面向Nomex蜂窩芯復(fù)合材料超聲切割的智能化電源系統(tǒng)研究.pdf

1、Nomex蜂窩芯復(fù)合材料憑借其質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、阻燃、等一些列優(yōu)點(diǎn)，成為軍事、航空航天領(lǐng)域的重要材料，對(duì)于這種材料的加工方式而言，超聲切割加工相對(duì)于傳統(tǒng)的銑削加工不僅能夠減小加工負(fù)載，提高加工效率，而且能夠大幅提高材料的表面加工質(zhì)量。因此，超聲切割加工成為Nomex蜂窩芯材料的主要加工方式。超聲電源是超聲切割振動(dòng)系統(tǒng)的能量源，超聲電源系統(tǒng)性能的好壞是決定超聲切割加工系統(tǒng)的關(guān)鍵因素之一。
　　本文針對(duì)Nomex蜂窩芯復(fù)合材料超聲切割加

2、工的要求，首先對(duì)超聲電源系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其中包括的主電路和控制電路方案設(shè)計(jì)，然后，在分析切割過(guò)程中壓電換能器阻抗和頻率變化規(guī)律的基礎(chǔ)之上，重點(diǎn)對(duì)電源系統(tǒng)的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，阻抗匹配技術(shù)和頻率跟蹤技術(shù)進(jìn)行了研究，并針對(duì)性地提出了新的設(shè)計(jì)方案。最后，根據(jù)所涉及的電源設(shè)計(jì)方案及各功能模塊的電路設(shè)計(jì)方案制作了超聲切割電源樣機(jī)，并對(duì)電源樣機(jī)進(jìn)行了性能測(cè)試和切割振動(dòng)性能測(cè)試，證明了所設(shè)計(jì)的超聲電源符合Nomex蜂窩芯復(fù)合材料超聲切割加工要求

3、。
　　論文的主要內(nèi)容和結(jié)論如下;
　?。?）首先簡(jiǎn)單介紹了Nomex蜂窩芯復(fù)合材料，并分析這種材料的超聲切割加工方式相對(duì)于傳統(tǒng)加工方式的優(yōu)點(diǎn)，然后，對(duì)超聲電源的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和存在的關(guān)鍵問(wèn)題作了分析；
　?。?）根據(jù)超聲切割加工的要求制定了超聲電源的整體設(shè)計(jì)方案，并對(duì)方案中的各功能模塊進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)；
　?。?）針對(duì)關(guān)鍵技術(shù)阻抗匹配技術(shù)，本文在分析了各種匹配方案的基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)型LC匹配方案，并

4、設(shè)計(jì)了一種匹配電路參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法對(duì)匹配電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)；
　?。?）針對(duì)關(guān)鍵技術(shù)頻率跟蹤技術(shù)的設(shè)計(jì)，本文首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出Nomex蜂窩材料切割過(guò)程中各切割參數(shù)對(duì)系統(tǒng)諧振頻率的影響規(guī)律，在此基礎(chǔ)上提出一種變步長(zhǎng)復(fù)合頻率跟蹤方案，該方案不僅提高了頻率跟蹤速度而且大大提高了跟蹤精度；
　?。?）根據(jù)本文所設(shè)計(jì)的超聲電源方案研制了電源樣機(jī)，并對(duì)該電源樣機(jī)進(jìn)行了系統(tǒng)性能測(cè)試和系統(tǒng)振動(dòng)性能測(cè)試，結(jié)果證明所設(shè)計(jì)的電源系統(tǒng)各功能模塊的輸入輸