附件化超声振动工作台设计及有限元优化分析

• 作者: 东野广恒 张晓峰 林彬 王岩 董颖怀 赵静楠
• 来源期刊: 北京航空航天大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 超声振动工作台 结构设计 多目标优化 谐响应分析 谐振频率
• 年，卷（期）: 2019,（8）
• 所属期刊栏目: 超声加工技术
• 页码范围: 1589-1596
• 页数: 8页
• 分类号: TG66
• 字数: 4873字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0698

摘要

超声振动辅助加工为合金材料、硬脆材料和复合材料等难加工材料提供了有效的机械制造解决方案,超声振动辅助加工装置结构复杂、专业化程度高、使用可靠性差等因素制约了超声加工技术的推广及民用化历程.为了推广超声振动辅助加工的应用范围,基于超声能量传播原理,设计了一种机床附件化的超声振动工作台,能够方便地安装于加工中心上为工件提供超声振动辅助加工.首先,选用2种材料对工作台进行整体结构设计,通过模态分析确定工作台的工作频率及振动形式,使用谐响应分析揭示工作台工作时的稳定情况.其次,采用多目标优化方法对工作台进行结构优化,在保证总模态变形量不变的情况下降低振动台的质量,以减小超声能量损耗的同时提高振动状态的可靠性.最后,对比优化前后的有限元分析结果确定工作台材料并进行尺寸调整,使其更加符合实际加工需要.分析结果表明,45#钢工作台在工作时的振动稳定性要好于Cr12 Mov钢工作台,但Cr12 Mov钢工作台具有较大振幅.通过多目标优化使得振动台的总体质量降低27％,其工作频率同时降低11％,优化后2种工作台的共振频率带宽相差较小.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	林彬	天津大学先进陶瓷及加工技术教育部重点实验室	93	970	18.0	28.0
2	张晓峰	天津大学先进陶瓷及加工技术教育部重点实验室	21	217	6.0	14.0
3	王岩	天津科技大学机械工程学院	6	3	1.0	1.0
4	董颖怀	天津科技大学机械工程学院	9	7	2.0	2.0
5	东野广恒	天津科技大学机械工程学院	1	1	1.0	1.0
6	赵静楠	天津科技大学机械工程学院	4	1	1.0	1.0