新型超声波喇的纵向扭曲频率合设计,用于巨型磁力强制传感器
Khurram Hameed Mughal1,2,3, Bijan Shirinzadeh1, Muhammad Asif Mahmood Qureshi2
1Robotics and Mechatronics Research Laboratory (RMRL), Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Monash University, Melbourne, VIC 3800, Australia.
工程师设计了新的超声波喇,具有螺旋槽,用于加工易碎的复合材料. 这些新型喇通过增加振幅比率和减少应力度来提高加工质量.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 机械工程 机械工程
- 制造业 制造技术 制造技术
背景情况:
- 先进的脆性复合材料需要高精度加工,以防止缺陷,如分层和裂.
- 机器人旋转超声波加工对于实现这些材料的高精度至关重要.
- 由螺旋槽引起的纵向扭曲合 (LTC) 振动提高了超声波加工质量.
研究的目的:
- 设计和分析新的超声波喇,用于巨大的磁力压力传感器的螺旋槽.
- 为了研究螺旋槽几何 (位置,宽度,深度,角度) 对喇性能的影响.
- 为了比较LTC超声波喇的形和立体多项式配置文件的有效性.
主要方法:
- 用有限元法 (FEM) 进行结构动态分析.
- 区块兰佐斯和全溶液方法被用来计算阻抗和波激发反应.
- 进行了参数研究,以评估螺旋槽参数和材料性能的影响.
主要成果:
- 与现有设计相比,新设计的LTC超声波喇显示出更高的振幅比率 (TA/LA) 和更低的应力度.
- 立方多项式LTC喇提供了8.45%更高的振幅比,而catenoidal喇显示了1.87%更低的应力.
- 螺旋槽位置对振动特征的影响最大,其次是宽度,深度和角度.
结论:
- 新型LTC超声波喇显著改善了用于加工先进材料的振动特性.
- 立方多项式的轮在振幅比方面优越,而形轮则提供较低的应力.
- 优化螺旋槽设计对于提高超声波加工性能和表面质量至关重要.
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