本文關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)超聲加工非接觸式供電理論及實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：旋轉(zhuǎn)超聲加工機(jī)床由于其在普通機(jī)床上加入超聲換能器,使機(jī)床加工性能大為改善,現(xiàn)多用于陶瓷、玻璃等的硬脆材料的加工。而超聲換能器在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中需要為其供給高頻驅(qū)動(dòng)電信號(hào),傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)超聲供電方式采用集流環(huán)接觸式的形式,這樣限制了旋轉(zhuǎn)超聲加工主軸轉(zhuǎn)速的提高以及不能方便換刀等。針對(duì)旋轉(zhuǎn)超聲接觸式供電缺陷,有學(xué)者確定通過(guò)采用非接觸式供電方式是一條可行的途徑,并做了些相關(guān)研究。本文結(jié)合非接觸式供電等效模型和超聲換能器特點(diǎn),主要做了以下研究：1.綜合考慮非接觸式供電變壓器的體積隨頻率升高而減小、超聲換能器常用的頻率以及本課題的后續(xù)研究,給出了本研究中超聲設(shè)計(jì)頻率為40K；根據(jù)一維縱振理論,進(jìn)行了40K超聲振子的設(shè)計(jì)計(jì)算與模態(tài)仿真分析,對(duì)設(shè)計(jì)出的超聲換能器等效電參數(shù)用阻抗分析儀進(jìn)行了測(cè)量和研究。2.基于傳統(tǒng)超聲加工中換能器的常規(guī)匹配,結(jié)合超聲換能器的等效電路和非接觸式供電的特點(diǎn),對(duì)主要的兩種適合應(yīng)用在旋轉(zhuǎn)超聲加工領(lǐng)域的非接觸供電模型進(jìn)行了對(duì)比研究,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了適用于旋轉(zhuǎn)超聲振子的簡(jiǎn)單匹配方式、數(shù)學(xué)公式和電路等效模型,并進(jìn)行了MAXWELL電磁場(chǎng)仿真和Multisim電路匹配的仿真研究,完成一套超聲非接觸式供電裝置的設(shè)計(jì)。3.為搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中的硬件電路,給出了處于非接觸式供電下硬件電路設(shè)計(jì)要求,并對(duì)具體的硬件電路各個(gè)模塊的參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)及完成元器件選型,最后繪制PCB板并進(jìn)行了元器件的焊接與調(diào)試。4.聯(lián)合超聲電源、非接觸供電裝置和超聲換能器搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),研究了兩組不同的非接觸式供電變壓器下?lián)Q能器供電實(shí)驗(yàn),包括非接觸式供電變壓器原邊串聯(lián)電容與原副邊線圈傳遞效率及功率關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)總結(jié)不同匹配電容下原副邊電壓電流波形；用激光共聚焦測(cè)振儀測(cè)量了不同匹配電容非接觸式供電條件下的換能器振幅：最后在超聲壓縮機(jī)床對(duì)比了接觸式供電超聲、非接觸式供電超聲、無(wú)超聲的生物塊壓縮實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本論文中提出的非接觸式供電模型的可行性。
【關(guān)鍵詞】：超聲振子 非接觸式供電 超聲電源 匹配實(shí)驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG663
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 課題研究的背景和意義13-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-24
