變幅
- 錨護一體的支護網(wǎng)變幅機構(gòu)設計及仿真分析①
因，所以對支護網(wǎng)變幅機構(gòu)的研究具有重要意義[6-10]?？梢杂糜嬎銠C虛擬技術(shù)，先利用SolidWorks進行三維建模，然后運用Matlab仿真軟件的fmincon工具箱進行求解；最后用ADAMS仿真軟件進行變幅機構(gòu)的動力學仿真，能夠詳細的得到支護網(wǎng)變幅機構(gòu)工作時的每個部件的受力情況，得到受力曲線圖。1 模型建立1.1 支護網(wǎng)變幅機構(gòu)的Solidworks建模圖1是支護網(wǎng)三維模型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由套筒1、套筒2、HSG-80-50-1200液壓缸、腳座、銷軸、頂
佳木斯大學學報（自然科學版） 2022年6期2022-12-15
- 斜槽式單激勵縱扭超聲變幅桿設計*
計了圓截面階梯型變幅桿小端增加開斜槽圓環(huán)傳振桿的變幅桿，圓截面階梯型變幅桿有加速和聚能的作用，可增強振幅輸出，同時圓環(huán)傳振桿上開斜槽可獲得縱扭復合振動輸出，結(jié)合兩者的特點并經(jīng)過特殊結(jié)構(gòu)改造，可實現(xiàn)縱扭振動輸出且振幅增強。其設計過程如下：首先基于傳統(tǒng)理論計算變幅桿尺寸，再通過單因素法仿真分析變幅桿結(jié)構(gòu)尺寸對諧振頻率和振型的影響規(guī)律并確定最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)，最后加工出變幅桿并檢測其振動參數(shù)。1 縱扭復合變幅桿理論設計1.1 半波長階梯型變幅桿設計根據(jù)一維波動理論，忽
應用聲學 2022年4期2022-09-16
- 雙缸變幅系統(tǒng)的防偏載研究
求越來越高，單個變幅油缸的推力往往不能滿足要求，因此多采用雙缸變幅形式提升動力[5-7]。但雙缸變幅下落時存在負載向其中一側(cè)油缸偏載的現(xiàn)象，導致液壓缸缸筒和活塞桿變形，臂架難以落入臂架支架內(nèi)[8-9]；偏載嚴重時引起油缸爆裂、翻車等安全事故。目前對于雙缸變幅系統(tǒng)防偏載的研究主要集中于系統(tǒng)中平衡閥的研究[10-14]，本研究以某款消防車的雙缸變幅系統(tǒng)為載體，結(jié)合機電液系統(tǒng)建模仿真和整機測試分析，從變幅系統(tǒng)液壓回路優(yōu)化方面進行防偏載技術(shù)研究。1 系統(tǒng)測試圖1為
液壓與氣動 2022年3期2022-06-09
- 微小孔超聲電火花復合加工通孔變幅桿設計
超聲系統(tǒng)中，超聲變幅桿起擴大振幅、使電極或工件的振動頻率達到超聲振動的重要作用。本設計應用場景為超聲電火花復合加工中的微小孔制備，制備過程中有兩個常見的問題：(1)微細電極的制造與安裝一直是電火花加工中的難點，一般的裝夾方式是由電主軸端部導入導向器中固定，因此存在以下問題：電極絲與導向器之間的摩擦力是否會導致電極絲的撓曲變形[11]；若電極絲損耗嚴重需要更換，是否可以將安裝誤差及變形誤差等保持在可控范圍之內(nèi);在更精密的微小深孔制備中，二次裝夾的電極絲是否可
工具技術(shù) 2022年3期2022-04-21
- 倒指數(shù)形復合變幅桿的設計＊
0）1 引言超聲變幅桿，也稱超聲變速桿或超聲聚能器，是超聲波振動系統(tǒng)中一個重要的組成部分。其主要作用是將振動系統(tǒng)中振動質(zhì)點的位移和速度放大，同時也有改善換能器與輻射介質(zhì)或超聲波工具頭之間的阻抗匹配作用，通過阻抗匹配，能有效的提高電聲轉(zhuǎn)化效率，降低超聲波換能器的發(fā)熱量。隨著聲學技術(shù)的發(fā)展，超聲振動系統(tǒng)被廣泛應用于醫(yī)學、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等多個領(lǐng)域[1]，超聲變幅桿作為超聲波振動系統(tǒng)中重要的組成部分自然成為國內(nèi)外學者關(guān)注研究的熱點，從縱振到扭轉(zhuǎn)振動，從單一到復合
自動化技術(shù)與應用 2022年2期2022-03-11
- 俯仰式臂架起重機變幅力的參數(shù)化計算
仰式臂架起重機的變幅機構(gòu)是起重機主要執(zhí)行機構(gòu)之一，是起重機工作幅度調(diào)節(jié)和起重臂俯仰的動力機構(gòu)。變幅機構(gòu)的工作載荷與起升機構(gòu)不同，起升機構(gòu)載荷受起重量的控制，在一個工作循環(huán)中基本不會發(fā)生變化；變幅機構(gòu)載荷受變幅阻力矩控制，在工作循環(huán)內(nèi)的幅度變化時，會隨著起重力矩的變化而變化。臂架式起重機正常工作時的變幅阻力（變幅滑輪組拉力）一般以變幅機構(gòu)和回轉(zhuǎn)機構(gòu)同時動作時的工況進行計算[1]。向內(nèi)變幅時起升載荷應考慮起升動載荷影響，回轉(zhuǎn)動作時應考慮起升載荷向外偏擺，按照最
建筑機械化 2022年2期2022-03-06
- 圓錐懸鏈線形復合變幅桿的設計
000）0 引言變幅桿又稱為聚能器，是超聲換能器裝置中的一個重要部件，其主要功能是振幅放大和阻抗匹配。在超聲加工系統(tǒng)中，為了提高加工效率，要求換能器的前端輸出較高的振動速度或位移振幅。但是對于一般的換能器振子，無論采用壓電式振子還是磁致伸縮振子，它們端面產(chǎn)生的振動速度或位移振幅較小，不能夠滿足實際加工的要求，這就需要在換能器振子的端面上安裝變幅桿來提高位移振幅。針對不同的加工對象，對變幅桿的性能要求越來越高，為此對變幅桿的設計研究一直是廣大學者關(guān)注的熱點，
