超聲振動板料漸進成形是在普通板料漸進成形的基礎(chǔ)上給工具頭施加超聲振動,能夠改善板料的成形極限,減小成形力,降低板料回彈,提高板料的表面質(zhì)量等優(yōu)勢。超聲振動系統(tǒng)通常包括超聲波電源和超聲振動裝置,超聲振動裝置設(shè)計的好壞會對超聲加工的效果產(chǎn)生直接影響,研究與設(shè)計大功率、大振幅、性能穩(wěn)定的超聲振動裝置對整個超聲加工領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的意義。本文設(shè)計了帶有工具桿的圓錐過渡階梯形變幅桿以及棒形超磁致伸縮換能器、窗形超磁致伸縮換能器、半波長超磁致伸縮換能器。對變幅桿和換能器進行動力學(xué)仿真分析,對變幅桿進行了優(yōu)化設(shè)計,通過實驗驗證了設(shè)計的正確性。并對換能器的偏置磁場、驅(qū)動磁場進行了設(shè)計。為了減小換能器的發(fā)熱,設(shè)計冷卻系統(tǒng)對換能器進行冷卻。采用ansoft Maxwell有限元軟件對超磁致伸縮換能器進行了磁分析,研究了磁路間隙對GMM(Giant Magnetostrictive Material,簡稱GMM)棒內(nèi)的磁場強度與磁場均勻度的影響,通過仿真發(fā)現(xiàn)磁路間隙與GMM棒內(nèi)的磁場強度和磁場均勻度成反比;當(dāng)導(dǎo)磁圓筒的槽寬為6 mm時,GMM棒內(nèi)的磁場均勻度最高;并在永磁體與GMM棒之間添加導(dǎo)磁片的厚度約...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究的背景意義
    1.2 超聲振動系統(tǒng)的研究
    1.3 磁致伸縮換能器的研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文的主要研究內(nèi)容
2 超磁致伸縮超聲換能器的設(shè)計
    2.1 超磁致伸縮換能器的原理分析
    2.2 超磁致伸縮換能器的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.2.1 超聲換能器設(shè)計的理論基礎(chǔ)
        2.2.2 圓錐過渡階梯型變幅桿的設(shè)計
        2.2.3 工具桿的設(shè)計
        2.2.4 棒形超磁致伸縮換能器的設(shè)計
        2.2.5 窗形超磁致伸縮換能器的設(shè)計
        2.2.6 半波長超磁致伸縮換能器的設(shè)計
    2.3 超磁致伸縮換能器的磁路設(shè)計
        2.3.1 偏置磁場的設(shè)計
        2.3.2 驅(qū)動磁場的設(shè)計
    2.4 超磁致伸縮換能器的冷卻系統(tǒng)設(shè)計
    2.5 本章小結(jié)
3 超磁致伸縮換能器的仿真與分析
    3.1 有限元方法分析的理論基礎(chǔ)
    3.2 基于ANSYS的復(fù)合形變幅桿的動力學(xué)分析
        3.2.1 圓錐過渡階梯形變幅桿的模態(tài)分析
        3.2.2 圓錐過渡階梯形變幅桿的優(yōu)化設(shè)計
        3.2.3 圓錐過渡階梯形變幅桿的諧響應(yīng)分析
    3.3 超磁致伸縮換能器的模態(tài)分析
        3.3.1 棒形換能器和窗形換能器的模態(tài)分析
        3.3.2 半波長換能器的模態(tài)分析
    3.4 超磁致伸縮換能器的磁場分析
        3.4.1 磁場均勻度的研究
        3.4.2 超磁致伸縮換能器的磁路優(yōu)化設(shè)計
        3.4.3 超磁致伸縮換能器的渦流分析
    3.5 超磁致伸縮換能器的熱分析
        3.5.1 GMM棒的磁滯損耗分析
        3.5.2 GMM棒的渦流損耗分析及優(yōu)化
        3.5.3 線圈電阻損耗分析
        3.5.4 換能器的溫度場仿真分析
    3.6 本章小結(jié)
4 電能傳輸裝置的設(shè)計
    4.1 接觸式電能傳輸裝置的設(shè)計
    4.2 非接觸式電能傳輸裝置的設(shè)計
        4.2.1 磁芯材料的選擇
        4.2.2 非接觸式變壓器參數(shù)的計算
        4.2.3 電路補償結(jié)構(gòu)分析
        4.2.4 非接觸式電能傳輸裝置的仿真分析
        4.2.5 非接觸式電能傳輸裝置的實驗研究
    4.3 本章小結(jié)
5 超磁致伸縮換能器的試驗研究
    5.1 導(dǎo)磁材料對棒形超磁致伸縮換能器的影響
    5.2 導(dǎo)磁體的槽寬對超磁致伸縮換能器振動性能的影響
    5.3 GMM棒的結(jié)構(gòu)對超磁致伸縮換能器振動性能的影響
    5.4 棒形換能器和窗形換能器的結(jié)構(gòu)研究
        5.4.1 棒形換能器和窗形換能器的磁場分析
        5.4.2 棒形換能器和窗形換能器的試驗測試
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間主要研究成果



本文編號：3874318