一、超声塑性加工系统的非线性动力学模型（论文文献综述）
张航[1]（2021）在《超声辅助内圆切片加工单晶硅机理与技术研究》文中提出内圆切片加工技术是单晶硅切片加工的主要方法之一,广泛应用于中、小尺寸硅片的切割和切片加工。现有内圆切片加工技术存在切片表面粗糙、锯缝材料浪费及后续抛光修整工作量大等技术缺陷,极大限制了其进一步应用和发展。本文依托国家自然科学基金“超声振动辅助高速精密内圆切片耦合动力学机理及应用技术研究”项目,以内圆切片加工技术为研究对象,从内圆刀片张紧机理研究和内圆切片加工动力学特性分析出发,开展超声辅助内圆切片加工单晶硅机理与技术研究工作。本文主要研究内容如下:（1）从板壳力学理论出发,建立了内圆刀片张紧过程的非线性大变形模型。运用强非线性方程组迭代算法求解了张紧产生的内圆刀片应力和侧向非线性变形,进而求解了刀片刚度和固有频率。利用有限元仿真验证了理论模型的正确性,利用该模型分析了张紧对内圆刀片位移、刚度和固有频率的影响规律。（2）根据加工中热传递过程建立了内圆刀片传热方程,利用傅里叶级数展开方法计算得到内圆刀片热分布。考虑刀片张紧、热分布以及刀片工件间相互作用,建立了关于内圆刀片的热-力-位移耦合动力学模型。基于该理论模型,讨论了切削参数和刀片参数对刀片振动位移、刚度和固有频率等特性的影响规律。（3）考虑内圆刀片动力学特性、机床结构和超声振动方向等因素,完成内圆切片加工用超声振动装置结构布局。基于铁木辛柯梁振动理论确定换能器和变幅杆初始尺寸,利用有限元方法对谐振频率进行优化。利用谐振型声发射传感器的高灵敏度特性和频率特性,测量了该超声振动装置的谐振频率。（4）基于压痕断裂力学理论,建立了超声辅助内圆切片加工过程中的水平切削力模型。利用单晶硅切削实验对理论切削力模型进行了实验验证,试验结果表明该模型计算的切削力与实际测试的切削力良好吻合。利用该切削力理论模型,全面分析了切削参数对切削力的影响规律。（5）设计了普通加工和超声辅助加工对比实验,测量了单晶硅切片表面微观形貌。分析了单晶硅切片表面材料去除机理,研究了主轴转速和进给速度对单晶硅切片表面粗糙度的影响。结果表明,在内圆切片加工中施加超声振动可提高材料塑性去除的比例,当前实验条件下切片表面粗糙度Sa的值平均降低约30%。
房善想[2]（2021）在《面向航空叶片表面超声强化的机器人运动规划与柔顺控制研究》文中指出航空发动机叶片的表面强化对提高发动机使用寿命和工作效率、提升飞机飞行安全具有重要意义。由于叶片的材料钛合金具有比强度高的特点,对其进行超声强化需要大振幅稳定输出的超声换能器。另外,为了提高超声强化的自动化水平和实现叶片表面的高精度强化加工,需要应用工业机器人装载强化装置以自动完成工艺过程,并且工业机器人工作时需要进行特定的运动规划以及接触力的柔顺控制。本文的研究内容包括四个部分。（1）可提供大振幅稳定输出的超声表面强化换能器研制。对于TC4钛合金的超声强化,需要换能器提供持续稳定的大振幅输出。采用稀土超磁致伸缩材料代替压电陶瓷来研制超声换能器,以Terfenol-D棒为核心元件设计复合振子,提高前后振速比与振动稳定性。通过复合振子模态分析,得到振型良好的固有频率,获得大振幅输出,同时稀土超磁致伸缩换能器的整体有限元磁场分析验证了其整体磁场封闭并且分布合理。经测试,所研制的换能器在方波20 k Hz的条件下,输出振幅可达11.3μm,测试材料强化区域的表面质量分布均匀良好,体现出换能器能够保持有效振幅的持续稳定输出。（2）基于超声表面强化动力响应的机器人运动规划。一方面构建关于TC4钛合金超声表面强化动力响应模型,获取强化过程中的工具头运动状态及压深信息。另一方面基于此响应模型对航空叶片表面超声强化路径点进行合理提取,使整体路径分布可根据叶片表面曲率自适应调整,在保证强化质量的同时提高效率。为描述超声强化工具头在机器人任务空间的位姿,建立机器人与末端超声强化装置的联合运动学模型,基于四元数球面立体插值法进行平滑的工具头姿态轨迹规划。通过算法仿真验证,得到适用于叶片表面超声强化的机器人运动规划方法。（3）机器人超声表面强化接触力柔顺控制。将机器人的位置控制和力控制进行解耦,采用智能控制方法对柔顺力控制装置的输出力进行控制,解决航空叶片表面超声强化作业过程中在多冲击与震荡工况环境下的接触力恒定控制问题。通过时域测定法对柔顺力控制装置系统进行参数辨识,获得其实验测定模型。将模糊PID控制器与RBF神经网络相结合进行柔顺力控制装置的输出接触力恒定控制,使控制器具有自适应性和智能性,改善系统的响应性能和跟随鲁棒性。该柔顺控制策略实现了对柔顺力控制装置系统的控制优化,有效提升柔顺控制器的静态特性和动态特性。（4）航空叶片的机器人超声表面强化实验。通过分析柔顺力控制系统的响应性能、控制精度与跟随鲁棒性,验证采用模糊RBF神经网络PID控制方法可以有效提高柔顺力控制装置输出力的响应性能,提高系统动态特性,实现系统的快速调节。设计响应曲面实验法,研究机器人超声强化加工主要工艺因素对强化后的表面粗糙度以及表面硬度的交互影响规律,并获取最优的加工参数组合。钛合金叶片表面经机器人超声强化后形成规则均匀的条纹状强化纹理,表面粗糙度由Ra2.7μm降低到Ra 0.8μm左右,表面硬度从585 HL提高到672 HL左右,表面残余压应力最大可达841 MPa,压应力层深度接近1.2 mm,从而为面向航空叶片表面超声强化的机器人运动规划及柔顺控制技术的实际应用提供可行性参考。
李伟[3]（2021）在《超磁致伸缩换能器输出稳定性研究》文中进行了进一步梳理由超磁致伸缩换能器所组成的超声振动加工系统长时间工作涡流损耗发热量大,影响换能器工作效率和输出振动的稳定性;同时,在有力负载的情况下超磁致伸缩换能器的输出会出现失稳甚至停振,严重限制了超磁致伸缩换能器在工业中的应用。因此,探究超磁致伸缩材料涡流损耗和力负载对超磁致伸缩换能器输出稳定性的影响规律,解决制约其应用的关键问题,以满足航空航天、国防军工等领域对超磁致伸缩超声振动加工的迫切需求。本文设计了用于超声旋压加工的超磁致伸缩换能器和纵弯耦合变幅器。采用有限元法探究了旋轮厚度、大径、小径以及圆角半径对变幅器纵弯耦合固有频率和轮缘振幅的影响,通过不断修正旋轮几何尺寸参数,最终确定了变幅器结构参数,并对其进行了振动试验。结果表明:旋轮的大径、小径、厚度和圆角半径对变幅器纵弯振型固有频率以及轮缘振幅有不同程度影响,其中旋轮厚度对变幅器纵弯耦合振型固有频率和轮缘振幅影响最大。此外,旋轮在发生纵弯耦合振动时存在节圆,其结构本身也具有一定增幅特性。对换能器整体进行结构动力学分析,验证了换能器结构设计的合理性。通过电磁场与温度场的联合仿真,探究了不同结构的超磁致伸缩棒的涡流损耗和换能器温升特性,为了进一步降低涡流损耗热效应,对比分析了风冷、油冷和水冷条件下换能器温度场分布。结果表明:对超磁致伸缩材料进行结构处理后,有效地抑制了超磁致伸缩材料的涡流效应,降低了超磁致伸缩棒的温度,减少了超磁致伸缩棒的热变形,提高了换能器工作的稳定性;各结构对涡流损耗抑制作用:切片处理>切缝处理>切割处理>未处理>内外切缝处理;油冷与水冷条件下,换能器降温明显,冷却效果良好,换能器最高温度在60℃左右,属于正常工作温度范围,在此条件下换能器能够稳定工作。采用空间三向力加载试验装置对换能器进行了静态力加载试验,探究了力负载对换能器电学参数的影响规律,并通过仿真与试验结合的方法分析了静态载荷对变幅器谐振频率和轮缘振幅的影响。结果表明:随着力负载的增大,换能器动态电感和动态电容发生变化,导致其谐振频率增大;换能器动态电阻随着力负载的增大而增大,导致振动系统无功功率增大,输出振幅减小。当轴向力大于750N或径向力大于550N时,力负载对输出振幅抑制作用明显,换能器几乎停振。相较于轴向力,换能器谐振频率对径向力更为敏感,径向力负载对换能器输出稳定性影响更为显着。研究结果为提高超磁致伸缩换能器输出稳定性提供了有效途径。
