检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 1997年第3期33卷 94-101页

作者：顾煜炯周兆英姚健华北电力大学研究生部清华大学

从变截面杆作一维纵振动的运动方程出发，建立了机械四端网络的数学模型及传输特性方程，给出了几种常用变截面杆的四端网络传输参数。分析了超声换能器和变幅杆的频率方程及两端振速比，计算了超声手术刀振动系统的振型及应力分布。四... 详细信息

从变截面杆作一维纵振动的运动方程出发，建立了机械四端网络的数学模型及传输特性方程，给出了几种常用变截面杆的四端网络传输参数。分析了超声换能器和变幅杆的频率方程及两端振速比，计算了超声手术刀振动系统的振型及应力分布。四端网络设计方法可有效地设计各种换能器。变幅杆以及由它们组合的复杂振动系统。

关键词：超声振动系统设计模型机械四端网络

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超声振动系统非接触式高效电能传输的电路补偿

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清华大学学报（自然科学版） 2015年第7期55卷 728-733页

作者：申昊冯平法张建富郁鼎文吴志军清华大学机械工程系精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

为提高超声振动系统的非接触式电能传输效率,对系统的电路补偿网络进行了研究和设计。结合压电振子的等效电路和松耦合系统的互感模型,阐明了电路补偿的理论依据,提出各自独立地对原、副边回路进行补偿,以消除互感的影响。结合理论和仿... 详细信息

为提高超声振动系统的非接触式电能传输效率,对系统的电路补偿网络进行了研究和设计。结合压电振子的等效电路和松耦合系统的互感模型,阐明了电路补偿的理论依据,提出各自独立地对原、副边回路进行补偿,以消除互感的影响。结合理论和仿真计算的结果,设计并建立了超声振动系统非接触式电能传输的电路补偿网络。对系统的输出振幅进行实验测量,结果显示:补偿后的振幅得到了大幅提升,且气隙值越大、电功率越大,补偿效果越显著。对于超声振动系统的非接触式电能传输,所建立的补偿方法能够显著地减小无功损耗,提高能量传输效率,补偿网络设计合理、有效。

关键词：超声振动系统非接触式电能传输互感模型等效电路电路补偿超声振幅

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超声振动系统f_s和Q_m的实验测定及对比研究

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压电与声光 2008年第6期30卷 779-782页

作者：蒋日鹏李晓谦刘荣光胡仕成中南大学机电工程学院湖南长沙410083

以整个超声振动系统为研究对象,根据力电类比原理,利用计算机辅助测量导纳圆。基于导纳圆求得不同工况下振动系统的谐振频率fs和机械品质因数Qm。对比研究其变化规律并对其变化原因进行定性分析。研究表明,fs、Qm随工具杆工作深度的增... 详细信息

以整个超声振动系统为研究对象,根据力电类比原理,利用计算机辅助测量导纳圆。基于导纳圆求得不同工况下振动系统的谐振频率fs和机械品质因数Qm。对比研究其变化规律并对其变化原因进行定性分析。研究表明,fs、Qm随工具杆工作深度的增加而普遍降低;负载温度越高,fs、Qm下降越明显;负载粘度增大,fs、Qm均有不同程度的降低;负载横截面积增大,fs略有提高,而对Qm的影响相对较小。在此基础上,同时考虑生产条件及加工要求,确定振动系统与超声波发生器的最佳电端匹配,对铝合金超声铸造具有一定的参考价值。

关键词：超声振动系统等效电路负载工具杆谐振频率机械品质因数

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超声振动系统的研究现状及其在塑性成形领域的应用进展

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机械工程学报 2023年第20期59卷 198-214页

作者：田少杰刘雪峰王文静崔庆贺郝健博北京科技大学北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083 北京科技大学现代交通金属材料与加工技术北京实验室北京100083 北京科技大学材料先进制备技术教育部重点实验室北京100083

超声辅助塑性成形技术具有降低成形载荷、改善接触状态并提高成形件质量等特点,是一种新兴的特种能场辅助塑性成形技术。在超声辅助塑性成形技术中,超声振动系统及其谐振设计理论和方法对成形件的质量有重要影响。本文综述了超声振动系... 详细信息

