工程陶瓷高效深磨声发射实验研究
基于声发射技术的砂轮磨损状况在线检测
同的砂轮磨损状态下的声发射 （ Ａ Ｅ ） 信号小波能量系数分布情况十分相似 ， 不易识别 出砂轮磨损状态。因 此， 我们在此基础上 ， 通过小波系数统计分析法和法 向磨削力相结合的方法， 基于人工神经网络对砂轮磨损 状 态进 行识 别 。实验 证 明 ， 此方 法可 以简 单直 观 的识 别 出砂 轮的磨 损状 态 ， 并 且准 确性 有很 大的提 高 。
表 示砂 轮 的 四种状 态 。隐层 的神经元 个数 是通 过学 习训 练 识别 误 差最 小来 确 定 的 ， 本 文 确 定 的隐 层 神经 元 个 数为 ６个 ， 将训 练样 本 、 验 证样 本 和预测 样本 按 照总 样本 的 ７ ０ ％、 １ ５ ％和 １ ５ ％ 的 比率 进 行训 练 ， 用 ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｌ ｍ 函数训 练 。
元（ 神 经元 ） 通 过不 同方式 连接 而成 的 网络 ， 是 从微 观结 构 和功能 上对 人脑 的抽象 、 简 化和模 拟 ，它是 一种 自 适应 非线 性 的动态 网络 系统 ， 具 有很 强 的知识 获取 能力 、 联 想 记忆 能力 、 并行计 算 能力 、 良好 的容错 能力 、 自
适应 能力 。
Ｂ Ｐ （ Ｂ ａ ｃ ｋ Ｐ ｒ ｏ ｐ ａ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ） 网络 是在 感知 器模 型 的基础 上发 展起来 的 ， 是 目前 应 用得 最 广泛 的一 种 人工 神经 网络 。它利用 输 出层 的误差 来估 计输 出层 的直 接前 导层 的误差 ， 再 用这个 误差 估计 更前一 层 的误差 ， 如此下 去， 就获 得 了所有 其它层 的误差估 计 。
０ 引 言
在 磨削 加工 中 ， 砂 轮 的磨损状 态 是砂 轮磨 削性 能好坏 的重 要指 标之 一 ， 它 影响 着磨 削加工 的生 产效率 和 加 工质 量 。在实 际加工 中 ， 为 了避免 工件磨 削烧 伤 ， 一般 采用定 时修 锐 ， 在砂 轮还没 有达 到工作 寿命 极限 时 ， 就 提前 对其进 行 修整 ， 这样 便有 盲 目性 … 。近几 年诸 多学者 用声 发射 （ Ａ Ｅ ） 信 号 的小波 分析 法对砂 轮磨损 在 线 监测 ， 并通 过实 验证 明 了该 方法 的有效性 Ｌ ２ Ｊ 。但 是在 实践 中 ， 我 们 发现在 超精 密磨 削加工 实验 研 究 中不
中文翻译-陶瓷磨削时磨削参数对声信号发射的影响
陶瓷磨削时磨削参数对声信号发射的影响摘要工程陶瓷在磨削加工过程中总是伴随开裂。
对于自动化加工过程，设计可靠的传感系统在研磨过程中检测工件开裂是有必要的。
本文介绍了声发射( AE )传感器检测在检测过程中工件的一些情况。
在不同磨削条件下，通过对敏感性AE进行评价和了解了各研磨参数。
在磨削加工氧化铝陶瓷的过程中，对于AE信号活动实验分析结果表明：随着砂轮切削深度的增加，声发射也增加，然而，当时代的进步，由于它显示的AE基本上是一个功能磨粒切削深度，AE也逐渐减少。
然而，它还是影响的陶瓷表面完整性精细的主要因素。
关键词：磨削，声发射，陶瓷，机械加工，磨削模型1.介绍在一定控制条件下，可以研磨脆性材料。
如工程陶瓷，使材料除去塑性变形,使表面不出现裂纹。
在自由磨削时，当大量的材料在砂轮磨磨削作用下并产生脆性变形就叫做开裂。
在实践中,这意味着保持适当的切削深度(切屑厚度) ，以防止发生韧脆转变。
为了减少加工时间和成本，机器自动化和系统得到广泛应用。
像自动化延模式研磨精细陶瓷机床，配备高灵敏度传感器，以防止陶瓷部分开裂。
在有关的材料研究方面，声发射技术有着悠久的历史，材料评估，无损测试和制造过程。
用声发射检测在过去十年广泛应用于加工过程中。
举例来说，若田，稻崎用的AE传感器来监视振动磨损波段。
一些工作者，例如比法诺和彝族及Akbari先生用声发射监测加工脆性材料。
结果，我们以前的实验也表明AE足以侦测表面损伤精瓷，在磨削精细陶瓷的时，随着AE活动增加，磨粒切削深度也增加。
本文章的目的评价AE不同磨削工艺参数如砂轮深度，转速和速度时的敏感性。
用这种方式来决定在磨削陶瓷材料控制AE活动的主要因素。
为了解决最重要的噪音问题，最重要的是在不同的阶段来分析声发射信号。
2.实验程序磨削实验通过改变磨床主轴车轮速度，转速来进行控制。
表1显示了以氧化铝作为试验材料的磨削条件的力学性能。
图1显示了声测量仪器和数据处理系统运作的一些方法。
工程陶瓷高效深切磨削加工中声发射的实验研究
Ｖ０ ． ＯＮ０ ２ 章 编号 ： １７—１６２ ０）２０ ７ ７ ６２６４ （０８０ ０ ８０
工程 陶瓷高效深 切磨 削加工 中声发射 的实验研 究
郭 力 ，
ｆ。 １ 湖南大学 国家高效磨 削工程技术研究 中心， 湖南 长沙， １０２ ４０ ８ ； ２ 湖南大学 机械 与汽车工程 学院， 。 湖南 长 沙， １０ ２ ４ ０ ８）
技术 对磨 削 过程 进行 监测 ，进而 对磨 削接 触 、砂 轮
