两级阶梯形变幅杆设计及优化
发布时间:2020-01-30 01:45
【摘要】:基于ANSYS workbench多目标驱动优化模块对两级阶梯形变幅杆进行优化设计。基于解析法设计两级阶梯形变幅杆,建立参数化变幅杆模型;在静力学分析基础上对变幅杆进行模态、谐响应分析。通过52个设计点仿真分析获得谐振频率、放大系数、最大应力与变幅杆结构尺寸关系,并优化变幅杆尺寸。研究表明,变幅杆谐振频率小于理论设计频率,振幅放大系数小于理论值,超声能量损耗较大。优化所得变幅杆的谐振频率接近理论设计频率,提高放大系数。为大功率、大振幅的超声变幅杆优化设计提供新的设计、优化思路。
【图文】:
1变幅杆设计由于本文设计的变幅杆应用对象为深腔零件,轴向尺寸较大,故用两级阶梯形。基于特殊工程背景,刀具头长度对变幅杆振动特性影响较大。设计时考虑该长度对变幅杆谐振特性影响,将球头刀具作为第二级阶梯形变幅杆输出级,简化刀具与变幅杆结合面特性进行一体化设计,使刀具末端振幅最大,见图1。图1两级阶梯形变幅杆Fig.1Two-sectionultrasonicsteppedhorn利用半波长理论进行变幅杆设计,其频率为20kHz,材料45号钢。在谐振条件下,,变幅杆纵振波动方程[12]为
本文编号:2574555
【图文】:
1变幅杆设计由于本文设计的变幅杆应用对象为深腔零件,轴向尺寸较大,故用两级阶梯形。基于特殊工程背景,刀具头长度对变幅杆振动特性影响较大。设计时考虑该长度对变幅杆谐振特性影响,将球头刀具作为第二级阶梯形变幅杆输出级,简化刀具与变幅杆结合面特性进行一体化设计,使刀具末端振幅最大,见图1。图1两级阶梯形变幅杆Fig.1Two-sectionultrasonicsteppedhorn利用半波长理论进行变幅杆设计,其频率为20kHz,材料45号钢。在谐振条件下,,变幅杆纵振波动方程[12]为
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