基于正交实验法的工程陶瓷铣削加工参数研究

利用硬质合金刀具和相应的实验设备,设计并进行了工程陶瓷铣削加工的正交试验,通过对主要切削参数的初步选择和实验,得到相对合理的工程陶瓷铣削加工主要参数的因素和水平的范围,再进行正交试验得到实验结果,比较试验结果。通过极差分析法,研究了切削速度、每齿进给量、轴向切削深度和径向切削深度对工程陶瓷切削过程中刀具磨损的影响,排列出切削用量对刀具磨损影响的主次顺序,经实验后得出合理的工程陶瓷铣削加工参数。     

基于离散元法的Al_2O_3基陶瓷刀具失效机理分析

本文基于离散元法,利用PFC2D软件分别建立陶瓷材料和工件材料真实的离散元模型,模拟氧化铝基陶瓷刀具在加工45钢的过程中刀具裂纹的形成、扩展及材料剥落的演化过程。采用单因素法分析了切削深度、切削速度、刀具前角和不同氧化铝基陶瓷材料对刀具磨损的影响,为提高加工质量和合理选择加工参数提供依据。结果表明:在一定范围内增大切削速度可以降低磨损量,提高加工效率;切削加工时应尽量选取合适的切削深度以减少刀具的磨损和延长刀具使用寿命,即采用小切削深度;刀具前角为-6°时可以获得更好的加工质量,并减少刀具磨损。     

陶瓷刀具高速车削铸铁切削性能实验研究

针对陶瓷刀具和铸铁材料的切削特点,从切削力、切削温度、表面粗糙度、切屑形态和刀具磨损5个方面进行铸铁高速车削实验研究。首先采用单因素实验,分析切削参数对切削力、切削温度、表面粗糙度的影响,并对切屑形貌进行分析探讨;进而采用正交实验进一步分析切削参数对切削加工性能影响的显著程度,并优选出最佳切削参数;最后在正交实验的基础上,对刀具磨损情况进行分析,证明陶瓷刀具高速车削铸铁的合理性。实验结果为进一步研究铸铁的高效切削、刀具磨损以及切削参数优化、新型陶瓷刀具的开发提供技术支持。     

纳米改性Al_2O_3/TiB_2/CaF_2自润滑陶瓷刀具的切削试验研究

以纳米CaF_2作为固体润滑剂制备了3种CaF_2含量不同的纳米改性Al_2O_3/TiB_2/CaF_2自润滑陶瓷刀具对45钢和40Cr进行切削试验。研究CaF_2含量对前刀面摩擦因数及刀具切削性能的影响,总结了切削温度与切削功率的关系;通过扫描电镜(SEM)观察了刀具前、后刀面的磨损形貌,证明了纳米改性自润滑陶瓷刀具的自润滑性能。结果表明,刀具材料中的CaF_2含量和切削温度对自润滑刀具的自润滑性能都有影响。在45钢切削试验中,切削温度较高,刀具CaF_2含量与刀具的材料切削总量成反比。在40Cr切削试验中,切削温度较低,与ATF1陶瓷刀具相比,CaF_2含量较高的ATF5、ATF10陶瓷刀具在切削过程中刀具前刀面摩擦因数显著降低,其中用CaF_2含量最高的ATF10陶瓷刀具得到的材料切削总量最高,表现出了明显的自润滑性能和最好的切削性能。     

单晶硅加工裂纹的离散元仿真研究

通过力学性能数字试验模拟及校准,建立了单晶硅的离散元模型.基于该模型对单晶硅微加工过程进行了动态模拟,分析了不同切削速度、切削深度及刀具前角等对加工后表面裂纹情况及切屑形成的影响,结果表明:加工后表面裂纹的数目及其最大深度均随刀具前角的增大而减小,而随切削速度及切削深度的增大而增大;切削速度越高,切削深度对加工表面的质量影响越大;随着刀具由正前角变为负前角,刀具前方特别是刀具下方的材料损伤程度逐渐增大,在前角变至0°之前,刀具下方的材料损伤程度基本上保持不变,而当前角变为-15°时,刀具下方的材料变形程度显著增大.     

