一种新型纵扭复合超声振动系统的研究 被引量：12

1

作者 唐军 赵波 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第5期742-747,共6页

提出了一种新型纵扭复合超声振动系统的设计方法,并应用有限元软件对其正确性进行仿真验证。利用矩阵传输理论得出了指数过渡变幅杆的纵扭共振频率方程及放大倍数,其间利用MATLAB软件对此频率方程进行了求解;然后通过对圆棒中有纵扭复... 提出了一种新型纵扭复合超声振动系统的设计方法,并应用有限元软件对其正确性进行仿真验证。利用矩阵传输理论得出了指数过渡变幅杆的纵扭共振频率方程及放大倍数,其间利用MATLAB软件对此频率方程进行了求解;然后通过对圆棒中有纵扭复合振动时的应力状况进行分析,得出了一种新型的纵扭同频激励方式。按此法设计纵扭复合超声振动系统,并应用有限元软件ANSYS进行模态分析与瞬态动力学分析。结果表明:有限元分析与理论计算结果吻合较好。 展开更多

关键词 纵扭复合振动 共振 复合变幅杆 有限元分析

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圆锥过渡段阶梯形复合变幅杆的模态分析及优化设计 被引量：11

2

作者 温平方 顾晓波 吴晓峰 《现代制造工程》 CSCD 2008年第11期111-113,共3页

基于传统变幅杆的设计理论,对圆锥过渡段阶梯形变幅杆进行理论研究;利用有限元软件ANSYS建立复合变幅杆的有限元模型,并对其振动特性进行分析,计算得到复合变幅杆的振动频率、节点长度和放大系数等性能参数,与理论计算值比较表明,有限... 基于传统变幅杆的设计理论,对圆锥过渡段阶梯形变幅杆进行理论研究;利用有限元软件ANSYS建立复合变幅杆的有限元模型,并对其振动特性进行分析,计算得到复合变幅杆的振动频率、节点长度和放大系数等性能参数,与理论计算值比较表明,有限元法可获得很高的计算精度。利用ANSYS的优化设计功能,得到了变幅杆的最优化设计尺寸。 展开更多

关键词 复合变幅杆 有限元法 模态分析 优化设计

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纵-扭同频复合超声振动变幅杆设计 被引量：11

3

作者 唐军 赵波 陈曦 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期33-37,共5页

为了在切削与焊接加工过程中获得超声变幅杆的纵-扭复合振动,本文通过对纵-扭转振动模式下的圆锥过渡阶梯形复合变幅杆进行理论分析,得出其纵-扭振动的共振频率方程以及振速放大倍数,并对复合变幅杆的三段长度进行控制,实现了纵-扭复合... 为了在切削与焊接加工过程中获得超声变幅杆的纵-扭复合振动,本文通过对纵-扭转振动模式下的圆锥过渡阶梯形复合变幅杆进行理论分析,得出其纵-扭振动的共振频率方程以及振速放大倍数,并对复合变幅杆的三段长度进行控制,实现了纵-扭复合同频共振.利用有限元软件ANSYS对理论设计的复合变幅杆进行结构动力学仿真分析,结果表明有限元分析与理论计算结果吻合较好. 展开更多

关键词 纵-扭复合振动 同频共振 复合变幅杆 有限元分析

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吐鲁番洋海弓箭分类研究

4

作者 张中原 仪德刚 《自然科学史研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期15-30,共16页

新疆吐鲁番洋海墓地出土复合弓与埃及图坦卡蒙复合弓年代相近,表明墓地所属人群在公元前1千纪已经掌握复合弓制作技术。洋海公元前1300年至公元前500年的早期复合弓与公元前500年至公元前200年的∑复合弓,在制作技术上具有明显承接关系... 新疆吐鲁番洋海墓地出土复合弓与埃及图坦卡蒙复合弓年代相近,表明墓地所属人群在公元前1千纪已经掌握复合弓制作技术。洋海公元前1300年至公元前500年的早期复合弓与公元前500年至公元前200年的∑复合弓,在制作技术上具有明显承接关系。公元前200年至公元元年,洋海地区与外界的弓箭制作技术互动更加活跃,出现了尼雅类型复合弓技术。本文从形制、材料、工艺等方面对洋海墓地出土的弓箭进行科学分析,梳理洋海弓箭技术发展全貌,完善了弓箭技术史研究所需的部分基础资料;通过与同时期欧亚大陆其他弓箭类型的对比分析,可追溯洋海非对称∑弓形起源于东亚的可能,并了解游牧经济、金属箭头、战争等因素对复合弓技术产生和发展的促进作用,还可发现洋海弓箭对斯基泰弓箭起源的重要影响,进而探索∑弓形的早期传播路径和弓箭技术交流问题。 展开更多