１ ． ２超高速磨削实验 台 实验采 用 由湖 南大 学 国家 高效 磨削 工程 技术 研 究 中心 自己制 造 的数 控超 高速 磨 削实验 台 ，机床 应
用 计算 机 数控 技术 、 电主轴 技术 和超 高速磨 削工 艺 ， 技 术 先进 ．机床 主机 为 卧轴 矩 台拖 板 移动 式 ，磨 头 体 固定 不 动 ，横 向进给 机构 固定于 工作 台，垂直 进
维普资讯
第 ２期
郭
力 工程 陶瓷高效深切磨 削加工 中声发射 的实验研 究
削加 工 陶瓷 为大 势 所趋 ．目前 ，以砂 轮 高速 度 、工 件 高 进 给 速 度 和 大 切 深 为 标 志 的 高 效 深 切 磨 削 （ｉｈｅ ｃｅ ｃ ｅ ｐｇ ｎ ｉｇ ＨＥ ｈｇ ｆ ｉ ｙｄ ｅ ｒ ｄｎ ， ＤＧ） 术 正在 国际 ｉ ｎ ｉ 技
工件摩擦、工件表面裂纹等均可发射出弹性波． 这 些 因素和 工 件材 料 、磨 削条件 、砂轮表 面 的状 态等
摘 要 ：通 过对部分稳 定氧化锆 （ｓ ） ２ ３ Ｐ ｚ和Ａ１ 两种工程 陶瓷 Ｏ
磨损 以及工 件表 面 质 量进 行监 测 ．这对 于 提 高生 产 效率 、 降低 生产 成 本和 保证 加 工质 量有 着重 要 的意 义 ，而且 有助 于推 动 声发射 技 术在 磨削 加工 领域 更
基于BP神经网络的高效深磨工程陶瓷工件表面粗糙度的声发射预测
家 ＷＰｔ 合作 ，从数 理逻 辑 的角度 ，提 出了神 经元 ｉｓ ｔ 和 神 经 网络 最 早 的 数 学 模 型 （ Ｃ ｌ ｃ —ｉｓ Ｍｃ ｕｌ ｈＰｔ ，ＭＰ ｏ ｔ 模 型 ） 志 着 神 经 网络 研 究 的 开 始 ．１ ５ 年 ， ，标 ９８ Ｆ ｏ ｅｂａ Ｒ ｓｎ ｌ ｔ首 次 引 进 了模 拟 人 脑 感 知 和 学 习 能力 ｔ 的感知 器（ｅｃｐｒｎ概 念 ，引起 了人们 极 大 的兴趣 ． ｐ ｒｅ ｔ ） ｏ 自 １８ 年 美 国加 州 工学 院 的 Ｊ ９２ ．Ｈｏ ｆ ｌ 提 出 了 ｐ ｅｄ ｉ
大 的 进 给 量 磨 削 时 ，声 发 射 （ Ｅ 信 号 的 有 效 值 Ａ ） （ ＭＳ和 其 快 速 付 立 叶 变 换 （Ｆ ） 值 与 工件 表 面 Ｒ ） Ｖ ｒ峰
粗糙 度有 很好 的对应 关 系．从而 提 出了一 种在 线监
测磨 削 工件表 面 粗糙 度 的新方 法 ， 方法 从声 发射 该 （ Ｅ 传 感 器探 头 与 磨 削 工件 表 面摩 擦 产 生 的Ａ 信 Ａ ） Ｅ 号 中提 取 有 关 磨 削工 件 表面 粗 糙 度 的信 息 量 ， 利用 Ｂ 神 经 网络 实现 磨 削 工件 表 面 粗 糙度 的在 线 智 能 Ｐ 检测 和 预报 ．并通 过 实际跟 踪测 试和 计算 机仿 真对 该 方法 的可行 性 进行 了分 析 ．通 过试 验 还发 现 磨 Ｊ
和 磨损 情 况） 这 些 因素 很 难 归纳 到 一个 数 学模 型 等
中去 ，如 磨 削液和 砂轮 钝 化程度 等 的影 响．用 传统
（） ｉ 高度 的非线性 全局 作用 ： 经 网络通 过各 个 ｉ 神 神经 元互 相制 约互相 影 响 ，从而 实现 从输入 状 态空 间到 输 出状态 空间 的非线 性 映射． （ｉ良好 的“ ｉ） ｉ 容错 性” ：神 经 网 络不 会 因 部分 神 经元 的失 效而 影响整 个 网络 的功能 ． （） ｉ 具有 自学 习 、 白组织 、 自适应 的能 力ｃ． ｖ ２ 】
高速深切磨削陶瓷表面粗糙度的在线监测
◇ 。 ◇ 。 ◇ 。◇ 。◇ 。◇ 。 ◇ 。 ◇ 。
２ １年 第 ４ ０１ 期
ｉ验 研 ３ 试 与 究ｏ
高速深切磨削陶瓷表面粗糙度 的在 线监测
李 波 郭 力
（．湖南 大学 电气 与信 息工程 学 院 １ 长沙 ４０８； １０２ 长沙 ４０ ８ ） １０ ２ ２ ．湖南 大学 国家 高效 磨削 工程技 术研 究 中心
本 文采 用Ｂ 神经 网络 的方 法 ， Ｐ 用磨削 加 工中 的
ＡＥ 征参 量做 输入 ，工件 表面 粗糙度 做输 出，对高 特
的材 料磨 除 率 。从 而大 幅度提 高 了磨 削效率 ，降低
了加工 成本 。
速 深切 平 面 磨 削工 程 陶 瓷 工 件 表 面粗 糙度 做 了在
线 监测 。
技术 正在 陶 瓷加工 领域 迅猛 发展 ，这 可 以获得 很大
的有效值 （ ｏ ｍ ａ ｕｒ，Ｒ ）和其快速傅里 ｒ ｔ ｅｎ ｑ ａ ｏ ｓ ｅ ＭＳ 叶变换 （Ｆ Ｆ Ｔ） 峰值 与工 件表面 粗糙 度有 很好 的对
应 关系 。从而提 出了一种 在线监 测外 圆磨 削工件 表
面粗糙度 的方法， 利用Ｂ 神经 网络实现 了外圆磨削 Ｐ 工件表 面粗 糙度 的在 线智 能检测 和预 报 。
发射 信 号 （ｃｕｔ ｍｉ ｉｎ ＡＥ）中 ，其 Ａ 信 号 ａｏ ｓｃｅ ｓ ｏ ， ｉ ｓ Ｅ
１ １ 超高速磨 削试验” ．
试验 在一 台数控 超高 速 平面磨 削机 床上进
行 。 机 床应 用 电主轴 技 术和 超高速 磨 削工 艺 ，具 有 国际先 进水 平 。 电主 轴功 率为 ４ ｗ，砂 轮最 高 ０ｋ
速度 、工作 台速 度 、切深 、砂轮 直径 、磨削 液种 类 以及 砂轮 表面中去 ，用传 统 的数学 模 型根本 无法 实现 工件
