計算機專業(yè)論文（設計）開題報告精細加工和超精細加工時開展尖端技術的根底，是衡量一個國家科學技術水平的重要標志。我國從‘“九五”規(guī)劃開始，已將其列為關鍵技術之一。精細、超精細加工技術是包括精細微加工、精細測量和精細控制的一門綜合學科，而精細微致動技術是其中的關鍵。目前超精細加工中所使用的刀具大多采用基于壓電陶瓷材料(PZT)的致動元件，其輸出功率低，且必須采取有限措施防止沖擊力和高驅動電壓造成的擊穿短路等問題。因此采用超磁致伸縮材料制成的超磁致伸縮驅動器(GMA)成為近年來研究微致動技術的熱點。它的開展，勢必促進微致動技術在微機電系統(tǒng)(MEMS)和超精細加工、半導體生產(chǎn)、光學加工等領域的應用。國外在超磁致伸縮致動器(GMA)的研究方面取得了很多理論及應用成果，日本用直徑6mm的超磁致伸縮棒制備了精細機床工具伺服裝置,其每平方毫米面積閃的驅動力為588N，是壓電材料(PZT)的20倍，加工單晶硅晶面的平均粗糙度為1.9nm。美國Etrema公司開發(fā)的大行程精細Terfenol-D致動器應用在活塞非圓加工機床上，最大行程為640μm(最大動態(tài)行程350μm)，位移精度達2%±1.1μm，最大輸出力為2670N。另一超磁致伸縮驅動器的應用領域是微型馬達，包括直線馬達和旋轉馬達，德國L.Kiesewetter教授研制的超磁致伸縮動型直線馬達，可產(chǎn)生1000N的驅動力，極限速率為20mm/s;美國的J.M.Vranish等利用超磁致伸縮材料開發(fā)的轉動式步進馬達扭矩輸出達12.2N?m，精度達800微弧度。在流體控制領域，瑞典ABB公司設計了一個用GMM棒作為驅動原件的燃料注入系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實現(xiàn)對燃料的精細、瞬時控制，使燃料充分燃燒，減小污染，它在飛機和汽車等內(nèi)燃機中已得到應用國內(nèi)在磁致伸縮致動器(GMA)的研究方面起步較晚，夏春林等(1999年)用超磁致材料制作了用于壓力氣動閥的驅動元件;浙江大學開發(fā)研制了活塞異型銷孔的制造系統(tǒng)，成功的解決了異型銷孔的制造難題;甘肅天星開發(fā)了商用化的超磁致伸縮智能振動時效裝置;長江工程地球物理勘測研究院開發(fā)了井間聲波發(fā)射換能器等稀土超磁致伸縮智能振動時效裝置;武漢理工大學智能制造與控制研究所研制開發(fā)了超精細超磁致微動執(zhí)行器。然而，超磁致致動器工作時，驅動線圈的發(fā)熱及超磁致伸縮棒的渦流與遲滯損耗均導致超磁致伸縮棒溫度的升高。而溫度的上升將導致超磁致伸縮棒的熱變形，嚴重影響致動器的輸出位移精度。因此，在超磁致伸縮致動器的設計中，必須采取措施消除或抑制由溫升帶來的不利影響。本畢業(yè)設計的旨在對某微進給刀架中執(zhí)行元件超磁致伸縮致動器的溫度特性分析并對其進展優(yōu)化，以盡量消除或抑制溫升對超磁致致動器性能帶來的不利影響，使其具有更好的工作性能和更高的輸出位移精度，進一步推廣它在精細加工、超精細加工領域中的應用，提升我國機電產(chǎn)品的綜合競爭力。本畢業(yè)設計對給定的微進給刀架中超磁致致動器在給定驅動電流并恒溫水冷條件下進展熱分析，通過對超磁致致動器進展有限元分析與仿真，研究超磁致伸縮棒外表的溫度場與熱變形。根據(jù)分析結果，對超磁致致動器進展構造上的優(yōu)化，提高其工作性能。(1)超磁致驅動裝置的三維建模。分析微進給平臺的圖紙，在有限元分析軟件Abaqus環(huán)境中建立微進給刀架中超磁致驅動裝置的的三維模型。(2)基于Abaqus的超磁致致動器的溫度特性分析。在有限元分析軟件Abaqus環(huán)境下，建立好超磁致致動器的有限元模型后，對幾何模型進展網(wǎng)格劃分并施加相應的約束以及邊界條件，對超磁致致動器施加設定的驅動電流以及25℃的恒溫水冷條件，利用軟件進展有限元分析，得到超磁致伸縮棒外表的溫度場和熱變形量，分析溫升對超磁致致動器輸出精度的影響。(3)超磁致致動器的構造優(yōu)化。根據(jù)前面所得的有限元分析結果，對超磁致致動器進展構造上的優(yōu)化，改善超磁致伸縮棒的溫度場分布均勻度以減小熱變形誤差。初步設想主要從兩方面進展優(yōu)化：一，對超磁致致動器的線圈發(fā)熱進展分析，得出線圈發(fā)熱模型，根據(jù)模型對線圈進展構造優(yōu)化改善超磁致伸縮棒的溫度場分布情況：二，將超磁致伸縮棒與線圈間套筒的材料換成相變材料，利用其相變過程中吸收潛熱，溫度維持不變的特性，抑制線圈發(fā)熱對超磁致伸縮棒的影響，總體采用相變加水冷組合溫控的技術方案。(4)比照對優(yōu)化后的超磁致致動器在Abaqus環(huán)境中施加相同的驅動電流及恒溫水冷的條件，進展有限元熱分析，得到優(yōu)化后的致動器中超磁致伸縮棒外表的溫度場。將優(yōu)化前后的有限元分析結果進展比照，得出結論，證明優(yōu)化的有效性和正確性。(1)第1-3周：畢業(yè)實習，完成實習報告。(2)第4-5周：查閱相關文獻資料，明確研究內(nèi)容，了解研究所需的有限元分析軟件Abaqus。確定方案，完成。(3)第6-8周：學習軟件有限元分析軟件Abaqus，完成超磁致致動器的三維建模與仿真。(4)第9-10周：在Abaqus環(huán)境下完成超磁致致動器在給定驅動電流條件下的熱分析，并針對分析結果對超磁致致動器進展構造上的優(yōu)化，比照優(yōu)化前后的熱分析結果。(5)第11-12周：根據(jù)分析結果，撰寫畢業(yè)論文。(6)第13周：修改、完善并打印畢業(yè)設計論文，提交畢業(yè)論文準備論文。(7)第15周：制作辯論幻燈片，進展畢業(yè)設計辯論。[1]賈振元，王福吉，郭東明.功能材料驅動的微執(zhí)行器及其關鍵技術[J].機械工程學報，xx，39(11)：61~67.[2]哈爾濱工業(yè)大學博實精細測控有限責任公司.微驅動應用領域概述[EB/OL].[xx-11-25].[3]GoranEngdahl.HandbookofGiantMagostrictiveMaterials.SaDieg