中空环形行波超声波电机有限元接触模型 被引量：8

1

作者 蒋春容 胡敏强 +1 位作者 金龙 徐志科 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期99-103,共5页

采用有限元法建立了佳能镜头上使用的中空环形行波超声波电机定转子接触模型.通过建立定转子有限元接触模型并在定子中性面上施加行波运动,得到定子齿表面质点的斜椭圆运动及其与转子的接触状态,比较了空载和堵转情况下定转子接触表面... 采用有限元法建立了佳能镜头上使用的中空环形行波超声波电机定转子接触模型.通过建立定转子有限元接触模型并在定子中性面上施加行波运动,得到定子齿表面质点的斜椭圆运动及其与转子的接触状态,比较了空载和堵转情况下定转子接触表面质点的法向和切向运动及定转子接触压力分布.空载和堵转时接触压力分布有明显不同,表明负载转矩对接触压力分布有影响.用实验数据对提出的理论模型进行了验证,理论分析结果与实验数据基本吻合.最后,对电机转子结构提出了改进方法,理论分析表明,采用改进后的转子,电机的转矩-转速特性有了明显改善. 展开更多

关键词 超声波电机 中空环形 接触模型 有限元法

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中空环形行波超声波电机试验研究与改进设计 被引量：2

2

作者 蒋春容 张津杨 +1 位作者 董晓霄 陆旦宏 《电机与控制应用》 北大核心 2016年第7期40-44,共5页

设计了中空环形行波超声波电机的结构,并对定子进行了结构动力学分析,得到定子工作模态对应的共振频率及谐响应分析结果。根据所设计的电机结构尺寸制作了电机样机,并对样机进行了试验测试,得到定子阻抗-频率特性、定子在外加电压作用... 设计了中空环形行波超声波电机的结构,并对定子进行了结构动力学分析,得到定子工作模态对应的共振频率及谐响应分析结果。根据所设计的电机结构尺寸制作了电机样机,并对样机进行了试验测试,得到定子阻抗-频率特性、定子在外加电压作用下的振动响应和电机的输出性能。针对所设计的中空超声波电机输出性能不理想的问题,对定转子的结构和支撑方式进行了改进设计以改善电机性能。试验测试结果表明,改进后的电机克服了原有样机存在的问题,输出性能得到明显改善。 展开更多

关键词 行波超声波电机 中空环形 试验研究 性能优化

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扫描方式对中空环形激光熔覆层残余应力及基板变形的影响研究 被引量：11

3

作者 李广琪 王丽芳 +2 位作者 朱刚贤 赵亮 石世宏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期158-170,共13页

目的揭示激光熔覆过程基材变形演变机理,同时研究不同扫描方式对中空环形激光熔覆层残余应力分布及基材变形的影响规律,以期减小熔覆层残余应力,控制基材形变量。方法利用有限元分析软件ANSYS APDL编程语言,首先建立单道模型,探究了熔... 目的揭示激光熔覆过程基材变形演变机理,同时研究不同扫描方式对中空环形激光熔覆层残余应力分布及基材变形的影响规律,以期减小熔覆层残余应力,控制基材形变量。方法利用有限元分析软件ANSYS APDL编程语言,首先建立单道模型,探究了熔覆过程基板变形演变机理;其次建立单层多道有限元模型,模拟了6种不同扫描方式对激光熔覆层残余应力分布及基材翘曲变形的影响。基于“光束中空、光内送粉”熔覆工艺,开展了基板翘曲变形量实验研究。结果数值模拟结果表明,基板在激光熔覆起始阶段产生了背向光源的弯曲变形,随着冷却的进行,开始转变为面向光源的翘曲变形。以减小熔覆层残余应力为评价指标,获得不同扫描方式的优越性排序为:沿长边往复扫描方式>沿短边往复扫描,外螺旋式扫描>分块式扫描>内螺旋式扫描>往复扫描。从降低基板翘曲变形程度来看,不同扫描方式的优越性排列为:沿长边往复扫描方式>沿短边往复扫描,分块式扫描>内螺旋式扫描>外螺旋式扫描>往复扫描。实验测量结果表明,基板变形程度的趋势与数值模拟结果一致,验证了数值模拟的正确性。不同扫描方式下,熔覆层残余应力水平与基材翘曲变形程度基本呈正相关趋势。结论采用分块扫描方式可以显著降低熔覆层残余应力分布,改善基材翘曲变形程度,为提高中空环形激光熔覆成形质量路径规划选择提供参考。 展开更多

