基于30CrNi2MoVA的激光熔化沉积工艺参数研究

使用30CrNi2MoVA钢粉末在激光熔化沉积设备上进行了相应的工艺研究,探索了激光功率与扫描速度对沉积层宽度和高度的影响,并对工艺参数与沉积尺寸进行了回归分析,建立了相应的回归模型,确立了工艺参数对沉积尺寸的影响规律。其中激光功率与沉积层的高度、宽度呈正相关,而扫描速度与沉积层的高度、宽度呈负相关。根据沉积层尺寸的标准差和沉积质量对线能量密度K进行分析,发现K值在85～200 J/mm沉积质量较好。在获取沉积尺寸过程中,采用了激光轮廓仪进行测量,其优点在于获取数据量大且精度较高,可为沉积质量判断、尺寸预测等进一研究提供充足数据。     

一种复杂曲面类增材制造零件分层截面生成算法

针对传统增材制造分层方法对复杂曲面类零件STL模型分层易造成部分层面轮廓线失真的问题,提出一种基于NURBS曲线的复杂曲面类零件分层截面轮廓生成算法。针对STL模型数据量大和分层速度慢的特点,采用了分组排序的求交算法进行分层,生成截面轮廓点云数据。以切平面与STL模型三角面片的交点作为NURBS曲线的型值点,设定型值点的权值,利用矩阵形式和切失边界条件确定了NURBS曲线的权因子,求解NURBS曲线的控制顶点,采用矩阵形式建立了各切片层的截面轮廓所对应的NURBS曲线方程,绘制了基于NURBS曲线的各层层面轮廓。采用基于NURBS曲线的复杂曲面类零件分层截面生成算法对燃气轮机中压缸动叶片和Ganesha模型进行了分层试验仿真和误差分析。进行了燃气轮机中压缸动叶片的打印试验,通过测量表明:采用本算法打印叶片的轮廓度偏差值符合要求,相比传统算法打印的叶片精度更高,从而验证了所提出的基于NURBS曲线的复杂曲面类零件分层截面生成算法的可行性和准确性。     

桌面级3D打印技术及其发展趋势

在对桌面级打印机的关键技术分析的基础上,论述了几种典型的桌面级3D打印机以及各自的性能特点;探讨了桌面3D打印机在教育、食品、医学等行业的主要应用.针对3D打印技术的应用需求,展望了桌面级3D打印的技术发展造势.     

基于ANSYS的风电自携带桥式起重机主梁有限元分析

针对新型风电自携带桥式起重机主梁的结构特点,提出一种集成Solid Works和ANSYS软件系统对主梁结构进行有限元建模、静力学分析和模态分析的方法,通过分析计算得到在满载工况下的变形情况和应力分布情况,以及主梁结构前8阶的固有频率和振型图,找出主梁振动的危险区域,为新型风电自携带桥式起重机的优化设计提供一种分析评价的依据。     

机床加工零点夹紧系统设计与仿真分析研究

针对机床加工快速换装的需要,在建立统一工艺基准零点的基础上,设计了一套机床加工零点夹紧系统,使机床工作台具有精确定位和自动夹紧功能。通过建立零点夹紧系统动力学方程,利用有限元软件对该系统关键部件进行静态结构分析和模态分析,获取了关键部件的变形云图、应力云图、固有频率以及模态振型。基于零点夹紧系统轻量化设计要求,对其关键部件进行了结构改进和性能仿真分析。结果表明:进行铣削加工时,零点夹紧系统不会发生共振现象,验证了夹具系统设计的可行性,具有良好的工程应用价值。     

壁厚不均铸铝件的熔模铸造生产

通过设计浇注系统,严格执行熔模铸造工艺规程,成功生产了壁厚不均匀的铸铝件,积累了生产经验。     

龙门加工中心主轴系统的热态性能分析技术研究

龙门加工中心主轴系统热态特性是提升机床性能的一个关键问题。针对龙门加工中心主轴系统热态特性分析的需要,建立有限元分析模型,计算主轴轴承的发热量以及主轴系统各个表面的对流换热系数,利用ANSYS WORKBENCH对其温度场、热变形状况以及热-结构耦合问题进行了分析计算,得到了不同位置轴承对总热变形的影响以及不同转速条件下主轴系统的稳态热态性能。实验测试数据表明分析计算结果的准确性较高,可用于指导该型龙门加工中心主轴系统结构优化设计和热变形补偿。     

高速卧式加工中心滑枕模态分析与优化

卧式加工中心滑枕是连接主轴和主轴箱的关键部件,其动态性能对整机特性有重要影响。在建立滑枕实体模型和模态分析模型的基础上,利用ANSYS有限元软件进行滑枕的模态分析,提出了基于模态分析的滑枕结构动态优化设计方法。优化设计结果表明,通过合理设定滑枕内部筋板宽度及间距和上部长圆孔的尺寸,滑枕的动态性能得到改善和提高。     

基于电位列阵的金属管道坑蚀监测研究

基于电位列阵的金属管道(容器)在线腐蚀检测方法又称为场指纹法(field signature method,FSM).FSM将被测电极列阵分布在被测管道外部,通过电阻与管道厚度的相关关系,可以实时在线监测管道内部的腐蚀程度.FSM方法在21世纪90年代已经开始应用于海底管道监测,由于效果很好,国外已比较广泛地将此方法应用于陆上油气运输管道和重要容器上.FSM方法虽然是基于看似简单的欧姆定律,但是在使用上不加以注意,其牵扯效应将使测试结果产生很大的误差.本文在介绍FSM方法的基础上,指出了FSM方法在理论上和实际工程应用中的局限性,提出了FSM方法中牵扯效应的定义,分析了牵扯效应的成因和影响的大小,介绍了牵扯因子的求解和消除牵扯效应的方法.理论分析和试验表明,牵扯效应消除后可大幅度地提高FSM方法的精度,特别是提高了局部坑蚀的检测精度.本文在理论上发展和完善了FSM方法.