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀19-24
• 1.3 課題來(lái)源與主要研究?jī)?nèi)容24-25
• 1.3.1 課題來(lái)源24
• 1.3.2 課題主要研究?jī)?nèi)容24-25
• 第二章 超聲振子的設(shè)計(jì)與仿真25-40
• 2.1 超聲振子的基本要求25
• 2.2 壓電換能器的設(shè)計(jì)25-26
• 2.3 壓電換能器材料的選擇26-27
• 2.4 夾心式壓電換能器的設(shè)計(jì)27-32
• 2.4.1 壓電陶瓷片數(shù)的選擇28
• 2.4.2 節(jié)面的選擇28-29
• 2.4.3 前后匹配快的設(shè)計(jì)29-32
• 2.5 變幅桿和工具頭的設(shè)計(jì)32-33
• 2.6 超聲振子的有限元仿真分析33-37
• 2.7 超聲振子實(shí)驗(yàn)37-39
• 2.8 本章小結(jié)39-40
• 第三章 非接觸式供電理論與仿真研究40-63
• 3.1 超聲換能器的等效模型40-42
• 3.2 非接觸式供電系統(tǒng)的原理42-43
• 3.3 非接觸式變壓器結(jié)構(gòu)形式和供電理論模型43-51
• 3.3.1 非接觸式供電互感模型44-48
• 3.3.2 非接觸式供電的T型模型48-51
• 3.4 影響非接觸式供電變壓器各參數(shù)的因數(shù)51-54
• 3.4.1 溫度對(duì)漏感和耦合電感的影響52-53
• 3.4.2 頻率對(duì)漏感和耦合電感的影響53-54
• 3.5 對(duì)非接觸式供電MAXWELL電磁學(xué)仿真54-59
• 3.6 對(duì)非接觸式供電等效模型的電路仿真59-62
• 3.6.1 非接觸式供電仿真電路的搭建59-60
• 3.6.2 旋轉(zhuǎn)變壓器補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的仿真實(shí)驗(yàn)60-62
• 3.7 本章總結(jié)62-63
• 第四章 超聲電源的設(shè)計(jì)63-81
• 4.1 超聲電源的基本要求和電源總體方案63-65
• 4.2 工頻整流濾波電路的設(shè)計(jì)65-66
• 4.3 BUCK斬波電路的設(shè)計(jì)66-69
• 4.3.1 BUCK電路中關(guān)鍵元器件參數(shù)的確定68-69
• 4.4 高頻逆變電路的設(shè)計(jì)69-73
• 4.4.1 全橋逆變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析69-70
• 4.4.2 功率開關(guān)管的參數(shù)計(jì)算及選擇70-71
• 4.4.3 功率開關(guān)管吸收回路的選型及元件參數(shù)計(jì)算71-73
• 4.5 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)73-76
• 4.5.1 驅(qū)動(dòng)電路的選型74-75
• 4.5.2 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)75-76
• 4.6 高頻變壓器的設(shè)計(jì)制作76-80
• 4.7 反饋電路的設(shè)計(jì)80
• 4.8 本章小結(jié)80-81
• 第五章 超聲電源非接觸式供電實(shí)驗(yàn)研究與分析81-94
• 5.1 硬件平臺(tái)的搭建81-82
• 5.2 非接觸供電變壓器的匹配82-92
• 5.2.1 匹配電容對(duì)原副邊功率的影響82-85
• 5.2.2 匹配電容對(duì)原副邊波形的影響85-87
• 5.2.3 匹配電容對(duì)傳遞效率的影響87-88
• 5.2.4 匹配電容對(duì)振幅的影響88-92
• 5.3 生物塊壓縮輔助實(shí)驗(yàn)92-93
• 5.4 本章小結(jié)93-94
• 結(jié)論與展望94-96
• 參考文獻(xiàn)96-101
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文101-103
• 致謝103