关键词 中空环形激光 扫描方式 熔覆层 等效残余应力 翘曲变形

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中空环形激光热源建模及温度场有限元模拟 被引量：9

4

作者 徐加超 夏志新 +3 位作者 陈鹏 石世宏 黄树海 王梁 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第17期25-34,共10页

热源类型、工艺参数及产生的温度场分布、热循环特性等对激光熔覆成形件组织和性能有重要影响。中空环形激光熔覆技术因其采用光内送粉,具有光粉全程耦合、粉末集束性好、熔池温度分布均匀等特点,利于获得表面光洁、组织性能良好的成形... 热源类型、工艺参数及产生的温度场分布、热循环特性等对激光熔覆成形件组织和性能有重要影响。中空环形激光熔覆技术因其采用光内送粉,具有光粉全程耦合、粉末集束性好、熔池温度分布均匀等特点,利于获得表面光洁、组织性能良好的成形件。为深入研究熔覆过程中的温度场特性及其对组织性能的影响规律,构建了中空环形热源数学模型,获得其理论解析式,其后通过测定熔池尺寸以及光斑尺寸确定模型参数,最后利用ABAQUS软件模拟中空环形热源移动时的温度场分布及热循环曲线。结果表明,实验测试的温度场分布与模拟分析一致,热循环模拟曲线也与实测值高度吻合,由此可得该中空环形热源模型有较好的精度和适用性。 展开更多

关键词 激光技术 激光熔覆 中空环形激光 热源模型 温度场 热循环

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中空圆环形冻结管单管冻结温度场数值分析 被引量：9

5

作者 吴雨薇 胡俊 汪树成 《海南大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第1期41-48,共8页

为了解不同几何尺寸的中空圆环形冻结管在使用相同盐水降温计划时(通入相同体积的盐水)经过40 d积极冻结后其温度场的发展规律,使用有限元软件进行数值分析,采用单因素法进行模拟,数值模型选取瞬态温度场模型,得到最终的温度场发展变化... 为了解不同几何尺寸的中空圆环形冻结管在使用相同盐水降温计划时(通入相同体积的盐水)经过40 d积极冻结后其温度场的发展规律,使用有限元软件进行数值分析,采用单因素法进行模拟,数值模型选取瞬态温度场模型,得到最终的温度场发展变化规律.主要结论:在使用相同体积盐水的情况下,中空冻结管的冻结面面积较大,因此冻结效果较实心冻结管好;对空心冻结管来说,不同进水及出水口厚度对中空管的冻结效果有一定的影响,-1℃和-10℃的等温线相比较,几何尺寸对-1℃等温线的影响更大,每减小5mm进水管厚度,-1℃等温线半径增大0.199 mm,-10℃等温线半径增大0.112 mm;以冻结管轴心为中心,半径1.32 m及更远处的冻结效果不明显. 展开更多

关键词 中空环形冻结管 温度场 数值模拟 单管冻结

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离焦量对中空环形激光熔覆层温度场及应力场的影响 被引量：7

6

作者 李广琪 朱刚贤 +2 位作者 王丽芳 赵亮 石世宏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期587-593,599,共8页

为减小光内送粉激光熔覆层的残余应力,研究了不同离焦量对熔覆层温度场和应力场分布的影响规律。采用数值模拟与实验验证相结合的方法分别对离焦量为0、-1 mm、-2 mm、-3 mm、-4 mm的温度场及应力场进行了研究。结果表明:采用负离焦量... 为减小光内送粉激光熔覆层的残余应力,研究了不同离焦量对熔覆层温度场和应力场分布的影响规律。采用数值模拟与实验验证相结合的方法分别对离焦量为0、-1 mm、-2 mm、-3 mm、-4 mm的温度场及应力场进行了研究。结果表明:采用负离焦量的温度分布更为均匀,熔覆层内的残余应力更小;离焦量增大时,激光扫描方向上的残余应力随熔覆层深度增大逐渐减小。 展开更多

关键词 中空环形激光 离焦量 熔覆层 温度场 应力场

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中空环形激光熔覆层温度场与应力场的数值模拟研究 被引量：6

