稀土超磁致伸縮超聲振動強化系統(tǒng)的研制與試驗研究.pdf

1、零件的表面質(zhì)量對其疲勞壽命有極其重要的影響，生產(chǎn)中通常采用滾壓、噴丸強化等光整工藝來提高工件表面質(zhì)量。但由于其各自的工藝缺陷，常規(guī)光整方法對工件表面質(zhì)量提高有限。采用超聲擠壓強化技術對高速列車車軸等零件進行表面強化具有較好的加工效果。但由于通常采用的壓電換能器振幅小、功率低以及存在過熱失效等問題，限制了該方法的進一步推廣應用。
　　稀土超磁致伸縮材料(Terfenol-D)作為一種新型功能材料，具有能量密度高、輸出振幅大、居里溫度

2、點高等特點，已經(jīng)被應用到聲吶及部分換能器的制造中。本文針對超聲強化技術要求，設計了稀土超磁致伸縮換能器結(jié)構(gòu)，并利用有限元法對換能器復合振子進行模態(tài)分析，得到其固有頻率和模態(tài)圖;對換能器的整體結(jié)構(gòu)進行了有限元磁場分析，確認所設計結(jié)構(gòu)與選材的合理性和有效性。隨后，完成了稀土超磁致伸縮換能器的樣機制造，選配了超聲電源，并對其輸出振幅進行測量分析，結(jié)果顯示:激勵波形為方波時，當工作頻率為15KHz時輸出振幅最大，可達12μm，比常用的壓電換能器