周嘉[4]（2021）在《超声辅助脉冲激光水下加工工艺研究》文中认为超声辅助水下脉冲激光加工技术是一种新兴的复合加工技术,该技术能有效减少材料加工表面的熔渣,提高金属材料和脆性材料的加工质量和加工效率。然而当超声波引入水下激光加工中,使加工过程中产生超声驱使流体流动、超声对空化气泡的影响、超声对材料熔池的影响、蒸发冲击、等离子体冲击等复杂的物理现象。本文在综述了超声辅助水下激光加工研究现状的基础上,对超声辅助水下脉冲激光加工中的机理进行深入分析,并对加工工艺参数的优化和选择进行研究。1.分析了超声辅助水下脉冲激光加工中多物理场的相互作用首次对超声辅助水下脉冲激光加工中的复合作用进行系统分析,主要包括:超声波对水的驱动作用,声流速度随着超声功率的增加而增加,随着水层厚度的增加而减小;理论计算了石英玻璃、水层、对激光束的干涉作用,得到了石英玻璃和水层对激光的总干涉作用很小。分析了等离子体的屏蔽效应和冲击作用,在本文中可以忽略等离子体屏蔽效应,然而等离子体产生的冲击压强对材料的刻蚀具有促进作用。根据考虑空化气泡的声流模型反推出了作用于加工区域的声压幅值大小,从而建立超声参数与空化气泡之间的联系。研究了超声振动速度对材料升温过程中熔池的影响,结果表明超声振动速度越小（即超声振动能量越小）对熔池影响越小,此外,研究了超声振动对不同脉宽激光加工中熔池的影响,结果表明在纳秒激光加工中超声振动对熔池影响很小。2.研究了超声辅助水下脉冲激光加工温度场和材料去除建立了超声辅助水下高频脉冲激光加工数值模型,并推导出数值模型中加工切槽深度、宽度与实验中切槽深度、宽度的数学关系。以单晶硅为试样,分析了加工过程中工件内部温度场分布和材料去除的变化,通过实验对所提出的数值模型进行验证,结果显示数值模型计算得到的结果与实验获得的结果误差为10%左右,因此,表明所提出的模型具有准确性、可行性和有效性。系统研究了超声功率、水层厚度和空泡干扰系数对材料加工过程中的温度场和材料去除的影响,结果表明,随着水层厚度的增加,材料加工表面处于高温的时间较短,从而材料去除率降低;超声功率对温度场的影响和材料去除影响较小;空泡干扰系数对材料内部的温度场和去除有较大的影响,随着空泡干扰系数的增加,材料内部的最大温度下降,甚至降到低于去除材料的温度。3.研究了超声辅助水下脉冲激光加工中材料内部微裂纹形成建立了热应力模型,以单晶硅为试样,分析了不同超声功率、不同水层厚度和空泡干扰系数对切槽底部微裂纹形成和扩展的影响,结果表明,不同超声功率获得的热应力基本一样;工件上的最大热应力随着水层厚度的增加而减少;空化气泡干扰系数增加,导致工件上的热应力降低。探讨了切槽深宽比与切槽底部微裂纹长度的关系,微裂纹长度与切槽深宽比变化趋势基本一致,说明切槽底部微裂纹形成符合弹性力学,因此,热应力模型假设为热弹性力学是可行的。分析了不同超声功率和不同水层厚度下等离子体冲击作用对于切槽底部微裂纹形成的影响,结果表明,等离子体对切槽底部裂纹形成的影响较小。此外,分析了不同超声功率和不同水层厚度下空化气泡脉动和溃灭冲击对切槽底部微裂纹形成的影响,结果表明,切槽底部裂纹长度随着超声功率的增加先减小后增加,随着水层厚度的增加先增加后减小。说明了空化气泡脉动和溃灭冲击是切槽底部微裂纹形成的主要原因。4.研究了超声辅助水下脉冲激光加工工艺参数的优化在前面章节分析的基础上,选取对加工效果影响较大且可控性较好的工艺参数进行实验,采用正交实验方法对加工中的工艺参数进行优化,并通过实验对最佳工艺参数组合进行了验证。此外,根据最佳工艺参数获得的切槽微观电镜图,验证了等离子体对切槽底部微裂纹形成的影响很小。根据不同实验条件中的空化气泡时间序列图,验证了空化气泡的干扰对加工效果影响较大。最后总结了不同工艺参数的工艺机理。
杨光远[5]（2021）在《柔性超声振动辅助加工系统的设计及实验研究》文中提出光学镜片、大型反射镜、精密轴承、仿生骨骼、涡轮机叶片、半导体器件等多种关键零部件影响着国民生活、国防事业与科技发展。提高核心零部件制造能力的关键在于提高技术与装备能力。以超声技术与磁流变技术为代表的先进加工技术与多种学科进行融合,分别在一定程度上提高了零件的表面精度与加工效率。超声加工技术具有高频冲击与断续切削特性,不仅能改善工件表面质量,还能改变其应力分布与减少热量产生。超声振动加工技术常用于刚性接触加工,在进行确定性抛光时求解力位耦合问题较难。因此本文主要关注在柔性控制方案下,超声振动辅助旋转加工技术的可行性,设计并制造了一套柔性超声振动加工装置,实现了垂直于端面的超声振动辅助旋转加工功能,开发控制程序,分别从理论与实验方面研究与证明了方案的可行性与装置的可靠性。（1）进行了工具系统的设计、分析与制造标定工作:应用小变形的欧拉伯努利梁理论建立不同典型圆锥曲线切口柔性铰链的柔度系数矩阵方程。应用弹性力学、塑性力学与断裂力学知识与有限元计算方法对装置结构件进行强度校核与模态分析,验证装置的结构可靠性。通过实验测试标定不同柔性铰链在不同超声电源输出下的振动输出大小。搭建气动系统的电气回路,标定关键元器件的输出精度,求得传感器输出补偿常数。（2）搭建了工具系统的控制程序:通过MATLAB/Simulink中的RTW平台建立控制系统与上位机的信道,设计一定脉冲移位周期与幅值的M序列输入信号辨识气动系统模型,获得气动系统的二阶传递函数表达式。使用遗传算法对所搭建的PID控制器进行优化,编写适用于二阶系统的控制器参数优化用户程序,简化参数整定流程。搭建了具有参数自动修正功能的自适应控制器,其可实时调整参数以适应不同工作状态。最后在不同输入信号下对比验证不同控制器的输出性能。（3）建立了材料去除模型与三维有限元仿真模型:推导超声振动与传统加工下的单磨粒去除几何模型,分析超声振动下的材料去除量与传统加工去除量的差别。使用有限元数值计算软件建立磨粒切削铝合金工件的有限元模型,以单因素试验法模拟传统加工与超声振动在不同工艺参数下的切削力,材料去除量,应力与温度变化规律。以Preston方程为基础分析柱形抛光头分别在具有轴向振动与无振动的情况下的理想去除函数。（4）使用工具系统完成了多组去除实验研究:验证工具系统的稳定性与可靠性,分析传统与超声振动加工方式之间的差异性。使用工具系统将铝合金工件的表面粗糙度降为10nm以下,进行单磨粒的低速刻划实验,从力学行为,切屑流动与去除深度等方面分析超声振动辅助刻划与传统刻划之间差异性。以单因素实验法分析一定压力下超声振动磨削与传统磨削的材料去除量以及去除量受工艺参数的影响规律及显着程度。以正交试验法分别展开红刚玉与羊毛工具头对铝合金工件的磨削与抛光实验,以田口分析法分析超声振动对不同工具头所加工工件的表面质量影响。
刘辉[6]（2021）在《轴向低频振动刀柄的设计与试验研究》文中研究表明深孔钻削因其封闭或半封闭的加工环境,一直是机械加工中的难点之一。轴向振动钻削技术能够有效解决深孔加工中断排屑难、钻削力大、切削温度高、孔加工质量差等诸多问题,受到国内外众多专家学者的广泛关注。振动钻削装置是实现轴向振动钻削的有效途径,因此设计一种可靠有效的振动钻削装置具有重要的工程意义。本文在国内外振动钻削技术发展和应用的基础上,重点围绕轴向低频振动钻削技术开展了以下研究:（1）通过建立轴向低频振动钻削数学模型,分析了轴向低频振动钻削的变厚、变速切削特性,并对轴向低频振动钻削下的完全几何断屑和不完全几何断屑进行了详细研究,总结得到在轴向低频振动钻削中,振动参数与切削参数的合理匹配可以有效控制切屑形态,提高断屑与排屑效果。（2）基于轴向低频振动钻削技术,设计了一套机械式定幅轴向低频振动刀柄,对其工作原理和整体安装进行了详细阐述,在此基础上建立了环形曲面模型,导出了振动系统工作曲面压力角公式,并对振动系统的频率进行了分析讨论,同时建立了振动系统的动力学方程,为振动刀柄的设计奠定了理论基础。（3）对金属材料的相对加工性,特别是无氧铜的切削加工性进行了研究,并运用ABAQUS有限元软件对无氧铜进行了普通钻削和轴向低频振动钻削的钻削过程仿真模拟,结果表明相比于普通钻削,轴向低频振动钻削中其枪钻所受的轴向力和扭矩都有所降低,并且切削效率有所提高,同时轴向低频振动钻削产生的切屑更短,更有利于其排出。（4）对无氧铜材料分别进行深孔普通钻削试验和自制振动刀柄下的轴向低频振动钻削试验,对比分析了两种钻削方式下加工过程状况、切屑形态、孔轴心线偏斜和内孔表面质量等情况,结果表明,无氧铜深孔普通钻削加工中,转速n=2000r/min,进给速度v=18mm/min时加工效果最好;在其轴向低频振动钻削加工中,转速n=2000r/min,进给速度v=45mm/min,振幅A=0.05mm,频率f=3次/r时加工效果最好。
杨春靓[7]（2021）在《铝/镁异质合金超声振动辅助搅拌摩擦焊接过程的数值分析》文中指出随着经济和社会发展对节能减排的要求越来越高,铝合金和镁合金等轻质材料在汽车、航空航天和高速列车等行业的应用愈加广泛。铝合金和镁合金的复合构件,可充分利用两者的优点,并弥补彼此的不足。但是,由于两种材料在晶体结构和物性参数等方面存在较大的差异,铝/镁异质合金的高质量连接面临特殊的挑战。本课题组研发了超声振动辅助搅拌摩擦焊（UVeFSW）新工艺,前期实验已证明,UVeFSW在焊接铝/镁异质合金时有独特优势。但是,铝/镁异质合金UVeFSW过程中存在复杂的多物理场耦合机制,超声振动对“热-力-流-质”行为的影响机制更为复杂。因此,建立铝/镁异质合金UVeFSW过程的数理模型,开展“声-热-流-力-质”多物理场的耦合数值分析,对于揭示超声振动对异质材料焊接成形的作用机理,实现超声能场在铝/镁异质合金UVeFSW工艺中的有效利用和推广应用,具有十分重要的理论意义和工程实用价值。建立了铝/镁异质合金搅拌摩擦焊接（FSW）过程的计算流体动力学（CFD）模型,采用多相流理论描述两种材料的传输、混合以及相应的产热、传热和塑性流动行为。在此基础上,为了提高异质材料混合与分布的预测精度,分别建立了考虑搅拌针下方局部湍流的修正模型和考虑材料物性参数和体积分数的非线性关系的修正模型,定量分析了焊核区异质材料流动、混合与分布规律。建立了考虑超声软化和残余硬化效应的声塑性本构方程,并分析了超声的软化与残余硬化效应在不同温度和应变率条件下对流动应力的影响规律。将声塑性本构方程用于铝合金UVeFSW的CFD模型中。数值计算结果表明,在搅拌针侧面附近的内环区域,同时考虑超声软化与残余硬化效应时,计算出的流动应力高于仅考虑声软化时的流动应力;但在外环附近,流动应力计算结果与前述情况相反,使得施加超声之后流动范围更宽,这与实验结果相一致。同时考虑超声软化与残余硬化效应后,材料流动的预测精度更高。基于超声减摩理论（UiFR）,定量计算并分析了搅拌头-工件接触面上不同相对方向的声致减摩效应对摩擦系数的作用效果。摩擦系数在搅拌头-工件接触界面的分布投影结果呈蝴蝶状,由超声减摩效应在前进侧和后退侧比在搅拌头前方更强。上述处理,改进了铝合金UVeFSW过程中产热和温度场的预测精度。将超声的声塑性和声致减摩等效应引入到考虑局部湍流的铝/镁异质合金FSW模型,建立了铝/镁异质合金UVeFSW模型,定量分析了超声场在铝/镁异质材料UVeFSW过程中的不对称性,超声声压、声能在铝合金一侧较强,在焊核区呈现花纹状分布。施加超声之后,搅拌头与工件接触面上的产热和剪切层内塑性变形产热均有所减少。由于声致减摩效应,搅拌头-工件接触面上的摩擦系数和热流密度分布呈现出“畸形”蝴蝶状。材料流动与分布的计算结果反映了超声振动对异质材料混合的促进效果与规律,并与实验结果吻合良好。最后,基于原子扩散理论,考虑铝/镁异质合金FSW过程中温度和位错的影响,初步建立了界面上金属间化合物层（IMCs）厚度的预测模型。结合温度、应变速率和位错密度随时间的变化,定量分析了焊接过程中特征时刻扩散系数和IMCs厚度的变化以及位错密度和温度在不同阶段对IMCs形成的作用机制。IMCs厚度预测结果与实测结果吻合较好。
