功率超声珩磨单颗磨粒再生型颤振建模

作为一种强烈动态自激振动,颤振在功率超声珩磨中极易发生且对零件加工质量和机床加工效率有广泛的消极影响.以切削颤振为基础,针对颤振中的再生型颤振,结合其在功率超声珩磨过程中的发生,以单颗磨粒作为研究对象,建立了功率超声珩磨单颗粒再生型颤振数学模型,并且确定了其运动方程.为抑制颤振的发生打下了坚实的基础,从而进一步提高被加工零件的表面质量,提高机床的加工效率.     

水听器法测量功率超声振动珩磨空化声场分布

为了直接、简便地研究功率超声振动珩磨作用下的空化效应,对其声场建立数学模型,采用水听器对功率超声振动空化声场参数进行了定点测量,对数学模型所得到的仿真结果进行验证。为了研究流体介质中超声空化声场的分布情况,采用水听器法对不同功率与不同种类液体介质中的辐射超声场进行了多点声压测量。通过对比试验数据分析发现,声波沿换能器截面方向成对称分布,沿换能器轴向方向随距离的增加而衰减;不同种类的液体介质也会影响声压的分布以及空化效应的强弱。该方法可以直观的评价超声振动珩磨作用下的空化声场的强度和分布情况,对后续研究超声珩磨的空化泡动力学行为以及对超声振动珩磨装置的优化设计具有一定的实际应用价值。     

超声珩磨加工技术中振动系统的试验研究

论述了超声波振动珩磨振动系统的原理,从变幅杆、弯曲振动圆盘、振子系统等方面进行了详细的介绍.作者采用试验的方法,分析研究了他们对谐振频率影响的变化规律,并通过振动试验分析了振动系统中的变幅杆、弯曲振动圆盘、振动子系统的振动效果,为今后研制、开发和推广超声珩磨装置提供了依据.     

功率超声珩磨谐振系统电匹配技术研究

针对功率超声珩磨谐振系统阻抗匹配性差的问题,提出了在超声珩磨谐振系统中接入由串联电感和并联电容构成的匹配电路。采用Matlab仿真平台得到了不同参数匹配系统阻抗特性曲线,分析了串联电感、并联电容对系统阻抗、谐振频率的影响规律。在此基础上,采用PV70A阻抗分析仪进行了试验研究。结果表明:仿真结果与试验结果基本吻合,匹配元件参数的合适选择使超声珩磨谐振系统获得了最大效率、最小输出阻抗,接入匹配电路后的超声珩磨谐振系统基本避免了因匹配差引起的加工不稳定甚至无法加工的现象。     

GMA再生型颤振系统的稳定性及其控制

综合考虑再生型颤振对工件及超磁致伸缩微致动器的影响,建立了超磁致伸缩微致动器车削颤振系统非线性动力学模型。根据Lyapunov第一次近似稳定性定理及霍尔维茨判据对其进行了稳定性分析及控制研究,讨论了系统参数对GMA颤振系统稳定性的影响。同时采用简单自适应控制方法对颤振系统进行了控制研究。结果表明:车削的极限宽度、工件的质量及其等效刚度对系统的稳定性有明显的影响;简单自适应控制方法可有效抑制再生型颤振对系统稳定性的影响。     

具位移时滞反馈机床颤振系统的 稳定性和分支分析

研究了具位移时滞反馈机床颤振系统模型.从对系统线性化方程的特征方程根的分布分析入手,讨论了系统平衡点的稳定性,确定了系统的线性稳定性区域,发现当系统中的时滞经过一系列临界值时,系统经历了Hopf分支.然后,利用中心流形理论和规范型方法分析了分支周期解的稳定性和Hopf分支的分支方向.最后,数值模拟验证了理论结果.     

基于颤振稳定性的悬索桥加劲梁梁高的确定

在悬索桥的抗风设计中，流线型箱梁由于具有较好的抗风性能而得到广泛应用。通过经验公式分析和有限元两种方法得出箱梁梁高对悬索桥颤振稳定性的影响规律，并提出了常用桥宽下悬索桥梁高设计的近似公式。另外,还通过对一种振型耦合的特殊现象进行了分析。     

一类双自由度碰撞振动系统的颤振及擦边研究

研究了一类基本的双自由度碰撞振动系统的碰撞运动.运用理论推导的方法找到了其碰撞运动的颤振完成点及其颤振时间,针对该碰撞系统中颤振导致的碰撞问题,找到了一种有效的研究该碰撞系统中颤振现象的数值方法,并用数值仿真的方法研究了系统的动态响应及擦边现象,验证了理论推导的正确性.     

超声珩磨提高表面精度的原理及实验

为完善和推广超声珩磨技术,在分析珩磨及超声珩磨切削机理的基础上,结合自行研制的直径为47 mm立式超声波珩磨装置进行试验. 讨论了超声珩磨加工提高工件表面精度的理论和实际. 试验研究结果表明,由于超声珩磨将连续切削的珩磨转化为脉冲切削,使得超声珩磨具有切削力小、切削效率高、表面精度高等优点,在实际生产中有着广泛的应用前景.     