超声辅助塑性成形技术具有降低成形载荷、改善接触状态并提高成形件质量等特点,是一种新兴的特种能场辅助塑性成形技术。在超声辅助塑性成形技术中,超声振动系统及其谐振设计理论和方法对成形件的质量有重要影响。本文综述了超声振动系统的谐振设计理论和方法及其应用研究现状,单激励一维、单激励多维、多激励一维和多激励多维等超声振动方式的超声振动系统研制现状,以及现有的超声辅助拉拔、超声辅助拉深、超声辅助挤压和超声辅助轧制等超声辅助塑性成形技术的原理和特点。指出了大负载工况、复杂结构和多维度等超声振动系统存在的系统稳定性差和极限工作状态预测精度低等问题,以及现有超声辅助塑性成形技术由于超声布置方式不合理、功率不足导致的超声能量损耗大、作用效果不明显等问题。最后,从人工智能等先进设计分析手段的应用、大功率超声振动系统的研制以及多激励耦合超声辅助塑性成形新技术的开发等方面展望了超声辅助塑性成形技术的发展方向。

关键词：超声辅助塑性成形谐振设计理论和方法超声振动系统超声振动方式

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超声振动系统的纵-弯和扭-弯复合振动

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声学学报 2001年第5期26卷 435-439页

作者：周光平深圳职业技术学院深圳518055

对超声变幅杆以及变幅杆与夹心换能器组成的振动系统的纵－弯和扭－弯复合振动进行了研究．变幅杆是任意变截面杆，弯曲振动分析是基于Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ理论．理论结果进行了实验验证．

关键词：超声振动系统纵-弯振动扭-弯振动变幅杆 Timoshenko理论

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锥变截面管形超声振动系统的设计

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声学学报 2016年第1期41卷 105-114页

作者：许龙常燕郭林伟王月兵徐方迁中国计量学院物理系杭州310018 榆林学院能源工程学院榆林719000 浙江传媒学院电子信息学院杭州310018

设计了一种锥变截面管形超声振动系统,振动系统由夹心式压电换能器和锥形变截面金属圆管组成。推导了锥变截面管形超声振动系统的等效电路和谐振/反谐振频率方程。利用等效电路法、有限元法对锥变截面管形超声振动系统进行了分析设计并... 详细信息

设计了一种锥变截面管形超声振动系统,振动系统由夹心式压电换能器和锥形变截面金属圆管组成。推导了锥变截面管形超声振动系统的等效电路和谐振/反谐振频率方程。利用等效电路法、有限元法对锥变截面管形超声振动系统进行了分析设计并制作了相应的实验样品。研究结果表明,锥形变截面管的等效电路为一种新型的非互易二端口等效网络;锥变截面管形超声振动系统具有较好的频率隔离性、较大的位移振幅和均匀的振动位移输出。该超声振动系统可望在超声连续缝焊、环形部件的超声切割和超声钻孔等领域获得应用。

关键词：超声振动系统变截面管管形设计谐振频率方程等效电路法振动位移压电换能器

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超磁致伸缩超声振动系统的机电转换效率研究

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机械工程学报 2017年第19期53卷 52-58页

作者：蔡万宠张建富郁鼎文吴志军冯平法清华大学机械工程系北京100084 清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

为提高超声振动系统的能量转换效率和功率容量,提出超磁致伸缩超声振动系统的设计方法,研究导磁体材料特性对超声系统振动性能的影响规律。采用硅钢、铁氧体和磁粉心三种磁性材料设计导磁体,并建立超声振动系统的等效电路模型;通过阻抗... 详细信息

为提高超声振动系统的能量转换效率和功率容量,提出超磁致伸缩超声振动系统的设计方法,研究导磁体材料特性对超声系统振动性能的影响规律。采用硅钢、铁氧体和磁粉心三种磁性材料设计导磁体,并建立超声振动系统的等效电路模型;通过阻抗分析建立3种超声振动系统的阻抗圆曲线,得到谐振频率和机电转换系数等参数,提出导磁材料特性对系统机电能量转换效率的影响规律。为验证阻抗分析结果的正确性,试验测定3种超声系统在不同电压幅值激励下的振幅-电流灵敏度与频率的关系曲线,验证导磁材料参数与系统机电能量转换效率之间的关系。结果表明:高磁导率铁氧体材料可提高超声振动系统在小功率工作条件下的机电能量转换效率,而对于大功率超声振动系统而言,需要兼顾磁导率和饱和磁通密度,使导磁体工作于非磁饱和状态,以提高系统换能效率,这有助于指导不同功率大小超声振动系统的导磁体材料选择。