工程陶瓷超声磨削温度的实验研究
近 年来 ，有 关 超声 磨 削 加 Ｔ Ｔ程 陶 瓷的 报道 已有 很
多 ：超 声波 振 动磨 削 Ｔ程 陶瓷 睡 削 力 比普通 磨 削 力 降低
Ｊ ／； ＇ｌ 瞎削 比提高 １ ＝ 由 于施 加 了高 频振 动 ， 刚 ３ ０倍 金
树 ￣ － 合 剂 ； 度 １ＯＡ ＪＩ ｌＩ ｌ 浓 ＯＣ
２ ．ｌ ｓ３ ． ｍ ｓ４ ／． ２６ ／． ３６ ／． ４０ｍ ｓ ｎ
的 影 响 卜对 普 通 磨 削过 程 中 的 磨 削 温 度 影 响 有 什 么 不 ｊ
基 金项 目 ： 南 ｌ 自然科 学 基 金 资助 项 目（４ ５ ５０） 河 葺 ０ １０ ３ ０ １
砂 轮表 面 不易 被 磨 屑堵 塞 ， 保持 了 磨料 的锋利 性 ， 高 ＿ 提 ｒ
图 １ 测 温 实 验 原 理 示 意 图
磨 削效 率 ， 累积 磨削 距离 增 大 金刚 石砂 轮在 超声 波 纵
振 动 怍用 下 ， 表 面 粗糙 度 的火 峰 多 次滑 擦 、 对 使表 面 粗糙 度峰 值降 低 ，使加 Ｔ精 度 和 ＿ 件表 面加 工 质 量得 到 很 人 Ｔ 改 善 １．一但是 有关 超声 磨 削 的温 度方 而 却鲜 有报 道 ， ． ３ ４ 按
温 瞍最 高 值 ， 态表 而磨 削温 度测 量 的难 度较 大 ： 此 采 瞬
用 人 １ 电偶法 来 实 现测 温 ， ＿ 热 测温 方 案如 罔 ２所示 ， 存两
＃２ ０ Ｃ 佃 钿 ‘ ０ ｂｉ 许 饫 口 苗 修 彤 ． Ｅ
斌件 本体 问央 人镍 铬 丝 和镍 硅 丝组 成 的标 准 热 电 偶 ：需 要 注 意 的是 沟槽 深 度 要适 中 ，能 使 丁 件表 而 以一 定 的 预 力保证 热 电偶 结点 Ｔ件 充分 接 触
陶瓷材料断裂过程的声发射研究
陶瓷材料断裂过程的声发射研究
随着科技的发展，陶瓷已经成为先进材料中使用最广泛的一种，用于制造多种机械工程结构，有效地改善了复杂的机械结构性能。
不可否认，陶瓷的优良性能和合理的价格是吸引人们使用它的重要原因之一。
然而，陶瓷的断裂过程是一个普遍的问题。
断裂的过程对于陶瓷的性能有着重要的影响，因此，探究陶瓷断裂过程是一件有意义的事情。
以往，大多数研究集中在陶瓷断裂时发生的物理现象，例如断线、断块应变和应力等方面，但是断裂时可能发射出的声发射特征则值得我们认真思考。
声发射是断裂发生时的一种无损检测方式，它的研究对于研究陶瓷的断裂过程至关重要。
声发射技术是断裂过程中新兴的一种检测技术，它可以在断裂本身发生之前就能检测到断裂即将发生的信息，从而便于及时把控断裂的情况。
另外，声发射技术还可以用于测量陶瓷断裂厚度，从而进一步了解其断裂过程。
声发射技术实际上是由传感器检测到断裂过程中发出的微弱声
音而产生的。
通常情况下，这种声音特征只有声发射仪才能够检测得到，它的特征通常表现为一个或多个信号波，其中有高频振荡，其振幅高度可视，以及低频振荡，其振幅较弱不易观察。
在实际应用中，声发射技术和有损检测技术结合，充分发挥两者的各自优势，可以准确发现材料的缺陷，有效提高生产效率，更加有效地改进物理结构，以提供先进的产品质量。
综上所述，声发射在陶瓷材料断裂过程的研究方面发挥着重要作用，通过研究断裂时发生的声发射特征可以进一步深入了解断裂过程，提高断裂检测的精确度，从而更好地改进机械结构性能。
磨粒变切深划擦陶瓷声发射及其时间序列建模
磨粒变切深划擦陶瓷声发射及其时间序列建模1. 引言1.1 背景介绍磨粒变切深划擦陶瓷声发射是一种重要的现象，对于陶瓷材料的磨损和破损具有重要的参考价值。
陶瓷材料在工程领域中被广泛应用，如陶瓷刀具、瓷砖等。
而磨粒变切深划擦陶瓷声发射的研究可以为陶瓷材料的性能评价和改进提供重要参考，有助于陶瓷材料的更好应用。
随着声发射技术的发展，磨粒变切深划擦陶瓷声发射特性的研究变得更加深入和细致。
通过对声发射信号的分析和建模，可以揭示磨粒与陶瓷材料之间的作用机理，为进一步优化陶瓷材料的使用和设计提供科学依据。
1.2 研究目的研究目的是通过对磨粒变切深划擦陶瓷声发射特性进行深入探究，揭示声发射信号的特征规律，并建立时间序列模型，从而为陶瓷材料的磨损监测和健康评估提供有效的方法和手段。
具体目的包括：1. 分析磨粒变切深划擦过程中陶瓷材料的声发射特性，揭示声发射信号的频谱分布、幅值特征和持续时间等关键参数；2. 提取声发射信号中的有效特征信息，建立与陶瓷材料磨损程度的关联模型；3. 探索基于时间序列分析的声发射信号建模方法，进一步优化陶瓷材料磨损监测的准确性和可靠性；4. 进行实验验证，验证时间序列建模方法的有效性，并对磨粒变切深划擦陶瓷声发射特性进行充分分析，为未来陶瓷材料磨损监测技术的发展提供参考和借鉴。
通过本研究的目的，将为陶瓷材料的磨损监测和健康评估领域的研究提供重要的理论基础和实践指导。
1.3 研究方法研究方法是指本文采用的具体研究手段和流程。
在本研究中，我们首先对磨粒变切深划擦陶瓷声发射进行了实验采集，然后利用声发射信号的特征提取和时间序列分析方法，对数据进行处理和分析。
接下来，我们采用时间序列建模技术对声发射信号进行建模，以揭示其内在规律和特征。
在实验验证阶段，我们对模型进行了验证和结果分析，验证了时间序列建模方法的有效性和准确性。
