隨著硬脆性難加工材料的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛,諸如藍(lán)寶石、單晶硅等自然界中硬度較高的材料,傳統(tǒng)研磨拋光技術(shù)已不能滿足對(duì)其表面研磨加工質(zhì)量的要求。壓電超聲換能器是壓電超聲振動(dòng)加工技術(shù)的核心,它的工作原理是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能和機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)換,也是決定超聲振動(dòng)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且制作方便、機(jī)電耦合系數(shù)及機(jī)電轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于超聲清洗、超聲探測(cè)、超聲輔助加工等領(lǐng)域。因此,本文提出將壓電超聲振動(dòng)施加于傳統(tǒng)研磨拋光加工上,設(shè)計(jì)了一種縱向諧振壓電超聲系統(tǒng),為進(jìn)一步的提高硬脆性材料的研磨拋光效率和表面質(zhì)量。本文的研究工作可分為以下幾個(gè)部分:(1)介紹了超聲加工的特點(diǎn)及應(yīng)用。介紹了壓電超聲研磨拋光技術(shù)的應(yīng)用背景和特點(diǎn),并概括了國(guó)內(nèi)外在壓電超聲振動(dòng)系統(tǒng)方面的發(fā)展?fàn)顩r。介紹了壓電材料的基本特性以及它的使用注意事項(xiàng);對(duì)壓電方程和振動(dòng)模態(tài)進(jìn)行了分析。(2)基于超聲振動(dòng)方程和諧振設(shè)計(jì)理論,對(duì)縱向諧振壓電超聲系統(tǒng)各個(gè)部分進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選型。以縱向諧振壓電超聲系統(tǒng)為研究對(duì)象,建立了其機(jī)電耦合環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型,研究了系統(tǒng)的機(jī)電耦合特性,主要分析了縱向諧振壓電超聲系統(tǒng)的振動(dòng)頻率方...

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 超聲加工技術(shù)與應(yīng)用
    1.3 壓電超聲振動(dòng)研磨拋光技術(shù)的研究狀況
        1.3.1 壓電超聲輔助研磨拋光技術(shù)
        1.3.2 壓電超聲輔助研磨拋光技術(shù)的應(yīng)用
        1.3.3 壓電超聲振動(dòng)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 壓電材料基本特性及壓電振動(dòng)
    2.1 壓電材料的基本特性
        2.1.1 壓電材料的物理特性
        2.1.2 壓電陶瓷的性能參數(shù)
        2.1.3 機(jī)電耦合系數(shù)與品質(zhì)因數(shù)討論
    2.2 壓電振動(dòng)
        2.2.1 壓電方程
        2.2.2 壓電振子的振動(dòng)模式
        2.2.3 壓電陶瓷的分類(lèi)及應(yīng)用
    2.3 本章小結(jié)
第三章 壓電超聲振動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析
    3.1 壓電換能器的類(lèi)型選擇
    3.2 壓電換能器的設(shè)計(jì)
        3.2.1 換能器材料選擇
        3.2.2 換能器設(shè)計(jì)理論分析
        3.2.3 換能器尺寸確定
    3.3 變幅桿的設(shè)計(jì)與分析
        3.3.1 變截面變幅桿
        3.3.2 階梯形變幅桿理論分析設(shè)計(jì)
    3.4 壓電超聲振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電特性分析
        3.4.1 靜態(tài)電容和機(jī)電轉(zhuǎn)化系數(shù)
        3.4.2 壓電超聲振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)剛度
    3.5 本章小結(jié)
第四章 壓電超聲振動(dòng)系統(tǒng)的有限元分析與優(yōu)化
    4.1 有限元分析
        4.1.1 有限元法
        4.1.2 模態(tài)分析
    4.2 變幅桿的有限元分析與優(yōu)化
        4.2.1 階梯形變幅桿的模態(tài)分析
        4.2.2 階梯形變幅桿的優(yōu)化
    4.3 壓電超聲振動(dòng)系統(tǒng)的有限元分析
        4.3.1 壓電超聲振動(dòng)系統(tǒng)的模態(tài)分析
        4.3.2 壓電超聲振動(dòng)系統(tǒng)的諧響應(yīng)分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 壓電超聲振動(dòng)系統(tǒng)的阻抗和振幅特性測(cè)試
    5.1 阻抗特性測(cè)試
        5.1.1 阻抗測(cè)試原理
        5.1.2 阻抗測(cè)試結(jié)果分析
    5.2 振幅測(cè)試試驗(yàn)
        5.2.1 測(cè)試系統(tǒng)的組成
        5.2.2 振幅測(cè)量原理
        5.2.3 測(cè)量結(jié)果分析
        5.2.4 阻抗特性與振幅對(duì)超聲研磨的影響討論
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新性
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3871210