【摘要】：基于ANSYS workbench多目標驅(qū)動優(yōu)化模塊對兩級階梯形變幅桿進行優(yōu)化設計。基于解析法設計兩級階梯形變幅桿,建立參數(shù)化變幅桿模型;在靜力學分析基礎上對變幅桿進行模態(tài)、諧響應分析。通過52個設計點仿真分析獲得諧振頻率、放大系數(shù)、最大應力與變幅桿結(jié)構(gòu)尺寸關系,并優(yōu)化變幅桿尺寸。研究表明,變幅桿諧振頻率小于理論設計頻率,振幅放大系數(shù)小于理論值,超聲能量損耗較大。優(yōu)化所得變幅桿的諧振頻率接近理論設計頻率,提高放大系數(shù)。為大功率、大振幅的超聲變幅桿優(yōu)化設計提供新的設計、優(yōu)化思路。
【圖文】：

1變幅桿設計由于本文設計的變幅桿應用對象為深腔零件，軸向尺寸較大，故用兩級階梯形。基于特殊工程背景，刀具頭長度對變幅桿振動特性影響較大。設計時考慮該長度對變幅桿諧振特性影響，將球頭刀具作為第二級階梯形變幅桿輸出級，簡化刀具與變幅桿結(jié)合面特性進行一體化設計，使刀具末端振幅最大，見圖1。圖1兩級階梯形變幅桿Fig．1Two-sectionultrasonicsteppedhorn利用半波長理論進行變幅桿設計，其頻率為20kHz，材料45號鋼。在諧振條件下，，變幅桿縱振波動方程［12］為

本文編號：2574555