刘申[8]（2020）在《基于丝材振荡的钛丝超声振动拉拔理论与实验研究》文中研究说明拉拔是金属胚料在外加拉力作用下被迫穿过一系列孔径递减的模具以实现截面缩减、形状改变或性能提升的塑性加工方法,主要应用于金属棒、线、管材等工业原材料的生产。钛及钛合金作为新兴的战略金属材料,在国防工业和国民经济中具有广泛的应用前景。然而,钛及钛合金属于难拉拔材料,其传统拉拔工艺存在诸多弊端。传统钛丝拉拔一般在高温下进行,涉及复杂的热处理、润滑处理和表面处理,耗能大且污染环境。加工中存在拉拔力大、易断丝等问题,且产品尺寸精度低、表面质量差,难以满足工业需求。超声振动有利于降低拉拔力、改善模具与丝材接间接触关系、减少丝材产品表面缺陷和提高生产效率,是一种重要的塑性加工手段。因此,开展钛及钛合金丝的超声振动拉拔研究对提高钛丝生产效率及理解超声振动在金属塑性成型中的作用机理有重要意义。尽管在金属棒、线、管材拉拔过程中施加超声振动可以带来诸多好处,但对于超声振动的作用机理,当前的研究还不够深入,缺少拉拔力的完整、定量理论推导。本文首先基于球形速度场理论和上限法推导常规拉拔力的解析数学模型。然后,在考虑丝材柔性的基础上根据应力波理论探讨丝材与模具间的接触关系,将超声振动丝材拉拔过程归结为移动弦的受迫振动问题,推导其微分方程。然后,基于超声振动的应力叠加学说,结合数学物理方法、应力波反射与叠加理论、弹塑性力学等知识对弦振动方程进行求解,分析弦上张力的变化规律。在此基础上,根据模具与收丝端间距的不同,分三种情况对不同拉拔速度和模具振幅下超声振动拉拔力及平均拉拔力进行计算。结果表明:模具位置一定时,超声振动拉拔力随模具振幅的增大而下降,随拉拔速度的增大而上升;当拉拔速度与模具振幅一定时,拉拔力的降低幅度受模具与收丝端间距的影响:当其接近超声振动在丝材中传播的半波长时降幅最大;接近其1/4波长时降幅最小。为解决单模具超声振动拉拔中丝材与模具减径区表面无法分离的问题,提出双模具超声振动拉拔的方法。第一道次加工为第二道次提供反向拉拔力,从而降低第二道次丝材与模具间的接触应力和摩擦应力,进而实现丝材与模具的周期性分离。为验证第3章中理论分析的正确性和双模具超声拉拔方法的可行性,在考虑丝材弹塑性的基础上,按照实际丝材长度在有限元软件中建立细长钛丝超声振动拉拔的轴对称有限元仿真模型。单模具超声拉拔仿真结果与理论分析（仅指数学建模相关理论分析,后文不再赘述）结果基本一致,揭示了拉拔力降低的原因是丝材上的张力波动。在超声振动作用下,常规拉拔时的连续加工过程转变为超声拉拔时的断续加工过程。一个模具振动周期被分割为加工阶段和非加工阶段,两者的时间占比受超声振幅和拉拔速度影响。存在某一由模具频率、振幅决定的临界速度,当拉拔速度大于该值时,施加超声振动不再引起拉拔力的降低。模具与收丝端间距对拉拔力的影响也与理论分析结果一致。双模具超声振动拉拔仿真结果表明:双模具拉拔中,两模具间会发生耦合;除模具振幅与拉拔速度外,总拉拔力及两道次拉拔力的分配还受模具振动方式、模具位置及两模具相位等因素的影响;在一定位置分布和相位下可实现两模具间振幅的相互叠加或抵消;满足一定条件时,双模具超声振动拉拔可有效减小第二道次模具与丝材间的接触应力和摩擦应力,实现丝材与模具减径区表面的周期性分离。在前述理论与仿真分析的基础上,研制了用于钛丝拉拔的纵向超声振动系统。通过模态分析研究了前端质量负载、中部过渡圆弧对变幅杆振动性能的影响,固定方式对换能器及超声振子振动性能的影响。仿真结果表明:附加前端质量会大大降低变幅杆的一阶纵振频率;开设过渡圆弧可提高阶梯变幅杆共振频率;与自由状态相比,节面固定后换能器和超声振子的频率均略有提升。通过谐响应分析和瞬态分析对换能器和超声振子的频域特性和时域特性进行预测。对装配后两性能接近的振子进行振型检测和阻抗测试,并对其输出端及模具位置处的振幅进行测试。检测和测试结果表明:在同一电源驱动下,两振子可实现同步振动,但其振幅较其各自工作时有所降低,共振频率也有所偏移。搭建了单模具和双模具超声振动拉拔实验平台,研究了拉拔速度、模具振幅及双模具拉拔中两模具振动方式、位置分布、相位差对拉拔力的影响规律。对实验结果、理论计算结果和仿真结果进行对比,三者呈现很好的一致性,证明了理论分析和有限元仿真模型的正确性和合理性。利用扫描电镜对拉拔后的钛丝进行表面形貌检测,结果表明:提高拉拔速度和施加较小幅度的超声振动均有利于去除丝材表面缺陷;但当模具振幅超过某一阈值后,超声振动引起的丝材表面质量提升效果有所减弱;该阈值随着拉拔速度的增加而上升。
牛善瑾[9]（2020）在《高速列车制动盘超声滚压强化仿真与实验研究》文中认为制动盘是陆路高速运载工具基础制动系统的核心元件。高速列车制动盘服役过程中产生的摩擦损耗、疲劳裂纹等损伤失效大大降低了制动系统的制动可靠性,影响列车运营安全。因此,进一步提高制动盘的耐磨性和稳定性势在必行。采用超声滚压工艺强化制动盘摩擦表面,实现表面力学性能改性,对于提高制动盘服役寿命具有重要意义。论文采用仿真与试验相结合的方法开展相关研究,具体工作及成果如下:（1）利用非线性动力学软件ANSYS/LS-DYNA,建立制动盘超声滚压宏观简化有限元模型,研究静压力、冲击次数对制动盘强化效果的影响;研究与分析等效应力场在冲击区域的分布以及表层塑性变形剧烈程度;研究与分析残余压应力在制动盘深度方向的分布规律,并与试验值相对比,验证了宏观模拟的有效性;研究与分析制动盘表面轮廓的演变以及冲击凹坑深度与静压力和冲击次数的关系规律;为得到制动盘表面硬度和耐磨性的影响因素,研究与分析等效应变表征制动盘加工硬化效果。（2）利用DEFORM-3D软件的MICROSTRUCTURE模块,研究与分析制动盘表层材料在超声滚压过程中的微观组织形貌演变过程;研究与分析位错密度、晶界及晶粒度的变化对制动盘材料微观组织结构的影响;研究与分析晶粒细化程度沿制动盘深度方向的分布规律,并与试验表层微观组织分布相对比,验证了微观模拟的有效性。微观组织模拟分析能较好的阐释了制动盘试样的宏观变形规律与超声滚压晶粒细化机制。（3）采用豪克能超声强化设备,设计制动盘超声滚压强化试验方案,利用多种表面性能测量设备,研究对比制动盘超声滚压前后的强化效果;研究与分析静压力、滚压次数和横向进给量参数对表面粗糙度、表面残余压应力以及表面硬度的影响规律;利用扫描电子显微镜,研究与分析制动盘表面形变层的微观组织形貌演变规律;并以细化层厚度为指标,观察了静压力、滚压次数对制动盘表层在深度方向上微观组织形貌的影响,从微观角度研究了制动盘超声滚压强化机理。论文仿真与试验均从宏观分析到微观组织形貌分析的研究思路。结果表明,超声滚压工艺能够达到现役高速列车制动盘材料所需的改性强化效果,进而提高了制动盘材料的综合机械性能,延长了制动盘服役寿命,增加了制动安全性。
