Qiuyang DENG (M, 19–21)

Degree:M.S.

Major:Mechanical Engineering

Thesis Title:Study on driving characteristics optimization and temperature adaptability of an ultrasonic drill (超声波钻驱动特性优化与温度适应性研究)

  1. 使用有限元方法进行模态分析,获得了换能器各段结构尺寸对振速比、谐振频率以及驻波分布的影响。通过常温钻进试验优选了结构可靠、钻速由秀的钨钢三棱尖钻具,完成了超声波钻整体结构设计。
  2. 基于STM32F103单片机,研制了具备功率调节、谐频定位和谐频跟踪功能的超声驱动电路,开发了超声波钻驱动控制程序,并对换能器谐振网络进行了频率与阻抗匹配。基于MATLAB中的Simulink和GUI进行了控制系统软件设计,开发了人机交互操作界面。
  3. 提出了采用机械品质因数、机电耦合系数对驱动性能进行评价的思路,分析换能器等效电路,获得了使用阻抗分析检测换能器驱动特性参数的方法。
  4. 进行了人工时效处理稳定了换能器结构,避免干扰后续试验。试验分析了换能器陶瓷叠堆预紧力对换能器驱动特性的影响,试验范围内增大预紧力可以有效提高换能器机械品质因数。试验研究了换能器和超声波钻温度适应性,换能器和超声波钻在低温下的驱动效果高于高温,低温环境下钻进速率更高。


Award:

  • 研究生二等奖学金奖

Project:

  • 2019年9月至2021年5月,参与纵向课题:小行星附着取样机构原理样机研制