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超声切割刀动力学分析和结构优化设计
  • ISSN号:1004-132X
  • 期刊名称:《中国机械工程》
  • 时间:0
  • 分类:TM356[电气工程—电机]
  • 作者机构:[1]南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,南京210016
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50975136); 国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2011CB707602); NSFC-广东联合基金资助重点项目(U0934004)
中文摘要:

为定性地分析一种超声切割刀的结构因素对其纵振模态的影响规律,并优化其结构设计,首先建立了超声切割刀的动力学模型,由其得到结构的一阶纵振模态解析解,据解析解计算的振动频率结果(52.5kHz)与ANSYS计算结果(52.3kHz)以及实验结果(53.5kHz)相吻合;然后建立了该超声切割刀结构优化设计的数学模型;最后根据该模型,设计了一套结构优化程序,并借助MATLAB的GUIDE工具完成了人机交互优化界面的开发。优化后的切割刀节面位置与夹持件中心位置偏差约为1μm,切割刀刀头处的振幅提高约27%。

英文摘要:

In order to analyze the influence of an ultrasonic cutter's structural factors on its longi- tudinal vibration mode qualitatively and optimize its structural design, a dynamics model was estab- lished firstly, and its first--order longitudinal vibration mode was obtained analytically. The analytical result of the vibration frequency (52.5kHz) accords with the ANSYS computing consequence (52.3kHz) and the experimental result (53.5kHz). Then a mathematical model of the structural opti- mization design of the ultrasonic cutter was built. At last a structural optimization design program was devised,and a host controller interface was programed using the GUIDE tool of MATLAB. After the structural optimization,the deviation between the location of the nodal plane and the position of the clamping center is within 1μm,the amplitude of the tool bit increases by about 27%.

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期刊信息
  • 《中国机械工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:董仕节
  • 地址:湖北工业大学772信箱
  • 邮编:430068
  • 邮箱:paper@cmemo.org.cn
  • 电话:027-87646802
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-132X
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1294/TH
  • 邮发代号:38-10
  • 获奖情况:
  • 1997年获中国科协期刊一等奖,第二届全国优秀科技...,机械行业优秀期刊一等奖,1999年获首届国家期刊奖,2001年获首届湖北十大名刊,中国期刊方阵“双高”期刊,2003第二届国家期刊奖提名奖,百种中国杰出学术期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:50788