摘要：为了揭示超声波高频振动条件下农机触土部件与土壤的相互作用力学特性,构建了该条件下农机触土部件运动理论模型,基于所建模型,分析了高频振动条件下触土部件与土壤间相互作用中的接触分离条件和冲击碎裂效应,理论上解析了超声波振动条件下触土部件碎土与降阻机理。设计建立了超声波振动触土部件土槽试验系统,试验研究了超声波高频振动条件下触土部件工作阻力和碎土特性。试验结果表明,超声波振动激励下,触土部件工作阻力比无振动状态明显降低,土壤硬度越大,其降阻率越高,当土壤硬度由1 MPa增加到4 MPa时,降阻率从22%上升到43%;在土壤含水率15%~30%范围内,含水率越低,降阻率越大,当含水率超过30%后,随含水率的增加,降阻率略有增大。由于超声波高频振动激励下工作的触土部件对土壤的冲击碎裂和能量传递作用,能够使其瞬时工作阻力的波动稳定性得到改善和获得更强的碎土作用。在土壤硬度为1 MPa时,工作阻力的波动稳定性改善不显著,随土壤硬度的增大,工作阻力波动度降低率明显增加,当土壤硬度为2.5和4 MPa时,对应工作阻力波动度降低率达37.1%和54.3%。该研究可为高频低幅振动农机触土部件应用方案的实施提供技术支撑。

摘要：设计了基于BP神经网络的超声波振动电源控制模型,并应用到新的超声波振动电源中。在730℃铝合金熔体铸造实验过程中,新的超声波振动电源输出频率为19.259kHz^20.086kHz,超声波平均振幅为15.93μm,输出功率为1.073kW^1.203kW,晶粒的平均尺寸为143.63μm,晶粒尺寸大小均匀。系统仿真与实验结果表明,使用新的超声波振动电源控制模型可以提高电源输出功率和频率的精度,有助于超声波振动电源的稳定工作,提高了铝合金的铸造质量。

摘要：为了避免微流控纺丝技术中,纺丝液黏度过高降低纳米纤维的表观质量以及堵塞微流控纺丝通道引发安全事故的问题,提出振动场与磁场耦合辅助作用下的微流控纺丝工艺,并开展了相关实验研究。设计普通微流控纺丝、磁场辅助、超声波振动辅助以及超声波振动与磁场耦合辅助4种微流控纺丝实验方案,对质量分数20%的聚丙烯腈/二甲基甲酰胺(PAN/DMF)纺丝液进行微流控纺丝实验。利用扫描电镜和Instron万能试验机,分析所制备纤维的微观结构、形貌特征与力学性能。结果表明:普通微流控纺丝、磁场辅助、超声波振动辅助以及超声波振动与磁场耦合辅助4种微流控纺丝工艺下的纤维直径范围分别为1.18~2.11μm、1.03~1.92μm、0.62~1.40μm、0.59~1.24μm;方差分别为0.159、0.096、0.053、0.048;相对于普通微流控纺丝,磁场辅助、超声波振动辅助、超声波振动与磁场耦合辅助制备纤维的平均直径分别减小了1.3%、28.7%、47.0%;多场耦合辅助制备纤维的细化程度、均匀性、表观质量以及纤维强力都得到了比较明显的改善,在纺织、服装等传统领域和组织工程、航空航天等高科技领域具有广阔应用前景。

摘要：简要概括了超声雾化制备球形微细金属粉末的技术特点,阐述了超声雾化枝术的基本原理和相关的雾化机制,论述了超声雾化器及其核心部件换能器的设计原则、材料选择和电、声匹配要求,重点介绍了近年来超声雾化在粉末粒度预测和控制方面的研究成果,以及将超声雾化技术用于制备高温金属粉末在设备和雾化工艺上所采取的最新设计思想和实现途径,同时介绍了国内外新近发展起来的复合型高效超声雾化技术及最新研究热点。

摘要：超声波振动切削系统设计的主要目的是使刀尖具有较大的振幅,这一增大振幅的任务一直是由振动系统中的变幅杆承担的。我们在研究中发现:不仅变幅杆具有增幅功能(本文称为一级增幅),刀杆也具有增幅功能(本文称为二级增幅)。在传统观念中,刀杆在振动系统中只是起支承刀片和传递能量两种作用,而对它的二级增幅作用却无人问津。本文就新型中置式超声波振动车削系统(图1)中刀杆的二级增幅问题进行了理论分析和实验研究。

摘要：根据和田玉材料高硬度、高韧性的特点,设计一种大孔径内排屑超声波振动深孔钻削系统。重点介绍了加工系统主要部件钻头、振动系统的设计。研究了大孔径、内排屑方式超声波深孔振动钻削理论,为后期研究和田玉超声波深孔加工机制及其裂纹预防策略提供了理论依据。

摘要：采用传统的铣削方式对芳纶纸蜂窝材料加工时,芳纶纸蜂窝材料会产生蜂窝坍塌、撕裂和纤维拉毛等质量问题,而采用超声波振动切割方式加工蜂窝材料时,可以避免传统铣削加工中出现的问题。文中首先对芳纶纸蜂窝材料超声振动切割刀进行总体结构设计,使用ANSYS有限元软件进行模态分析和谐响应分析,并根据分析结果优化超声波振动切割刀振子结构,确定其谐振频率,并分析其振动特性;然后对超声波振动切割刀样机进行阻抗测试和振幅测试,验证芳纶纸蜂窝材料超声波振动切割刀设计的合理性及可行性;最后观察芳纶纸蜂窝材料切割表面形貌,发现随着振幅的增大,样件切割表面成形更加完好,验证了超声波振动切割加工蜂窝材料能够提高芳纶纸蜂窝材料的加工质量。

摘要：在超高频振动下,脆性材料的屈服点和硬化率都有所降低,表现出良好的力学特性和加工特性。为了更好地研究脆性材料在超高频振动单轴拉伸下的本构关系,设计并研制了一套超声振动拉伸装置,包括超声波换能器、超声波变幅杆、连接及固定装置等,并对Al_2O_3含量为90%～95%的陶瓷作了超声拉伸实验,得到了一些实验参数,这些参数与未加超高频振动拉伸时所得参数的变化,揭示了超声波振动已改变了脆性材料的本构关系。

摘要：超声波振动下材料的力学行为不同常态。为了研究超声波振动对材料力学性能的影响，设计并研制了一套超声波振动下材料的力学性能实验装置。设计的内容包括超声波换能器、超声波变幅杆和夹具等，并对紫铜进行了拉伸实验，得到了由于超声波的存在使屈服点降低的结论。

摘要：超声波振动碎岩技术作为解决硬岩钻进难题的新方法,其技术可行性受到国内外学者的大量验证,但是对于超声波振动下硬岩破碎机理的认识还存在不足。超声波振动下岩石表面径向响应位移与内部损伤状态存在着必然的联系,本文通过监测岩石在超声波振动过程中表面不同深度处的径向响应位移,利用应力波传播理论从能量耗散角度分析了岩石表面不同深度监测点径向响应位移的时空演化与岩石内部损伤发展的关系,得出超声波振动下岩石损伤主要由振动头高频冲击岩石造成的Hertz锥形环状裂纹和超声波振动交变应力产生的疲劳拉伸裂纹造成的,Hertz锥形环状裂纹的扩展深度为10 mm,疲劳损伤裂纹主要在10~20 mm深度处产生,超声波振动下岩石发生局部宏观破碎前存在着明显的径向响应位移征兆,岩石表面径向响应位移可以作为超声波振动下的破坏判据。本文的研究对于丰富超声波振动下硬岩的破碎机理具有重要意义。