研究方法的选择是基于对研究对象的了解和实际需要，以确保研究结果的可靠性和科学性。
《工程陶瓷复频旋转超声加工系统设计及研究》
《工程陶瓷复频旋转超声加工系统设计及研究》篇一一、引言随着科技的发展，工程陶瓷材料因其高硬度、高强度、高耐磨性等特性在航空、航天、医疗、汽车等领域得到了广泛应用。
然而，由于工程陶瓷材料的硬度高、脆性大，其加工难度较大。
因此，研究和开发高效的工程陶瓷加工系统成为当前的研究热点。
本文提出了一种工程陶瓷复频旋转超声加工系统设计及研究方案，以期为工程陶瓷的高效、精准加工提供新的思路和方法。
二、系统设计1. 总体设计本系统主要由复频旋转超声发生器、超声振动系统、工作台系统以及控制系统等部分组成。
其中，复频旋转超声发生器是系统的核心部分，负责产生复频旋转超声波；超声振动系统则负责将复频旋转超声波传递到加工工具上；工作台系统用于固定和移动工程陶瓷材料；控制系统则负责整个系统的协调和控制。
2. 复频旋转超声发生器设计复频旋转超声发生器是本系统的关键部分，其性能直接影响到整个系统的加工效果。
设计时，我们采用了先进的电子技术，通过优化电路设计，实现了复频旋转超声波的稳定输出。
同时，为了满足不同加工需求，我们还设计了多种频率和振幅可调的复频旋转超声发生器。
3. 超声振动系统设计超声振动系统主要负责将复频旋转超声波传递到加工工具上。
我们采用了高效的压电陶瓷换能器，通过优化振动系统的结构设计和材料选择，实现了高效的能量传递和转换。
同时，我们还设计了多种不同形状和尺寸的加工工具，以满足不同加工需求。
4. 工作台系统设计工作台系统用于固定和移动工程陶瓷材料。
我们采用了高精度的三轴联动工作台，通过计算机控制系统实现工程陶瓷材料的精确移动和定位。
同时，我们还设计了高效的冷却系统和吸尘系统，以保证加工过程的稳定性和清洁性。
5. 控制系统设计控制系统是整个系统的核心，负责协调和控制各个部分的工作。
我们采用了先进的计算机控制系统，通过优化算法和程序编写，实现了对复频旋转超声发生器、超声振动系统、工作台系统等部分的精确控制。
同时，我们还设计了友好的人机交互界面，方便操作人员对系统进行操作和监控。
陶瓷材料断裂过程的声发射研究
陶瓷材料断裂过程的声发射研究
陶瓷材料是指在烧制过程中发生热聚合反应和多晶结构形成的无机非金属料种，可以
在高温环境中使用，有着优良的电气特性和物理性能，因此被广泛应用于电子器件、光学
元件、能源变换材料等领域。
然而，由于陶瓷材料断裂过程中会发生剧烈的机械震动，因
此断裂后发出的聲音可能会影响到其他附近设备的安全性。
为了准确理解陶瓷材料的断裂过程和产生的声发射，科学家们从结构和物理性质的角
度研究了陶瓷材料的断裂过程以及所产生的声发射特征。
研究者们发现，陶瓷材料在断裂
过程中会产生一种特殊的声发射特性。
研究表明，随着断裂过程的进行，气泡的形成和破
裂会产生一种断裂尖端的噪声，并可以使声发射的频率从低频段攀升到高频段，最终产生
断裂的最高声发射能量。
此外，研究者们还比较了陶瓷材料不同摩擦力、断裂速度和应力的断裂声发射的差异，结果表明，摩擦力越大声发射的能量越大，而断裂速度越快也会使声发射的能量升高。
本研究可以帮助科学家们有效地满足陶瓷器件安全和可靠性的需求，更好地评估其断
裂过程及其产生的声发射及其对周围环境造成的影响。
此外，这项研究对于提高陶瓷材料
的强度和硬度，以及将来设计和开发制品的质量和性能具有重要意义。
《工程陶瓷复频旋转超声加工系统设计及研究》范文
《工程陶瓷复频旋转超声加工系统设计及研究》篇一一、引言工程陶瓷因其硬度高、强度大、耐腐蚀性好等优良性能，被广泛应用于机械、电子、航空航天等领域。
然而，由于其硬度大、脆性大、加工难度大，传统加工方法难以满足现代制造技术对复杂形状、高精度、高质量的需求。
复频旋转超声加工技术因其具有高效、高精度、低损伤等优点，成为工程陶瓷加工的重要手段。
本文旨在设计并研究一种工程陶瓷复频旋转超声加工系统，以提高工程陶瓷的加工效率和质量。
二、系统设计1. 总体设计工程陶瓷复频旋转超声加工系统主要由超声发生器、变幅杆、复频旋转机构、工作台等部分组成。
其中，超声发生器产生高频电信号，经过变幅杆将电能转换为机械能，驱动复频旋转机构进行工作。
复频旋转机构带动工作台上的刀具进行高速旋转和复频振动，实现对工程陶瓷的加工。
2. 超声发生器设计超声发生器是整个系统的核心部件，负责产生高频电信号。
本系统采用数字化控制技术，设计一款高稳定性的超声发生器，能够输出稳定的超声频率信号，满足复频旋转超声加工的需求。
3. 变幅杆设计变幅杆是连接超声发生器和复频旋转机构的桥梁，负责将电能转换为机械能。
本系统采用合理的几何形状和材料，设计一款具有高转换效率、低损耗的变幅杆。
4. 复频旋转机构设计复频旋转机构是实现刀具高速旋转和复频振动的关键部件。
本系统采用电机驱动和机械传动相结合的方式，实现刀具的高速旋转和复频振动。
同时，通过控制电机的转速和振动频率，实现对加工过程的精确控制。
5. 工作台设计工作台是用于放置工程陶瓷工件和安装刀具的部件。
本系统采用高精度导轨和轴承，保证工作台的稳定性和精度。
同时，工作台还具有快速装夹和调整功能，方便操作人员对工件进行加工。
三、系统研究1. 加工工艺研究本系统采用复频旋转超声加工技术对工程陶瓷进行加工。