关键词 洋海墓地 复合弓 筋角弓 斯基泰 ∑弓形

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蜂窝材料超声波切割声学系统研究 被引量：6

5

作者 张云电 肖健雄 +1 位作者 方亮 陆志平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第23期3132-3136,3146,共6页

根据超声波加工原理,设计了一种新型Nomex蜂窝材料数控超声波切割主轴。采用四端网格法对变幅杆进行了有限元分析和位移节点修正。建立了超声波切割声学系统有限元模型,并进行了模态分析。从振型图可以看出变幅杆法兰盘处位移变化较小,... 根据超声波加工原理,设计了一种新型Nomex蜂窝材料数控超声波切割主轴。采用四端网格法对变幅杆进行了有限元分析和位移节点修正。建立了超声波切割声学系统有限元模型,并进行了模态分析。从振型图可以看出变幅杆法兰盘处位移变化较小,输出端振幅较大。利用激光位移传感器测量了刀具的振动位移,圆形刀振幅a=22.37μm,满足加工要求。利用超声波切割主轴对Nomex蜂窝材料进行了大量切割实验,取得了加工表面平整光滑、加工精度高、切削过程中没有粉尘污染等显著效果。 展开更多

关键词 超声波切割 复合变幅杆 声学系统 模态分析

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超声喷丸中级联式变幅杆的动力学特性研究 被引量：4

6

作者 王翠英 轧刚 王跃 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第3期216-218,共3页

超声强化能有效地提高工件的疲劳极限,延长其疲劳寿命。丸粒速度是影响超声喷丸强化效果的重要因素,而变幅杆振幅的提高可以显著地提高丸粒速度。以提高变幅杆振幅为目的,用解析法设计了级联式变幅杆;在此基础上,用ANSYS软件对其进行了... 超声强化能有效地提高工件的疲劳极限,延长其疲劳寿命。丸粒速度是影响超声喷丸强化效果的重要因素,而变幅杆振幅的提高可以显著地提高丸粒速度。以提高变幅杆振幅为目的,用解析法设计了级联式变幅杆;在此基础上,用ANSYS软件对其进行了动力学分析,得到了比单一变幅杆更大的振幅放大比。 展开更多

关键词 超声喷丸 级联式变幅杆 ANSYS 动力学

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圆环斜槽结构复合变幅杆的结构优化与实验 被引量：3

7

作者 刘建慧 马磊 +1 位作者 童景琳 姚然 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2015年第4期66-68,74,共4页

根据实际工作需求,设计出工作频率为28 k Hz、过渡段为指数型的复合变幅杆。利用小端圆柱转换圆环斜槽结构来实现单激励纵-扭复合振动,并通过仿真分析讨论了复合变幅杆大端长度、斜槽倾斜角度、斜槽宽度、斜槽长度等结构参数对共振频率... 根据实际工作需求,设计出工作频率为28 k Hz、过渡段为指数型的复合变幅杆。利用小端圆柱转换圆环斜槽结构来实现单激励纵-扭复合振动,并通过仿真分析讨论了复合变幅杆大端长度、斜槽倾斜角度、斜槽宽度、斜槽长度等结构参数对共振频率的影响规律。在此基础上优化结构并进行试验研究,结果表明该变幅杆实现了纵-扭复合振动并基本满足实际工作需求。 展开更多

关键词 复合变幅杆 圆环斜槽 纵-扭复合振动

原文传递

指数形过渡段阶梯形复合变幅杆的有限元分析 被引量：2

8

作者 甘露华 丁艳红 《机械工程师》 2013年第9期98-100,共3页

基于传统变幅杆的设计理论,对指数形过渡段阶梯形复合变幅杆进行研究;利用有限元软件ANSYS建立指数形过渡段阶梯形复合变幅杆的有限元模型,并对其振动分析,得到复合变幅杆的放大系数、节点长度和振动频率等性能参数,与理论计算值比较表... 基于传统变幅杆的设计理论,对指数形过渡段阶梯形复合变幅杆进行研究;利用有限元软件ANSYS建立指数形过渡段阶梯形复合变幅杆的有限元模型,并对其振动分析,得到复合变幅杆的放大系数、节点长度和振动频率等性能参数,与理论计算值比较表明,有限元法可获得很高的计算精度。 展开更多

关键词 复合变幅杆 有限元法 模态分析 谐振响应

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轴齿轮超声谐振振动系统设计 被引量：2

9

作者 杨建军 郭浩杰 +1 位作者 朱德荣 贾丹 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第S1期77-80,共4页

