“一种新型的超声加工深小孔的工具系统”一文讨论:非半波长变幅器

范国良、应崇福、林仲茂和彭翔的“一种新型的超声加工深小孔的工具系统”一文,提出了一种非半波长的等截面杆的工具系统,是很有价值的.其意义在于实际证明了传统的只有半波长或半波长级联的杆才能构成超声振动系统的观点可以打破,并在实用上解决了由于工具头磨损而限制了超声加工应用的长期令人困扰的问题.     

超声复合振动系统中局部共振现象的有限元分析

本文用有限元软件对超声复合振动系统中的局部共振现象进行了仿真计算.通过对仿真结果的分析,验证了“局部共振是耦合振动”的观点.在此基础上,用有限元方法进一步研究了截面直径比、工具杆长度等影响局部共振的因素,总结出了产生局部共振的条件.     

用谐振来解释超声加工中的“局部共振”现象

本文采用机械阻抗方法分析了超声加工系统中出现的“局部共振”现象，通过对不同截面积比的变频杆和工具杆组合系统的计算，得出“局部共振”是超声加工系统的某些固有频率和工具杆固有频率相接近时的现象，此时整个系统仍是全谐振。     

“局部共振”现象的理论解释

基于文献［1］描述的局部共振现象，以半波长夹心换能器与半波长圆锥形变幅杯组成的驱动系统，代替文献［1］中以磁致伸缩换能器与锥形变幅杯组成的驱动系统，计算了不同直径与长度的工具杆与驱动系统组成的振动系统的共振频率与速度增益，井与工具杆按固定-自由方式单独谐振的共振频率进行比较，给出了两者某些共振频率接近的典型例子．以全谐振的观点解释了文献［1］的实验结果．     

超声复合振动系统中的“局部共振”现象实验研究

本从实验的角度出发,对超声复合振动系统中细长杆的“局部共振”现象进行了较为精确的测量,主要研究了细杆长度与谐振频率之间的关系,超声振子对“局部共振”的影响,以及“局部共振”中细杆长度对振幅的影响,从而为深入研究“局部共振”现象产生的机理提供了更多的依据。     

超声变幅杆的超声精密加工

本文探讨了超声变幅杆的精密加工．作者研制了双刀反间进给超声车削装置和单刀正向进给超声车削装置，采用了具有频率跟踪系统的晶体营型超声波发生器．超声车削设备连续140min工作时，频率漂移量只有29HZ，最高温度只有38℃．试验结果表明，加工精度可达IT7－ITS，表面粗糙度几可达0．4－0．8m，加工效率提高15倍，有效地解决了超声变幅杆的精密加工难题．     

带工具的高能聚焦超声变幅杆的有限元分析

在分析高能聚焦超声原理的基础上，本文研究了高能聚焦超声技术，并且对安装工具后的变幅杆进行了有限元分析。试验表明，高能聚焦超声技术在清洗、焊接领域具有高效、可连续工作的优势。     

扭转超声振动系统中局部共振的研究

本文从扭转振动波动方程出发，推导出了具有类圆锥过渡段的复合阶梯型扭转变幅杆的频率方程解析表达式。从实验和理论上对该复合变幅杆的谐振频率随杆细端长度和直径的变化进行了测量和计算。通过对比，证明了复合振动系统中局部扭转共振现象的存在，并得到了其产生条件。     

高速超声加工工具的研究与应用

本文将提供一种设计高速超声加工工具的新方法，并给出了高速超声加工工具的试验结果。     

工具杆几何尺寸对超声扭转振动特性的影响

依据四端网络理论，利用机电类比方法，研究了具有类圆锥过度段的复合阶梯型变幅杆的扭转共振频率和与之相连接的工具杆的几何尺寸之间的变化关系，理论和实验符合的较好，为超声扭转加工振动系统的设计提供了参考依据。     

超声耦合振动与“局部共振”现象

本文从耦合振动的角度出发，对超声加工系统中出现的“局部共振”现象进行了研究，通过对振动系统的分析用计算，指出“局部共振”流言是耦合振动的一种表现。     

带有锥形孔的复合变幅杆设计及动态分析

在超声振动拉丝加工过程中,为了实现线材的顺利拉拔,需要应用带有锥形孔的复合变幅杆。为此,本文基于等效四端网络与传输矩阵法,建立了带锥形孔圆锥变幅杆的传输矩阵,推导出带锥形孔圆锥过渡复合变幅杆的频率方程的一般公式。根据推导出的频率方程,应用区间搜索法和牛顿迭代法获取了准确的数值解,实现了该复合变幅杆的纵向振动。之后,应用有限元软件Ansys对设计出的复合变幅杆分别进行模态分析和动力学特性分析,获得了各段不同长度下复合变幅杆谐振频率、放大系数以及最大应力值的变化规律。最后,对制造出的复合变幅杆进行阻抗与振动性能测试,结果表明其频率准确,且振幅比较稳定。     

大幅面气体激光打孔的实验研究

普通的激光打孔设备是采用固体激光器打小孔(孔径小于1 mm),存在单次加工幅面范围小和加工材料厚度有限(材料厚度小于3 mm)的缺陷.提出了一种利用大型二氧化碳气体激光加工设备来加工小孔的新型加工方式.实验结果表明,采用这种新型加工方式后,提高了单次加工幅面范围,并且能够在厚度达8 mm的钢材上打出孔径等于0.8 mm的小孔.此外,打孔的效率也明显提高.     