通过研究不同工艺参数（如振动频率、振幅、转速等）对加工效果的影响，找出最优的工艺参数组合，提高加工效率和质量。
2. 系统性能研究本系统具有高稳定性、高精度、低损伤等优点。
磨粒变切深划擦陶瓷声发射及其时间序列建模
磨粒变切深划擦陶瓷声发射及其时间序列建模摘要：在陶瓷材料加工过程中，磨粒切削过程会产生不同频率和振幅的声发射信号。
本文利用时间序列建模方法，对磨粒变切深划擦陶瓷声发射进行了研究。
首先对陶瓷材料的声发射信号进行了采集，并对其特征进行了分析。
然后，利用ARIMA模型对采集到的声发射信号进行了建模，得到了相应的参数和预测结果。
通过实验验证了所建模型的有效性，证明了时间序列建模方法在磨粒切削声发射研究中的应用前景。
1.引言陶瓷材料是一种广泛应用于机械加工和其他领域的材料，具有优良的耐磨性和耐高温性能。
在陶瓷材料的加工过程中，磨粒切削是一种常用的加工方法，其特点是切削力小、切削速度快、表面粗糙度低等。
磨粒切削过程中会产生大量的声发射信号，这些信号具有复杂的频率和振幅特征，对磨粒切削过程进行监测和控制具有重要意义。
对磨粒变切深划擦陶瓷声发射进行研究，对于探索磨粒切削过程的机理，优化切削参数，提高加工质量具有重要意义。
时间序列分析是一种常用的数学建模方法，广泛应用于信号处理、统计预测等领域。
本文利用时间序列建模方法，对磨粒变切深划擦陶瓷声发射进行研究，旨在利用时间序列建模方法对磨粒切削过程的声发射信号进行建模和预测，为磨粒切削过程的监测和控制提供一种新的思路和方法。
2.声发射信号采集与特征分析本实验采用了一种先进的声发射信号采集系统，对磨粒变切深划擦陶瓷声发射进行了实时监测。
在实验过程中，我们改变了切削速度、切削深度、刀具材料等参数，采集了不同条件下的声发射信号。
通过对采集到的声发射信号进行分析，得到了如下特征：（1）频率特征：声发射信号的频率分布在几十kHz至几百kHz之间，且不同条件下频率分布存在明显差异；（2）振幅特征：声发射信号的振幅较小，通常在几十mV至几百mV之间，且振幅的变化范围较大；（3）信号包络：声发射信号的包络线具有规律的波形，但不同条件下的包络线形状存在差异。
通过对采集到的声发射信号进行分析，我们发现声发射信号具有复杂的频率和振幅特征，这为后续的建模提供了重要的数据基础。
磨粒变切深划擦陶瓷声发射及其时间序列建模
磨粒变切深划擦陶瓷声发射及其时间序列建模磨粒变切深划擦陶瓷声发射是指在磨削或切削陶瓷材料时产生的声音现象。
这种声发射现象常常与磨粒的变形、切削深度和划痕等因素相关，因此对其进行时间序列建模可以帮助我们更好地理解陶瓷材料的力学性能和切削过程的特点。
本文将对磨粒变切深划擦陶瓷声发射及其时间序列建模进行深入探讨。
1. 磨粒变切深划擦陶瓷声发射的特点磨粒变切深划擦陶瓷声发射是陶瓷材料在磨削或切削过程中产生的声音信号。
这种声发射现象具有以下几个特点：(1) 声音频率高：由于陶瓷材料的硬度和脆性较高，磨削或切削时所产生的声音频率也较高，通常大于1kHz。
(2) 声音信号瞬变性强：磨粒的变形、切削深度和划痕等因素都会引起声音信号的瞬时变化，因此声发射信号具有较强的瞬变性。
(3) 噪音与信号混合：在实际的切削过程中，除了声发射信号外，还会伴随着各种背景噪音，这就需要对信号进行预处理。
时间序列建模是一种描述数据随时间变化规律的方法，可以用于研究声发射信号的动态特性。
对磨粒变切深划擦陶瓷声发射进行时间序列建模的步骤如下：(1) 数据采集：通过传感器采集磨削或切削过程中的声音信号数据，并记录切削深度、磨粒形状和划痕等相关参数。
(2) 数据预处理：对采集到的声音信号数据进行预处理，包括去除背景噪音、滤波和降噪等操作，以提取出有效的声发射信号。
(3) 特征提取：对预处理后的声发射信号进行特征提取，包括时域特征和频域特征等，以便后续的时间序列建模分析。
(4) 模型建立：根据特征提取的结果，选择适当的时间序列模型，比如自回归移动平均模型（ARMA）、自回归积分移动平均模型（ARIMA）等，对声发射信号进行建模。
(5) 参数估计：采用最大似然估计法或最小二乘估计法，对时间序列模型的参数进行估计。
(6) 模型诊断：对建立的时间序列模型进行诊断，检验模型的残差序列是否满足白噪声特性，以验证模型的有效性和稳定性。
(7) 模型预测：利用建立的时间序列模型，对未来的声发射信号进行预测和分析，以揭示陶瓷材料的力学性能和切削过程的特点。
磨粒变切深划擦陶瓷声发射及其时间序列建模
磨粒变切深划擦陶瓷声发射及其时间序列建模【摘要】本文针对磨粒变切深划擦陶瓷声发射特性进行了深入分析，并提出了时间序列建模方法。
通过实验结果与讨论，对声发射信号特征进行了提取，并进行了模型验证与优化。
最后总结了磨粒变切深划擦陶瓷声发射的时间序列建模研究，并展望了未来研究方向。
研究的背景介绍了磨粒变切深划擦陶瓷声发射的重要性，研究目的是为了揭示其声发射特性，研究意义在于为陶瓷磨削过程中的声发射监测与控制提供了理论基础。
通过本文的研究，可以更好地理解磨粒变切深划擦陶瓷声发射的规律，为相关工程应用提供支撑。
