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题名轮式刀头超声滚压设备的优化设计及加工验证
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作者
孙兆星
张开明
朱林
刘爽
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机构
华东理工大学机械与动力工程学院
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出处
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2024年第1期1-10,16,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(51975214)。
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文摘
通过超声滚压对压气机叶片进行强化可以延长叶片的工作寿命,但由于叶片根部结构受限,常规的超声滚压设备难以对根部受限空间进行加工。为使得超声滚压设备能够更好地适应此类空间,在改进了超声滚压刀头结构后,将刀头尺寸的影响加入到变幅杆尺寸的优化设计考虑因素中,借助Abaqus与Matlab软件的联合仿真,获得了在安装刀头时具有稳定纵振频率与放大系数的变幅杆尺寸,并完善了超声滚压设备的整体设计。通过加工平板试样件分析了该设备在不同加工参数下对表面完整性的影响,基于此筛选出最优加工参数并在弯曲疲劳振动试样件上进行疲劳性能实验,加工后的试样件疲劳寿命有所提升。在叶片类结构件根部受限空间进行了加工实验,加工后试样件的表面完整性有明显提升。对受限空间的成功强化证明了该轮式刀头超声滚压设备可以应用于如压气机叶片根部等具有狭窄受限空间的零件,并有望进一步提升一些具有复杂特征结构零/部件的表面完整性与疲劳寿命。
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关键词
超声滚压
变幅杆设计
受限空间
表面完整性
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Keywords
ultrasonic rolling
horn design
confined space
surface integrity
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分类号
TH162
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名超声振动辅助微塑性成形系统设计与开发
被引量：1
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作者
李广
周天丰
梁志强
白亚群
王西彬
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机构
北京理工大学先进加工研究所
北京理工大学先进加工技术国防重点学科实验室
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出处
《电加工与模具》
2017年第1期43-47,共5页
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基金
国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2015CB059900)
国家自然科学基金资助项目(51375050)
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文摘
针对微塑性成形工艺过程对位移、力等参数精确控制的要求,分析了超声振动辅助成形系统的设计要点,提出了关键设计参数。超声振动辅助微塑性成形系统由机床本体系统、超声振动系统和伺服控制系统等主要单元组成。机床本体设计参考四柱液压机结构形式,采用两端固支梁和压杆的简化模型,计算得到主要结构尺寸,并用ABAQUS验证其刚度。通过选用匹配的超声发生器和换能器,满足成形过程中的超声振动要求,利用理想变截面杆纵振波动方程设计变幅杆结构,并用ABAQUS进行变幅杆模态分析,确保设计振幅满足要求。伺服控制系统采用可编程多轴控制器PMAC卡控制伺服电机,通过光栅尺和力传感器反馈实现高精度的位置及成形压力控制。通过测试证明在纯铜压缩试验中叠加超声振动,成形压力显著降低,成形精度达到4μm。
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关键词
超声振动辅助成形
变幅杆设计
模态分析
成形精度
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Keywords
ultrasonic assisted forming
booster design
FEM simulation
forming accuracy
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分类号
TG663
[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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