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

1、Nomex蜂窩芯復合材料憑借其質(zhì)量輕、強度高、阻燃、等一些列優(yōu)點，成為軍事、航空航天領(lǐng)域的重要材料，對于這種材料的加工方式而言，超聲切割加工相對于傳統(tǒng)的銑削加工不僅能夠減小加工負載，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Nomex蜂窩芯復合材料超聲切割加

2、工的要求，首先對超聲電源系統(tǒng)總體設計方案進行了設計，其中包括的主電路和控制電路方案設計，然后，在分析切割過程中壓電換能器阻抗和頻率變化規(guī)律的基礎之上，重點對電源系統(tǒng)的兩項關(guān)鍵技術(shù)，阻抗匹配技術(shù)和頻率跟蹤技術(shù)進行了研究，并針對性地提出了新的設計方案。最后，根據(jù)所涉及的電源設計方案及各功能模塊的電路設計方案制作了超聲切割電源樣機，并對電源樣機進行了性能測試和切割振動性能測試，證明了所設計的超聲電源符合Nomex蜂窩芯復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;
　　（1）首先簡單介紹了Nomex蜂窩芯復合材料，并分析這種材料的超聲切割加工方式相對于傳統(tǒng)加工方式的優(yōu)點，然后，對超聲電源的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和存在的關(guān)鍵問題作了分析；
　　（2）根據(jù)超聲切割加工的要求制定了超聲電源的整體設計方案，并對方案中的各功能模塊進行了方案設計和電路設計；
　　（3）針對關(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上提出了一種改進型LC匹配方案，并

4、設計了一種匹配電路參數(shù)化設計的方法對匹配電路進行了設計；
　　（4）針對關(guān)鍵技術(shù)頻率跟蹤技術(shù)的設計，本文首先通過實驗得出Nomex蜂窩材料切割過程中各切割參數(shù)對系統(tǒng)諧振頻率的影響規(guī)律，在此基礎上提出一種變步長復合頻率跟蹤方案，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)本文所設計的超聲電源方案研制了電源樣機，并對該電源樣機進行了系統(tǒng)性能測試和系統(tǒng)振動性能測試，結(jié)果證明所設計的電源系統(tǒng)各功能模塊的輸入輸