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超磁致伸缩超声振动系统的机电转换效率研究  
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【英文篇名】 Research on the Electromechanical Conversion Efficiency for Giant Magnetostrictive Ultrasonic Machining System
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【作者】 蔡万宠; 张建富; 郁鼎文; 吴志军; 冯平法;
【英文作者】 CAI Wanchong; ZHANG Jianfu; YU Dingwen; WU Zhijun; FENG Pingfa; Department of Mechanical Engineering; Tsinghua University; Beijing Key Laboratory of Precision/Ultra-Precision Manufacturing Equipments and Control;
【作者单位】 清华大学机械工程系; 清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室;
【文献出处】 机械工程学报 , Journal of Mechanical Engineering, 编辑部邮箱 2017年 19期  
期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 超磁致伸缩材料; 超声振动系统; 磁路优化; 机电转换系数;
【英文关键词】 giant magnetostrictive material; ultrasonic vibration system; magnetic circuit optimization; electromechanical conversion coefficient;
【摘要】 为提高超声振动系统的能量转换效率和功率容量,提出超磁致伸缩超声振动系统的设计方法,研究导磁体材料特性对超声系统振动性能的影响规律。采用硅钢、铁氧体和磁粉心三种磁性材料设计导磁体,并建立超声振动系统的等效电路模型;通过阻抗分析建立3种超声振动系统的阻抗圆曲线,得到谐振频率和机电转换系数等参数,提出导磁材料特性对系统机电能量转换效率的影响规律。为验证阻抗分析结果的正确性,试验测定3种超声系统在不同电压幅值激励下的振幅-电流灵敏度与频率的关系曲线,验证导磁材料参数与系统机电能量转换效率之间的关系。结果表明:高磁导率铁氧体材料可提高超声振动系统在小功率工作条件下的机电能量转换效率,而对于大功率超声振动系统而言,需要兼顾磁导率和饱和磁通密度,使导磁体工作于非磁饱和状态,以提高系统换能效率,这有助于指导不同功率大小超声振动系统的导磁体材料选择。
【英文摘要】 In order to improve the efficiency and capability of ultrasonic machining system, the design method of Giant magnetostrictive ultrasonic machining systems(GMUMS) is presented and the influence of magnetic material for the closed magnetic circuit on the vibration performance is studied. Three kinds of magnetic materials, including silicon steel, ferrite and magnetic powder core, are applied and the equivalent circuit is proposed. Based on impedance analysis method, the impedance circle is plotted to determin...
【基金】 国家自然科学基金(51475260); 北京市自然科学基金(3141001)资助项目
【更新日期】 2017-11-09
【分类号】 TG663
【正文快照】 0前言*旋转超声加工技术在硬脆难加工材料领域表现 出特殊的优势,超声频机械振动可有效地减小切削力,降低工件表面/亚表面损伤[1]。为进一步提高脆性材料的加工效率和加工质量,旋转超声振动系统朝着大振幅、高稳定性方向发展。超声换能器是旋转超声振动系统中的核心部件,将超?

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