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基于ANSYS Workbench的超声振动系统设计与优化
  • ISSN号:1000-3940
  • 期刊名称:《锻压技术》
  • 时间:0
  • 分类:TH122[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]山东大学材料科学与工程学院,山东济南250061
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51375269)
中文摘要:

超声振动系统传统的设计方法普遍存在计算量大且精度不高的缺陷。在设计过程中引用有限元分析软件ANSYS Workbench对换能器、变幅杆和工具头等进行静力、模态、谐响应的模拟分析,得出了各部分最大、最小的位移和应力值出现的部位以及谐振频率的大小,对不合理的设计尺寸进行优化和修正。最终确定了换能器的尺寸和预紧力大小,变幅杆放大系数为2.36,阻抗为8Ω;工具头放大系数为1.27,端面最大振幅为5.5μm。将设计的超声振动系统应用到超声辅助振动拉伸、压缩试验中,当载荷为10 kN时,振幅为5.4μm,仅衰减1.8%。

英文摘要:

Many disadvantages such as large computing and low precision existed in the traditional design method of ultrasonic vibration system. It was analyzed static force,modal and harmonic response of the energy transduced,amplitude transformer and tool head by the finite element simulation software ANSYS Workbench. The positions of both the minimum and the maximum displacements and stresses and the values of frequency were obtained,and the irrational dimensions were revised and optimized. Finally,the size of the energy transducer and prestressing force were determined. The amplification coefficient of amplitude transformer is 2. 36,and the impedance of amplitude transformer is 8 Ω. The amplification coefficient of the tool head is 1. 27,and the maximum amplitude of end face of tool head is5. 5 μm. The designed ultrasonic vibration system is applied in the ultrasonic tensile and compression tests,and when the loading is10 kN,the amplitude is 5. 4 μm,which drops by 1. 8% only.

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期刊信息
  • 《锻压技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国机械工业联合会
  • 主办单位:北京机电研究所 中国机械工程学会塑性工程学会
  • 主编:陆辛
  • 地址:北京市海淀区学清路18号北京机电研究所
  • 邮编:100083
  • 邮箱:fst@263.net
  • 电话:010-62920652 82415085
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3940
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1942/TG
  • 邮发代号:2-322
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊
  • 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,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:9672