相对于传统的加工方法,超声研齿加工具有较高的效率和较好的齿面质量。依据一维波动理论,设计了一种普通变幅杆和带轴的锥齿轮组合形成的复合变幅杆,使其达到所需的谐振频率。然后通过有限元的方法对所设计的复合变幅杆与所选用的换能... 相对于传统的加工方法,超声研齿加工具有较高的效率和较好的齿面质量。依据一维波动理论,设计了一种普通变幅杆和带轴的锥齿轮组合形成的复合变幅杆,使其达到所需的谐振频率。然后通过有限元的方法对所设计的复合变幅杆与所选用的换能器组成的超声研齿系统进行分析,验证了理论设计方法的正确性。并在此超声研齿系统的基础上,从带轴的锥齿轮的结构出发,分析了锥齿轮部分结构参数的变化对轴齿轮超声研齿系统的谐振频率和振幅的影响规律,为轴齿轮超声加工系统的设计提供了依据。 展开更多

关键词 轴齿轮 超声研齿系统 复合变幅杆 有限元分析 谐振频率 振幅

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圆锥悬链线形复合变幅杆的设计 被引量：1

10

作者 巩建辉 王晨丰 吴承启 《机械工程师》 2022年第1期151-153,共3页

运用四端网络法设计了一种新型的圆锥悬链线形复合变幅杆,对变幅杆进行了理论分析,得出频率方程和放大倍数的表达式,采用MATLAB解算出变幅杆的谐振长度、放大倍数和节点位置。并利用ANSYS软件对其进行模态分析和谐响应分析,结果表明有... 运用四端网络法设计了一种新型的圆锥悬链线形复合变幅杆,对变幅杆进行了理论分析,得出频率方程和放大倍数的表达式,采用MATLAB解算出变幅杆的谐振长度、放大倍数和节点位置。并利用ANSYS软件对其进行模态分析和谐响应分析,结果表明有限元分析结果与理论设计基本一致,符合变幅杆设计要求。利用该方法可以将其他任意形状的变幅杆进行组合得出新型变幅杆,为变幅杆的优化设计提供了借鉴,有一定的实用价值。 展开更多

关键词 复合变幅杆 四端网络 有限元分析

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具有复合型工具的超声加工声学系统设计 被引量：1

11

作者 康凯 张云电 +3 位作者 赵猛 张豪 金义坤 程浩 《机电工程》 CAS 北大核心 2018年第8期843-847,共5页

针对传统加工硬脆材料和复合材料时,会产生加工难度高、加工效率低、加工质量差等问题,对旋转超声加工技术加工硬脆材料和复合材料时采用的具有复合型工具的旋转超声加工声学系统进行了研究。阐述了旋转超声加工的工作机理;运用Pro/E软... 针对传统加工硬脆材料和复合材料时,会产生加工难度高、加工效率低、加工质量差等问题,对旋转超声加工技术加工硬脆材料和复合材料时采用的具有复合型工具的旋转超声加工声学系统进行了研究。阐述了旋转超声加工的工作机理;运用Pro/E软件对新型旋转超声加工声学系统进行了结构设计;选定夹心式压电换能器,根据四端网络法、放大系数方程和频率方程设计出了1/4波长的新型复合变幅杆,依据等效质量法设计出了新型电镀金刚石复合刀具;利用ANSYS Workbench软件对新型复合变幅杆和新型复合刀具进行了模态分析,得出了模型最优解;通过硬脆材料实验对该超声加工的声学系统进行了验证。研究结果表明:变幅杆和刀具在频率20k Hz左右时振幅达到最大,是理想振型;该声学系统的设计可以满足加工硬脆材料和复合材料的要求。 展开更多

关键词 旋转超声加工 复合变幅杆 电镀金刚石刀具 模态分析

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幂函数形复合变幅杆的设计与分析 被引量：1

12

作者 李井 丁艳红 梁欣 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第10期106-108,共3页

运用理论解析法和替代法,对幂函数形复合变幅杆进行理论研究。通过理论推导得出超声变幅杆的振动频率、放大系数等重要参数。借助有限元分析软件ANSYS创建复合变幅杆的有限元模型,分析其振动特性,获得复合变幅杆的放大系数、振动频率等... 运用理论解析法和替代法,对幂函数形复合变幅杆进行理论研究。通过理论推导得出超声变幅杆的振动频率、放大系数等重要参数。借助有限元分析软件ANSYS创建复合变幅杆的有限元模型,分析其振动特性,获得复合变幅杆的放大系数、振动频率等重要参数。分析比较理论值和仿真值,分析结果表明,替代法比传统设计方法简单,物理意义更加明显。同时也说明ANSYS在变幅杆设计中有很大的重要性;为以后复杂变幅杆和理论推导较困难的变幅杆的设计提供一种新的思想和方法。 展开更多