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1 賈寶賢;王冬生;趙萬(wàn)生;王振龍;;微細(xì)超聲加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與評(píng)析[J];電加工與模具;2006年04期

2 梁晶晶;劉永姜;吳雁;郭以偉;;超聲加工技術(shù)及其在陶瓷加工中的應(yīng)用[J];機(jī)械管理開發(fā);2008年01期

3 王建春;;超聲加工技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望[J];機(jī)械工程師;2012年04期

4 張勤儉;楊小慶;李建勇;蔡永林;王恒;曹宇男;趙路明;劉敏之;;超聲加工技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J];電加工與模具;2012年05期

5 山榮成;劉金棟;任輝;;超聲加工工具磨損模型的建立[J];湖南農(nóng)機(jī);2013年09期

6 胡湘楠;;超聲加工的應(yīng)用與進(jìn)展[J];機(jī)械工藝師;1983年07期

7 胡湘南;;談?wù)劤暭庸J];電加工;1983年01期

8 賀正侖;唐恩偉;;超聲加工的探討[J];電加工;1988年04期

9 馬玉龍;超聲加工及超聲焊接學(xué)術(shù)會(huì)議在無(wú)錫舉行[J];應(yīng)用聲學(xué);1991年02期

10 郝建華,倪振文,陳尚平;超聲加工工具材料硬度對(duì)其磨損影響的研究[J];電加工;1999年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 魏星;;面向先進(jìn)性材料的超聲加工技術(shù)[A];2008年電子機(jī)械與微波結(jié)構(gòu)工藝學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

2 高飛;顧琳;趙萬(wàn)生;;旋轉(zhuǎn)超聲加工中的材料塑性去除模型[A];第14屆全國(guó)特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

3 范國(guó)良;陳傳梁;;超聲加工概況和未來(lái)展望[A];第七屆全國(guó)電加工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1993年

4 徐超亮;湯曉華;馮緒清;;旋轉(zhuǎn)超聲加工表面質(zhì)量試驗(yàn)分析[A];第15屆全國(guó)特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下）[C];2013年

5 趙萬(wàn)生;顧琳;郭銳;李剛;;微細(xì)電加工的最新發(fā)展與應(yīng)用前景[A];2005年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2005年

6 連海山;郭鐘寧;陳春沐;;超聲加工中單磨粒沖擊對(duì)材料去除率的仿真[A];第14屆全國(guó)特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

7 張遼遠(yuǎn);史維明;薛航;;超聲復(fù)合加工瑪瑙的實(shí)驗(yàn)研究[A];陜西省電加工學(xué)會(huì)第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1996年

8 張勤儉;楊小慶;李建勇;蔡永林;徐文勝;沈海闊;曹宇男;;聚晶金剛石超聲加工技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究[A];第15屆全國(guó)特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下）[C];2013年

9 張桂香;趙慶志;;超聲銑削加工控制系統(tǒng)的研究[A];2005年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)第11屆全國(guó)特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議專輯[C];2005年

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1 劉澤祥;旋轉(zhuǎn)超聲電解復(fù)合加工裝置設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

2 姚震;旋轉(zhuǎn)超聲加工振動(dòng)系統(tǒng)及電源技術(shù)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2015年

3 張向慧;旋轉(zhuǎn)超聲加工振動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2011年

4 呂東喜;硬脆材料旋轉(zhuǎn)超聲加工高頻振動(dòng)效應(yīng)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

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1 雷敬文;鈦合金旋轉(zhuǎn)超聲加工中固結(jié)磨粒工具的扭矩與磨損研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 趙楊;負(fù)載條件下超聲加工振動(dòng)能量控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

3 王舒野;超聲加工驅(qū)動(dòng)器的諧振變換器研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 馬磊;縱-扭復(fù)合超聲加工裝置的結(jié)構(gòu)與振動(dòng)特性研究[D];河南理工大學(xué);2014年

5 于洋洪;硬脆材料超聲加工裝置及實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2016年

6 李汛保;旋轉(zhuǎn)超聲加工振動(dòng)系統(tǒng)有限元分析及優(yōu)化[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

7 張俊偉;旋轉(zhuǎn)超聲加工非接觸式供電理論及實(shí)驗(yàn)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2016年

8 曹文國(guó);旋轉(zhuǎn)超聲加工機(jī)理的有限元分析[D];太原理工大學(xué);2009年

9 倪皓;旋轉(zhuǎn)超聲加工及其關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];天津大學(xué);2009年

10 安成明;微細(xì)超聲加工裝置及基礎(chǔ)工藝的研究[D];大連理工大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)超聲加工非接觸式供電理論及實(shí)驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：381502