機械工程師 2022年1期2022-01-22
- 基于超聲振動加工變幅桿的優(yōu)化設計
發(fā)生器、換能器、變幅桿和加工工具組成。由于換能器端面上的振幅微小于10μm，需要在換能器端面連接變幅桿，以實現(xiàn)振幅放大。變幅桿是超聲振動系統(tǒng)中最為重要的組成部分，合適的變幅桿可以顯著提高加工效率與加工工件質(zhì)量。變幅桿一般有單一型和復合型兩種類型[2]。在高強度超聲加工工藝中，往往要求變幅桿末端必須具有較大的振幅，而變幅桿的形狀因素和放大系數(shù)是影響振幅的主要因素，所以要求這兩個值越大越好，而單一變幅桿一般此優(yōu)彼劣，很難二者兼顧，因此需使用各種復合型或者形狀復
農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程 2021年10期2021-11-03
- 基于Mindlin 理論新型杯形復合超聲變幅桿的設計與研究
心組成部分是超聲變幅桿，因此對超聲變幅桿的設計和研究至關(guān)重要。在變幅桿設計時當加工工具質(zhì)量較大，應對超聲變幅桿和工具桿進行一體化設計[2]。杯型工具的尺寸和質(zhì)量較大，其固有振動頻率、振動模態(tài)等很難滿足超聲加工要求，需把杯型工具看作是超聲振動系統(tǒng)的非諧振動單元進行整體設計[3-7]。文獻[8]對超聲珩磨聲學系統(tǒng)中圓盤的進行研究分析。文獻[9]研究了用于超聲焊接的超聲變幅桿和類杯型工具的設計。文獻[10-12]對超聲變幅桿與薄圓盤基底的杯型工具進行設計研究。以
電子測試 2021年19期2021-10-25
- 基于等效電路法復合變幅桿的優(yōu)化設計
062)0 引言變幅桿具有振幅放大作用，是超聲加工系統(tǒng)中的重要部件，隨著超聲系統(tǒng)應用的日益廣泛，對變幅桿的放大倍數(shù)及性能指標要求越來越高，單一變幅桿因為放大系數(shù)有限不能滿足實際生產(chǎn)的需要，所以從單一變幅桿發(fā)展到了復合變幅桿。為了獲得性能優(yōu)良的變幅桿，廣大學者對新型變幅桿的設計和研究從未停止，趙洪博等[1]利用替代法設計了寬端接圓柱桿的懸鏈形復合變幅桿；靳濤等[2]將圓柱和圓錐桿進行組合，對圓錐復合變幅桿進行了研究；崔曉娟等[3]將指數(shù)桿和圓錐桿進行組合，對
機械與電子 2021年9期2021-10-13
- 基于ABAQUS 的超聲變幅桿設計及有限元分析
領(lǐng)域[1]。超聲變幅桿是超聲振動系統(tǒng)中的重要部件，其主要作用是將換能器輸出的振動進行放大，達到需要的振幅，滿足超聲復合加工的要求[2]。本文通過理論計算設計了階梯形超聲變幅桿，并利用有限元分析軟件ABAQUS 對超聲變幅桿進行了模態(tài)分析及諧響應分析，驗證設計的合理性并進行了優(yōu)化。1 超聲變幅桿的理論計算本文選擇45#鋼作為超聲變幅桿的材料，其具體材料參數(shù)如表1 所示。表1 45#鋼材料參數(shù)Tab.1 Material parameters of 45# s
農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程 2021年2期2021-02-27
- 基于代理模型的大尺寸矩形截面超聲變幅桿的優(yōu)化設計?
1）1 引言超聲變幅桿是超聲系統(tǒng)的重要組成部分，其主要作用是傳遞并聚集能量。設計變幅桿時，要求其諧振頻率盡可能接近超聲系統(tǒng)的工作頻率。當變幅桿的橫截面尺寸遠小于波長時，可忽略桿橫向振動的影響，其設計主要基于一維縱向振動理論；當變幅桿的橫向尺寸大于1/4波長時，由于泊松效應，桿的橫向振動較大，若基于一維縱向振動理論設計，變幅桿諧振頻率的偏差較大［1］。關(guān)于大尺寸矩形截面變幅桿的設計，相關(guān)研究主要是基于橫、縱耦合振動理論將變幅桿諧振頻率修正到系統(tǒng)工作頻率附近［
艦船電子工程 2021年1期2021-02-26
- 超聲變幅桿的應用與發(fā)展
鵬 姚 靜1 變幅桿的功能簡介超聲變幅桿是超聲振動系統(tǒng)中的重要組成部分，又稱為超聲聚能器和超聲變速桿。在超聲技術(shù)中它不僅具有放大機械振動系統(tǒng)質(zhì)點的位移或速度功能，還具有將振動能量聚集和匹配系統(tǒng)阻抗的作用。在超聲振動系統(tǒng)中，換能器是整個系統(tǒng)的振動源，但是在振動頻率高達2 000 Hz的范圍內(nèi)，換能器端面的輸出振幅僅有幾微米，這樣達不到實際使用的要求，在這種情況下就需要在換能器上安裝變幅桿體到增幅作用。當換能器向液體介質(zhì)輻射聲場時，由于聲波在傳播的過程中經(jīng)過
科技視界 2020年24期2020-07-12
- 超聲變幅桿振動溫升及其對振動穩(wěn)定性的影響
應用[1-2].變幅桿作為超聲振動系統(tǒng)中必不可少的一個部件，作用是將超聲波能量從源元件（換能器或另一變幅桿）高效傳輸?shù)焦ぞ哳^、耦合器、或負載元件，以達到振幅最大化[3].變幅桿與工具頭之間多采用螺栓連接，但在超聲頻振動工況下，變幅桿與工具頭之間的螺栓連接損耗[4]以及材料內(nèi)部阻尼[5]等能量損耗形式均會導致變幅桿產(chǎn)生明顯的溫升，嚴重影響變幅桿振動性能的穩(wěn)定性.Rani 等[6]模擬并測量了超聲波焊接中不同阻尼材料的變幅桿的溫升，結(jié)果表明，溫升大小主要取決于
湖南大學學報（自然科學版） 2020年6期2020-06-30
- 全液壓動臂塔機變幅機構(gòu)機液一體化仿真研究
