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题名旋转超声磨削平行砂轮复合变幅器设计与试验
被引量：3
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作者
周瑞峰
秦慧斌
冯毅
庞学慧
吕明
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机构
中北大学先进制造技术山西省重点实验室
太原理工大学精密加工山西省重点实验室
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出处
《应用声学》
CSCD
北大核心
2021年第4期553-561,共9页
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基金
山西省高校科技成果转化培育项目(2020CG033)
山西省研究生教育创新项目(2020SY351)
国家留学基金委资助项目(201908140056)。
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文摘
为了获得大负载平行砂轮复合变幅器的设计方法,将复合变幅器简化为复合变幅杆与多阶环盘组成。利用Mindlin中厚板理论,求解了各振动环盘的位移、转角、弯矩和剪力解析表达式,通过复合变幅杆各振动单元间的力、位移的边界条件和连续条件,以及复合变幅杆和环盘两者结构间力与位移的耦合条件,建立了复合变幅器的数学模型和频率方程。针对频率方程进行编程求解,设计了平行砂轮复合变幅器。通过有限元仿真分析、实物阻抗特性试验、谐振试验验证。试验结果表明:平行砂轮复合变幅器的实际谐振频率、节圆位置与理论设计的误差小于5%,验证了其理论设计方法的正确性。为研制大负载平行砂轮复合变幅器提供了一种有效的设计方法。
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关键词
平行砂轮
复合变幅器
Mindlin理论
频率方程
谐振试验
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Keywords
Parallel grinding wheel
Composite amplitude transformer
Mindlin theory
Resonant frequency
Resonance experiment
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分类号
TH113.1
[机械工程—机械设计及理论]
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题名旋转超声内圆磨削砂轮变幅器的设计与试验研究
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作者
马彪
秦慧斌
冯毅
白旭日
辛佳毅
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机构
中北大学先进制造技术山西省重点实验室
太原工具厂有限责任公司
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出处
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2023年第1期117-126,共10页
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基金
山西省专利推广实施资助项目(20210519)
山西省研究生创新项目(2021Y590)。
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文摘
砂轮变幅器是旋转超声内圆磨削谐振系统的关键部件,其设计质量直接影响超声磨削的工艺效果。但目前内圆磨削砂轮变幅器缺乏较为完善的理论分析模型。为提高砂轮变幅器理论分析模型的通用性,基于非谐振设计理论建立了纵向谐振砂轮变幅器的理论分析模型,并利用砂轮变幅器各振动单元间的力、位移连续条件与边界条件推导了其频率方程。然后,针对频率方程进行编程求解,并通过ANSYS有限元仿真分析进行验证。最后,加工制作了纵向谐振砂轮变幅器,并开展阻抗特性分析试验、超声谐振试验和振动位移测量试验,分析了其谐振特性。试验结果表明,所研制的砂轮变幅器的谐振试验频率与理论设计频率一致,其输出端振动位移的试验值与仿真值的相对误差为7.83%,符合旋转超声内圆磨削的要求,验证了理论分析模型求解的正确性。研究结果为旋转超声内圆磨削砂轮变幅器的设计提供了便捷且有效的方法。
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关键词
旋转超声内圆磨削
砂轮变幅器
理论分析模型
频率方程
谐振特性分析
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Keywords
rotary ultrasonic internal grinding
wheel amplitude transformer
theoretical analysis model
frequency equation
resonance characteristic analysis
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分类号
TH113.1
[机械工程—机械设计及理论]
TG743
[金属学及工艺—刀具与模具]
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