本文選題：超聲沖擊 + 伺服電機　； 參考：《太原理工大學》2016年碩士論文

【摘要】：超聲噴丸是一種新型的表面強化技術,比傳統(tǒng)的噴丸技術更加高效、節(jié)能、環(huán)保,并且設備體積小、靈活方便。超聲噴丸技術能夠有效消除零件表面存在的有害拉應力,并引入有益壓應力,可有效提高工件的疲勞抗性、硬度、晶粒細化程度等屬性。超聲沖擊技術是超聲噴丸的一種變型,它將噴丸介質由球狀彈丸改為前端為一定形狀的柱形撞針,可由多角度對工件進行加工,具有更高靈活性,并且無需填充彈丸,操作簡單高效。但是現(xiàn)有的超聲沖擊設備大多采用單一撞針或多撞針陣列式工具頭,需要多次加工才可使沖擊覆蓋率達到100%。針對上述超聲沖擊技術存在的不足,本文提出使撞針陣列徑向旋轉的方法,它主要是將超聲沖擊系統(tǒng)與伺服電機相結合,改進超聲沖擊設備的工作方式,實現(xiàn)對工件的一次性高覆蓋率加工。本文的主要研究內容有:1.在對波動理論及傳統(tǒng)變幅桿設計方法的研究的基礎上,根據實驗要求,運用有限元軟件ANSYS對半波長變幅桿進行優(yōu)化設計,設計出具有較大放大系數(shù)和形狀因數(shù)的樣條曲線型超聲變幅桿。在新型超聲變幅桿的基礎上,運用ANSYS軟件的ADPL優(yōu)化設計方法,對其節(jié)點進行優(yōu)化,結果表明:安裝于節(jié)點位置的超聲變幅桿法蘭盤沒有振動。2.結合塑性動力學、彈塑性力學和接觸力學對超聲沖擊強化機理進行理論分析,建立了一定沖擊參數(shù)下工件表面的殘余應力分布模型。并與有限元仿真進行對比,兩者殘余應力結果接近。沖擊力的理論計算值與實際測量值十分接近。3.對旋轉超聲沖擊提高覆蓋率的原理進行理論研究,并以此為基礎設計制造在工件平移的同時,撞針陣列作沖擊運動和徑向旋轉運動的旋轉超聲沖擊裝置。4.建立超聲沖擊力測試系統(tǒng),對不同沖擊距離下的沖擊力進行測量,結果表明沖擊力隨沖擊距離的增大而減小,當沖擊距離為1mm時,實驗測量值與理論計算和仿真值十分接近。采用不同移動速度和電機轉速進行正交實驗,對加工前后試件的布氏硬度進行測量,結果表明:超聲沖擊對工件的硬度增幅可達24%,隨著移動速度的減小,硬度增加。5.運用有限元軟件ABAQUS對旋轉超聲沖擊過程進行仿真,分析不同轉速和移動速度條件下,超聲沖擊的覆蓋率以及對工件引入的殘余應力。
[Abstract]:The ultrasonic peening is a new kind of surface hardening technology , which is more efficient , energy saving and environment friendly than the traditional shot peening technology .
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG663

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本文編號：2048345