變起重臂仰角實現(xiàn)變幅以滿足不同工況需求。全液壓動臂塔機動臂自重大且?guī)лd變幅，變幅過程產(chǎn)生慣性載荷影響結(jié)構(gòu)疲勞強度， 還會對液壓系統(tǒng)造成沖擊。因此，對大型全液壓動臂塔機變幅的動態(tài)特性進行研究十分必要。為此， 崔少杰等借助有限元法對動臂塔機變幅過程中的模態(tài)變化進行分析， 結(jié)果表明動臂仰角變化對整機固有頻率影響較大[1]；付玲等利用多體動力學方法對動臂塔機變幅過程突然卸載工況進行仿真分析， 發(fā)現(xiàn)突然卸載時臂架內(nèi)彈性勢能釋放導致臂架振動對其結(jié)構(gòu)強度有明顯影響[2]
機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 2020年2期2020-05-07
- 基于Solidworks的塔式起重機變幅小車機架的靜力學分析
00030 引言變幅機構(gòu)是臂架型起重機的主要工作機構(gòu)，用于改變起重機的幅度，即改變吊鉤(或抓斗)中心至起重機回轉(zhuǎn)中心軸線的水平距離，以適應起重機在不同條件下裝卸物品。其上通常安裝有滑輪組及吊鉤，起到連接起重機與重物的作用。其是起重機的主要受力構(gòu)件，變幅小車的失效可能會導致重大安全事故，造成人員傷亡及設備事故。因此，變幅小車的安全性能對起重機來說特別重要，本文采用現(xiàn)代設計方法中的有限元法對變幅小車機架進行靜力學分析，找出結(jié)構(gòu)受力最大位置，分析危險點的應力應變
探索科學(學術(shù)版) 2020年1期2020-03-26
- 內(nèi)柱孔和內(nèi)錐孔圓柱形變幅桿
超聲換能器，超聲變幅桿及加工工具頭組成。變幅桿在振動系統(tǒng)中的主要作用是聚集超聲振動能量，將機械振動的質(zhì)點位移或速度放大，還可以作為機械阻抗變換器在換能器和聲負載之間進行阻抗匹配[1]。近年來，隨著超聲技術(shù)在各個領(lǐng)域的廣泛應用，人們對超聲變幅桿的關(guān)注度也越來越高。許多學者在變幅桿研究方面取得了進展。Makuta 等[2]提出使用鈦合金制成的中空階梯形變幅桿來放大超聲波振動，很容易產(chǎn)生直徑小于100 μm 的微泡。王維鴿等[3]以設計大放大系數(shù)、高能量轉(zhuǎn)換效率
聲學技術(shù) 2020年1期2020-03-23
- 碟形超聲變幅桿的設計
方向[1?2]及變幅桿的形狀[12?14]等方面進行研究。研究表明，相應改進反應容器形狀和水域高度可以提高水域聲場強度和空化密度，同時改變換能器排布方式、數(shù)量及振動頻率也能改善聲場分布。其中，Peshkovsky 等[12]研究了用于提高空化場的超聲變幅桿的理論設計準則，基于理論提出了不同類型的啞鈴式變幅桿，但未能進一步地研究水域聲場的分布情況和實際的空化效果；Wei等[13]提出了多級變幅桿改善聲場，模擬并通過魯米諾發(fā)光驗證了水域聲場分布較傳統(tǒng)變幅桿得到
應用聲學 2020年1期2020-03-10
- 調(diào)峰過程中葛洲壩下游水位變化分析
(退)水位、出力變幅、流量變幅等數(shù)據(jù)。2 調(diào)峰過程中影響下游水位變幅的因素分析2.1 影響因素的相關(guān)分析兩變量相關(guān)是研究兩個數(shù)據(jù)序列間關(guān)系密切程度的數(shù)學方法。以調(diào)峰過程中7號站水位變幅為主序列，分別同起調(diào)出力、起漲(退)流量、起漲(退)水位、終調(diào)出力、終漲(退)流量、終漲(退)水位、出力變幅、流量變幅等影響因子序列建立相關(guān)，計算以上數(shù)據(jù)序列不同滯時k的相關(guān)系數(shù)Rk(k=0,1,2,3,4)，結(jié)果見表1和表2。表1 上漲過程7號站水位與各影響因子相關(guān)系數(shù)Rk
水電與新能源 2019年10期2019-11-06
- 大端接圓柱桿的復合圓錐形變幅桿設計及應用
發(fā)生器、換能器、變幅桿和加工刀具等［1-2］。由于換能器輸出振幅不能滿足刀具加工需要，需在換能器與加工刀具之間添加一種振幅放大機構(gòu)，即變幅桿［3］。超聲變幅桿是超聲切削加工系統(tǒng)中的重要組成部件，其作用是把換能器輸出端的振動位移或速度振幅進行放大，此外，超聲變幅桿還可以作為機械阻抗變換器，在換能器和聲負載之間進行阻抗匹配，使超聲能量更有效地從換能器向負載傳輸［4-6］。根據(jù)需求的不同，變幅桿可分為單一型和復合型［7］。變幅桿的振動特性理論分析，通常基于其波動
北京航空航天大學學報 2019年8期2019-09-10
- 多級組合型大角度變幅機構(gòu)的動力學特性
回轉(zhuǎn)平臺、桅桿、變幅機構(gòu)組成[1]，變幅機構(gòu)主要起變幅和支撐作用，在變幅時起架桅桿，在施工時傳遞載荷，是保證整機穩(wěn)定性與施工質(zhì)量的關(guān)鍵部件。樁架的變幅機構(gòu)有2種基本構(gòu)型：一種由單組液壓缸、桅桿和機身鉸接成三點式結(jié)構(gòu)的單級變幅機構(gòu)，利用液壓缸的伸縮實現(xiàn)桅桿變幅，其實質(zhì)為四桿機構(gòu)中的搖塊機構(gòu)或?qū)U機構(gòu)，這種變幅機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，但因為樁架平臺和液壓缸尺寸的限制，其變幅范圍有限，若要增大變幅角度，則三點式結(jié)構(gòu)中的上鉸點必須移至桅桿中下部，這將導致整機穩(wěn)定性較差；另一
中南大學學報（自然科學版） 2019年6期2019-07-20
- 大坡度變幅45mT型梁架設施工技術(shù)
