振锤关键零件的几何反求与模型重建

计参数,应用普通加工工艺和常规刀具也难以制造.因此,将反求工程技术用于振锤关键件国产化设计与制造的研究,提出了振锤关键件几何反求过程的数据采集方法,基于坐标测量机和工具显微镜实现了实物零件的数字化.通过用最小二乘法对所采集的数据进行分析与处理,提取出了零件的几何造型参数,应用Pro/E软件实现了关键零件的模型重构,利用该模型指导该零件制造工艺的制定与刀具的设计.实验结果表明,采用上述方法设计制造的零件符合实际生产要求.     

动车组牵引供电系统故障模式影响与危害分析

对某动车组(electric multiple unit,简称EMU)牵引供电系统故障模式影响与危害度进行研究,提高牵引供电系统的可靠性,进而提高高速列车运行可靠性。采用故障模式、影响及危害度分析(failure mode effect criticality analysis,简称FMECA)的方法,提出了牵引供电系统的可靠性框图,根据FMECA方法对牵引供电系统的16种主要故障展开研究,从故障发生概率及其影响的严重程度两个维度得到牵引供电系统危害性矩阵。通过危害性矩阵分析得出绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,简称IGBT)模块监控起作用故障、变压器油泵34-F55跳开故障、制冷风扇故障和变压器油流故障等4种危害度较高的故障,并提出相应的改进措施。列车现场运行反馈结果表明,该措施保证了牵引供电系统的运用可靠性,研究成果为动车组其他子系统的故障分析、维修决策和寿命管理提供了技术支持。     

大型焊接构架制造过程的变形测量与分析

为了全面了解焊接和退火工艺对机车转向架构架制造过程变形的影响程度,提出了以试件的3D平均偏差、标准偏差和四角高差作为评价指标,用光学摄影测量系统对大型构架整体定位,用三维激光扫描仪对构架进行快速数据采集,用Geomagic-studio快速处理点云数据,以构架设计模型作为参考基准、用Geomagic-qualify进行焊接和退火工序变形的分析与评价的系统化方法。研究结果表明,三维激光扫描仪和Geomagic软件相结合的方法可以实现对大型结构件制造过程变形进行全方位的快速精确测量与分析,为该类产品制造质量的监控提供了新手段。数据分析表明,焊接工艺是影响构架变形的主要因素,而退火工艺对构架变形的3D平均偏差改善量小于0.58mm。该结论为缩短退火时间、降低能耗与生产成本提供了科学依据。     

一种特大型螺旋桨翻转结构的优化设计方法

传统新产品开发过程中,需要进行产品试制以对产品性能进行检验。但是这种方法对特大型结构件进行设计验证不仅成本非常高,而且设计周期长,有时甚至无法实现。在能源危机的情况下,特大型结构件设计面临的一个重要挑战是如何在减轻自身质量的前提下具备足够的负载能力。文中通过对特大型螺旋桨翻转机结构件的尺寸与拓扑优化的案例研究,提出了一种特大型结构件快速设计与优化的解决方案。该方法利用ANSYS结合HyperMesh软件的尺寸优化和拓扑优化功能,首先对初始设计方案结构进行尺寸优化处理,在满足刚度与强度的前提下,再对其进行拓扑优化修改模型结构,从而减小结构自身质量77%。这种虚拟实验与结构优化技术的结合方法缩短了设计周期、节约了成本,为特大型结构的设计优化提供了技术借鉴。