表面织构因具有微小形状的特点,在航空航天、机械制造、仿生医疗器械等领域有重要的应用。本文提出一种射流掩膜电解放电加工新方法,为表面织构形貌加工提出新思路,为特种能场技术的发展提供新途径。为实现新加工工艺,探索新方法加工机理,需要开展新型脉冲电源研究。针对电源参数设计要求,提出两种复合技术方案。研究表明,整流Z源逆变—斩波输出方案创新的电路特性能够有效克服传统逆变方案不能升压和直通的问题,减少两级变换产生的损耗,提高能源利用率和系统稳定性,为脉冲电源的研制提供新的技术路线。在制定电源技术方案的基础上,通过SimPowerSystems对整流滤波模块进行研究。对三相半波整流和三相桥式整流分析,构建三相桥式全控仿真模型,得出负载移相特性曲线,论证触发角对平均电压的影响。通过数值计算,分析每个周期内输入滤波电容所提供的能量,设计高容量存储电路。基于状态空间平均法,对电源Z源逆变控制器进行研究。对Z网络的两种状态计算,分析直通占空比和升压比的关系曲线,定量地给出Z网对直流电源的升压规律。通过拉普拉斯变换,对Z网络的状态方程进行数学演绎,求得系统的平均状态方程和稳态方程。对传递函数的增益进行调整,设计串联超前校正环节,幅值裕度和相位裕度得到提升。在实现电源的调压功能及Z源逆变升压隔离后,对电源控制系统进行研究。分析波形变换电路工作特点,构建电容滤波和容感滤波两个模型并仿真。对开关器件及频率分析,得出占空比和波形失真度关系曲线。对Buck变换器电感电流连续的工作状态建模,提出调频调宽混合调制方法,对频率和占空比进行控制。设计嵌入式高频脉宽调制电路,可实现降压(Buck)变换器直接控制开关管的状态。在脉冲高压电源装备成功研发的基础上,对脉冲射流电解掩膜加工放电特性和机理进行研究。通过高速摄影仪对射流流柱放电过程分析,基于COMSOL软件构建流柱通道电场仿真模型。数值模拟结果显示,电场的边际效应使暴露工件的电场强度从边缘到中心逐渐增大,掩膜孔中心位置具有最大电场。对电解液与气泡组成的电介质电场进行数学推演,揭示射流流柱放电通道形成机理。对射流掩膜电解放电工艺进行实验研究。探究电压峰值、电压频率、电压占空比、加工间距对射流掩膜电解放电加工微坑形貌影响,通过分析凹坑深度、凹坑宽度、材料去除率、腐蚀系数四个指标评价加工质量与效果。利用正交实验设计,对加工工艺参数进行优化,获得最佳工艺参数配置。