述了在大坡度橋梁變幅條件下加設45mT型梁的技術(shù)特點、適用范圍、工藝原理、施工工藝流程、施工操作要點。成功的解決了橋機坡度由5.3%變?yōu)?.5%的技術(shù)問題，在橋梁變幅處通過采用安裝臨時施工平臺，解決了前支腿、中支腿、后支腿無牢靠的受力點等技術(shù)問題。Abstract： Based on the example of Sichuan Tuojiang Bridge project， this paper discusses in detail the tech
價值工程 2019年12期2019-07-17
- 一種圓弧過渡階梯型超聲變幅桿的節(jié)點法蘭優(yōu)化與參數(shù)型設計*
器、換能器、超聲變幅桿和工具頭(有時又叫模具頭)組成[1]。超聲變幅桿可以把機械振動幅度放大，還可以在換能器和聲負載之間進行阻抗匹配。除此之外，變幅桿可以在節(jié)點處(即振動為零的法蘭處)固定整個振動系統(tǒng)，從而減少非超聲組件對超聲系統(tǒng)的頻率和阻抗干擾。在功率超聲加工中，按照振動類型，變幅桿可以分為縱向振動、彎曲振動、扭轉(zhuǎn)振動變幅桿[2]。縱向振動變幅桿最簡單也最常用?？v振變幅桿可分為簡單型和復合型，簡單型按母線形狀來分主要有：指數(shù)形、懸鏈線形、階梯形和圓錐形。
機電工程 2018年12期2019-01-02
- 主卷揚布置對旋挖鉆機動臂變幅機構(gòu)動力學特性的影響
示，旋挖鉆機動臂變幅機構(gòu)由回轉(zhuǎn)平臺、連桿、三角架和動臂組成，構(gòu)成平行四邊行，主要用于鉆桅的水平起落和鉆孔作業(yè)半徑的調(diào)整。圖1 旋挖鉆機整機示意圖旋挖鉆機動臂變幅機構(gòu)的動力學分析屬于多剛體系統(tǒng)動力學分析，主要研究動臂變幅機構(gòu)在不同工況下的動力學逆問題?？递x梅等[5，6]采用牛頓－歐拉方法分析了變幅工況下四種不同動臂變幅機構(gòu)的動力學特性，以及提鉆工況下動臂變幅油缸載荷特性以及回轉(zhuǎn)平臺的約束反力；基于動靜法建立動臂變幅機構(gòu)動力學模型的基礎之上，何清華等[7]分析
裝備制造技術(shù) 2018年8期2018-10-17
- 基于傳遞矩陣法的超聲珩齒復合變幅器設計*
對于大多數(shù)齒輪與變幅桿組成的變幅器而言，變幅桿作一維縱向振動，齒輪作彎曲振動，兩者振型完全不同，連接處的耦合共振關(guān)系相對比較復雜，同時齒輪是變幅器的非諧振單元。實際工作中，常用理論解析法、等效電路法或傳遞矩陣法來設計變幅器，這三種方法均有不同程度的適用性。文獻［3-7］基于經(jīng)典薄板理論對彎曲振動變幅器進行比較深入的研究，認為薄板理論本身存在不足，變幅器數(shù)學模型不完善，結(jié)果誤差較大，適用范圍小，很有必要對厚板振動方法進行探索。文獻［8］分析了超聲珩齒縱向振動
機械制造 2018年4期2018-09-20
- 大負載縱彎諧振變幅器諧振特性的研究與試驗
換能器、傳振桿、變幅桿和加工工具或工件等組成。通過調(diào)節(jié)超聲波發(fā)生器的頻率使振動系統(tǒng)諧振于設計頻率，獲得良好的加工工藝效果。功率超聲縱彎諧振變幅器是一種典型的復合振動模式的變幅器，換能器和變幅桿縱向振動激勵環(huán)盤負載作節(jié)圓型橫向彎曲振動，完成兩種不同振動類型的耦合?？v彎諧振變幅器具有優(yōu)良的特性，在旋轉(zhuǎn)超聲加工、超聲清洗、金屬疲勞檢測等領(lǐng)域應用廣泛[2-4]。文獻[5]最早提出了由變幅桿與大負載環(huán)盤組成的縱彎諧振變幅器。文獻[6]對彎曲振動圓盤振動特性進行了試驗
機械設計與制造 2018年7期2018-07-19
- 基于Mindlin理論的功率超聲縱彎諧振變幅器設計理論與實驗研究
功率超聲縱彎諧振變幅器是一種新型復合振動模式的變幅器。該變幅器由變幅桿和環(huán)盤負載組成，變幅桿的縱向振動激勵環(huán)盤負載作節(jié)圓型橫向彎曲振動，實現(xiàn)兩種不同振型的復合。在旋轉(zhuǎn)超聲加工領(lǐng)域，縱彎諧振變幅器將軸向超聲振動引入刀具的旋轉(zhuǎn)加工運動，可降低宏觀切削力與切削熱，具有精度高、效率高、成本低等優(yōu)勢[1]；在超聲清洗、超聲換能器等聲學應用領(lǐng)域，縱彎諧振變幅器的環(huán)盤負載由于輻射面積大、功率大、帶寬大等特點，相比于縱振換能器具有較高的聲輻射效率[2]；此外，縱彎諧振變幅
振動與沖擊 2018年7期2018-04-24
- 玻璃振動模壓中變幅桿高溫模態(tài)分析及實驗研究
?玻璃振動模壓中變幅桿高溫模態(tài)分析及實驗研究余劍武，柳波，羅紅，易成，李嬋(湖南大學國家高效磨削工程技術(shù)研究中心，湖南長沙 410082)為研究應用于光學元件的超聲振動模壓中變幅桿的高溫振動特性，基于縱振波動方程設計所需頻率的超聲變幅桿，利用Creo軟件建立其參數(shù)化模型?？紤]變幅桿高溫下的材料特性變化，結(jié)合實驗所得數(shù)據(jù)對高溫下的變幅桿進行模態(tài)分析，得到其在高溫下的諧振頻率。分析研究表明，變幅桿諧振頻率隨著溫度的升高而降低。為提升變幅桿高溫的下頻率穩(wěn)定性，通
聲學技術(shù) 2018年1期2018-04-11
- 帶中心孔的階梯-圓錐型超聲變幅桿優(yōu)化設計
。目前，國內(nèi)外對變幅桿的設計，主要設計方法有解析法、機電等效法、表面彈觀法、有限元法。其中有限元法是目前應用較廣泛的數(shù)值分析技術(shù)之一，其求解基本思想是將問題的求解區(qū)域劃分為一系列單元，各單元之間通過節(jié)點連接，由平衡關(guān)系或者能量關(guān)系建立節(jié)點間的方程組，通過邊界條件即可求解，該方法能滿足工程設計要求[8～14]。本文設計一種高速旋轉(zhuǎn)超聲振動主軸，而變幅桿作為振動系統(tǒng)的一個重要部件，其結(jié)構(gòu)直接影響高速旋轉(zhuǎn)超聲主軸的結(jié)構(gòu)。本文基于超聲理論，解析法和有限元法相結(jié)合，