罗红[10]（2020）在《微结构玻璃元件超声振动模压成型机理与关键技术研究》文中指出随着微光机电和生物微流控技术的发展,近年来具有衍射、减反、疏水或微流控功能的微结构玻璃元器件得到了越来越多的关注和应用。无机非晶玻璃材料相对于聚合物在光透性、热化学稳定性和生物相容性等方面有着天然优势,然而,其固有硬脆性和高软化温度也增大了其微结构去除加工与热成型难度。对于球面、非球面和光顺自由曲面玻璃透镜,目前主流的制造方式为精密模压成型;相对于传统去除加工技术,模压技术在玻璃材料利用率、加工精度和加工效率等方面具有突出优势。然而,对于V槽、矩形槽、金字塔、菲涅尔透镜等具有尖锐棱角或大深宽比的阵列式微结构玻璃元件,常规模压成型方式目前仍存在较大局限,主要表现为:（ⅰ）热压过程中玻璃在微细尺度模具沟槽内的流动和变形受阻,导致成型后玻璃微结构的充型率不足;（ⅱ）玻璃热压充型时间过长,整体变形反力过大,造成模压系统的效率和稳定性下降。针对上述技术局限,本文在常规模压中引入了功率超声振动技术,旨在通过超声频振动带来的热-机械综合效应改善玻璃在模具微槽内的流变充型能力,实现微细结构玻璃元件成型精度和成型效率的综合提升。然而,超声振动模压技术目前尚处于探索阶段,仍面临着玻璃材料参数不完备、成型机理不明确、工艺系统不稳定和工艺参数不匹配等关键科学/技术问题。为此,本文结合理论推演、材料表征、数值模拟和对比试验等科学手段,自下而上开展玻璃流变机理探索、成型设备开发与基础成型工艺研究,主要内容包括以下四个方面:（1）为获取模压温度范围内玻璃的热力学材料参数,以典型的D-ZK2低转化点光学玻璃为例,开展了热粘弹性理论分析与实验研究。首先,采用脉冲激振法确定了玻璃的高温初始模量;然后,通过压缩蠕变测试对玻璃-压杆界面的摩擦系数进行了量化,并根据摩擦量化结果对玻璃的蠕变数据进行理论修正,由此构建了低摩擦扰动的粘弹性应力松弛模型;最后,采用膨胀法和差示扫描热法测定了玻璃的热膨胀系数和比热容,并基于Tool-Narayanaswamy-Moynihan（TNM）模型对实验数据进行计算拟合,得到了玻璃的结构松弛参数,由此构建了系统完备的玻璃热粘弹性测试方法体系。（2）基于MSC.Marc有限元软件对D-ZK2玻璃压缩蠕变过程进行了数值模拟,验证了所测定的静态粘弹性参数的准确性。基于压缩蠕变仿真结果进行了玻璃退火模拟,分析了结构松弛行为对玻璃内应力的影响。考虑高频能量耗散效应及其耦合热效应,推导了动态热粘弹性理论模型。基于静态与动态热粘弹性模型,进行了玻璃微V槽阵列常规热压与超声振动热压数值模拟,动态展示了玻璃在模具微槽内的流变充型过程,理论揭示了叠加超声振动对玻璃微结构热压成型性能的改善机制。（3）为实现超声振动模压工艺流程,通过红外加热系统、伺服电缸加载系统、超声振动系统及冷却系统设计集成,自主开发了超声振动玻璃模压新装置。针对高温下振动部件的频率失谐问题,理论分析了变幅杆特征频率随温升的演变规律,由此提出了一种系统的高温频率调谐新方法。对高温负载下超声振动系统的谐振特性进行了原位测定,验证了频率调谐方法的有效性。对模压系统的轴向变形和上下模温差进行了实验测定,结果表明该模压系统具有良好的轴向刚度和加热均匀性,适用于绝大多数低Tg玻璃在高温低中载条件下的模压成型。（4）基于所开发模压装置,在不同速度和压力下开展了百微米级玻璃微槽阵列的常规模压与超声振动模压基础工艺试验;对比试验结果可知:超声振动可显着降低恒速模压中的模压力和恒力模压中的充型时间,提升玻璃在模具沟槽内的充型深度,验证了仿真分析中结果趋势的准确性。同时,通过对超声振动引起的上下模温差和界面摩擦变化进行量化分析,全面揭示了超声振动非均匀热软化效应和界面减摩效应对玻璃热粘弹性响应和微成型性能的作用机制。此外,采用工艺试验所确定的模压参数,开展了两类典型微结构阵列玻璃元件的超声振动模压应用实验,进一步证实了超声振动模压技术在微细结构玻璃元件高效精密制造领域的契合度和应用前景。
二、超声塑性加工系统的非线性动力学模型（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、超声塑性加工系统的非线性动力学模型（论文提纲范文）
（1）超声辅助内圆切片加工单晶硅机理与技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 内圆切片加工技术研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状及发展动态 |
| 1.2.2 国内研究现状及发展动态 |
| 1.2.3 内圆切片加工技术现存不足 |
| 1.3 超声辅助加工技术概况 |
| 1.4 本文研究目标与内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.4.3 本文研究脉络 |
| 第2章 内圆刀片张紧机理研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 内圆刀片张紧过程建模 |
| 2.2.1 刀片侧向位移 |
| 2.2.2 刀片刚度及稳定性 |
| 2.3 刀片张紧模型有限元验证 |
| 2.4 内圆刀片张紧特性分析 |
| 2.4.1 刀片位移及总张紧力 |
| 2.4.2 刀片刚度 |
| 2.4.3 刀片固有频率 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 内圆切片加工动力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 内圆刀片承载分析 |
| 3.3 切片动力学建模 |
| 3.3.1 传热模型 |
| 3.3.2 面内应力模型 |
| 3.3.3 侧向振动模型 |
| 3.4 内圆刀片动力学特性 |
| 3.4.1 温度分布 |
| 3.4.2 面内应力分布 |
| 3.4.3 侧向位移分布 |
| 3.4.4 固有频率和稳定性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 内圆切片加工超声振动装置开发 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超声辅助内圆切片加工机理 |
| 4.2.1 加工原理分析 |
| 4.2.2 材料去除机理 |
| 4.2.3 机械结构布局 |
| 4.3 超声振子结构设计 |
| 4.3.1 超声换能器 |
| 4.3.2 超声变幅杆 |
| 4.3.3 超声振子频率优化 |
| 4.3.4 超声振子装配 |
| 4.4 超声振子频率测试 |
| 4.4.1 弯曲超声振子频率测试装置开发 |
| 4.4.2 内圆切片加工用超声振子频率测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 超声辅助内圆切割单晶硅的切削力研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 切削力建模 |
| 5.2.1 建模方法和假设 |
| 5.2.2 单颗磨粒分析 |
| 5.2.3 水平切削力模型 |
| 5.3 切削力测试实验 |
| 5.3.1 实验台搭建 |
| 5.3.2 内圆刀片及工件 |
| 5.3.3 实验设计 |
| 5.3.4 切削力数据处理 |
| 5.4 测试结果及分析 |
| 5.4.1 断裂体积因子K_V |
| 5.4.2 水平切削力模型验证 |
| 5.4.3 切削参数对水平切削力的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 超声辅助内圆切割单晶硅的切片表面粗糙度研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 切片表面质量对比加工测试实验 |
| 6.2.1 单晶硅切片加工方案 |
| 6.2.2 单晶硅切片检测方案 |
| 6.3 切片表面质量对比分析 |
| 6.3.1 表面微观形貌 |
| 6.3.2 表面粗糙度值 |
| 6.4 主轴转速和进给速度对切片表面粗糙度影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 作者简介 |
| 科研成果 |
| 致谢 |
（2）面向航空叶片表面超声强化的机器人运动规划与柔顺控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 相关技术研究综述 |
| 1.2.1 航空叶片表面强化的研究现状 |
| 1.2.2 超声表面强化技术的研究现状 |
| 1.2.3 机器人自由曲面加工技术的研究现状 |
| 1.3 关键问题 |
| 1.4 研究内容 |
| 2 稀土超磁致伸缩换能器的研制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 面向航空叶片表面的机器人超声强化系统 |
| 2.3 稀土超磁致伸缩换能器的特性分析 |
| 2.3.1 换能器的整体结构分析 |
| 2.3.2 稀土超磁致伸缩材料特性分析 |
| 2.3.3 复合振子的振速比分析 |
| 2.4 稀土超磁致伸缩换能器的有限元分析 |
| 2.4.1 复合振子的模态分析 |
| 2.4.2 换能器的有限元磁场分析 |
| 2.5 稀土超磁致伸缩换能器的性能测试 |
| 2.5.1 换能器的电源选配 |
| 2.5.2 换能器的输出振幅测试 |
| 2.5.3 换能器的超声表面强化加工测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于超声表面强化动力响应的机器人运动规划 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 TC4 钛合金表面超声强化动力响应模型 |
| 3.2.1 TC4 钛合金的非线性等向强化与随动硬化本构模型 |
| 3.2.2 超声表面强化动力冲击响应 |
| 3.2.3 超声表面强化工具头运动状态仿真分析 |
| 3.3 面向航空叶片表面超声强化的机器人运动路径规划 |
| 3.3.1 超声强化工具头加工接触点规划 |
