面向Nomex蜂窝芯复合材料超声切割的智能化电源系统研究

发布时间：2017-12-26 16:10

本文关键词：面向Nomex蜂窝芯复合材料超声切割的智能化电源系统研究　出处：《杭州电子科技大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：Nomex蜂窝芯复合材料凭借其质量轻、强度高、阻燃、等一些列优点，，成为军事、航空航天领域的重要材料，对于这种材料的加工方式而言，超声切割加工相对于传统的铣削加工不仅能够减小加工负载，提高加工效率，而且能够大幅提高材料的表面加工质量。因此，超声切割加工成为Nomex蜂窝芯材料的主要加工方式。超声电源是超声切割振动系统的能量源，超声电源系统性能的好坏是决定超声切割加工系统的关键因素之一。本文针对Nomex蜂窝芯复合材料超声切割加工的要求，首先对超声电源系统总体设计方案进行了设计，其中包括的主电路和控制电路方案设计，然后，在分析切割过程中压电换能器阻抗和频率变化规律的基础之上，重点对电源系统的两项关键技术，阻抗匹配技术和频率跟踪技术进行了研究，并针对性地提出了新的设计方案。最后，根据所涉及的电源设计方案及各功能模块的电路设计方案制作了超声切割电源样机，并对电源样机进行了性能测试和切割振动性能测试，证明了所设计的超声电源符合Nomex蜂窝芯复合材料超声切割加工要求。论文的主要内容和结论如下; （1）首先简单介绍了Nomex蜂窝芯复合材料，并分析这种材料的超声切割加工方式相对于传统加工方式的优点，然后，对超声电源的国内外发展现状和存在的关键问题作了分析；（2）根据超声切割加工的要求制定了超声电源的整体设计方案，并对方案中的各功能模块进行了方案设计和电路设计；（3）针对关键技术阻抗匹配技术，本文在分析了各种匹配方案的基础上提出了一种改进型LC匹配方案，并设计了一种匹配电路参数化设计的方法对匹配电路进行了设计；（4）针对关键技术频率跟踪技术的设计，本文首先通过实验得出Nomex蜂窝材料切割过程中各切割参数对系统谐振频率的影响规律，在此基础上提出一种变步长复合频率跟踪方案，该方案不仅提高了频率跟踪速度而且大大提高了跟踪精度；（5）根据本文所设计的超声电源方案研制了电源样机，并对该电源样机进行了系统性能测试和系统振动性能测试，结果证明所设计的电源系统各功能模块的输入输出信号均达到设计要求，在该电源的驱动下振动系统刀尖振幅达到设计要求且输出稳定。
[Abstract]:Nomex honeycomb core composite material with its light weight, high strength, flame retardant, and other advantages, become the important materials in the field of military, aerospace, the processing method of this material, ultrasonic cutting processing compared with traditional milling can not only reduce the processing load, improve processing efficiency, and can greatly improve the surface quality of materials the. Therefore, ultrasonic cutting has become the main processing method of Nomex honeycomb core. The ultrasonic power source is the energy source of the ultrasonic cutting vibration system, and the performance of the ultrasonic power system is one of the key factors to determine the ultrasonic cutting system.
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB33;TG663

【参考文献】