制造業(yè)自動化 2018年2期2018-03-14
- 基于有限元方法的階梯形超聲變幅桿的設計與修正
10016）超聲變幅桿在超聲技術(shù)、特別是功率超聲設備的振動系統(tǒng)中有著舉足輕重的地位，其主要作用是將機械振動的質(zhì)點位移或速度放大，或?qū)⒊暷芰考性谳^小的面積上，即具有聚能作用[1]。由于超聲換能器的輸出振幅只有幾微米，但在功率超聲加工領(lǐng)域所需振幅要達到幾十甚至幾百微米，所以換能器必須和變幅桿配合，才能輸出所需的振幅。按照振動方向可將變幅桿分為縱向振動、彎曲振動、扭轉(zhuǎn)振動三大類。其中，縱向振動變幅桿可分為簡單形和復合形，簡單形又可分為指數(shù)形、圓錐形、懸鏈形及
電加工與模具 2018年1期2018-03-12
- 堆料機變幅液壓系統(tǒng)設計
關(guān)鍵詞】堆料機；變幅；液壓系統(tǒng)中圖分類號： U415.51 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）32-0168-002DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.32.077【Abstract】Stacker reclaimer is used for limestone， clay mixture， coal and other materials equipment.It is a necess
科技視界 2018年32期2018-02-21
- 指數(shù)形超聲變幅桿放大理論分析
4)?指數(shù)形超聲變幅桿放大理論分析何 濤1，陳錫侯2(1.遵義職業(yè)技術(shù)學院 機電與信息工程系， 貴州 遵義 563000；2.重慶理工大學 機械檢測技術(shù)與裝備教育部工程研究中心， 重慶 400054)采用微元法建立指數(shù)形變幅桿的波動方程，分析連續(xù)縱振動的兩種邊界條件，結(jié)合邊界條件和分離變量法求解指數(shù)形變幅桿的波動方程，得到變幅桿在縱向的位移函數(shù)關(guān)系表達式，進而得到指數(shù)形變幅桿的放大倍數(shù)。為研究變幅桿幾何尺寸和振動頻率對放大倍數(shù)影響，選擇控制變量法對指數(shù)形變
重慶理工大學學報(自然科學) 2017年6期2017-07-06
- 雙紐線型起重機兩種類型變幅機構(gòu)的比較
型起重機兩種類型變幅機構(gòu)的比較李克勤1,姜翠香2(1湖北工業(yè)大學機械工程學院,湖北 武漢,430068; 2武漢科技大學理學院,湖北 武漢,430065)雙紐線型變幅機構(gòu)的特點是臂架和后搖桿活動范圍大、外觀和幾何形態(tài)特別、重心低.該雙紐線型變幅機構(gòu)有兩種型式:一種是后搖桿驅(qū)動型,另一種是臂架驅(qū)動型.運用反求設計和機構(gòu)學原理來分析該雙紐線型的兩種類型變幅機構(gòu),分析和研究它們的運動學和變幅力矩,并以一臺起重量為160 kN的該類型起重機加以驗證.變幅機構(gòu); 運
中國工程機械學報 2016年1期2016-12-13
- 超聲變幅桿的理論設計與ANSYS仿真分析
室 常小龍超聲變幅桿的理論設計與ANSYS仿真分析山西中北大學山西省先進制造技術(shù)重點實驗室常小龍本文以超聲波的傳播原理為理論基礎，根據(jù)牛頓定律得到變截面桿縱振動的波動方程。并由此計算了圓錐階梯型復合超聲變幅桿的尺寸，并用ANSYS軟件對所設計的變幅桿進行模態(tài)分析及諧響應分析，驗證了理論設計的合理性。超聲變幅桿 ；ANSYS模態(tài)分析；諧響應分析在超聲波加工中，變幅桿作為一個重要的部分，主要起兩個作用，即把放大振幅和超聲振動傳遞給負載［1］。超聲波引起變幅桿
河北農(nóng)機 2016年3期2016-09-19
- 振動鉆削用階梯形變幅桿動力學性能仿真分析
振動鉆削用階梯形變幅桿動力學性能仿真分析李占國①②劉丹①史堯臣①②(①長春理工大學機電工程學院，吉林 長春 130022；②長春大學機械工程學院，吉林 長春130022)階梯形變幅桿具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、放大倍數(shù)大等優(yōu)點，但通過傳統(tǒng)解析法所得變幅桿的實際諧振頻率及節(jié)點位置與理論設計值存在較大偏差，后期需進行大量修整工作。以變幅桿截面突變處添加的過渡圓弧及桿長為修整目標，利用有限元方法分析了過渡圓弧及桿長變化對放大倍數(shù)、節(jié)點位置、諧振頻率的影響規(guī)律，并得到
制造技術(shù)與機床 2016年4期2016-08-31
- 超聲變幅桿與杯型工具一體化設計
動理論，針對超聲變幅桿與杯型工具開展一體化設計研究。通過分析各段的振動模態(tài)，將超聲變幅桿和杯型工具的振動分為“縱-彎-縱”三個部分，分別建立三段位移和應力函數(shù)及邊界條件，推導得出超聲變幅桿和杯型工具的總體頻率方程。根據(jù)得到的總體頻率方程，設計出典型的超聲變幅桿和杯型工具。對所設計的超聲變幅桿和杯型工具的振動性能進行有限元分析和試驗測試，分析和試驗結(jié)果表明，超聲變幅桿和杯型工具諧振頻率的設計結(jié)果和有限元分析及測試結(jié)果的誤差均在10%以內(nèi)，驗證了所建立的超聲變