| 3.3.2 机器人超声强化路径行距规划 |
| 3.4 超声强化工具头在机器人运动空间中的位姿表达 |
| 3.4.1 机器人与末端超声强化装置的联合运动学分析 |
| 3.4.2 基于四元数球面立体插值的工具头姿态轨迹规划 |
| 3.5 叶片表面的机器人超声强化运动路径规划仿真 |
| 3.5.1 机器人超声表面强化系统坐标变换 |
| 3.5.2 机器人超声表面强化运动路径规划仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 机器人超声表面强化接触力柔顺控制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 机器人超声表面强化的力/位控制方法 |
| 4.3 柔顺力控制装置模型参数辨识 |
| 4.3.1 柔顺力控制装置传递函数模型 |
| 4.3.2 柔顺力控制装置传递函数模型参数辨识 |
| 4.4 柔顺力控制装置输出接触力的模糊PID控制 |
| 4.4.1 接触力的模糊控制 |
| 4.4.2 接触力的模糊PID控制方法 |
| 4.4.3 接触力模糊PID控制仿真研究 |
| 4.5 柔顺力控制装置输出接触力的模糊RBF神经网络PID控制 |
| 4.5.1 模糊RBF神经网络PID控制原理 |
| 4.5.2 接触力模糊RBF神经网络PID控制器设计 |
| 4.5.3 接触力模糊RBF神经网络PID控制仿真研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 航空叶片表面的机器人超声强化实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 柔顺力控制装置软硬件控制平台的实现 |
| 5.3 接触力柔顺控制算法实验研究 |
| 5.3.1 接触力柔顺控制算法实验方案 |
| 5.3.2 接触力阶跃响应实验 |
| 5.3.3 接触力正弦跟随实验 |
| 5.4 单条路径下柔顺力控制装置输出力控制算法实验研究 |
| 5.5 机器人超声表面强化加工参数优化实验研究 |
| 5.5.1 响应曲面设计法实验方案 |
| 5.5.2 回归方程模型的建立与分析 |
| 5.5.3 表面强化质量的响应曲面分析 |
| 5.6 钛合金航空叶片的机器人超声强化质量评价 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）超磁致伸缩换能器输出稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 弯曲振动研究现状 |
| 1.3 超磁致伸缩换能器涡流损耗研究现状 |
| 1.4 力负载对超声振动系统影响研究现状 |
| 1.5 研究内容及章节安排 |
| 2 超磁致伸缩超声换能器的设计 |
| 2.1 超磁致伸缩超声振动加工系统工作原理 |
| 2.2 超磁致伸缩换能器设计理论 |
| 2.3 纵弯耦合变幅器的设计与分析 |
| 2.3.1 基于等效四端网络法纵振变幅杆的设计 |
| 2.3.2 弯曲振动旋轮的设计 |
| 2.3.3 纵弯耦合变幅器动力学仿真 |
| 2.3.4 变幅器结构参数的确定 |
| 2.4 超声换能器的结构设计 |
| 2.5 超磁致伸缩换能器磁场设计 |
| 2.5.1 驱动磁场的设计 |
| 2.5.2 偏置磁场的设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 超磁致伸缩超声振动系统理论建模 |
| 3.1 磁化和磁致伸缩模型 |
| 3.1.1 磁化模型 |
| 3.1.2 磁致伸缩模型 |
| 3.2 超磁致伸缩超声振动系统动力学模型 |
| 3.2.1 无负载效应的超磁致伸缩超声振动加工系统动力学模型 |
| 3.2.2 考虑负载效应的超磁致伸缩超声振动加工系统动力学模型 |
| 3.3 力负载对换能器电学参数影响建模 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 超磁致伸缩换能器仿真分析 |
| 4.1 空载状态下换能器动力学仿真分析 |
| 4.1.1 换能器模态分析 |
| 4.1.2 换能器谐响应分析 |
| 4.2 有载状态下换能器动力学仿真分析 |
| 4.2.1 换能器预应力模态分析 |
| 4.2.2 换能器预应力谐响应分析 |
| 4.3 冲击载荷对变幅器振动的影响 |
| 4.3.1 轴向冲击载荷对变幅器振动的影响 |
| 4.3.2 径向冲击载荷对变幅器振动的影响 |
| 4.4 超磁致伸缩换能器热分析 |
| 4.4.1 超磁致伸缩棒涡流损耗分析 |
| 4.4.2 超磁致伸缩换能器温度场分析 |
| 4.4.3 不同冷却方式下换能器温度场分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 超磁致伸缩换能器振动输出试验分析 |
| 5.1 试验平台的设计 |
| 5.1.1 运动机构设计 |
| 5.1.2 施力机构设计 |
| 5.1.3 三向分力计算原理 |
| 5.2 超磁致伸缩换能器振动输出试验分析 |
| 5.3 力负载对超磁致伸缩换能器电学参数的影响 |
| 5.3.1 轴向力对换能器电学参数的影响 |
| 5.3.2 径向力对换能器电学参数的影响 |
| 5.4 力负载对超磁致伸缩换能器输出特性的影响 |
| 5.4.1 轴向力对换能器输出特性的影响 |
| 5.4.2 径向力对换能器输出特性的影响 |
| 5.5 力负载对超磁致伸缩换能器振幅稳定性影响 |
| 5.5.1 轴向力对换能器振幅稳定性的影响 |
| 5.5.2 径向力对换能器振幅稳定性的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
（4）超声辅助脉冲激光水下加工工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 论文研究背景和意义 |
| §1.2 激光加工研究现状 |
| §1.3 水辅助激光加工研究现状 |
| §1.3.1 水下激光加工 |
| §1.3.2 水射流激光加工 |
| §1.3.3 水导激光加工 |
| §1.4 超声辅助激光加工研究现状 |
| §1.4.1 超声辅助激光空气中加工 |
| §1.4.2 超声辅助激光水环境中加工 |
| §1.5 存在的问题 |
| §1.6 本文主要研究内容和组织结构 |
| §1.6.1 主要研究内容 |
| §1.6.2 本文的组织结构 |
| 第二章 超声辅助水下脉冲激光加工多物理场作用研究 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 激光与工件的相互作用 |
| §2.3 超声波对水的驱动作用 |
| §2.4 水对材料的冷却作用 |
| §2.5 石英玻璃和水层对激光束的干涉作用 |
| §2.5.1 水层对激光反射和吸收 |
| §2.5.2 石英玻璃和水层对激光折射 |
| §2.6 等离体屏蔽效应与冲击作用 |
| §2.6.1 等离子体产生 |
| §2.6.2 等离子体屏蔽效应 |
| §2.6.3 等离子体冲击作用 |
| §2.7 空化气泡对激光束的干涉与冲击作用 |
| §2.7.1 空化气泡对激光束的干涉作用 |
| §2.7.2 空化气泡对工件材料的冲击作用 |
| §2.8 超声振动对熔池的影响作用 |
| §2.8.1 固/液相变界面追踪 |
| §2.8.2 液/气相变界面追踪 |
| §2.8.3 作用力及热源模型 |
| §2.8.4 计算模型及边界条件 |
| §2.8.5 计算结果分析 |
| §2.9 本章小结 |
| 第三章 超声辅助水下脉冲激光加工温度场与材料去除研究 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 温度场与去除模型建立 |
| §3.2.1 高频率脉冲激光加工示意图 |
| §3.2.2 控制方程 |
| §3.2.3 初始条件和边界条件 |
| §3.2.4 材料的物理性质 |
| §3.2.5 网格剖分 |
| §3.2.6 方程求解 |
| §3.3 实验设计 |
| §3.3.1 实验设备及材料 |
| §3.3.2 实验方案 |
| §3.4 结果与讨论 |
| §3.4.1 材料内部温度场及去除演变分析 |
| §3.4.2 仿真结果验证 |
| §3.4.3 超声功率对材料内部温度场和材料去除分析 |
| §3.4.4 水层厚度对材料内部温度场和材料去除分析 |
| §3.4.5 空化气泡干扰系数对材料内部温度场和材料去除分析 |
| §3.5 本章小结 |
| 第四章 超声辅助水下脉冲激光加工微裂纹研究 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 实验系统 |
| §4.3 模型建立 |
| §4.3.1 温度场求解 |
| §4.3.2 热应力求解 |
| §4.4 结果与讨论 |
