量传输模型,指导超声电源对声学参数进行调节,提高超声加工的稳定性和效率。主要研究工作与成果如下:1、将超声加工能量传输系统分为超声电源和超声振动系统两部分,简介了两部分各自的结构组成和重要特点。提出了超声加工能量传输系统的表征方式:超声振动系统部分体现在刀具振幅的大小和关键部位的温升情况;超声电源部分体现在相位差、频率和阻抗等参数的变化上。介绍了射频领域中“驻波”的概念,用正向功率和反射功率的比值来体现能量利用率高低。2、将超声振动系统作为一个整体,建立等效电路图,分析其阻抗特性和谐振特性。以声学参数间的关系建立导纳圆图,确定了与超声电源调节和外界力负载相关的声学参数为谐振频率、静...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?Ｎｏｍｅｘ蜂窝复合材料??从二战期间开始应用夹芯材料到Ｎｏｍｅｘ蜂窝复合材料的研制和量产，对夹芯材料的制备??

Ｎｏｍｅｘ蜂窝复合材料于１９７２年由美国ＤｕＰｏｎｔ公司研制，是一种由正六边形的蜂窝状孔??穴在平面内均匀排布而成的多孔薄壁结构，壁厚一般为０．０５－０．１＿，孔格边长一般为２－５＿［４］，??如图１．１所示。??谢錢＇?■?＇?＇?．??：ｉ??图１．１?Ｎｏｍｅｘ蜂窝复合材料....

图１．３高速铣削蜂窝材料??国内外学者对此也展开了大量的研究：Ｓａｌｏｍｏｎ等人［１２］提出，当切削速度过高时，切削??热反而会降低这一观点，打破了切削速度与切削热之间的传统关系，从而使得高速加工获得??

?赢、Ｊ??图１．２数控铣削加工刀具??正由于它结构与性能的独特性，用常规方法加工时更容易出现刀具磨损严重、表面毛刺??多、蜂格形状压溃，严重时甚至丧失形状精度、产生力学缺陷而导致材料报废等情况。目前，??高速铣削是国内航空航天领域对Ｎｏｍｅｘ蜂窝复合材料较为成熟的加工方式，一般....

图１．２数控铣削加工刀具??，、

多、蜂格形状压溃，严重时甚至丧失形状精度、产生力学缺陷而导致材料报废等情况。目前，??高速铣削是国内航空航天领域对Ｎｏｍｅｘ蜂窝复合材料较为成熟的加工方式，一般采用硬质合??金制作的刀具，如图１．２所示。与普通切削方式相较，高速铣削具有优异的加工效率和表面加??工质量，适用于加工....

图１．４超声切削系统组成图??Ｎｏｍｅｘ蜂窝复合材料的超声切削加工系统主要由超声电源、超声振动系统以及固定轴套??等部件构成，超声振动系统则是用螺栓将换能器、变幅杆和工具头连接在一起构成，如图１．４??

图１．４超声切削系统组成图??Ｎｏｍｅｘ蜂窝复合材料的超声切削加工系统主要由超声电源、超声振动系统以及固定轴套??等部件构成，超声振动系统则是用螺栓将换能器、变幅杆和工具头连接在一起构成，如图１．４??所示。超声辅助切削加工的基本过程为：超声电源将市电（２２０Ｖ／５０ＨＺ）处理成....

本文编号：3933498