【关键词】磨粒、切深、划擦、陶瓷、声发射、时间序列建模、特征提取、模型验证、优化、研究总结、展望、未来研究方向1. 引言1.1 背景介绍陶瓷声发射技术是一种基于材料内部微观损伤造成的声波信号进行监测和分析的无损检测方法，对于陶瓷材料的质量控制和结构健康状态的评估具有重要意义。
磨粒变切深划擦陶瓷声发射技术是近年来发展起来的一种新型方法，通过在陶瓷材料表面进行磨粒变切深划擦操作，引发陶瓷材料内部微观损伤的产生，并通过声波信号的监测与分析实现对陶瓷材料的性能评估。
本文旨在对磨粒变切深划擦陶瓷声发射的特性进行分析，并探讨其时间序列建模方法，希望通过本研究对该领域的发展做出一定的贡献。
1.2 研究目的磨粒变切深划擦陶瓷声发射及其时间序列建模研究的目的是为了深入分析磨粒在磨削过程中的声发射特性，探究声发射信号的规律性和特征，为陶瓷材料的磨削工艺提供科学依据。
通过对磨粒变切深划擦陶瓷声发射进行时间序列建模，可以揭示声发射信号的内在关联性，为磨削过程的监测与控制提供有效手段。
磨粒在磨削过程中的声发射特性受到多种因素的影响，如磨削参数、陶瓷材料的性能等，通过建立时间序列模型可以对这些影响因素进行系统性分析，为优化磨削工艺提供科学依据。
对声发射信号进行特征提取和分析，可以有效区分不同磨削条件下的声发射信号，为磨削过程的质量评估和问题诊断提供可靠依据。
《工程陶瓷复频旋转超声加工系统设计及研究》范文
《工程陶瓷复频旋转超声加工系统设计及研究》篇一一、引言随着现代制造业的快速发展，工程陶瓷材料因其独特的物理和化学性能，在航空航天、医疗器械、精密仪器等领域得到了广泛应用。
然而，工程陶瓷材料的加工难度大，传统加工方法往往难以满足高精度、高效率的加工需求。
因此，研究开发一种高效、精确的工程陶瓷加工系统显得尤为重要。
本文旨在设计并研究一种工程陶瓷复频旋转超声加工系统，以提高工程陶瓷的加工效率和加工质量。
二、系统设计1. 系统组成工程陶瓷复频旋转超声加工系统主要由以下几部分组成：复频旋转超声加工头、伺服驱动系统、控制系统、冷却系统和支撑系统。
其中，复频旋转超声加工头是系统的核心部分，负责实现复频旋转超声加工；伺服驱动系统负责驱动加工头的运动；控制系统负责整个系统的控制和协调；冷却系统用于对加工头和工程陶瓷进行冷却，以防止过热；支撑系统用于支撑和固定工程陶瓷工件。
2. 复频旋转超声加工头设计复频旋转超声加工头是本系统的关键部件，其设计直接影响加工效果。
复频旋转超声加工头包括换能器、变幅杆和工具头。
换能器将电能转换为机械能，变幅杆将换能器输出的振动进行放大，并传递给工具头。
工具头采用复合材料制成，以适应复频旋转的需求。
3. 控制系统设计控制系统采用PLC（可编程逻辑控制器）进行控制，实现复频旋转超声加工头的精确运动。
控制系统包括上位机和下位机两部分。
上位机负责人机交互，实现参数设置、加工模式选择等功能；下位机负责接收上位机的指令，控制伺服驱动系统和复频旋转超声加工头的运动。
三、系统研究1. 复频旋转超声加工原理研究复频旋转超声加工是一种利用复频旋转超声振动进行材料去除的加工方法。
本文通过对复频旋转超声振动的研究，分析了其加工原理和优势。
复频旋转超声振动能够有效地去除工程陶瓷表面的微小颗粒，实现高精度、高效率的加工。
2. 加工参数优化研究本文通过大量实验，研究了复频旋转超声加工的加工参数对加工效果的影响。
实验结果表明，合理的加工参数能够显著提高工程陶瓷的加工效率和加工质量。
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《工程陶瓷复频旋转超声加工系统设计及研究》篇一一、引言随着科技的不断发展，陶瓷材料因其优良的物理、化学及机械性能，在工程领域中得到了广泛的应用。
然而，工程陶瓷材料的加工难度较大，传统加工方法难以满足现代制造的高精度、高效率要求。
因此，研究开发一种高效、精确的工程陶瓷加工系统显得尤为重要。
本文将重点探讨工程陶瓷复频旋转超声加工系统的设计及研究，以期为工程陶瓷的加工提供新的思路和方法。
二、复频旋转超声加工技术概述复频旋转超声加工技术是一种将振动能量和旋转能量结合的先进加工技术。
在工程陶瓷加工过程中，通过高频率的旋转和振动作用，使刀具在加工过程中产生高频冲击力，从而实现高效、精确的加工。
该技术具有加工精度高、加工效率高、热影响小等优点，适用于各种复杂形状和材料的加工。
三、工程陶瓷复频旋转超声加工系统设计（一）系统组成工程陶瓷复频旋转超声加工系统主要由以下几个部分组成：超声振动系统、旋转系统、进给系统、控制系统以及冷却系统。
其中，超声振动系统负责产生高频振动，旋转系统负责实现刀具的旋转运动，进给系统负责控制刀具的进给速度和深度，控制系统负责整个系统的协调和控制，冷却系统则用于降低加工过程中的温度。
（二）设计原则在设计过程中，我们遵循了以下原则：一是保证系统的稳定性和可靠性，二是提高系统的加工精度和效率，三是考虑系统的实用性和经济性。
同时，我们还充分考虑了系统的可维护性和可扩展性，以便在未来进行升级和扩展。
（三）具体设计1. 超声振动系统设计：我们采用了压电陶瓷换能器作为振动源，通过调整换能器的电压和频率，实现高频振动。
同时，我们优化了振动系统的结构，减小了振动能量的损失。
2. 旋转系统设计：我们采用了高精度的主轴电机和驱动器，实现刀具的高速旋转。
此外，我们还设计了旋转系统的保护装置，防止因意外导致的系统损坏。