振動工程學報 2016年2期2016-07-20
- 塔式起重機的分數(shù)階滑模定位和防擺控制
塔機的回轉(zhuǎn)運動和變幅運動，提出了分層分數(shù)階滑模定位和防擺控制新方法。把塔式起重機防擺控制系統(tǒng)分為小車位移控制系統(tǒng)和負載擺角控制系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)，采用兩層分數(shù)階滑模面，分別設計分數(shù)階滑?？刂破骺刂票奂苄≤嚨奈灰啤⑵鹬乇鄣幕剞D(zhuǎn)角及負載的擺角。與傳統(tǒng)的整數(shù)階滑模控制方法相比，加快了系統(tǒng)的響應速度，增強了系統(tǒng)的魯棒性，改善了系統(tǒng)的控制性能，有效保證臂架小車精確定位和負載的消擺。仿真結(jié)果也表明分數(shù)階滑模控制是提高此系統(tǒng)控制性能的一種更有效的方法。關(guān)鍵詞：塔式起重機；回
太原科技大學學報 2016年1期2016-03-03
- 大型平臂塔式起重機緊繩裝置的研究
型平臂塔式起重機變幅鋼絲繩直徑及單位長度自重較大，通過人力緊繩非常困難，且緊繩效果不理想。研究用力矩電機驅(qū)動的新型緊繩裝置，建立了電機力矩與變幅鋼絲繩懸垂度之間的關(guān)系，提出了緊繩裝置各主要組成部分選取的基本原則并給出了相應的計算公式。平臂塔式起重機；變幅鋼絲繩；緊繩裝置；懸垂度；力矩電機水平臂小車變幅塔式起重機的變幅牽引鋼絲繩的下垂撓度過大時，將導致變幅小車啟制動與變幅機構(gòu)不同步，引起變幅小車運動不平穩(wěn)甚至吊重擺動［1-2］，影響塔機的正常作業(yè)，另外也可能
建筑機械化 2015年8期2015-11-04
- Dynamic study on ultrasonic horn
749366超聲變幅桿的動力學分析張興紅，陳鑫*，何濤，邱磊重慶理工大學 時柵傳感及先進檢測技術(shù)重慶市重點實驗室，重慶400054超聲變幅桿是功率超聲振動系統(tǒng)的重要組成部分，它的主要功能是把機械振動位移放大并把能量集中在較小的輻射面上，變幅桿的放大系數(shù)是超聲振動系統(tǒng)中的重要參數(shù)。用微元法建立圓錐形超聲變幅桿縱向振動的波動方程，用分離變量法和連續(xù)振動體的邊界條件求解超越波動方程，得到圓錐形超聲變幅桿放大系數(shù)與變幅桿的大小端直徑之比、長度以及外激頻率3個變量之
機床與液壓 2015年3期2015-11-03
- 倒錐形復合變幅桿的動力學分析
61）倒錐形復合變幅桿的動力學分析張明，衣春杰，趙方曉，毛蜀平（青島科技大學機電工程學院，山東青島266061）基于傳統(tǒng)圓截面變幅桿的設計理論，利用波的縱振動方程求解倒錐形復合變幅桿的諧振頻率、節(jié)點位置和放大系數(shù)等性能參數(shù)。利用WORKBENCH軟件的模擬仿真功能，建立倒錐形復合變幅桿的有限元模型，對變幅桿進行包括模態(tài)和諧響應在內(nèi)的動力學分析。通過分析變幅桿對稱面上的等效應力云圖，獲得變幅桿在工作狀態(tài)下應力集中的位置，為變幅桿的工藝優(yōu)化提供可靠的指導，同時
電加工與模具 2015年5期2015-10-31
- 超聲縱振動空心變幅桿的特性
統(tǒng)主要由換能器和變幅桿等部件組成。變幅桿起著聚集超聲能量、放大振幅和阻抗匹配等作用［1］。為了獲得大振幅的變幅桿，文獻［2］報道了外形為B樣條曲線的變幅桿，該變幅桿的振幅放大系數(shù)比傳統(tǒng)的懸鏈線變幅桿大41．1%，比貝塞爾曲線變幅桿大8．6%。Wang等［3］設計了貝塞爾曲線形變幅桿，仿真計算、測試表明貝塞爾曲線變幅桿的振幅放大倍數(shù)比傳統(tǒng)的懸鏈形變幅桿大71%。文獻［4］研究了5種形狀的變幅桿，仿真計算的結(jié)果說明階梯形和貝塞爾形變幅桿具有較大的放大系數(shù)。對于
陜西師范大學學報（自然科學版） 2015年4期2015-10-29
- 冪函數(shù)過渡段復合變幅桿振動特性的研究
系統(tǒng)通常是由超聲變幅桿、換能器和工具桿組成，其中變幅桿是決定聚集能量和放大振幅的最關(guān)鍵元件。目前對于各種單一形狀及其不同組合的變幅桿研究較多［1-6］，但對于三段以上變幅桿計算各性能參數(shù)時，如應用傳統(tǒng)計算方法，各參數(shù)的求解繁瑣、復雜。本文應用傳輸矩陣方法［5］，計算復合三段式冪函數(shù)變幅桿的頻率方程和放大系數(shù)，并以前后段長度相等為例作進一步分析，利用ANSYS軟件進行模態(tài)分析，結(jié)果表明，諧振頻率和放大系數(shù)模擬值與計算值誤差都較小，說明本文理論的正確性，其結(jié)果
機械制造 2015年5期2015-06-12
- 基于ADAMS的JVR300Z旋挖鉆機變幅機構(gòu)的動力學仿真
0Z 旋挖鉆機的變幅機構(gòu)采用平行四邊形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由動臂、三角架、支撐桿、動臂變幅油缸、桅桿、軸盤、桅桿變幅油缸等組成，如圖1 所示。變幅機構(gòu)的工作機制為:動臂變幅油缸和桅桿變幅油缸交替工作，調(diào)整旋挖鉆機變幅機構(gòu)的姿態(tài)，以滿足不同的鉆孔作業(yè)需求。在整個鉆孔作業(yè)過程中，鉆具所承受的反作用力均需通過鉆桿和桅桿傳遞至變幅機構(gòu)，再由變幅機構(gòu)經(jīng)回轉(zhuǎn)平臺和底盤傳遞至地面。這個過程中，計算旋挖鉆機的各鉸點和油缸的受力情況，進而驗證旋挖鉆機變幅機構(gòu)的設計合理性。目前對變幅
機床與液壓 2015年10期2015-04-25
- 超聲波加工中變幅桿的設計方法分析?