关键词 复合变幅杆 替代法 有限元法 模态分析 谐振分析

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带有锥形孔的复合变幅杆设计及动态分析 被引量：1

13

作者 唐军 赵波 《应用声学》 CSCD 北大核心 2017年第3期234-240,共7页

在超声振动拉丝加工过程中,为了实现线材的顺利拉拔,需要应用带有锥形孔的复合变幅杆。为此,本文基于等效四端网络与传输矩阵法,建立了带锥形孔圆锥变幅杆的传输矩阵,推导出带锥形孔圆锥过渡复合变幅杆的频率方程的一般公式。根据推导... 在超声振动拉丝加工过程中,为了实现线材的顺利拉拔,需要应用带有锥形孔的复合变幅杆。为此,本文基于等效四端网络与传输矩阵法,建立了带锥形孔圆锥变幅杆的传输矩阵,推导出带锥形孔圆锥过渡复合变幅杆的频率方程的一般公式。根据推导出的频率方程,应用区间搜索法和牛顿迭代法获取了准确的数值解,实现了该复合变幅杆的纵向振动。之后,应用有限元软件Ansys对设计出的复合变幅杆分别进行模态分析和动力学特性分析,获得了各段不同长度下复合变幅杆谐振频率、放大系数以及最大应力值的变化规律。最后,对制造出的复合变幅杆进行阻抗与振动性能测试,结果表明其频率准确,且振幅比较稳定。 展开更多

关键词 超声拉丝 复合变幅杆 传输矩阵 有限元分析

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超声振动车削中复合变幅杆的设计与研究 被引量：1

14

作者 许立 梁超 +1 位作者 杨亮 施志辉 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第8期105-108,共4页

为了解决单一形状的变幅杆有时无法满足超声振动车削中实际需要的问题,运用传输矩阵法推导了一种三段式复合变幅杆空载时的频率方程和放大系数一般公式;依据公式结合matlab软件完成了该三段式复合变幅杆的设计。应用有限元仿真软件Ansy... 为了解决单一形状的变幅杆有时无法满足超声振动车削中实际需要的问题,运用传输矩阵法推导了一种三段式复合变幅杆空载时的频率方程和放大系数一般公式;依据公式结合matlab软件完成了该三段式复合变幅杆的设计。应用有限元仿真软件Ansys对该复合变幅杆进行模态分析和谐响应分析,通过比较验证了传输矩阵法计算的准确性。最后,利用该仿真软件研究了车削刀具对变幅杆共振频率的影响并对变幅杆的尺寸进行了修正以使其满足超声振动车削的实际需要。以上的分析计算为超声振动车削变幅杆的设计修正及车削刀具的选用提供了理论依据。 展开更多

关键词 超声振动车削 复合变幅杆 传输矩阵法 共振频率 放大系数 有限元仿真分析 车削刀具

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倒指数形复合变幅杆的设计

15

作者 巩建辉 《自动化技术与应用》 2022年第2期108-110,共3页

提出一种新型的倒指数形复合变幅杆,通过增加输出端面的面积来改善变幅杆向液体等介质辐射能量的效率。首先构建了新型复合变幅杆的模型,得出其频率方程,用MATLAB解算出变幅杆的谐振长度,放大系数等重要参数,并借助于ANSYS软件对复合变... 提出一种新型的倒指数形复合变幅杆,通过增加输出端面的面积来改善变幅杆向液体等介质辐射能量的效率。首先构建了新型复合变幅杆的模型,得出其频率方程,用MATLAB解算出变幅杆的谐振长度,放大系数等重要参数,并借助于ANSYS软件对复合变幅杆进行模态分析和谐响应分析,最后得出的结果与理论设计基本一致。此研究对其它起匹配作用变幅杆的设计提供了借鉴,有一定的实用价值。 展开更多

关键词 倒指数形 复合变幅杆 有限元分析 阻抗匹配

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超声喷丸中矩形截面复合型变幅杆的动力学特性研究 被引量：1

