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本書主要圍繞振動模態複合式超聲波拉絲技術展開，內容涵蓋超聲波拉絲技術基礎知識、超聲換能器設計理論與超聲波作用下金屬塑性流動機理、縱振模態的超聲波拉絲、正交模態複合式超聲波拉絲、縱扭模態複合式超聲波拉絲、多振子聚焦模態複合式超聲波拉絲、雙模具超聲振動拉拔系統的理論與實驗研究等。本書理論新穎，內容全面，對推動難拉拔材料的拉拔問題的研究具有指導意義。 本書適合從事材料加工的工程技術人員、研究人員等參考使用，也可作為高等院校材料加工、機械製造等相關專業師生的參考書。
第1 章緒論001 1.1超聲波拉絲概述002 1.1.1超聲波拉絲工藝的工作原理003 1.1.2超聲波拉絲的特點003 1.1.3超聲波拉絲系統的組成004 1.1.4超聲波拉絲技術的應用005 1.2超聲波振動拉拔技術的國外研究現狀005 1.2.1超聲波拉絲機理與系統設計方法研究現狀006 1.2.2超聲波拉絲模擬研究現狀009 1.2.3超聲波拉絲實驗研究現狀013 1.3超聲波振動拉拔技術的國內研究現狀017 1.4當前超聲波拉絲研究的主要方向和未來發展趨勢023 1.4.1超聲波拉絲研究的主要方向023 1.4.2超聲波拉絲的未來發展趨勢024 參考文獻025 第2 章超聲換能器設計理論與超聲波作用下金屬塑性流動機理033 2.1超聲換能器的基礎設計理論034 2.1.1換能材料的選擇034 2.1.21/4 波長換能器的前後端蓋的設計原則035 2.1.31/4 波長換能器振子的設計036 2.1.41/4 波長變幅杆的設計037 2.2常用截面細杆的振動方程和應力分佈函數038 2.3金屬在變形區內的流動特點分析040 2.4超聲波拉絲效應數學建模043 2.4.1常規拉絲時塑性變形微元體力學分析043 2.4.2非局部非線性摩擦模型045 2.4.3微分方程的求解046 2.4.4金屬塑性流動速度場及功率平衡分析048 2.4.5超聲波作用下拉絲效應的數學模型051 2.5數值計算與結果分析052 2.6本章小結056 參考文獻056 第3 章縱振模態的超聲波拉絲059 3.1縱向超聲振動系統設計060 3.1.1振動系統壓電材料的選擇060 3.1.2常用截面細杆的振動方程和應力分佈函數061 3.1.3換能器設計063 3.1.4變幅杆設計065 3.1.5模態分析066 3.1.6諧回應分析067 3.1.7瞬態分析068 3.2換能器的電學匹配與性能測試068 3.2.1阻抗分析儀分析結果069 3.2.2鐳射測振儀分析結果070 3.3縱向超聲振動拉絲實驗條件071 3.4縱向超聲振動拉絲實驗與結果分析072 3.4.1施加超聲振動對拉拔力的影響072 3.4.2超聲振幅對拉拔力的影響073 3.4.3拉拔速度對拉拔力的影響076 3.5本章小結082 參考文獻083 第4 章正交模態複合式超聲波拉絲085 4.1正交模態複合式超聲振動系統的設計086 4.1.1正交模態複合式超聲振動系統的換能器設計086 4.1.2正交模態複合式超聲振動系統的變幅杆設計091 4.1.3模擬分析092 4.2正交模態複合式超聲振動系統的振動性能測試095 4.2.1鐳射測振儀測試095 4.2.2阻抗分析095 4.2.3不同變化規律097 4.3正交模態複合式超聲振動拉絲的模擬研究097 4.3.1壓應力分析098 4.3.2摩擦應力分析099 4.4正交模態複合式超聲振動拉拔銅絲實驗105 