超声珩磨作用下磨削液空化泡的共振频率

为揭示超声珩磨加工过程中磨削液空化泡的共振特性,首先利用VHX-600ESO显微镜对油石表面的磨削液进行了微观测量试验,得到了共振状态下的空化泡.基于空化泡的动力学理论,推导出了超声珩磨作用下磨削液中空化泡的共振频率方程.数值模拟了水和煤油中空化泡初始半径、磨削液静压力、气泡内含气压、磨削液温度对空化泡共振频率的影响.通过讨论磨削液中空化泡的振动位移,验证了超声频率与空化泡共振频率的匹配关系.结果表明,水中的空化泡要比煤油中更容易发生共振,这是导致粗珩选择水溶液而精珩选择煤油的一个重要原因.      

流线型桥梁断面颤振稳定性数值模拟

对于流线型桥梁断面颤振稳定性,采用动网格实现结构分状态强迫振动法,提取稳定的气动力,按照最小二乘法求得不同折减风速的颤振导数。研究了理想薄平板的8个颤振导数,并将数值计算结果与Theodorsen理论解进行对比,发现采用该方法识别颤振导数与理论解吻合得很好。采用该方法计算了3种不同流线型桥梁断面的颤振导数,并计算了颤振临界风速。结果表明:增大主梁的宽高比,可以提高主梁的颤振稳定性;宽高比相同时,主梁底板采用折线形状要比圆弧线颤振稳定性好。     

复杂通风系统的稳定性分析

对矿井通风系统进行网路风流稳定性分析是保障通风安全的重要措施。文中以通风系统网络解算为工具,建立了网络风流稳定系数矩阵,在此基础上,建立并分别求出网路风流总体稳定性指标、网路风流变化幅度指标和网路变化影响范围指标。通过示例分析,说明了该方法对于通风管理的指导作用。     

机翼跨音速颤振特性的频域分析

从气动力影响系数矩阵的物理意义出发,推导出以气动力时域计算为基础的跨音速气动力影响系数矩阵的计算公式.通过求解非定常Euler方程,获得机翼简谐振动下的跨音速气动力时间历程,应用最小二乘法对模态气动力系数的时间历程进行曲线拟合,得到跨音速气动力影响系数矩阵,进而在频域内进行机翼的跨音速颤振特性分析.采用该方法计算了AGRAD 445.6机翼随马赫数变化的颤振边界,所得结果与文献的实验结果吻合良好,验证了该方法的可行性和准确性.     

Non-resonant structure design of catenary transformer in ultrasonic gear honing

To solve the design problem of transformer composed of non-resonant structure in ultrasonic gear-honing, force coupling conditions for moderately thick annular plate (MTAP) and catenary horn are proposed, and the frequency equations of the transformer, which consist of an MTAP and a catenary horn, are derived based on Mindlin’s theory. The design parameters of the transformer were obtained by solving the frequency equations with the help of MATLAB, and its mode and frequency were deduced by the modal analysis of finite element method (FEM), which are consistent with the theoretical design demands. The transformer design can be extended from system with thin annular plate to that with MTAP as the theoretical method by the simulation analysis of various ratios of the thickness to radius.     

基于DSP的超声测试系统

在全新设计的基于数字信号处理器的超声测试系统当中,应用了一种新型的数字信号处理构架.这一构架的关键技术是一套基于提升原理的小波包算法,它确保了系统具有优越的实时性能.本文还特别地将联合时频分析技术融合到这一算法构架当中,以用于特征提取.这一构架对于单通道、多通道超声测试系统以及相控阵超声成像系统都具有良好的实用性.     

超声波焊机功率发生器单片机控制系统的研究

为了更好地提高超声波焊机的功率,改善焊机的性能,采用IGBT管(绝缘栅极双极晶体管)设计了超声波功率发生器的硬件系统,运用规则取样方式实现SPWM序列的算法,采用8098单片机编制软件实现SPWM序列算法的控制及频率自动跟踪.结果表明系统具有较高的可控性,自动跟踪频率精度高,研制的超声波功率发生器适用于超声波塑料焊机.     

脂肪肝超声图像的定量分析

脂肪肝定量分析是对脂肪肝诊断的一种客观方法，可减少定性分析中人为因素所带来的偏差。对多例B超图像提取特征参数，并进行肝肾对比，从而在统计意义上分析正常肝与脂肪肝的参数差异性。     

超声波加工工具对复合变幅杆谐振性能影响

基于变截面杆纵振动的波动方程，推导出安装简单工具双曲过渡形复合变幅杆频率方程和放大系数的一般公式，并讨论了超声波加工工具对复合变幅杆谐振性能的影响．随着工具长度和直径的增加，变幅杆谐振频率下降，应根据工具尺寸相应调整复合变幅杆末端长度，才能保证更好的谐振．推导出的一般公式为超声变幅杆及其工具的设计和使用提供了理论依据。