發(fā)布時(shí)間：2023-12-24 10:21

　　超聲振動(dòng)板料漸進(jìn)成形是在普通板料漸進(jìn)成形的基礎(chǔ)上給工具頭施加超聲振動(dòng),能夠改善板料的成形極限,減小成形力,降低板料回彈,提高板料的表面質(zhì)量等優(yōu)勢(shì)。超聲振動(dòng)系統(tǒng)通常包括超聲波電源和超聲振動(dòng)裝置,超聲振動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的好壞會(huì)對(duì)超聲加工的效果產(chǎn)生直接影響,研究與設(shè)計(jì)大功率、大振幅、性能穩(wěn)定的超聲振動(dòng)裝置對(duì)整個(gè)超聲加工領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的意義。本文設(shè)計(jì)了帶有工具桿的圓錐過渡階梯形變幅桿以及棒形超磁致伸縮換能器、窗形超磁致伸縮換能器、半波長(zhǎng)超磁致伸縮換能器。對(duì)變幅桿和換能器進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析,對(duì)變幅桿進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。并對(duì)換能器的偏置磁場(chǎng)、驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。為了減小換能器的發(fā)熱,設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)對(duì)換能器進(jìn)行冷卻。采用ansoft Maxwell有限元軟件對(duì)超磁致伸縮換能器進(jìn)行了磁分析,研究了磁路間隙對(duì)GMM(Giant Magnetostrictive Material,簡(jiǎn)稱GMM)棒內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)均勻度的影響,通過仿真發(fā)現(xiàn)磁路間隙與GMM棒內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)均勻度成反比;當(dāng)導(dǎo)磁圓筒的槽寬為6 mm時(shí),GMM棒內(nèi)的磁場(chǎng)均勻度最高;并在永磁體與GMM棒之間添加導(dǎo)磁片的厚度約...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究的背景意義
    1.2 超聲振動(dòng)系統(tǒng)的研究
    1.3 磁致伸縮換能器的研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容
2 超磁致伸縮超聲換能器的設(shè)計(jì)
    2.1 超磁致伸縮換能器的原理分析
    2.2 超磁致伸縮換能器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.1 超聲換能器設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)
        2.2.2 圓錐過渡階梯型變幅桿的設(shè)計(jì)
        2.2.3 工具桿的設(shè)計(jì)
        2.2.4 棒形超磁致伸縮換能器的設(shè)計(jì)
        2.2.5 窗形超磁致伸縮換能器的設(shè)計(jì)
        2.2.6 半波長(zhǎng)超磁致伸縮換能器的設(shè)計(jì)
    2.3 超磁致伸縮換能器的磁路設(shè)計(jì)
        2.3.1 偏置磁場(chǎng)的設(shè)計(jì)
        2.3.2 驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)的設(shè)計(jì)
    2.4 超磁致伸縮換能器的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.5 本章小結(jié)
3 超磁致伸縮換能器的仿真與分析
    3.1 有限元方法分析的理論基礎(chǔ)
    3.2 基于ANSYS的復(fù)合形變幅桿的動(dòng)力學(xué)分析
        3.2.1 圓錐過渡階梯形變幅桿的模態(tài)分析
        3.2.2 圓錐過渡階梯形變幅桿的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.2.3 圓錐過渡階梯形變幅桿的諧響應(yīng)分析
    3.3 超磁致伸縮換能器的模態(tài)分析
        3.3.1 棒形換能器和窗形換能器的模態(tài)分析
        3.3.2 半波長(zhǎng)換能器的模態(tài)分析
    3.4 超磁致伸縮換能器的磁場(chǎng)分析
        3.4.1 磁場(chǎng)均勻度的研究
        3.4.2 超磁致伸縮換能器的磁路優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.4.3 超磁致伸縮換能器的渦流分析
    3.5 超磁致伸縮換能器的熱分析
        3.5.1 GMM棒的磁滯損耗分析
        3.5.2 GMM棒的渦流損耗分析及優(yōu)化
        3.5.3 線圈電阻損耗分析
        3.5.4 換能器的溫度場(chǎng)仿真分析
    3.6 本章小結(jié)
4 電能傳輸裝置的設(shè)計(jì)
    4.1 接觸式電能傳輸裝置的設(shè)計(jì)
    4.2 非接觸式電能傳輸裝置的設(shè)計(jì)
        4.2.1 磁芯材料的選擇
        4.2.2 非接觸式變壓器參數(shù)的計(jì)算
        4.2.3 電路補(bǔ)償結(jié)構(gòu)分析
        4.2.4 非接觸式電能傳輸裝置的仿真分析
        4.2.5 非接觸式電能傳輸裝置的實(shí)驗(yàn)研究
    4.3 本章小結(jié)
5 超磁致伸縮換能器的試驗(yàn)研究
    5.1 導(dǎo)磁材料對(duì)棒形超磁致伸縮換能器的影響
    5.2 導(dǎo)磁體的槽寬對(duì)超磁致伸縮換能器振動(dòng)性能的影響
    5.3 GMM棒的結(jié)構(gòu)對(duì)超磁致伸縮換能器振動(dòng)性能的影響
    5.4 棒形換能器和窗形換能器的結(jié)構(gòu)研究
        5.4.1 棒形換能器和窗形換能器的磁場(chǎng)分析
        5.4.2 棒形換能器和窗形換能器的試驗(yàn)測(cè)試
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間主要研究成果



本文編號(hào)：3874318