3. 进给系统设计：我们采用了伺服电机和滚珠丝杠副作为进给系统的主要部件，通过控制伺服电机的转速和转向，实现刀具的精确进给。
《工程陶瓷复频旋转超声加工系统设计及研究》范文
《工程陶瓷复频旋转超声加工系统设计及研究》篇一一、引言随着科技的发展，工程陶瓷材料因其高硬度、高强度、高耐磨性等特性在航空、航天、医疗、汽车等领域得到了广泛应用。
然而，工程陶瓷材料的加工难度大，传统加工方法往往难以满足其加工要求。
复频旋转超声加工技术作为一种新型的加工技术，因其具有高效率、高精度、低损伤等优点，逐渐成为了工程陶瓷材料加工的重要手段。
本文将就工程陶瓷复频旋转超声加工系统的设计及研究进行详细阐述。
二、系统设计1. 总体设计工程陶瓷复频旋转超声加工系统主要由超声波发生器、换能器、变幅杆、旋转机构、工作台等部分组成。
其中，超声波发生器负责产生高频电信号，换能器将高频电信号转化为机械振动，变幅杆将机械振动进行放大并传递至工具端部，旋转机构实现工具的旋转运动，工作台则用于固定待加工的工程陶瓷材料。
2. 超声波发生器设计超声波发生器是整个系统的核心部件，其性能直接影响到加工效果。
设计时需考虑其输出功率、频率稳定性、波形失真度等因素。
通常采用频率跟踪技术，使输出频率与换能器的谐振频率相匹配，从而提高能量利用率和加工效果。
3. 换能器及变幅杆设计换能器负责将电能转化为机械能，其性能直接影响机械振动的质量和效率。
变幅杆则用于放大机械振动，使工具端部获得较大的振幅。
设计时需考虑换能器的材料、结构、尺寸等因素，以及变幅杆的放大倍数、频率响应等性能指标。
4. 旋转机构及工作台设计旋转机构采用伺服电机驱动，实现工具的精确旋转运动。
工作台则采用高精度导轨和滑块结构，保证待加工工程陶瓷材料的稳定性和精度。
此外，还需考虑系统的冷却和润滑系统设计，以保证系统的稳定性和寿命。
三、研究内容1. 加工工艺研究针对工程陶瓷材料的复频旋转超声加工工艺进行研究，包括切削参数的优化、工艺参数的匹配等。
通过实验研究不同工艺参数对加工效果的影响，如切削速度、进给量、振动频率等，以获得最佳的加工工艺参数。
2. 系统性能测试对设计的工程陶瓷复频旋转超声加工系统进行性能测试，包括输出功率、频率稳定性、振幅大小等指标的测试。
《工程陶瓷复频旋转超声加工系统设计及研究》
《工程陶瓷复频旋转超声加工系统设计及研究》篇一一、引言随着现代制造业的快速发展，工程陶瓷作为一种高性能材料，在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域得到了广泛应用。
然而，工程陶瓷的加工难度大、效率低等问题一直困扰着制造业。
为了解决这一问题，本文提出了一种复频旋转超声加工系统设计及研究方案，旨在提高工程陶瓷的加工效率和加工质量。
二、系统设计1. 系统结构本系统主要由复频旋转超声发生器、超声振动系统、加工工具、工作台等部分组成。
其中，复频旋转超声发生器为系统提供稳定的电源和复频旋转信号；超声振动系统通过压电效应将电能转换为机械能，实现对工具的振动；加工工具根据具体加工需求进行选择；工作台则用于固定和移动待加工的工程陶瓷材料。
2. 复频旋转超声发生器设计复频旋转超声发生器是本系统的核心部分，其性能直接影响着整个系统的加工效果。
本设计采用先进的DSP数字信号处理技术，实现复频信号的生成和调制。
同时，采用闭环控制技术，确保复频信号的稳定性和准确性。
3. 超声振动系统设计超声振动系统是实现工具振动的重要部分。
本设计采用压电陶瓷片作为换能器，将电能转换为机械能，实现对工具的振动。
通过合理选择压电陶瓷片参数和结构，实现对振动频率和振幅的控制。
4. 加工工具和工件夹具设计根据具体加工需求，选择合适的加工工具和工件夹具。
对于工具，选择高精度、高刚度的工具头；对于工件夹具，设计具有夹持稳定、定位准确的机构，以确保加工过程中的精度和稳定性。
三、系统研究1. 复频旋转超声加工原理研究本部分主要研究复频旋转超声加工的原理和特点，包括复频信号对工具振动的影响、工具与工件之间的相互作用等。
通过理论分析和实验验证，得出复频旋转超声加工的优势和适用范围。
2. 工艺参数优化研究本部分主要研究工艺参数对工程陶瓷加工效果的影响，包括振动频率、振幅、切削速度等。
通过设计一系列的实验，找出最佳的工艺参数组合，提高工程陶瓷的加工效率和加工质量。
3. 系统性能评估与优化本部分主要对系统性能进行评估和优化。
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图 １磨削过 程中的声发射源［
图 ２声发射信号检测系统框 图
１ ４
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２０ ０ ７年第 １ （ 期 总第 １９期） ６
２ ）声 发射 信号 采集 硬件 装置 （ ）声发 射传 感器 １ຫໍສະໝຸດ （ ）采 集 卡及其 附件 ３
在 本实验 中采集 卡选 用美 国 ＮＩ公司 的数 据采 集 卡 ，型号 Ｐ Ｉ１５ Ｃ ６ １ 。具有 ４个 模拟 输入 通道 ，单 通 道采 样频 率达 到 １ ／， 个通 道有 独立 的 Ａ Ｄ ＭＳｓ每 ０ ／
声发射 源 。Ｈ ｎ ｔ 等学 者在 文献 中研 究 了磨 削 ｕ ｄ Ｗ