纳米复相陶瓷刀具材料的研究现状

纳米复相陶瓷刀具材料的研究成功有望从根本上解决陶瓷材料的脆性问题，比起传统刀具陶瓷刀具材料，它具有更高的抗弯强度、断裂韧度等力学性能。本文介绍纳米复相陶瓷的增韧补强机理；总结了现阶段以Al2O3、Si3N4、ZrO2和Ti（C、N）四种陶瓷为基体的纳米复相陶瓷刀具材料的显微结构和力学性能之间的关系，并且指出了纳米复相陶瓷刀具材料今后的研究方向。     

木质材料切削加工技术研究现状

在介绍木质材料基本特点的基础上,总结了木材切削加工的基本特点,结合试验研究,进一步分析了木质人造材料的加工特点。对木质材料加工刀具的基本结构特点、典型结构的钻头和铣刀作了介绍;讨论了木质材料加工刀具的材料及其磨损现象,最后提出了木质材料机械加工技术的主要研究开发内容。     

不同条件下的正交切削温度场的数值分析

建立正交切削加工过程中的传热数学模型,基于Lagrange描述法和有限元法对正交切削的温度场进行数值计算,应用Deform有限元分析软件对不同加工材料、不同切削前角以及不同切削参数下的切削过程进行仿真,得出影响温度场的变化规律.研究结果表明,切削过程的热量主要由材料的塑性变形和切屑与刀具的摩擦产生的,在不改变材料属性的前提下,通过调整切削参数和刀具的形状来降低切削过程的温度,并给出具体刀具前角大小的温度影响分布曲线,为切削加工过程的优化提供参考依据.     

大力发展和应用现代陶瓷刀具 提高切削加工效益

切削加工是先进制造技术最重要的基础技术,它的进步主要取决于刀具材料的发展。作为80年代取得突破性进展的现代陶瓷刀具已成为先进制造技术的有力武器。它将成为二十一世纪最重要的刀具材料之一。本文介绍作者近二十年来既研究陶瓷刀具切削加工基本理论,又成功地研究开发出了多种现代陶瓷刀具材料,开创了国内外建立基于切削可靠性融合陶瓷刀具切削理论与陶瓷刀具材料,开创了国内外建立基于切削可靠性融合陶瓷刀具切削理论,与陶瓷刀具材料开发于一体的陶瓷刀具研究新体系所取得的进展,对推动我国陶瓷刀具材料的研究开发和推广应用,促进切削技术的进步具有重大的意义,生产实践已经证明,推广使用现代陶瓷刀县将为机械制造业带来巨大的经济效益。     

表面织构陶瓷刀具切削性能研究

采用激光在Al2O3/TiC陶瓷刀具前刀面加工出不同的表面织构,制备出纳米织构陶瓷刀具及微纳米复合织构自润滑陶瓷刀具,并与传统陶瓷刀具进行干切削45淬火钢试验比较.结果表明:纳米织构陶瓷刀具不能够有效降低切削力、改善刀具黏结现象,但是可以减小刀具前刀面磨损凹坑,减少磨粒磨损;微纳米复合织构自润滑陶瓷刀具能够有效降低切削力,减小刀具磨损,改善刀具的切削性能.     

基于主动前轮转向横摆角速度反馈控制的研究

在主动前轮转向系统中引入横摆角速度反馈传感器,建立了主动前轮转向系统数学模型和横摆角速度反馈控制模型,使用PID控制器实现横摆角速度反馈控制;系统通过产生附加的前轮转角,对前轮转角进行修正,使车辆转向行驶时的横摆角速度和侧偏角很好地跟踪参考模型;并在系统阶跃和正弦输入下分别进行仿真分析,结果表明,在主动前轮转向系统中引入横摆角速度反馈控制可以显著改善车辆横摆角速度的瞬态响应,从而提高了车辆的转向稳定性.     

平面叶栅周期性特性数值研究

为探索改善小角度进气条件下叶栅栅前流动周期性的试验控制方法,以某跨音速压气机平面叶栅试验件为研究对象,采用数值模拟方法研究了小角度进气条件下尾板偏移角度和端壁通道宽度对叶栅栅前周期性分布的影响。研究结果发现：叶栅在小角度进气时栅前周期性分布特性较差,调节下尾板角度对栅前周期性具有一定影响,调节上尾板对近端壁通道气流难以起到导流效果;采用全叶片式叶栅进气方案时,仅端壁附近流道的流动受到边界附面层影响,而中间测量通道内的周期性分布得到明显改善;改变近端壁两端通道宽度可以有效改善栅前流场周期性。     

大型泵站经济运行研究进展

分析了泵装置进行工况调节的方法,如变角调节、变速调节、可调前导叶调节、前置导轮调节等,推导出了变角经济运行、变速经济运行的优化表达式,并提出了大型泵站变速变角经济运行方式。研究结果表明,变速变角调节的装置效率比单独变速或单独变角的装置效率高约5%。应用新的优化算法,对实现泵站经济运行优化更为便捷。     

基于轮胎侧偏特性的汽车自适应前照灯转角修正方法及跟随效果研究

由于汽车前照灯转角和汽车的运动状态有关,而汽车的运动状态又受轮胎侧偏特性的影响,因此本文利用前后轮侧偏角的绝对值之差来修正前照灯理论转角;然后,在Simulink中建立步进电机仿真模型,在ADAMS中建立前照灯减速机构虚拟样机模型,再通过两者组合成前照灯转角开环控制系统.把前照灯理论转角输给该开环控制系统,通过MATLAB/Simulink和ADAMS的之间的软件通信接口,实现了2个软件的联合仿真,得出了前照灯的实际输出转角对需求理论转角的跟随曲线.     