7

作者 李广琪 朱刚贤 +2 位作者 赵亮 王丽芳 石世宏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期319-328,共10页

目的研究基于"光束中空、光内送粉"工艺下中空环形激光熔覆层温度场分布规律、应力演化过程及沿熔覆层深度方向上的残余应力分布,为调控或降低光内送粉激光熔覆层残余应力提供参考。方法采用ANSYS软件APDL语言建立单道熔覆层... 目的研究基于"光束中空、光内送粉"工艺下中空环形激光熔覆层温度场分布规律、应力演化过程及沿熔覆层深度方向上的残余应力分布,为调控或降低光内送粉激光熔覆层残余应力提供参考。方法采用ANSYS软件APDL语言建立单道熔覆层物理模型,利用生死单元法模拟激光加载,从而得到温度场结果,在此基础上进行热力耦合,分析熔覆层内应力演化过程,在熔覆层深度方向上建立路径,得到沿路径方向上的残余应力分布结果,最后进行实验测定。结果当采用中空环形激光束加载时,光斑温度分布呈"马鞍形",熔覆层横切面上温度分布形状呈对称的"W"形,两侧温度高,中间温度低,熔覆层上表面扫描路径上的节点在扫描过程中都会经历两次温度峰值,且第二次温度峰值要高于第一次。热应力随着扫描过程进行而不断变化,由起初产生的熔覆层压应力逐渐转化为拉应力。沿扫描方向上的残余应力值最大,可达到273 MPa。熔覆层深度方向沿扫描方向上的残余应力值在上表面位置有最大值235 MPa,熔覆层与基材接合面处有最小值185MPa。最后结合实验测定,数值计算与实验结果一致。结论中空环形激光光斑"马鞍形"式的能量分布使得熔覆层温度分布更为均匀,可有效降低温度梯度。环形光斑后半环高温区域的重熔作用有利于能量的再分配,有利于减缓应力集中。熔覆层深度方向沿激光扫描方向上的残余应力分布,随着深度的增加而逐渐减小。 展开更多

关键词 中空环形激光 残余应力 数值模拟 温度场 应力演化 实验测定

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一种中空环形行波型超声电机的研制 被引量：4

8

作者 田秀 王彦利 +1 位作者 郎跃东 李建春 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第S2期190-193,229,共5页

针对航天部件需要驱动器具有中空结构和大力矩的要求,设计出一种中空环形行波型超声电机。利用有限元方法,仿真分析了定子的共振频率、振幅以及定/转子的接触状态,计算了定子齿面质点的速度和运动轨迹,优化了定子和转子的结构尺寸,并研... 针对航天部件需要驱动器具有中空结构和大力矩的要求,设计出一种中空环形行波型超声电机。利用有限元方法,仿真分析了定子的共振频率、振幅以及定/转子的接触状态,计算了定子齿面质点的速度和运动轨迹,优化了定子和转子的结构尺寸,并研制出超声电机原理样机。负载特性实验结果表明,该样机的空载转速可达106r/min,堵转力矩可达1.8N·m,满足设计指标和工程需求。 展开更多

关键词 行波型超声电机 中空环形结构 有限元法 大力矩

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薄壁中空环形件的电弧增材制造工艺分析 被引量：4

9

作者 薛丁琪 阮鹏祥 +3 位作者 程诗文 张种种 耿海滨 韩绍华 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期42-48,I0002,I0003,共9页

基于冷金属过渡技术,研究了全封闭薄壁中空环形件的电弧增材制造工艺.首先在单层单道熔敷层圆弧形截面轮廓的基础上推导了单道多层熔敷层的叠加数学模型;其次建立了可根据薄壁结构尺寸获取合理工艺参数的等体积电弧增材模型,最后通过试... 基于冷金属过渡技术,研究了全封闭薄壁中空环形件的电弧增材制造工艺.首先在单层单道熔敷层圆弧形截面轮廓的基础上推导了单道多层熔敷层的叠加数学模型;其次建立了可根据薄壁结构尺寸获取合理工艺参数的等体积电弧增材模型,最后通过试验数据验证了模型的可靠性.基于该模型,建立了工艺参数(送丝速度、电弧移动速度)与成形件尺寸之间的关系,在优化的增材工艺下成形出了外观质量良好的薄壁中空环形工件,并将成形件扫描得到的实际轮廓与理论轮廓进行对比,验证了叠加模型和等体积增材模型的准确性以及工艺的可行性. 展开更多