| §4.4.1 超声功率对裂纹形成的影响分析 |
| §4.4.2 水层厚度对裂纹形成的影响分析 |
| §4.4.3 空化气泡干扰系数对裂纹形成的影响分析 |
| §4.5 本章小结 |
| 第五章 超声辅助水下脉冲激光加工工艺参数优化研究 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 正交设计实验制备及实验方法 |
| §5.3 结果与讨论 |
| §5.3.1 实验结果的极差分析 |
| §5.3.2 实验结果的方差分析 |
| §5.3.3 加工的最优方案 |
| §5.4 最佳工艺参数实验验证 |
| §5.4.1 每种指标对应的最优工艺参数实验验证 |
| §5.4.2 四种指标综合权衡的最优工艺参数实验验证 |
| §5.4.3 空化气泡影响重要性验证 |
| §5.5 超声辅助水下脉冲激光加工机理分析 |
| §5.6 本章小结 |
| 第六章 总结及展望 |
| §6.1 总结 |
| §6.2 创新点 |
| §6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士研究生阶段主要研究成果 |
（5）柔性超声振动辅助加工系统的设计及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 超声振动辅助加工技术研究进展 |
| 1.3 超声振动辅助加工装置研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 柔性超声振动加工装置设计 |
| 2.1 装置结构及工作原理 |
| 2.1.1 装置系统结构及硬件组成 |
| 2.1.2 装置工作原理 |
| 2.2 双超声激励工具头的运动轨迹 |
| 2.3 超声振动装置研究 |
| 2.3.1 单轴典型柔性铰链柔度分析 |
| 2.3.2 柔性铰链的设计及静力分析 |
| 2.3.3 柔性铰链的动力学分析 |
| 2.3.4 柔性铰链的性能测试 |
| 2.4 气动系统设计 |
| 2.4.1 气动系统装置及技术参数 |
| 2.4.2 气动系统硬件及标定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 柔性超声振动装置的控制理论与实验 |
| 3.1 气动系统控制原理与系统模型建立 |
| 3.2 系统控制流程与控制器设计原理 |
| 3.2.1 系统模型辨识 |
| 3.3 气动系统控制策略 |
| 3.3.1 遗传算法PID控制器设计 |
| 3.3.2 模糊在线优化PID控制器设计 |
| 3.4 气动系统控制实验研究 |
| 3.4.1 不同幅值阶跃信号实验 |
| 3.4.2 不等宽方波信号实验 |
| 3.4.3 斜坡信号实验 |
| 3.4.4 正弦信号实验 |
| 3.4.5 实验结论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 超声振动辅助加工去除机理研究 |
| 4.1 旋转超声振动单磨粒几何模型 |
| 4.2 单磨粒中高速切削数值模型 |
| 4.2.1 单磨粒切削物理模型与力学模型 |
| 4.2.2 数值仿真试验方案设计 |
| 4.3 单磨粒切削试验结果分析 |
| 4.3.1 单磨粒切削力 |
| 4.3.2 高频振动特性与应力分布 |
| 4.3.3 材料去除量 |
| 4.3.4 温度变化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于超声振动辅助加工工具系统的实验研究 |
| 5.1 实验装置与工件材料制备 |
| 5.2 超声振动辅助单磨粒刻划实验研究 |
| 5.2.1 实验设计 |
| 5.2.2 实验结果分析 |
| 5.3 超声振动辅助端面磨削去除实验研究 |
| 5.3.1 超声振动辅助加工去除函数 |
| 5.3.2 实验设计 |
| 5.3.3 实验结果分析 |
| 5.4 超声振动辅助端面磨抛表面质量研究 |
| 5.4.1 表面质量评价 |
| 5.4.2 实验设计 |
| 5.4.3 实验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录一 不同切口柔性铰链柔度计算公式 |
| 附录二 单磨粒传统加工与超声振动仿真结果 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）轴向低频振动刀柄的设计与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 章节安排 |
| 1.5 创新点 |
| 第二章 轴向低频振动钻削理论研究 |
| 2.1 振动钻削的分类 |
| 2.2 轴向低频振动钻削的运动学特性 |
| 2.2.1 轴向低频振动钻削的运动方程 |
| 2.2.2 轴向低频振动钻削的变厚切削特性 |
| 2.2.3 轴向低频振动钻削的变速切削特性 |
| 2.3 轴向低频振动钻削断屑分析 |
| 2.3.1 钻削断屑方式 |
| 2.3.2 轴向低频振动钻削下的完全几何断屑 |
| 2.3.3 轴向低频振动钻削下的不完全几何断屑 |
| 2.4 轴向低频振动钻削参数的合理选取 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 轴向低频振动刀柄的设计与分析 |
| 3.1 振动刀柄的工作原理与整体安装 |
| 3.2 振动刀柄的振动系统理论分析 |
| 3.2.1 振动系统环形曲面模型的建立 |
| 3.2.2 振动系统工作曲面的压力角 |
| 3.2.3 不同驱动环对系统频率的影响 |
| 3.2.4 振动系统动力学模型的建立 |
| 3.3 关键部件的设计与分析 |
| 3.3.1 输入轴的设计与分析 |
| 3.3.2 输出轴的设计与分析 |
| 3.3.3 复位弹簧的设计与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于ABAQUS的轴向低频振动钻削有限元仿真 |
| 4.1 金属材料的切削加工性 |
| 4.1.1 金属材料的相对加工性 |
| 4.1.2 无氧铜的切削加工性 |
| 4.2 有限元理论知识 |
| 4.2.1 有限元基本思想 |
| 4.2.2 有限元法分析基本步骤 |
| 4.2.3 ABAQUS软件介绍 |
| 4.3 无氧铜轴向低频振动钻削和普通钻削仿真对比 |
| 4.3.1 轴向低频振动钻削参数的设定 |
| 4.3.2 轴向低频振动钻削和普通钻削仿真前处理 |
| 4.3.3 轴向低频振动钻削和普通钻削仿真结果对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 轴向低频振动钻削加工试验 |
| 5.1 试验目的 |
| 5.2 无氧铜深孔加工试验设备与辅助仪器 |
| 5.3 无氧铜深孔钻削加工试验对比 |
| 5.3.1 试验刀具和工艺 |
| 5.3.2 试验方案与结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（7）铝/镁异质合金超声振动辅助搅拌摩擦焊接过程的数值分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 Al/Mg异质合金FSW的研究现状 |
| 1.2.1 FSW工艺概述 |
| 1.2.2 Al/Mg异质合金FSW面临的特殊问题 |
| 1.2.3 Al/Mg异质合金FSW的研究现状 |
| 1.3 超声辅助搅拌摩擦焊接UVeFSW |
| 1.3.1 超声的施加方式 |
| 1.3.2 Al/Mg异质合金UVeFSW |
| 1.3.3 超声对塑性变形材料的作用 |
| 1.4 FSW/UVeFSW工艺过程的数值模拟 |
| 1.4.1 FSW过程模拟的两类方法 |
| 1.4.2 异质材料FSW过程的数值模拟 |
| 1.4.3 UVeFSW过程的数值分析 |
| 1.4.4 IMCs形成与厚度的预测 |
| 1.5 尚未解决的主要问题 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 Al/Mg异质合金FSW材料流动与传热过程的数值模型 |
| 2.1 Al/Mg异质合金FSW焊接工艺实验 |
| 2.2 几何模型与控制方程 |
| 2.2.1 几何模型 |
| 2.2.2 控制方程组 |
| 2.2.3 VOF方程的离散-Modified HRIC Scheme |
| 2.3 产热模型与边界条件 |
| 2.3.1 热源模型 |
| 2.3.2 热边界条件 |
| 2.3.3 速度边界条件 |
| 2.4 适用于Al/Mg异质合金FSW的本构方程 |
| 2.5 数值分析结果与实验验证 |
| 2.5.1 数值实现 |
| 2.5.2 水平截面的材料分布与混合 |
| 2.5.3 横截面上材料分布与混合 |
| 2.5.4 温度场 |
| 2.5.5 速度场 |