过程 中产 生 的各种 声发 射源 （ 图 １ ，指 出当砂 轮 见 ）
一
目前 的 声发射 仪 器大体 可 分为 两个 基本类 型 ，
即单 通道 声 发射检 测 仪和 多通 道 声发射 检测 系统 。 般 来 说 ，发射检 测 系统 都 由三个 基本 部分 组成 ： 传 感器 、放 大器 和分 析系 统 。如 图 ２所 示 。
的变化规律 ， 研究如何利用声发射技术对磨削过程
进 行监 测 ，进 而 对磨 削接 触 、砂 轮 磨损 以及 工件表 面 质量 进行 监测 。这对 于 提高 生产 效率 、降低 生产 成 本和 保证 加工 质 量有着 重 要 的意义 ，也有 助于 声
发射技 术 在磨 削加 工领 域广 泛 的应用 。
材料在高效深磨过程 中随不 同的砂轮线速度 、工作台速度和磨削深度声发射信号变化 的规律 ，也分析 了在 同一磨
削参数下两种材料对声发射信号的影响 。 分析 了高 效深 磨过程中声发射信号的频谱分布范围 。 实验研究结果表 明， 声发射信号与磨削过程有着 良好 的对应关系 ，可 以利用 磨削过程 中声发射 信号的变化规律实现对磨削过程的监测
和控制 。
关键词
声发射检测
高 效深磨 工程陶瓷 监测
工 程 陶 瓷 材 料 在 超 高 速 磨 削 和 高 效深 磨 过 程 中 ， 其 磨削过 程（ 对 包括 砂 轮 的磨损 和工件 表 面质 量 等） 的监 测是 人们 一直 所 关注 的对象 。 文 旨在通 过 本 对 工 程 陶 瓷 高 效 深 磨 过 程 中声 发 射 信 号 的实 验 研 究 ，揭 示 磨削过 程 的状态 和 磨削参 数 与声 发射 信号 与工件 弹 性接 触 、 轮 粘接 剂破 裂 、 砂 砂轮 磨 粒崩碎 、 砂轮 磨粒 与工 件摩 擦 、工 件表 面裂 纹等 均可 发射 出 弹性 波 。这些 因素和工 件材 料 、磨 削条件 、砂 轮表 面 的状 态等 因素 都有 着密 切 的关 系 。这些 因素 的改 变 必然 会 引起 声发射 信 号 的幅值 、频 谱等 方 面发 生
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《 精密 制造 与自动化》
工程 陶瓷高效深 磨声发射实验研究
李 波 银 翔 郭 力
湖南大学电气－信息工程学院 ９ 湖南大学机械－ ９汽车工程学院
摘 要
（１０ ２ ４ ０８ １ （１０ ２ ４０８ ）
通过 对部分稳定氧化锆 （ Ｓ Ｐ Ｚ）和 Ａｌ 两种工程陶瓷材料进行高效深磨声发射实验研究 ，分析 了两种 ２ Ｏ３
系统具有很 强的抗干扰 能力和 排除噪声 能力 。
１声 发射信 号检 测 系统 及实验 方 案
１ １磨削过程 中的声发射源 ． 磨 削过 程是 一个 很 复杂 的过程 ，磨 削区具 有相
当高 的变 形率和 摩擦 磨 损 以及金 属相 变 、冲 击 、砂 粒 的崩 碎 、切削液 的冲击 等现 象 ，这 些 都是 强烈 的
转 换 器 ， 可 以实现 多通 道 同步 采样 。还 采 用 了 ＮＩ 公司 的 Ｂ 一１０型 多路 采样通 道 盒 ，可 同时采 集 ＮＣ２ １
多路 传感 器 的信 号 。
３ ）声发 射信 号虚 拟 仪器采 集 软件 设计
（ ）虚 拟 仪器 及 Ｌ ｂ Ｅ １ ａ ＶＩｗ
出与声发射波的幅度成 比例的电信号。图 ３为本实 验 中采用 Ｋ ｓｅ １２ ２ 压 电声发 射 传感器 ，频率 ｉｔｒ ５Ｂ ｌ ８
变化，这就使得我们可 以通过检测声发射信号的变 化 来对 磨 削状态 进 行判 别 。 １２声发射虚拟仪器采集系统 ． １ 声发 射信 号 的检测 ） 由于声发 射信号的频率范 围很 宽 ， 可在几赫 兹到
数十兆赫 兹，这就要求对 声发射 信号检测时 ，声发射 检测 系统具有高响应速度 、高灵敏度 、高增益 、宽动 态 范围，强阻塞恢复 能力和频 率检测 窗 口可 以选 择等 性 能 。由于在 高效深 磨实验 中，声发射 是在强 的机械 噪声 、电气噪 声和液 体噪声的环境 中进行 ，所 以要求
声发 射 传 感 器 就 是 把 声发 射 应 力 波 转 换 为 电 信号 的一 种检 测 器 ，是 声发射 检 测系 统 的重要 组成 之一 。构成 传感 器 的材 料大 体上 可分 为压 电材 料和 非压 电材料 。 实践 中， 在 非压 电材 料制 成 的传 感器 灵 敏度 低 、 果差 ， 效 因此采 用 了压 电材 料研 制传 感器 。 当一个 声发 射 波作用 到 压 电陶 瓷片上 ，就 能输
范 围为 ｌ０～ ９ ０ｋ 。 ｏ ０ Ｈｚ
虚 拟仪 器（ ｒ ａ Ｉｓ ｕ ｎ 简称 ＶＩ Ｖｉｕｌ ｎｔ ｍｅｔ， ｔ ｒ ）是基 于 计 算 机 系 统 的数 字 化 测 量 测 试 仪器 ， 充 分 利 用现 它 有计算机资源， 并配 以独 特 设 计 的 仪器 硬 件 和 专用 软件 ， 常被称 作 “ 软件 仪器 ” 。它利 用 数据 采集 模 块
完 成一 般 测 量 测试 仪器 的数 据 采集 功 能 ， 用 计 算 利
机 系 统 完 成 一 般 测 量 测 试 仪 器 的数 据 分 析 和 输 出 显 示等功 能 。虚拟 仪器 是计 算机 技术 、现 代测 量技