013）0 引言變幅桿在超聲波加工中被稱為超聲聚能器，在整個設備的振動系統(tǒng)中有著重要的作用。機械振動的質(zhì)點位移或速度通過變幅桿可以得到放大，同時在較小的面積上聚集超聲能量，起到聚能作用。超聲波加工中的換能器設備在頻率20kHz范圍內(nèi)振幅只有幾微米，但在超聲焊接、超聲金屬成型和某些超聲外科設備中，需要幾十到幾百微米的輻射面振動幅度，因此必須在換能器與工具頭之間連接超聲波變幅桿，把機械振幅放大到所需的要求。為了使超聲能量更有效地從換能器向負載傳輸，變幅桿還作為
機械工程與自動化 2014年5期2014-12-31
- 一種大振幅超聲變幅桿設計
18057)超聲變幅桿是功率超聲設備中的關(guān)鍵部件，主要用于實現(xiàn)能量傳輸和聚能的作用。在高聲強超聲如超聲加工、超聲焊接等應用中，輻射面一般需要幾十到幾百μm的振動幅度，通常在換能器上連接超聲變幅桿以實現(xiàn)其振幅的要求，因此對于變幅桿振幅放大的研究尤為重要[1]。按照振動類型，超聲變幅桿可以分為縱振、扭振、彎振和復合振動四類，其中，在功率超聲加工和處理中，縱振型應用最為普遍。按照母線形狀分類，常見的變幅桿有階梯[2-3]，指數(shù)[4]，圓錐[5]，懸鏈線[6]等類
振動與沖擊 2014年9期2014-09-05
- AZ31B擠壓變形鎂合金低周疲勞行為研究
，疲勞過程隨著應變幅的增加，滯回曲線的不對稱性均增強；在低應變幅下，位錯滑移為主要塑性變形機制；而在較高應變幅下，孿生-去孿生為主要變形機制；同一應變幅下，壓-壓非對稱低應變幅疲勞壽命最長，拉-壓對稱低應變幅疲勞壽命次之，拉-拉非對稱低應變幅疲勞壽命最短。AZ31B鎂合金；滯回曲線；位錯滑移；孿生-去孿生鎂合金具有密度低、比強度和比剛度高、良好的鑄造性能、較強的電磁屏蔽能力以及易于再生利用等一系列獨特的優(yōu)點，被譽為“2l世紀最具發(fā)展?jié)摿颓巴镜牟牧稀薄Ｆ浣Y(jié)
沈陽航空航天大學學報 2014年4期2014-08-29
- 解析法設計階梯型變幅桿可靠性研究＊
8）0 引言超聲變幅桿是連接換能器和工具的過渡元件，在不考慮工具負載的情況下，變幅桿的振動問題實際上是在換能器輸出端機械信號諧響應下的受迫振動問題。根據(jù)振動理論，要得到工具端面最大的振動幅值，應使得設計的變幅桿固有頻率和工作頻率相同，也即使得變幅桿在工作中達到諧振狀態(tài)［1］。目前，超聲變幅桿的設計主要采用解析法，這種方法雖然物理意義明確，但是這種方法設計出來的變幅桿往往需要修正，以往確定變幅桿的固有頻率通常采用試驗的方法，比較費時費力。有限元法是把具有無限
機械工程與自動化 2014年3期2014-05-07
- DQL型堆取料機斗輪存在問題的分析及對策
取。該堆取煤機的變幅機構(gòu)為整機平衡式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)大的優(yōu)點是：整機剛性好，動作平穩(wěn)；斗輪著地或液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時，臂架間不會因失去平衡而損壞設備；變幅采用雙油缸，運行可靠，可通過溢流閥實現(xiàn)過載保護，通過變量泵實現(xiàn)無級調(diào)速。一、DQL800/1200.30型堆取料機斗輪接地力與變幅機構(gòu)的關(guān)系圖1為DQL800/1200.30型堆取料機回轉(zhuǎn)平臺上部的結(jié)構(gòu)簡圖，從圖可知，配重裝置和前臂架(包含斗輪系統(tǒng))以鉸點的方式連接在門型座上，并通過幾組拉桿連接形成一套固定的
中國設備工程 2014年2期2014-02-26
- 超聲滾壓裝置中變幅器的仿真設計
聲電源、換能器、變幅桿、滾輪組成。其中超聲電源提供超聲頻的電信號，換能器將高頻電能轉(zhuǎn)換為機械振動，通過變幅桿將縱向振動傳至滾輪中心并放大振幅，在滾輪中心位置激發(fā)滾輪的超聲頻的彎曲振動，振動在滾輪邊緣達到最大。在變幅桿的節(jié)點處安裝軸承，通過軸承將變幅桿固定在夾具上，夾具固定在滾壓機工作臺上，實現(xiàn)對工件的超聲滾壓加工。在超聲滾壓裝置設計中，變幅桿和滾輪組成的變幅器的設計是一項關(guān)鍵的技術(shù)，變幅器設計的好壞起著至關(guān)重要的作用。對于超聲滾壓裝置中的變幅器設計，可以采
制造技術(shù)與機床 2013年8期2013-09-27
- 起重機變幅油缸定軸板螺栓的防剪切設計
作業(yè)時，主要通過變幅油缸的伸縮實現(xiàn)吊臂仰角和幅度的變化，以完成各種不同工況下的吊裝作業(yè)。吊臂與轉(zhuǎn)臺、轉(zhuǎn)臺與變幅油缸、變幅油缸與吊臂之間的鏈接鉸點，稱為起重機的三鉸點。吊臂根部鉸點和轉(zhuǎn)臺上鉸點之間通過銷軸連接，銷軸通過裝有螺栓的定軸板固定在轉(zhuǎn)臺上，吊臂可以繞銷軸轉(zhuǎn)動。變幅油缸上、下鉸點也分別與吊臂上鉸點和轉(zhuǎn)臺下鉸點通過銷軸連接，而銷軸則用相同的方式固定在吊臂上鉸點和轉(zhuǎn)臺下鉸點處。定軸板的主要作用是防止銷軸旋轉(zhuǎn)，如圖1所示。圖1 起重機三鉸點及銷軸固定1 定軸