| 2.6 考虑局部湍流对模型的修正 |
| 2.6.1 考虑局部湍流的模型改进 |
| 2.6.2 局部湍流对材料流动和分布的影响 |
| 2.7 确定焊核区物性参数的FGM方法 |
| 2.7.1 考虑体积分数指数的VOF模型 |
| 2.7.2 体积分数指数对混合区材料性能的影响 |
| 2.7.3 体积分数指数对异质合金FSW焊缝材料分布的影响 |
| 2.7.4 变体积分数指数的VOF模型及预测结果 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 考虑声软化与残余硬化效应的UVeFSW模型 |
| 3.1 UVeFSW工艺原理与实验 |
| 3.2 考虑声软化与残余硬化效应的UVeFSW模型 |
| 3.3 考虑声软化与残余硬化效应的声塑性本构方程 |
| 3.4 超声场的数值分析 |
| 3.5 UVeFSW模型与其他特殊问题 |
| 3.6 数值分析结果与实验验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 考虑超声减摩效应的UVeFSW数值模型 |
| 4.1 金属塑性成形中的超声减摩效应 |
| 4.2 UVeFSW过程中考虑超声减摩效应后的摩擦系数 |
| 4.3 超声产热模型的改进 |
| 4.4 CFD模型的其他设置及相关验证实验 |
| 4.5 数值分析结果和实验验证 |
| 4.5.1 超声振动对摩擦系数的影响 |
| 4.5.2 超声振动对FSW温度场和材料流动的作用 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 Al/Mg异质合金UVeFSW多场耦合模型 |
| 5.1 工艺试验与模型建立 |
| 5.2 Al/Mg异质合金UVeFSW的超声场 |
| 5.3 超声振动对摩擦系数的影响 |
| 5.4 超声振动对产热与温度分布的影响 |
| 5.5 超声振动对材料流动与混合的影响 |
| 5.6 超声振动对应变率的影响 |
| 5.7 超声振动对材料流动速度场的影响 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 Al/Mg FSW界面上金属间化合物层的预测 |
| 6.1 Al/Mg异质合金FSW时IMCs的形成 |
| 6.2 Al/Mg异质合金FSW热力过程的宏观模型 |
| 6.3 基于原子扩散的IMCs预测模型 |
| 6.4 IMCs厚度的预测结果 |
| 6.5 IMCs厚度的实验验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表的论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 攻读博士学位期间的获奖情况 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）基于丝材振荡的钛丝超声振动拉拔理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的来源及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题的来源 |
| 1.1.2 研究的目的和意义 |
| 1.2 超声振动拉拔技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 超声振动拉拔机理研究 |
| 1.2.2 超声波振动拉拔仿真研究 |
| 1.2.3 超声波振动拉拔实验研究 |
| 1.3 当前研究中存在的不足 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 第2章 面向细长丝拉拔的超声振子的研制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超声振子的设计 |
| 2.2.1 超声振子的总体设计 |
| 2.2.2 超声换能器和超声变幅杆的设计 |
| 2.3 超声振动系统的有限元分析 |
| 2.3.1 压电换能器的有限元分析 |
| 2.3.2 超声变幅杆的有限元分析 |
| 2.3.3 超声振子的有限元分析 |
| 2.4 超声振动系统的检测与测试 |
| 2.4.1 振型检测 |
| 2.4.2 阻抗测试 |
| 2.4.3 输出振幅测试 |
| 2.4.4 超声电源测试 |
| 2.4.5 模具振幅计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 单模具超声振动拉丝的数学建模与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 常规拉拔的数学建模 |
| 3.3 超声振动拉拔的数学建模 |
| 3.3.1 模具与丝材接触关系 |
| 3.3.2 移动弦受迫振动方程 |
| 3.3.3 振动方程求解 |
| 3.3.4 弦振荡过程分析 |
| 3.3.5 模具位置对弦上张力的影响 |
| 3.4 超声振动拉拔力的计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 钛丝超声振动拉拔的仿真研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单模具纵向超声振动拉拔的有限元分析 |
| 4.2.1 单模具超声振动拉拔有限元模型的建立 |
| 4.2.2 模具位置对拉拔力的影响 |
| 4.2.3 超声振动幅值对拉拔力的影响 |
| 4.2.4 拉拔速度对拉拔力的影响 |
| 4.2.5 摩擦因数对拉拔力的影响 |
| 4.2.6 超声振动对模具附近丝材应力分布的影响 |
| 4.3 双模具纵向超声振动拉拔过程的有限元分析 |
| 4.3.1 双模具超声振动拉拔原理 |
| 4.3.2 双模具超声振动拉拔有限元模型的建立 |
| 4.3.3 反拉力对拉拔过程的影响 |
| 4.3.4 模具位置分布对超声振动拉拔过程的影响 |
| 4.3.5 模具相位对拉拔过程的影响 |
| 4.3.6 模具振幅和拉拔速度对拉拔过程的影响 |
| 4.3.7 模具附近丝材的应力分布情况 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 钛丝超声振动拉拔实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超声振动拉拔实验平台的搭建 |
| 5.2.1 实验系统的设计 |
| 5.2.2 实验系统的基本参数和调试 |
| 5.3 单模具超声振动拉拔实验 |
| 5.3.1 单模具超声振动实验系统的搭建 |
| 5.3.2 常规拉拔力的变化规律 |
| 5.3.3 超声振动平均拉拔力的变化规律 |
| 5.3.4 单模具超声拉拔对丝材表面形貌的影响 |
| 5.4 双模具超声振动拉拔实验 |
| 5.4.1 双模具超声振动拉拔实验系统搭建 |
| 5.4.2 双模具常规拉拔力的变化规律 |
| 5.4.3 超声振动平均拉拔力的变化规律 |
| 5.4.4 双模具超声拉拔对丝材表面形貌的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）高速列车制动盘超声滚压强化仿真与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 制动盘研究现状 |
| 1.2.1 制动盘材料发展现状 |
| 1.2.2 制动盘损伤失效问题 |
| 1.2.3 制动盘强化研究现状 |
| 1.3 超声滚压强化研究概述 |
| 1.3.1 超声滚压仿真研究现状 |
| 1.3.2 超声滚压实验研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 超声滚压强化机制与设备 |
| 2.1 加工原理与设备 |
| 2.1.1 超声滚压加工原理 |
| 2.1.2 豪克能设备 |
| 2.2 超声滚压理论基础 |
| 2.2.1 弹性半空间模型 |
| 2.2.2 赫兹接触理论模型 |
| 2.3 超声滚压晶粒细化机制 |
| 本章小结 |
| 第三章 制动盘超声滚压动力学仿真研究 |
| 3.1 超声滚压有限元模型建立 |
| 3.1.1 超声滚压简化模型 |
| 3.1.2 材料本构模型与材料属性 |
| 3.1.3 定义材料接触与施加载荷 |
| 3.2 超声滚压残余应力场仿真分析及验证 |
| 3.2.1 超声滚压过程等效应力分析 |
| 3.2.2 超声滚压后残余应力场分布特点 |
| 3.2.3 残余应力场仿真模拟及验证 |
| 3.2.4 静压力对残余应力场的影响 |
| 3.2.5 冲击次数对残余应力场的影响 |
| 3.3 超声滚压表面形貌分析 |
| 3.3.1 静压力对表面形貌的影响 |
| 3.3.2 滚压次数对表面形貌的影响 |
| 3.4 超声滚压表层加工硬化分析 |
| 3.4.1 不同冲击次数下沿厚度方向的等效塑性应变分布 |
