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龙图腾网获悉湖南理工学院申请的专利基于超声辅助液态镓相变强化的高负载齿轮成型磨削方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121245102B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511346587.6，技术领域涉及：B23F5/02；该发明授权基于超声辅助液态镓相变强化的高负载齿轮成型磨削方法是由张晓红;周梓溢;卢晓红;石照耀;徐助要;温东东;张彦彬;谢伟才设计研发完成，并于2025-09-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于超声辅助液态镓相变强化的高负载齿轮成型磨削方法在说明书摘要公布了：发明提出一种基于超声快冷辅助液态镓局部相变强化效应的高负载齿轮成形磨削方法，当常温液态镓由恒温储液箱输送至超声雾化装置时，液体状态的镓金属被超声波震荡成雾化颗粒并推动颗粒向前运动，喷射出的液态镓雾化颗粒由于动能急剧升高，内能下降，液态镓迅速冷凝形成固液转换状态；利用充电电极与偏转电极控制喷射出的液态镓雾滴运动方向，聚焦于精准喷射液态镓雾滴嵌入磨削核心区域；液态镓颗粒固液转换过程在齿轮加工表面快速吸收大量热能；热熔后镓原子会与钛原子生成钛化镓亚稳相化合物，实现高动态负载齿轮的局部相变强化；本方法利用液态镓固液转换过程的局部相变强化效应，大幅增强了高动态负载齿轮的金属强度和韧性，符合绿色发展理念。

本发明授权基于超声辅助液态镓相变强化的高负载齿轮成型磨削方法在权利要求书中公布了：1.一种基于超声辅助液态镓相变强化的高负载齿轮成型磨削方法，其特征在于，所述基于超声辅助液态镓相变强化的高负载齿轮成型磨削方法包括以下步骤： 步骤1，驱动液态镓液体流入超声雾化器储液腔； 步骤2，超声雾化器储液腔通过产生强共振振荡使液态镓雾化生成雾化液态镓雾滴； 步骤3，将雾化液态镓雾滴输送至雾化喷头； 步骤4，雾化液态镓雾滴经过充电电极带上均匀正负电荷，进入偏转控制区； 步骤5，通过砂轮对齿轮表面进行精密磨削； 步骤6，雾化喷头喷出雾化液态镓雾滴，并根据磨削接触区域的温度分布数据，调节电场分布使雾化液态镓雾滴喷涂至磨削接触区域； 步骤7，雾化液态镓雾滴与钛合金反应生成钛化镓亚稳相化合物； 步骤8，通过粗振动过滤网膜与细振动过滤网膜有效过滤回收液态镓颗粒； 在步骤2中，采用PLL算法，通过监测换能器谐振点的反馈阻抗特性，实时调节驱动信号的输出频率，使输出频率持续自动逼近实际谐振频率，实现对液态镓的高效激励： ； 其中，，表示在时间t时刻的相位差，表示当前测得相位与目标相位之间的偏差量，用于PLL反馈调节计算；表示在时间t时刻通过检测换能器电压与电流信号计算得到的实际工作相位角；表示系统设定的目标相位角，取0°；表示换能器等效阻抗的虚部，用于表征系统偏离谐振点的程度；表示换能器等效阻抗的实部，用于表征谐振状态下的能量损耗；表示当前的离散时间步数，用于迭代计算和实时控制；积分运算中的历史采样序号，从初始时刻n=0到当前时刻n=t的所有累计数据点；、为PLL控制器的比例和积分增益系数； 并结合砂轮-液态镓-工件三者之间压力、热流、冲击反馈，设计“磨削负载-阻抗反馈”耦合反馈控制方程，建立复合负载因子： ； 其中，为磨削法向力；为瞬态热流密度；为液态镓与磨削区温差；α,β,γ为通过建模或实验拟合得到的耦合系数； 再将其引入频率控制公式： ； 其中，为当前最佳工作频率，作为PLL控制器的参考输入值；为当前工作频率；为调整增益；表示频率响应对负载耦合的灵敏度；系统能根据磨削负载实时变化自动调整激励频率，保证液态镓激励效率最优，且避免空振或过载。

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