本文關鍵詞：聚焦式功率疊加超聲振子及鈦絲拉拔研究

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【摘要】：鈦作為一種重要的金屬材料,其加工困難尤其鈦絲難以拉拔。傳統(tǒng)鈦絲拉拔工藝存在能量消耗高、斷絲率較高、模具損壞率高、絲質(zhì)表面差等缺點,而在鈦絲的拔絲之中引入振動會對鈦絲拔絲的過程有諸多好處。而現(xiàn)有超聲振動系統(tǒng)存在著設計工作麻煩、振幅較小、振動功率不足等缺陷,故本文研究多振子情況的聚焦式超聲疊加振動系統(tǒng)以及其在鈦絲拉拔過程中的作用。本文研究了拔絲過程振動參數(shù)的影響規(guī)律,通過建立鈦絲拔絲模型,分析拔絲過程施加振動參數(shù)對拔絲力及接觸應力等的影響。通過分析振動參數(shù)對拔絲過程的影響,結(jié)合之后設計的振動系統(tǒng)特性指導選取合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)。本文設計兩種不同結(jié)構(gòu)的聚焦式多振子疊加超聲振動系統(tǒng),分別為:雙振子空間交錯聚焦式振動系統(tǒng)和三振子方向變換聚焦式系統(tǒng)。設計過程中通過數(shù)學解析法理論分析和推導初步設計出兩種變幅桿的結(jié)構(gòu)參數(shù),建立振動系統(tǒng)的初步的結(jié)構(gòu)模型,經(jīng)過有限元ANSYS軟件模態(tài)分析和結(jié)構(gòu)改進,最終確立所設計兩種振動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。針對雙振子交錯聚焦式的振動拔絲系統(tǒng),通過對超聲振動系統(tǒng)的理論研究及結(jié)構(gòu)設計,初步確立超聲拉絲的振動參數(shù),利用四段網(wǎng)絡法理論,分析并確定超聲換能器結(jié)構(gòu)參數(shù),同時分析了交錯布置振子的交錯位移和夾角等參數(shù)對產(chǎn)生振動的影響規(guī)律。對于三振子聚焦式振動拔絲系統(tǒng),通過對振動方程的求解得到拔絲系統(tǒng)頻率與參數(shù)關系,從而確立三振子聚焦式拔絲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和其放大倍數(shù),同時通過有限元仿真獲取其振動參數(shù)并與雙振子交錯聚焦式系統(tǒng)進行對比。對拔絲模型中的拔絲硬模分別施加所設計的超聲振動系統(tǒng)的振動條件和無振動條件,模擬所設計的超聲振動系統(tǒng)鈦絲拉拔和普通條件下的鈦絲拉拔,從而可以得到在不同拔絲速率和振動條件下鈦絲拉拔的結(jié)果。對兩種聚焦式多振子疊加振動系統(tǒng)進行鈦絲拔絲實驗研究,根據(jù)設計加工鈦絲拔絲所用的兩種聚焦式多振子疊加振動拔絲系統(tǒng)、測試系統(tǒng),并自主設計研制出應用于金屬絲拉拔的拉絲機。對所設計雙振子交錯式振動系統(tǒng)和三振子聚焦式振動系統(tǒng)進行阻抗匹配設計,從而將設計的兩種振動系統(tǒng)應用鈦絲的拔絲試驗中。通過試驗測定超聲振動拉絲的拉拔力和SEM顯微鏡下測試出加工后鈦絲表面質(zhì)量。理論仿真與拔絲實驗結(jié)果進行對比,結(jié)果表明:本文中設計的兩種聚焦式拔絲系統(tǒng)對鈦絲拔絲有著良好作用,本文的研究對鈦及鈦合金絲等難拉拔絲材的高效率生產(chǎn)提供了方法和理論指導。
【關鍵詞】：超聲加工 鈦絲 拉拔 變幅桿
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG359
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 引言9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 雙振子空間交錯聚焦式振動系統(tǒng)18-36
• 2.1 鈦絲拔絲過程及拔絲參數(shù)的分析18-24
• 2.1.1 鈦絲的不同拔絲過程仿真18-21
• 2.1.2 參數(shù)對鈦絲拔絲過程的影響21-23
• 2.1.3 多參數(shù)影響規(guī)律及參數(shù)選取23-24
• 2.2 雙振子交錯聚焦式拔絲裝置24-29
• 2.2.1 雙振子交錯式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理25-26
• 2.2.2 雙振子交錯系統(tǒng)參數(shù)選用及相關材料選擇26-29
• 2.3 雙振子空間交錯式系統(tǒng)的建立及參數(shù)分析29-35
• 2.3.1 雙振子空間交錯式系統(tǒng)的縱振模態(tài)及響應分析29-33
• 2.3.2 雙振子空間交錯系統(tǒng)參數(shù)對其振動的影響33-34
• 2.3.3 雙振子交錯式系統(tǒng)的彎振分析34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第3章 三振子聚焦式超聲振動系統(tǒng)分析36-50
• 3.1 三振子聚焦式功率疊加振動拔絲系統(tǒng)設計36-37
• 3.2 三振子聚焦式拔絲系統(tǒng)研究與結(jié)構(gòu)設計37-42
• 3.2.1 三振子聚焦式系統(tǒng)的模型簡化及理論研究37-40
• 3.2.2 振幅放大作用40-42
• 3.3 三振子聚焦式振動系統(tǒng)的模型建立及分析42-49
• 3.3.1 三振子聚焦式拔絲系統(tǒng)的模態(tài)和諧響應分析43-45
• 3.3.2 三振子聚焦式振動系統(tǒng)在不同激勵時的瞬態(tài)分析45-47
• 3.3.3 三振子聚焦式振動系統(tǒng)相關參數(shù)的影響47-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 超聲振動系統(tǒng)的鈦絲拉拔實驗研究50-61
• 4.1 拔絲系統(tǒng)的振動測試及阻抗匹配50-54
• 4.1.1 振動拔絲系統(tǒng)的振動測試50-53
• 4.1.2 振動系統(tǒng)的阻抗測試53-54
• 4.2 鈦絲拉拔系統(tǒng)的安裝及拉拔過程測試54-57
• 4.2.1 兩種拉拔實驗用振動系統(tǒng)的夾裝54-56
• 4.2.2 拔絲過程中力隨參數(shù)的變化56-57
• 4.3 不同拉拔條件鈦絲表面質(zhì)量57-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-63
• 參考文獻63-67
• 致謝67

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 齊海群;謝濤;袁江波;;超聲振動拉絲的有限元模擬研究[J];哈爾濱工程大學學報;2007年10期

2 林書玉;許龍;;一種新型Cymbal換能器的研究[J];聲學學報;2011年01期

3 皇磊落;朱秀麗;牛勇;任金蓮;;二維振動方向變換器的耦合振動[J];壓電與聲光;2008年04期

4 林書玉;一種測量功率超聲振動系統(tǒng)振速比的簡單方法[J];應用聲學;2000年04期

5 黃德中;超聲波振動器四端網(wǎng)絡設計[J];振動與沖擊;2005年05期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 修曉;復合超聲振動拉絲的理論與實驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

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本文編號：927696