| 3.4.2 不同静压力下沿厚度方向的等效塑性应变分布 |
| 本章小结 |
| 第四章 制动盘超声滚压晶粒细化仿真研究 |
| 4.1 有限元模型建立 |
| 4.2 微观组织(CA)模拟 |
| 4.3 组织细化模拟结果与分析 |
| 4.3.1 特征点的组织形貌演变过程 |
| 4.3.2 位错密度变化分析 |
| 4.3.3 晶界演化分析 |
| 4.3.4 特征点深度方向晶粒度分析 |
| 4.3.5 超声滚压试验表层微观组织结构分布 |
| 本章小结 |
| 第五章 制动盘超声滚压强化试验研究 |
| 5.1 试验材料 |
| 5.2 试验方案设计 |
| 5.3 表面性能测试分析方法 |
| 5.3.1 粗糙度测量 |
| 5.3.2 表层残余应力测量 |
| 5.3.3 表面硬度测量 |
| 5.3.4 金相制备与观察设备 |
| 5.4 工艺参数对表面粗糙度的影响分析 |
| 5.4.1 静压力对表面粗糙度的影响 |
| 5.4.2 滚压次数对表面粗糙度的影响 |
| 5.4.3 横向进给量对表面粗糙度的影响 |
| 5.5 工艺参数对表面残余压应力的影响分析 |
| 5.5.1 静压力对表面残余压应力的影响 |
| 5.5.2 滚压次数对表面残余压应力的影响 |
| 5.5.3 横向进给量对表面残余压应力的影响 |
| 5.6 工艺参数对表面硬度的影响分析 |
| 5.6.1 静压力对表面硬度的影响 |
| 5.6.2 滚压次数对表面硬度的影响 |
| 5.6.3 横向进给量对表面硬度的影响 |
| 5.7 工艺参数对表层金相微观组织的影响分析 |
| 5.7.1 静压力对微观组织细化层的影响 |
| 5.7.2 滚压次数对微观组织细化层的影响 |
| 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）微结构玻璃元件超声振动模压成型机理与关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 物理符号含义对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 微结构玻璃元件特点及应用 |
| 1.1.2 玻璃微制造方法与技术趋势 |
| 1.1.3 研究意义与研究目标 |
| 1.2 无机玻璃微制造相关技术研究现状 |
| 1.2.1 玻璃机械微加工技术 |
| 1.2.2 玻璃高能束加工技术 |
| 1.2.3 玻璃微刻蚀加工技术 |
| 1.2.4 玻璃增材微制造技术 |
| 1.2.5 玻璃微热塑成型技术 |
| 1.2.6 技术对比与总结 |
| 1.3 微结构玻璃元件模压相关技术研究进展 |
| 1.3.1 常规玻璃模压技术现状与变革 |
| 1.3.2 超声振动模压技术研究进展 |
| 1.3.3 超声振动模压存在的关键问题 |
| 1.4 论文研究内容与结构 |
| 1.4.1 研究内容与技术路线 |
| 1.4.2 研究主要工作安排 |
| 第2章 玻璃热粘弹性理论分析与测试表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 低转化点光学玻璃特点及测试指标 |
| 2.3 玻璃初始模量脉冲激振测试 |
| 2.3.1 脉冲激振测试原理及方法 |
| 2.3.2 玻璃脉冲激振测试过程 |
| 2.3.3 脉冲激振测试结果与讨论 |
| 2.4 低摩擦扰动的玻璃蠕变测试新方法 |
| 2.4.1 界面摩擦系数量化方法 |
| 2.4.2 应力修正与热粘弹性表征方法 |
| 2.4.3 玻璃高温压缩蠕变测试过程 |
| 2.4.4 界面摩擦量化结果与讨论 |
| 2.4.5 玻璃粘弹性计算结果与讨论 |
| 2.4.6 玻璃热流变特性测试分析 |
| 2.5 玻璃结构松弛特性测试表征 |
| 2.5.1 玻璃热膨胀测试与分析 |
| 2.5.2 玻璃比热容测试与分析 |
| 2.5.3 玻璃结构松弛特性解析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 玻璃粘弹性特性与微成型性能数值分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 玻璃蠕变与结构松弛特性数值分析 |
| 3.2.1 玻璃压缩蠕变有限元模拟 |
| 3.2.2 粘弹性模型精度对比分析 |
| 3.2.3 玻璃退火过程有限元模拟 |
| 3.3 微结构常规热压成型数值模拟分析 |
| 3.4 微结构超声振动热压数值模拟分析 |
| 3.4.1 玻璃动态热粘弹性理论模型 |
| 3.4.2 热力耦合数值模拟与分析 |
| 3.5 玻璃微结构成型性能对比分析 |
| 3.5.1 玻璃热压后的成型应力对比 |
| 3.5.2 玻璃流变特征和微充型率对比 |
| 3.5.3 玻璃微成型性能改善机制理论分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 超声振动玻璃模压装置开发与性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超声振动玻璃模压整体方案 |
| 4.3 超声振动系统设计分析 |
| 4.3.1 压电陶瓷换能器设计 |
| 4.3.2 超声变幅杆理论设计 |
| 4.3.3 超声振子谐振特性数值分析 |
| 4.4 红外加热系统设计分析 |
| 4.4.1 加热方案对比分析 |
| 4.4.2 加热特性测试分析 |
| 4.5 伺服电缸加载系统设计分析 |
| 4.5.1 加载系统方案确定 |
| 4.5.2 加载系统刚度测试分析 |
| 4.6 超声振动玻璃模压装置性能参数 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 超声变幅杆高温频移表征与系统调谐 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超声变幅杆谐振特性理论解析 |
| 5.2.1 变幅杆常温谐振特征方程 |
| 5.2.2 变幅杆热扰动谐振特征方程 |
| 5.3 变幅杆高温模态数值求解与优化 |
| 5.3.1 变幅杆高温模态有限元分析 |
| 5.3.2 变幅杆高温频率衰减特性 |
| 5.3.3 考虑高温调谐的变幅杆优化设计 |
| 5.4 高温负载下变幅杆谐振频率测试分析 |
| 5.4.1 变幅杆高温谐振频率原位测定 |
| 5.4.2 变幅杆适用温度范围分析 |
| 5.4.3 外加负载对谐振频率的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 玻璃微结构超声振动模压基础工艺研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 常规/超声振动玻璃微充型对比试验 |
| 6.2.1 玻璃微充型对比试验方案 |
| 6.2.2 玻璃微充型对比试验参数 |
| 6.3 超声振动玻璃微成型性能综合评估 |
| 6.3.1 超声振动对模压力的影响 |
| 6.3.2 超声振动对充型时间的影响 |
| 6.3.3 超声振动对玻璃微充型深度的影响 |
| 6.4 玻璃微成型性能改善机制实验分析 |
| 6.4.1 超声振动非均匀热软化效应 |
| 6.4.2 超声振动界面减摩效应 |
| 6.4.3 热软化效应和减摩效应对比分析 |
| 6.5 玻璃微阵列超声振动模压成型工艺验证 |
| 6.5.1 硬质合金微结构模具制备 |
| 6.5.2 玻璃微阵列超声振动模压成型 |
| 6.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
| 附录 B 攻读博士学位期间所申请的专利 |
| 附录 C 攻读博士学位期间参与项目 |
四、超声塑性加工系统的非线性动力学模型（论文参考文献）
- [1]超声辅助内圆切片加工单晶硅机理与技术研究[D]. 张航. 吉林大学, 2021
- [2]面向航空叶片表面超声强化的机器人运动规划与柔顺控制研究[D]. 房善想. 北京交通大学, 2021(02)
- [3]超磁致伸缩换能器输出稳定性研究[D]. 李伟. 西安理工大学, 2021(01)
- [4]超声辅助脉冲激光水下加工工艺研究[D]. 周嘉. 桂林电子科技大学, 2021(02)
- [5]柔性超声振动辅助加工系统的设计及实验研究[D]. 杨光远. 吉林大学, 2021
- [6]轴向低频振动刀柄的设计与试验研究[D]. 刘辉. 西安石油大学, 2021(09)
- [7]铝/镁异质合金超声振动辅助搅拌摩擦焊接过程的数值分析[D]. 杨春靓. 山东大学, 2021
- [8]基于丝材振荡的钛丝超声振动拉拔理论与实验研究[D]. 刘申. 哈尔滨工业大学, 2020
- [9]高速列车制动盘超声滚压强化仿真与实验研究[D]. 牛善瑾. 大连交通大学, 2020(06)
- [10]微结构玻璃元件超声振动模压成型机理与关键技术研究[D]. 罗红. 湖南大学, 2020