建筑機械化 2013年10期2013-08-21
- 基于帶權(quán)重遺傳算法的工程變幅機構(gòu)優(yōu)化設計
410013）變幅機構(gòu)是工程機械賴以工作的核心元件，被廣泛應用于車載吊、水泥輸送泵、挖掘機等工程設備.對變幅機構(gòu)的設計主要集中在絞點位置、連桿和變幅油缸，其目的是為了盡量減小機械工作過程中變幅油缸受到的壓力［1］.為此，文獻［2］利用EXCEL表格實現(xiàn)了對三節(jié)點變幅機構(gòu)的幾何方程求解，當約束條件給定后，能迅速求解出鉸點位置；文獻［3］以三絞點模型分析了汽車起重機變幅機構(gòu)的絞點位置優(yōu)化設計方法，指出優(yōu)化后的變幅機構(gòu)能有效降低變幅過程中油路的壓力沖擊；文獻［
中國工程機械學報 2013年4期2013-05-25
- 考慮負載影響的階梯形超聲變幅桿動力特性
210016)變幅桿作為超聲加工系統(tǒng)的重要組成部分，主要實現(xiàn)能量傳輸和聚能作用。變幅桿的振動特性理論分析，通?；谄洳▌臃匠蹋蛇呏祮栴}定解［1－2］，通過模態(tài)分析研究放大系數(shù)、位移節(jié)點等。Mason［3］首次將變幅桿引入超聲加工系統(tǒng)，提出等效網(wǎng)絡分析法。在此基礎上，發(fā)展了用于解決復雜形狀變幅桿振動特性的傳輸矩陣法［4］，四端網(wǎng)絡法［5－6］，表觀彈性法［7］等。林仲茂［8］對常見形狀的變幅桿和復合變幅桿的振動特性進行了系列研究。近年來，有限元法廣泛應用
振動與沖擊 2012年4期2012-09-15
- 三維振動里茲法在變幅桿諧振特性分析中的應用研究
發(fā)生器、換能器、變幅桿以及加工工具或工件等組成，是超聲加工工藝系統(tǒng)的核心部件;振動系統(tǒng)性能直接影響著超聲加工質(zhì)量。超聲振動系統(tǒng)中變幅桿的主要作用是把機械振動的質(zhì)點位移或速度放大，或者將超聲能量聚集在較小面積上。變幅桿的設計能否實現(xiàn)超聲振動系統(tǒng)的諧振是振動系統(tǒng)設計的關(guān)鍵。目前，超聲加工技術(shù)中所應用變幅桿的設計是從一維變截面桿的運動方程出發(fā)忽略剪切變形和轉(zhuǎn)動慣量對振動的影響［2］，其工程應用局限于變幅桿橫向尺寸小于1/4縱波長。中小模數(shù)齒輪超聲加工中，加工分度
振動與沖擊 2012年18期2012-09-15
- 基于力耦合的非諧振單元組成的超聲變幅器設計
。此時超聲電源和變幅器有相同的諧振頻率，變幅器的結(jié)構(gòu)尺寸是由超聲振動系統(tǒng)的諧振頻率決定的。根據(jù)全諧振設計理論，變幅器可以按半波長及其整數(shù)倍分為變幅桿、圓盤等若干個振動單元，按照諧振頻率分別設計每個振動單元的結(jié)構(gòu)尺寸，并串聯(lián)組裝起來，振動系統(tǒng)會在這一頻率上諧振?；诖?，許多學者對單個變幅桿及圓盤振動特性進行了研究［2-5］。在超聲珩磨工藝中，變幅器作為加工工具的組成部分，其中的變幅桿和圓盤結(jié)構(gòu)尺寸可以由系統(tǒng)諧振頻率確定，可以用全諧振理論設計，而超聲珩齒工藝中
振動與沖擊 2012年11期2012-02-13
- 門座螺桿變幅機構(gòu)設計分析
6000門座螺桿變幅機構(gòu)設計分析王小棟大連重工·起重集團，遼寧大連 116000門座起重機的變幅機構(gòu)通常采用擺動臂架的角度來改變起重機的幅度。常見的變幅機構(gòu)驅(qū)動系統(tǒng)有：螺桿式驅(qū)動，齒條式驅(qū)動，液壓驅(qū)動，繩索滑輪式驅(qū)動等數(shù)種。本文對門座螺桿變幅機構(gòu)設計進行了分析。門座起重機；變幅機構(gòu)；設計分析1 概述門座起重機的變幅機構(gòu)通常采用擺動臂架的角度來改變起重機的幅度。常見的變幅機構(gòu)驅(qū)動系統(tǒng)有：螺桿式驅(qū)動，齒條式驅(qū)動，液壓驅(qū)動，繩索滑輪式驅(qū)動等數(shù)種。其中螺桿變幅機構(gòu)
科技傳播 2011年15期2011-01-09
- 新型超聲變幅桿的優(yōu)化設計
發(fā)生器、換能器、變幅桿和工具頭組成。在超聲振動系統(tǒng)工作過程中,由超聲換能器輻射面所產(chǎn)生的振幅較小,只有幾微米,而超聲加工所需要的振幅大約為幾十至幾百微米,這就需要通過變幅桿的放大與聚能作用將機械振動質(zhì)點的位移量和運動速度放大,并將超聲能量集中在較小的面積上。超聲變幅桿的性能主要是由變幅桿的共振長度 L、放大系數(shù) M P、形狀因數(shù) φ、位移節(jié)點 x、輸入力阻抗Z等參數(shù)加以描述的[1]。變幅桿的合理設計必須既能滿足以上各性能要求,保證超聲波加工,又能滿足變幅桿
電加工與模具 2010年1期2010-02-10