基于阿克曼定理的四轮独立转向模糊控制算法研究

基于阿克曼转向定理,研究电动汽车四轮独立转向系统。利用轮胎"魔术公式"建立二自由度非线性模型,并提出一种基于模糊策略的方法对其质心侧偏角进行控制。整车系统仿真的输入为左前轮车轮转角,其余3个车轮转角由模糊控制决定。质心侧偏角作为模糊控制器的输入,满足阿克曼定理的3个车轮转角作为其输出,由此实现四轮独立转向的控制。仿真研究结果表明所提出算法的有效性。     

削匀机刀辊切削过程中的“跳刀”和“让刀”的研究

本文针对在皮革削匀切削过程中“跳刀”和“让刀”缺陷的产生机理进行了研究,认为发生“跳刀”和“让刀”是由于螺旋刀片的切割作用不强、推挤压作用过大而造成的,进而提出了增加刀片前角,减小刀片螺旋导角、以减小刀片的结构锋角和工作锋角来增强刀片的切割作用,解决了“跳刀”和“让刀”问题。通过理论探讨,给出了前角和刀片螺旋导角的最佳取值范围。     

基于ADAMS/CAR的麦弗逊式悬架的建模与仿真

欲对某一紧凑型三厢轿车的麦弗逊式前悬架系统总成的一些主要性能进行事先的预测和评估,在ADAMS/CAR中,对其麦弗逊式前悬架系统总成进行了建模,对所建的麦弗逊式前悬架系统总成进行双轮同向激振仿真实验。仿真结果表明,车轮在-50 mm～50 mm范围跳动变化时,主销后倾角的变化范围为2.36°～2.73°,主销内倾角的变化范围为7.21°～8.31°,前轮外倾角的变化范围为1.12°～-0.37°,前轮前束角的变化范围为-0.82°～0.75°,从仿真结果来看此车型的前轮定位参数符合设计要求。仿真分析结果为进一步改善悬架系统的性能、缩短产品的开发周期提供了参考。     

基于法矢的散乱数据边界特征点自动提取算法

提出了一种基于翼边法矢的边界特征提取算法。在波前扩展算法中,采用了新的节点搜寻和波前更新方法,在波前扩展的同时计算波前边的两翼法矢夹角,根据网格边两翼法矢夹角识别出边界特征点。应用实例证明:该算法可行、有效,为复杂曲面特征曲线的构建奠定了基础。     

基于ADAMS的双叉臂式独立前悬架仿真分析

悬架系统性能的好坏直接影响着汽车的平顺性、操纵稳定性及安全性,而悬架定位参数影响着悬架的运动特性。本文应用ADAMS/Car建立了某型汽车双叉臂式独立前悬架模型,并对模型进行了同向双轮跳动仿真分析,通过仿真分析得出了前轮外倾角、前轮前束角、主销内倾角和主销外倾角随车轮跳动的变化规律特性曲线图。根据仿真结果,客观的评价了悬架设计的合理性,为汽车悬架系统开发提供了一种有效的手段。     

汽车座椅坐垫倾角对正面碰撞乘员保护影响分析

提出在汽车乘员约束系统中增设座椅坐垫倾角调节机构,在汽车正面碰撞前或正面碰撞中增大座椅坐垫与车身地板的夹角,利用座椅坐垫在乘员的重心前方形成有效约束,从而减轻乘员伤害的设想。为此,以某型轿车驾驶区相关尺寸参数和性能参数为依据,采用MADYMO分析软件建立汽车正面碰撞仿真分析模型,并经试验验证。采用不同座椅坐垫倾角进行仿真分析,结果表明,当采用25座椅坐垫倾角时头部损伤下降21.4%,胸部损伤下降16.6%,而髋部损伤仅仅增加8.2%,腿部损伤依然较低。因此,在汽车乘员约束系统中增设座椅坐垫倾角调节机构能够有效地减少乘员的伤害。