关键词：超磁致伸缩材料超声振动系统磁路优化机电转换系数

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超声振动系统设计及性能分析的解析方法

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华北电力大学学报（自然科学版） 1998年第2期25卷 53-59页

作者：顾煜炯杨昆周兆英姚健华北电力大学清华大学

在分析与推求变截面杆纵振动控制方程及其通解的基础上，给出了超声振动系统设计及性能分析的解析过程中所采用的一些基本公式。结合范例，介绍了用解析法进行超声换能器、变幅杆及其组合谐振系统的设计及性能分析的基本步骤。

关键词：超声振动系统性能分析解析法振动系统

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超声振动系统的仿真研究

超声振动系统的仿真研究

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作者：徐晓明北方工业大学

学位级别：硕士

超声加工技术(USM)在特种加工领域起着关键作用,解决了诸多特殊工艺难题。超声振动系统是功率超声加工设备的核心,其理论研究主要有解析法、等效电路法、有限元法等方法,而利用计算机软件对超声振动系统进行建模与仿真分析的研究较少。... 详细信息

超声加工技术(USM)在特种加工领域起着关键作用,解决了诸多特殊工艺难题。超声振动系统是功率超声加工设备的核心,其理论研究主要有解析法、等效电路法、有限元法等方法,而利用计算机软件对超声振动系统进行建模与仿真分析的研究较少。计算机仿真技术是利用计算机软件对实物模型进行动态分析的一门技术,输入仿真参数值会有相应的运行结果。因此,超声振动系统的仿真研究在理论分析的基础上,可在设计阶段预测系统的工作性能,并通过修改参数实现结构优化。介绍了旋转超声加工的工作机理和超声振动系统的结构组成,引入超声振动系统建模与仿真的设计理论。利用解析法推导变截面细长杆作一维纵振的振动方程,得到振速与应力分布函数式以及杆件的四端网络传输矩阵参数值,然后依据四端网络法求解系统的传输矩阵,对空载工况下超声振动系统端面所受的作用力进行分析,为后面章节的建模与仿真研究奠定理论研究基础。超声振动系统在MATLAB/Simulink环境下的数字建模与仿真是本文的重点。根据牛顿定律将超声振动系统抽象为一个由质量、刚度和阻尼三个参数来描述的动力学模型,然后在Simulink模块下创建状态空间仿真模型,实现超声振动系统的数字仿真。利用有限元分析软件ANSYS,对超声振动系统进行模态分析与谐响应分析,验证MATLAB/Simulink仿真的准确性。超声振动系统中的刚度、阻尼和负载等性能参数的数值变化会影响工具杆末端输出振幅的大小。在MATLAB/Simulink模块中修改输入系统的参数值,可分析超声振动系统的性能参数特性。然后将超声振动系统安装于“海特XK7132”数控铣床上,通过实验加工来研究激励功率、发生器输出频率、加工负载等因素对输出振幅的影响。将实验结果与MATLAB仿真结果进行比较与分析,证明MATLAB/Simulink仿真研究具有可行性。

关键词：超声振动系统数学建模 MATLAB/Simulink仿真有限元仿真

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基于ANSYS Workbench的超声振动系统设计与优化

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锻压技术 2015年第11期40卷 52-57页

作者：解振东管延锦朱立华姜良斌仲崇凯山东大学材料科学与工程学院山东济南250061

超声振动系统传统的设计方法普遍存在计算量大且精度不高的缺陷。在设计过程中引用有限元分析软件ANSYS Workbench对换能器、变幅杆和工具头等进行静力、模态、谐响应的模拟分析,得出了各部分最大、最小的位移和应力值出现的部位以及谐... 详细信息

超声振动系统传统的设计方法普遍存在计算量大且精度不高的缺陷。在设计过程中引用有限元分析软件ANSYS Workbench对换能器、变幅杆和工具头等进行静力、模态、谐响应的模拟分析,得出了各部分最大、最小的位移和应力值出现的部位以及谐振频率的大小,对不合理的设计尺寸进行优化和修正。最终确定了换能器的尺寸和预紧力大小,变幅杆放大系数为2.36,阻抗为8Ω;工具头放大系数为1.27,端面最大振幅为5.5μm。将设计的超声振动系统应用到超声辅助振动拉伸、压缩试验中,当载荷为10 k N时,振幅为5.4μm,仅衰减1.8%。

关键词： ANSYS Workbench 超声振动系统模拟分析

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