关键词 电弧增材制造 冷金属过渡 单道多层叠加模型 等体积增材模型 中空环形件

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轴向位置可调的双中空环形光斑 被引量：1

10

作者 田玉元 张佳琦 +3 位作者 姜潇桐 孙美玉 史强 朱林伟 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期329-338,共10页

为了产生轴向双焦点中空环形光斑,基于矢量衍射积分得出的环带半径公式,设计产生了呈环带分布的轴向双焦点的螺旋相位,并研究了这种螺旋相位在高数值孔径物镜聚焦区域的光斑特性。首先,给出了线偏振以及圆偏振的涡旋光束在高数值孔径物... 为了产生轴向双焦点中空环形光斑,基于矢量衍射积分得出的环带半径公式,设计产生了呈环带分布的轴向双焦点的螺旋相位,并研究了这种螺旋相位在高数值孔径物镜聚焦区域的光斑特性。首先,给出了线偏振以及圆偏振的涡旋光束在高数值孔径物镜聚焦条件下的积分表达式。然后,利用此积分表达式数值模拟了线偏振光与圆偏振光在不同轴向偏移距离及螺旋拓扑荷值时的聚焦光场分布。最后,将轴向双焦点螺旋相位加载到纯相位空间光调制器上,分别对圆偏振光与线偏振光入射进行实验研究。线偏振光入射时,实验产生了拓扑荷为1且轴向距离为±10μm、±15μm的双聚焦环形光斑;圆偏振光入射时,产生了轴向距离为±20μm且拓扑荷为1到4时的双聚焦环形光斑。数值模拟与实验结果表明:圆偏振光与线偏振光经此螺旋相位调制后,在紧聚焦区域可产生轴向距离与暗斑大小可调的中空环形双焦点;圆偏振光较线偏振光产生的空心光斑光强分布更均匀,呈圆对称分布。此轴向双焦点螺旋相位有望在光学微操控、双光束超分辨纳米光刻以及STED显微成像方面获得一定的应用。 展开更多

关键词 中空环形光斑 高数值孔径 光学涡旋 相位调制 空间光调制器

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中空环形结构的电弧增材工艺研究 被引量：1

11

作者 薛丁琪 阮鹏祥 +2 位作者 齐绍寅 张种种 韩绍华 《金属加工（热加工）》 2021年第2期33-37,共5页

电弧增材制造技术具有广阔的发展前景,尤其是对于小批量、复杂结构零件的研发及生产制造具有很大优势。通过以全封闭中空环形结构件为研究对象,基于CMT熔覆技术,对其进行电弧增材制造的工艺试验研究,旨在通过改变焊枪位姿和电弧参数,研... 电弧增材制造技术具有广阔的发展前景,尤其是对于小批量、复杂结构零件的研发及生产制造具有很大优势。通过以全封闭中空环形结构件为研究对象,基于CMT熔覆技术,对其进行电弧增材制造的工艺试验研究,旨在通过改变焊枪位姿和电弧参数,研究中空环形结构件的合理制造方法。试验研究表明:多方位电弧增材制造可以克服重力对熔覆金属的影响,通过非完全对称的增材路径获得良好的结构成形。 展开更多

关键词 电弧增材制造 全封闭结构 中空环形结构 路径规划

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新型圆筒形轴对称四镜折叠组合腔模式分析

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作者 潘伟 李育德 +1 位作者 贾凯 陈亮 《应用激光》 CSCD 北大核心 2009年第1期34-38,共5页

本文提出了一种能够产生中空环形激光光束的新型圆筒形轴对称四镜折叠组合腔的设计方案。利用光学传输矩阵方法处理了光束在光谐振腔中的传播,得出腔的稳定性条件。由高斯光束在腔内的自再现条件,描述了腔内腔外光束传输特性,同时对近... 本文提出了一种能够产生中空环形激光光束的新型圆筒形轴对称四镜折叠组合腔的设计方案。利用光学传输矩阵方法处理了光束在光谐振腔中的传播,得出腔的稳定性条件。由高斯光束在腔内的自再现条件,描述了腔内腔外光束传输特性,同时对近场和远场光束特性进行了数值计算和模拟。 展开更多

关键词 中空环形光束 轴对称折叠组合腔 圆筒形放电区

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