超声珩齿变幅器非谐振设计：仿真分析与参数优化

本文主要探讨了"超声珩齿带孔圆锥形变幅器的非谐振设计与仿真分析"这一主题，由李庆芬、吕明和王时英三位作者合作完成，并且得到了国家自然科学基金（50975191）的支持。研究的核心目标是针对超声珩齿振动系统，设计一种非谐振的解决方案，以提高其性能和效率。 首先，作者们采用了变截面杆纵振波动方程和圆盘弯曲振动位移方程作为理论基础，这两个模型在振动动力学中扮演着关键角色。他们考虑了变幅器振动的非谐振特性，即在实际运行过程中，振动频率可能偏离理想谐振状态，这对系统稳定性有直接影响。 通过推导出动力学频率方程，作者们利用MATLAB软件进行数值计算，得出了一组优化的变幅器设计参数。他们深入研究了频率方程解的误差与变幅杆设计长度之间的关系，这有助于确保系统的精度和动态响应。 进一步的研究重点放在了中间孔的尺寸对变幅器放大系数的影响上。孔的存在可以改变结构的固有频率，因此通过调整孔径，可以调控放大器的工作范围，使其避免谐振，实现非谐振设计的目标。 为了验证非谐振设计方法的有效性，作者们利用ANSYS进行模态分析。这种工具能够模拟和预测结构的振动行为，将理论设计与实际测试结果进行对比。结果显示，变幅器的实际谐振频率与理论设计吻合，证实了非谐振设计策略的成功。 这篇论文提供了超声珩齿带孔圆锥形变幅器设计中如何处理非谐振问题的具体方法和技术，对于提升超声珩齿加工设备的性能以及避免共振带来的负面影响具有重要的实践指导意义。通过这种方法，研究人员可以更好地理解和控制超声加工过程中的振动行为，从而优化加工质量和生产效率。