隨著硬脆材料在各個(gè)行業(yè)的廣泛應(yīng)用,超聲加工作為公認(rèn)比較合適的加工方式也得到了比較多的發(fā)展。在和傳統(tǒng)加工方式的對(duì)比中,超聲加工在精度、工具壽命、工件表面光潔度等方面展現(xiàn)了比較明顯的優(yōu)勢(shì)。在旋轉(zhuǎn)超聲加工中,初始的超聲振幅對(duì)加工效果有著重要的影響。傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)超聲加工中,常用人工測(cè)試的方法對(duì)超聲換能器的振幅進(jìn)行標(biāo)定,而在復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)加工環(huán)境中,溫度、濕度、加工時(shí)的沖擊力對(duì)超聲換能器核心材料壓電陶瓷產(chǎn)生非常大的影響,進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致之前人工標(biāo)定的關(guān)系不準(zhǔn)確影響振幅輸出的一致性。在現(xiàn)場(chǎng)加工時(shí),現(xiàn)場(chǎng)操作人員安裝工具頭的隨意性、工具頭不同的伸出長(zhǎng)度等都會(huì)導(dǎo)致超聲換能器的振幅不一致進(jìn)而導(dǎo)致加工效果不穩(wěn)定。旋轉(zhuǎn)超聲加工間歇性的加工方式,也對(duì)每次啟動(dòng)時(shí)振幅輸出的一致性提出了較高的要求。本文參照旋轉(zhuǎn)超聲加工系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀,就目前旋轉(zhuǎn)超聲加工所存在的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了基于Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)的改進(jìn)型超聲加工系統(tǒng)。根據(jù)超聲換能器振動(dòng)特性,建立了換能器振動(dòng)能量的模型并分析了超聲振動(dòng)能量和超聲振幅之間的關(guān)系。同時(shí)根據(jù)力、電、聲類(lèi)比等效原理,建立了換能器振幅模型,得到了換能器輸出振幅與換能器材料、尺寸等參數(shù)以及驅(qū)動(dòng)電流的關(guān)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

硬脆材料

a) DMG 機(jī)床 b)臺(tái)灣丸榮超聲裝置圖 1-2 超聲加工裝置在國(guó)外，超聲加工技術(shù)在理論和實(shí)際工程應(yīng)用中都處在領(lǐng)先的地位。德瑪吉公司所研制超聲加工機(jī)床已經(jīng)在工業(yè)界推廣多年，具有較高的水平，其采用根據(jù)加工方式不同進(jìn)行相應(yīng)超聲能量調(diào)整的策略[12]。在超聲加工理論方面，德國(guó)帕德博恩大學(xué)提出了一種新型的 LLCC-PWM 型逆變驅(qū)動(dòng)大功率壓電陶瓷制動(dòng)器的電源設(shè)計(jì)方案，使得振幅輸出更加平滑，并且可以輸出較大的超聲能量13]。俄羅斯的 Babitsky 教授針對(duì)超聲加工切削控制，提出了在線監(jiān)測(cè)與智能算法結(jié)合的方法對(duì)超聲能量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制[14]。Unyanin 針對(duì)超聲加工過(guò)程徑向和切向磨削力進(jìn)行分析，在超聲振動(dòng)幅度和頻率方面確定磨粒在工件中的加工深度[15]。Saffar 等人針對(duì)溫度對(duì)換能器輸出振幅的影響進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了不同溫度下?lián)Q能器輸出振幅不同[16]。Harada 和 Sasahara 針對(duì)超聲振幅即超聲能量的大小對(duì)切削工件表面有著重要的作用，并且分析了在進(jìn)行超聲加工時(shí)振幅即能量對(duì)于工件表面切削力的作用[17]。Saleem 等人針對(duì)超聲振幅輸出的非線性提出了高頻滑膜控制器，并使用仿真驗(yàn)證了該控制器的有效性，但是并沒(méi)有在實(shí)

圖 2-8 直徑為 6mm 的工具磨頭器特性參數(shù)的影響壓電陶瓷組成，而壓電陶瓷的性、空氣成分、壓力、電場(chǎng)、輻射中保持換能器的特性穩(wěn)定或如何際超聲的穩(wěn)定輸出有著比較大的同等環(huán)境下的時(shí)移測(cè)量，觀察隨幅是如何變化的。錄兩個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的換能器特性 2-2 不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)下?lián)Q能器特性參頻率FS(kHz)阻抗 R1(ohm)靜態(tài)電容C0(nF)24.556 1740.72 20.62

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]負(fù)載條件下超聲加工振動(dòng)能量控制研究[D]. 趙楊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]超聲換能系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)匹配研究[D]. 楊芳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]基于Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鋰電池劣化程度的預(yù)測(cè)研究[D]. 石春源.哈爾濱理工大學(xué) 2011
[5]引線鍵合變頻式超聲波發(fā)生器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 嚴(yán)勇文.中南大學(xué) 2008
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