4.4.1實驗條件105 4.4.2正交模態複合式超聲振動拉拔銅絲實驗結果及分析105 4.5正交模態複合式超聲振動拉拔不銹鋼絲實驗109 4.5.1小功率振子正交複合式超聲波拉拔不銹鋼絲實驗109 4.5.2大功率振子正交複合式超聲波拉拔不銹鋼絲實驗110 4.6正交複合式超聲振動拉拔鈦絲實驗結果及分析111 4.7本章小結115 參考文獻116 第5 章縱扭模態複合式超聲振動拉絲119 5.1縱扭模態複合式超聲振動系統設計120 5.1.1任意截面細杆的四端網路法120 5.1.2縱向振動夾心式換能器與變幅杆的設計以及等效面積法122 5.1.3縱扭複合式振動振子的設計與分析126 5.1.4斜槽參數變化對振子振動狀態的影響分析127 5.1.5縱扭模態複合式超聲振動振子的動力學模擬分析133 5.2縱扭模態複合式超聲波拉絲的模擬和機理分析137 5.2.1縱向拉拔應力137 5.2.2減徑區接觸應力和摩擦應力139 5.2.3定徑區接觸應力和摩擦應力142 5.2.4鈦及鈦合金絲的縱扭複合式超聲振動拉拔機理分析145 5.3縱扭模態複合式超聲波拉拔鈦絲實驗分析151 5.3.1縱扭模態複合式超聲振子的電學匹配152 5.3.2縱扭模態複合式振動對拉拔過程的影響154 5.3.3截面減縮率對拉拔過程的影響157 5.4本章小結158 參考文獻159 第6 章多振子聚焦模態複合式超聲波拉絲161 6.1雙振子空間交錯式超聲振動系統162 6.1.1雙振子空間交錯式超聲振動系統的結構及原理162 6.1.2雙振子空間交錯式超聲振動系統參數選用163 6.1.3雙振子空間交錯式系統的縱振模態及回應分析166 6.1.4雙振子空間交錯系統參數對其振動的影響170 6.1.5雙振子空間交錯式系統的彎振分析171 6.2三振子聚焦式超聲振動系統173 6.2.1三振子聚焦式超聲振動系統的結構及原理174 6.2.2三振子聚焦式功率疊加振動拔絲系統設計174 6.2.3三振子聚焦式拔絲系統研究與結構設計175 6.2.4三振子聚焦式振動系統的模型建立及分析179 6.3超聲振動系統的鈦絲拉拔實驗研究187 6.3.1拔絲系統的振動測試及阻抗匹配187 6.3.2鈦絲拉拔系統的安裝及拉拔過程測試192 6.3.3不同拉拔條件鈦絲表面品質196 6.4本章小結198 參考文獻199 第7 章雙模具超聲振動拉拔系統的理論與實驗研究201 7.1雙模具超聲振動拉拔工作模式分析202 7.1.1雙模具超聲振動拉拔工作原理202 7.1.2超聲振動拉拔有限元模型建立204 7.2超聲振動作用對鈦絲拉拔力的影響207 7.2.1雙模具同向振動對鈦絲所受拉拔力的影響207 7.2.2雙模具反向振動時鈦絲所受拉拔力的影響210 7.2.3不同拉拔速度下超聲振動對拉拔力的影響213 7.2.4超聲波振幅對鈦絲拉拔力的影響215 7.3超聲振子性能測試216 7.3.1超聲振子的實驗模型216 7.3.2縱向超聲振子的阻抗測試216 7.3.3超聲振子的振型測試218 7.3.4縱向超聲振子的振幅輸出特性測試219 7.4雙模具超聲波拉絲實驗223 7.4.1超聲波振動拉拔平臺的搭建223 7.4.2不同拉拔速度下超聲波振動拉拔實驗225 7.4.3不同振幅下超聲波振動拉拔實驗226 7.4.4拉拔後純鈦絲表面品質檢測227 7.5本章小結231 參考文獻232
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