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非圆孔精密加工超磁致伸缩智能构件的设计方法研究及软件开发
| 论文题名： | 非圆孔精密加工超磁致伸缩智能构件的设计方法研究及软件开发 |
| 关键词： | 汽车发动机;活塞非圆销孔;超磁致伸缩智能构件;软件开发 |
| 摘要： | 活塞是汽车发动机的关键部件之一，其性能优劣将直接影响到发动机乃至整个动力、传动系统的性能指标。由于传统的圆形活塞销孔存在应力分布不均、易疲劳损坏等缺陷，故现在越来越多的采用非圆异形销孔的形式，非圆异形销孔可以有效地改善应力集中现象，增加活塞寿命。但是由于传统加工异形活塞销孔的方法存在缺陷，因此设计了一种超磁致伸缩智能构件用于加工活塞非圆销孔。 超磁致伸缩智能构件是一种基于超磁致伸缩智能材料（GiantMagnetostrictive Material，GMM）的新型电-磁-机换能装置，作为一种具有高定位精度、高频率响应、大输出位移的执行器，广泛应用于超精密加工机床、超精密位置控制、精确位移传感器、振动控制等领域。 论文首先在查阅国内外相关文献的基础上，介绍活塞异形销孔的加工技术和超磁致伸缩微位移执行器的研究现状，同时评述超磁致伸缩智能构件设计方法研究现状，指出进行相关研究的必要性，从而确定本文的研究内容和选题意义。之后着重介绍了嵌入式GMM微进给机构加工异形活塞销孔的原理，对其进行功能需求分析。以嵌入式GMM微进给机构为研究目标，分析其智能镗杆部分的机械性能和励磁线圈部分的励磁性能，研究影响其性能的各个因素，并且提出改进措施，确定非圆孔精密加工超磁致伸缩智能构件的总体结构方案。在确定总体结构方案后，针对智能镗杆部分，采用Ansys workbench有限元分析软件对其进行结构尺寸方面的优化，在静态设计的基础上进行动态的仿真验证，保证智能镗杆部分的机械性能。之后针对励磁机构方案展开相关设计参数的优化，在设计优化完成后采用多种方法验证设计结果的性能，保证励磁机构部分的电磁性能以及热性能满足整体需求。在完成上述工作后文章根据智能镗杆、励磁机构部分的设计过程总结出用于非圆孔加工的超磁致伸缩智能构件的设计方法和设计流程，同时采用神经网络和遗传算法进行相关的多目标优化，开发相关优化设计软件，便于后续研究的开展。 |
| 作者： | 沙钊 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 邬义杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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