16

作者 冯步奇 王时英 轧刚 《电加工与模具》 2012年第2期50-52,共3页

为了改善超声喷丸过程中变幅杆输出端的端面面积,提高喷丸效率,用解析法设计了一种矩形截面复合型变幅杆,计算了其动力学参数。在此基础上,运用ANSYS有限元分析软件对其进行了动力学分析,求得了相应的动力学参数。通过对比分析,证明了用... 为了改善超声喷丸过程中变幅杆输出端的端面面积,提高喷丸效率,用解析法设计了一种矩形截面复合型变幅杆,计算了其动力学参数。在此基础上,运用ANSYS有限元分析软件对其进行了动力学分析,求得了相应的动力学参数。通过对比分析,证明了用ANSYS设计变幅杆的可行性,为复合型变幅杆的设计提供了一种有效的方法。 展开更多

关键词 超声喷丸 复合型变幅杆 有限元分析 动力学

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宽端接圆柱杆的复合指数形变幅杆的设计 被引量：1

17

作者 巩建辉 严碧歌 《西南师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期34-37,共4页

利用替代法得到了复合指数形变幅杆的频率方程,在此基础上解算出谐振长度、放大系数等重要参数,并借助于ANSYS软件对复合变幅杆进行模态分析.结果表明该方法对复合形变幅杆的设计是可行的,也显示了ANSYS在变幅杆设计中的重要性.这给其... 利用替代法得到了复合指数形变幅杆的频率方程,在此基础上解算出谐振长度、放大系数等重要参数,并借助于ANSYS软件对复合变幅杆进行模态分析.结果表明该方法对复合形变幅杆的设计是可行的,也显示了ANSYS在变幅杆设计中的重要性.这给其他复合变幅杆的设计提供了参考. 展开更多

关键词 复合变幅杆 模态分析 替代法

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基于等效电路法复合变幅杆的优化设计

18

作者 巩建辉 喻刚强 +1 位作者 姚静 严碧歌 《机械与电子》 2021年第9期20-23,共4页

采用等效电路法设计了一种新型的指数悬链线形复合变幅杆,运用等效电路理论得出了复合变幅杆的频率方程和放大系数的数学表达式,借助MATLAB软件解算出了新型复合变幅杆的谐振长度和放大系数,并对变幅杆的设计进行优化和有限元分析。结... 采用等效电路法设计了一种新型的指数悬链线形复合变幅杆,运用等效电路理论得出了复合变幅杆的频率方程和放大系数的数学表达式,借助MATLAB软件解算出了新型复合变幅杆的谐振长度和放大系数,并对变幅杆的设计进行优化和有限元分析。结果表明,优化前后变幅杆的放大系数提高了13.5%,为设计性能更优的变幅杆提供了思路。 展开更多

关键词 复合变幅杆 等效电路法 有限元分析

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超声振动铣削复合变幅杆扭转振动特性的仿真与优化

19

作者 卢泽生 李隽 《工具技术》 2010年第2期47-50,共4页

建立了1/4波长扭转振动复合变幅杆的理论计算模型,基于该模型设计了一种用于超声振动微铣削的扭转变幅杆,并利用ANSYS有限元仿真软件对其进行了模态及谐响应分析。通过仿真分析,获得了变幅杆扭转振动时的谐振频率、变幅杆的放大系数以及... 建立了1/4波长扭转振动复合变幅杆的理论计算模型,基于该模型设计了一种用于超声振动微铣削的扭转变幅杆,并利用ANSYS有限元仿真软件对其进行了模态及谐响应分析。通过仿真分析,获得了变幅杆扭转振动时的谐振频率、变幅杆的放大系数以及von mises应力分布等。为使变幅杆谐振频率更好地满足设计要求,最后对变幅杆的结构参数进行了优化。 展开更多

关键词 超声扭振 复合变幅杆 模态 谐响应 优化设计

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圆锥型变幅杆的动力学分析及优化

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作者 熊为为 田会方 黄学鹏 《机械制造与自动化》 2017年第5期67-69,81,共4页

根据经典理论公式设计超声加工使用的圆锥型变幅杆参数,通过ANSYS动力学分析来观察工件的动力特性,保障所设计的变幅杆接近最佳谐振状态。通过动力学分析结果,可以很清楚地查看纵振频率,以及在纵振频率下所表现出来的应力、位移特性。同... 根据经典理论公式设计超声加工使用的圆锥型变幅杆参数,通过ANSYS动力学分析来观察工件的动力特性,保障所设计的变幅杆接近最佳谐振状态。通过动力学分析结果,可以很清楚地查看纵振频率,以及在纵振频率下所表现出来的应力、位移特性。同时,为了尽可能逼近真实情况,对变幅杆-刀片系统进行综合仿真优化,并使得优化后的结构频率在允许误差范围内最接近工作频率。 展开更多

关键词 复合材料 超声加工 圆锥型变幅杆 动力学 分析 优化

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