热超声倒装键合中换能杆末端多维振动的相关性研究

换能杆末端的振动情况对于超声键合机理的研究有着重要意义；换能杆末端的实际振动模式直接影响着芯片键合的质量。利用高精度非接触式激光多普勒测振仪采集了换能杆末端俯仰、水平、轴向振动速度，用相干函数方法分析了3个方向的相互耦合关系。分别对换能杆末端有未安装劈刀的情况做了比较，得出了在换能系统工作频率附近，换能杆末端轴向振速与水平、俯仰振速的相关程度。这对实际键合中，换能系统末端的劈刀安装长度的选择以及换能杆工作频率的选择有指导意义。     

LIGA—EDM复合技术的研究

提出LIGA-EDM复合技术技术,即采用LIGA技术制备工具电极的微细电火花加工技术,通过同步辐射尝试光刻得到的胶结构厚度达2mm深宽比约为100,使用电铸技术得到厚度达1mm的铜工县电极,利用该电极进行微细电火花加工实验,在不锈钢上加工出异形小孔阵列．     

超声复合振动系统中的“局部共振”现象──20年来的应用和机理分析情况

本文作者及当时合作者在《应用声学》的创刊号中报道了超声振动系统中“局部共振”现象的发现及其一项应用。20年来,国内一些作者或者分别介绍了本现象在不同场合的应用,或者分别分析了这个现象的机理。值此《应用声学》庆祝创刊20周年之际,西文回顾了这些前期工作,提出了自己的一种关于机理的观点,并对“局部共振”现象的实用意义作了新的评价,希望能进一步促进这个现象的应用和对它的讨论。     

《超声组件的计算机辅助设计》已在内部发行

由第七一五所教授级高级工程师俞宏沛撰写的《超声组件的计算机辅助设计》小册已于1991年10月在内部发行。 作者俞宏沛同志长期从事换能器的研究与设计工作,在功率超声方面具有丰富的实践经验。他很早就在换能器设计中采用了计算机辅助设计方法,并取得显著成效。该小册5万多字,是俞宏沛同志多年从事功率超声振动组件(换能器、变幅杆和工具头)计算机辅助设计的经验总结。小册中部分内容曾在功率超声     

不同脉冲激光波形在打孔实验上的比较与分析

为了获得高质量小孔,克服单脉冲激光打孔的不足,设计了一种能够产生多脉冲激光波形的激光器电源.并在1mm厚的薄钢片上得到直径小于1mm的小孔.多脉冲打孔理论分析表明,多脉冲激光打孔不但减少了熔融物和等离子体的产生,而且降低了激光打孔对高能量的要求,获得的小孔质量优于单脉冲激光打孔.另外脉冲宽度和脉冲间距的选择对激光小孔加工质量起决定性作用,在加工高质量孔的时候,应该选用较短的激光脉冲宽度.实验表明,利用三脉冲激光输出波形打孔所获得的小孔质量要优于单脉冲激光打孔效果,有效脉冲平均能量为350mJ,宽度为100μs,脉冲间距为100μs.     

强力超声珩磨在高强度钢深孔加工中的应用

高强度钢深孔的珩磨加工一直是工厂生产中的技术难题，本文作者使用自行研制的φ１２２ｍｍ卧式深孔强力超声珩磨装置对高强度钢深孔进行了大量的强力超声珩磨试验，超声珩磨使用了人造金刚石和立方氮化硼油石，试验结果表明，在同样条件下，强力超声珩磨可提高珩磨效率１～３倍，提高磨削比１．３４倍，表面粗糙度达到Ｒａ０．８μｍ     

超声变幅杆设计用表的计算机编制(Ⅰ)

本文介绍定义三个新系数——半波谐振长度系数、位移节点长度系数、应变极大点长度系数,对一般使用的超声变幅杆设计计算公式和方程作适当交换,使其只含直径比一个自变量,进而用电子计算机编制设计用表的方法和结果.第(1)部分介绍指数型、圆锥型、悬链线型和两段等长圆柱的阶梯型半波谐振空载变幅杆计算公式和方程的变换、数字计算结果概述及设计用表的使用举例.