超聲旋壓裝置設計與研究.pdf

1、當今國防軍工、新能源技術等領域的高端裝備飛速發(fā)展，對其關鍵零部件的制造技術提出了越加苛刻的要求。由于旋壓工藝具有結構完整性好、綜合性能高等優(yōu)點，被廣泛用于制造AP1000核主泵屏蔽套、新型戰(zhàn)斗機噴管及航天飛行器頭罩等大徑厚比回轉體零件。然而旋壓失穩(wěn)是制約此類零件制造精度的提高的主要因素。本課題組及其他學者的研究發(fā)現(xiàn)，載荷過大是導致旋壓失穩(wěn)的主要原因。因此本文將超聲波引入旋壓工藝，研發(fā)設計超聲波旋壓裝置。本文研究成果及結論有以下幾方面:<

2、br>　　 1.采用Msc.Marc有限元分析軟件建立了三維超聲變薄旋壓的有限元模型，通過有限元法分析發(fā)現(xiàn)超聲旋壓的成形載荷、變形應力及變形區(qū)摩擦應力相較傳統(tǒng)旋壓有大幅下降，驗證了超聲波旋壓降載的可行性，并確定了超聲旋壓諧振系統(tǒng)的方案。
　　 2.運用解析法對換能器和變幅桿進行設計，得到換能器前端蓋超越方程的關系曲線;對全波長復合型變幅桿實行分段設計，并推導各段復合型變幅桿設計公式，得到其頻率方程關系曲線。采用有限元法對進行動

3、力分析，獲得換能器和變幅桿的工作模態(tài)和振型。利用阻抗分析儀測試換能器固有頻率及阻抗，驗證了換能器解析法和有限元法的準確性。
　　 3.本文研究了彎曲振動旋輪與縱向振動變幅桿耦合而成的變幅器設計規(guī)律。分析了旋輪與變幅桿耦合的頻率特征和振幅特征，研究變幅器的尺寸參數(shù)對其縱彎頻率的影響。并根據(jù)其規(guī)律完成變幅器的設計，并通過實驗檢測驗證。對實測值與設計值的誤差進行詳細分析，獲得了減小誤差的設計方法。
　　 4.根據(jù)上述研究結論，