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基于有限元模型的超声切割刀优化设计
  • ISSN号:1004-2474
  • 期刊名称:《压电与声光》
  • 时间:0
  • 分类:TN384[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]广东工业大学机电工程学院,广东广州510006, [2]哈尔滨工业大学深圳研究生院,广东深圳518055
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(NSFC); 广东联合基金重点基金资助项目(U1134004)
中文摘要:

超声切割刀在材料加工领域中有广泛的应用前景,可用于切割各种复合材料等硬脆材料。该文利用ANSYS有限元分析软件建立超声切割刀的有限元模型,对其进行模态分析和谐响应分析。仿真结果显示,超声切割刀在40kHz频率附近存在轴向纵振模态,其振动节点位于安装环和压电陶瓷中心线上,符合设计要求。基于有限元模型研制超声波切割刀,通过阻抗分析仪与激光多谱勒测振仪对换能器的固有频率与响应进行测试,获得的超声切割刀阻抗曲线平滑,谐振频率为40.261kHz,设计误差为0.83%,最大振幅达到14.52μm,结果与有限元计算相互吻合。

英文摘要:

The ultrasonic cutting machine has wide application in material processing in cutting various hard-andbrittle materials,such as composite material.An ultrasonic cutting system is proposed,and a finite element model of the proposed system is established by ANSYS software.Then modal analysis and harmonic response analysis of the proposed system are conducted by ANSYS software.It shows that the proposed system has an axial vibration modal around the frequency of 40 kHz.At the same time,the vibration nodes of the proposed system locate at the erection loop and the center of piezoceramics.These locations accord with the design demands.Based on the finite element model,the proposed system is fabricated,and the natural frequency of the transducer is measured by an impedance analyzer and a laser doppler analyzer.The measured natural frequency is 40.26 kHz,and the obtained frequency and impedance curve is smooth.The relative error between the measured and the predicted result is only0.83%,and the maximum amplitude of vibration is 14.52μm.This indicates that the predicted results well agree with the measured results.

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期刊信息
  • 《压电与声光》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:中国电科第二十六研究所
  • 主编:胡少勤
  • 地址:重庆南坪花园路14号26所
  • 邮编:400060
  • 邮箱:ydsgsipat@163.com
  • 电话:023-62919570
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-2474
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1091/TN
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1984年获电子部优秀科技期刊三等奖,1990年获电子行业优秀科技期刊三等奖,1990年获首届机电部优秀科技期刊二等奖,1990年获首届四川省优秀科技期刊二等奖,1991年获首届国防科技工委优秀科技期刊二等奖,1992年获第二届机电部优秀科技期刊三等奖,1992年获第二届四川省优秀科技期刊二等奖,1993年获第一届全国优秀科技期刊三等奖,1995年获首届四川省宣传部、省新闻出版局、省期刊...,1995年获四川省第三届优秀科技期刊二等奖,1995-1996年获信息产业部电子优秀科
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,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)
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