多信息融合技术驱动的电加工控制优化研究

针对电火花微孔加工放电过程出现畸变,导致检测电路难于获取放电间隙状态的现象,提出了一种采用放电电流和放电电压双特征信息多重检测的方法,基于计算机信息融合技术,完成Matlab模糊神经网络训练模型的构建,提取放电状态特征,得到进行电火花加工电极的伺服控制策略,实验测试结果表明,采用该控制策略方法比某传统单一电路检测控制策略加工效果明显好转,获得相同微小孔深加工时间明显缩短,电极的损耗明显降低。     

双盘式磁力耦合器振动噪声分析与实验研究

为了在双盘式磁力耦合器设计阶段分析振动噪声特性,优化双盘式磁力耦合器设计,提出了一种利用模态叠加原理来分析其振动噪声的方法。双盘式磁力耦合器具有高转矩密度与高效率等优势,因此逐渐发展成为煤矿机械柔性传动装置。由于双盘式磁力耦合内部的转子磁场非正弦分布以及涡电流谐波等因素影响,双盘式磁力耦合器输出转矩中不可避免的存在波动。若根据计算得出的双盘式磁力耦合器的电磁振动噪声特点,在设计时选取振动噪声小的参数进行优化组合,可在实际中降低其电磁振动及噪声,有利于减少制造成本。本文结合双盘式磁力耦合器的结构特征,提出了一种模态叠加响应法计算电磁振动噪声,建立了其电磁径向力的解析模型,并在多物理场耦合作用下分析主要电磁径向力波在工作频率内的谐波响应,最后在额定功率为55 kW双盘式磁力耦合器实验台上进行试验验证。基于麦克斯韦张量法,建立了双盘式磁力耦合器的径向电磁力解析模型,并得出0阶与10阶电磁径向力波是产生振动噪声的最主要原因;利用多物理场耦合分析法进行谐波响应NVH特性分析,结果显示0阶力波的振动加速度与形变量均大于10阶力波的振动加速度与形变量,因此双盘式磁力耦合器的电磁振动主要来源于0阶力波;在额定功率为55 kW,最高转速为1 500 r/min的双盘式磁力耦合器实验台进行振动测试,试验结果显示在1 500 r/min时,试验得出的最大振动峰值及频率约为35 m/s^2和4 950 Hz,与有限元仿真结果的误差对应为6.3%和1.1%;而当变频电机的输入转速依次增大时,振动加速度的理论值、仿真值与试验值的曲线形态较为接近,误差较小;噪声估计值与实测值的最大误差仅为8.9%,基本验证了本文所提出模态叠加法的正确性。     

再论含水层富水性评价的“富水性指数法”

针对现有含水层富水性评价方法中指标权重均为固定不变的常权,忽略了单个主控因素内部之间的变化和多个因素组合状态下的变化,在"富水性指数法"思想指导下,提出了一种基于分区变权理论的富水性指数法,不仅能确定不同评价指标的权重,而且能确定同一指标处于不同状态值时的不同权重。从影响含水层富水性的岩性差异、水力特性、构造因素、地球物理参数4个方面出发,建立了能够较为全面真实刻画富水性分布规律的四大类十六小类主控因素体系;提出了主控因素指标值标准化以及无量纲化处理方法,为多因素的信息融合分析奠定了基础;应用变权理论,运用动态聚类中的K-均值聚类方法划分了主控因素各指标的变权区间阈值,研究了状态变权向量的构建及调权参数的确定方法,定量确定各主控因素对含水层富水性的相互作用关系以及相对重要性大小;构建了基于变权理论的富水性指数评价方法和数学模型。同时以彬长矿区小庄煤矿巨厚洛河组砂岩裂隙含水层为例,详细说明了基于分区变权理论的富水性指数法的具体实施步骤,利用5组抽水试验数据对评价结果进行了校正;结果表明小庄煤矿洛河组充水含水层富水性强度从西北向东南呈递减趋势,较强～强富水区主要分布在二、三盘区,一盘区西部边界也有小范围分布;中等富水区呈条带状分布于矿区中部偏西和五盘区西北部,其余地区为较弱～弱富水区。最后,将其与传统常权评价结果对比,证明变权模型更能体现含水层非均质的特性,预测精度更高。     

正偏心正交车铣精加工切削层几何形状研究

针对未考虑正偏心正交车铣切削层几何形状而导致难以全面反映正交车铣切削层几何形状变化规律的问题，基于正交车铣运动规律，在不考虑动力学影响的情况下，对切削层的形成过程进行了静态分析。建立的正偏心正交车铣切削层几何形状的解析模型涉及铣刀侧刃和底刃的切入/切出角度、切削厚度和切削深度。通过试验验证了该解析模型的正确性，并分析了切削参数对铣刀切削层的影响。研究结果为正偏心正交车铣切削层几何形状的变化提供了定量的分析依据，为切削力和颤振的研究提供了理论指导。     

[成形过程仿真优化与集成计算材料工程]限定加热管布局的快速热循环注塑成形模具电加热系统优化

针对管道布局、最大允许能耗给定条件下快速热循环注塑成形（RHCM）注塑模具型腔表面快速均匀加热的问题，提出以单根加热棒热流密度为设计变量，以模具型腔表面升温效率和温度分布均匀性为目标，结合有限元模拟、响应面设计以及多目标粒子群优化技术来优化RHCM模具电加热系统。与优化前相比，加热系统优化后，模具型腔表面最大温差降低63.4%，加热系统总能耗降低9%。对比了不同注塑成形工艺条件下成形的平板塑件表面质量，结果表明，相对传统注塑成形（CIM）工艺，RHCM工艺将制品表面粗糙度Ra从320 nm降低到118 nm，并有效抑制了制品表面熔接痕、缩痕等缺陷；发现制品表面粗糙度与型腔表面对应点温度成负相关，说明优化后的型腔表面温度分布更有利于提升制品表面质量。