新FM法拔长的临界砧宽比、临界料宽比及工艺参数研究

通过有限元模拟新FM法锻造,分析了锻件心部一定区域内的应力场分布规律,得出：对于不同压下率,在不同料宽比条件下,都存在着使轴向应力由拉应力转变为压应力的临界砧宽比l1cr;在不同砧宽比条件下,都存在着使横向应力由拉应力转变为压应力的临界料宽比l1cr。合理的工艺参数应由砧宽比、料宽比及压下率三者匹配确定。数值分析结论,是新FM法工艺参数的精细化。     

残余应力对对焊接头疲劳性能的影响

利用线弹性断裂力学（ＬＥＦＭ）理论、迭加原理和有限元分析方法,就残余应力对对焊接头的疲劳性能的影响进行了理论分析。采用有限板中边界裂纹及中心穿透裂纹的Ｂｕｅｃｋｎｅｒ及Ｋａｎａｚａｗａ权函数,计算对应对焊接头中的各种残余应力分布的残余应力强度因子。建立了考虑不同残余应力水平影响的表面裂纹疲劳模型,估算对焊接头疲劳寿命及疲劳强度,并与试验数据进行比较验证。     

焊接残余应力对超声波冲击处理焊接接头疲劳性能的影响

采用含高值焊接残余应力的非承载纵向角接接头进行了Q235B钢焊态与超声波冲击态的疲劳对比试验,研究了焊接残余应力对超声冲击处理焊接接接头疲劳性能的影响规律。结果表明:焊接残余应力对超声波冲击处理后焊接接头疲劳性能的影响较小。使用不含高值焊接残余应力的小试件来评估超声波冲击处理对相同接头形式及板厚的大型焊接结构疲劳性能的改善程度可能是偏于安全的。     

A COMPARATIVE STUDY OF FEATURE SELECTION FOR HIDDEN MARKOV MODEL-BASED MICRO-MILLING TOOL WEAR MONITORING

This paper presents a discriminant feature selection approach for hidden Markov model (HMM) modeling of micro-milling tool conditions. The approach is compared with other popular feature selection methods such as principal component analysis (PCA) and automatic relevance determination (ARD) according to their HMM classification rate. In tool condition monitoring (TCM), there are a lot of features that contain redundant information or less sensitive to tool state discrimination. These features are expected to be deleted for less computation and more robust modeling of tool conditions. Fisher's linear discriminant analysis (FDA) is modified for this purpose. The FDA is generally used for classification, and the features are mapped to another space and lose their physical meanings. In the modified discriminant feature selection, the features are selected in the original feature space by maximizing tool state separation and ranked by their separation ability between different tool states. Experimental results from both micro-milling of copper and steel under different working conditions indicate that the FDA is superior to both PCA and ARD for feature selection in HMM's classification. The reasons behind these differences are also discussed.     

焊接残余应力的光弹性模拟分析

提出一种分析焊接残余应力的模型试验方法，用光弹性塑料焊模型来模拟分析低碳钢焊件的残余应力。并讨论了方法的原理和特点，提供了实验验证。     

EFFECT OF TENSILE STRESS AND RESIDUAL STRESS ON THE SPONTANEOUS STRAY FIELD SIGNALS FROM THE SURFACE OF 0.45%C STEEL

In order to explore the quantitative method of metal magnetic memory testing(MMMT) and clarify the relationship between Hp(y), the normal component of spontaneous stray field, and applied stress or residual stress, the static tensile tests of 0.45%C steel sheet specimens are carried out on a servo hydraulic MTS810 machine. Hp(y) values are measured during the test process by an EMS-2003 metal magnetic memory diagnostic apparatus and a non-magnetic electric control displacement instrument. Residual stresses of some points on the surface of a specimen are measured by a Stress Tech X-Stress 3000 X-ray diffraction instrument. The results show that the same variation rules of Hp(y) value versus applied tensile stress are presented under the different conditions of load-on and load-off. However, the same rule does not exist between the Hp(y) value and residual stress. The variation of Hp(y) value reflects the history of applied tensile stress.     

基于测量数据反演并联机床非线性位姿误差模型

利用最小二乘技术识别模型参数 ,将非线性问题作线性化处理 ,提出了一种基于测量数据反演非线性误差模型的建模方法。结合算例 ,指出了此类模型设计应注意的问题。五轴并联机床约束机构误差模型仿真结果表明 ,由此得到的误差模型精度高。利用所得模型对机床位姿进行补偿 ,即可提高机床沿该位姿方向的定位精度     

逆焊接加热处理引入压缩残余应力的数值分析

采用有限单元法模拟计算了经过逆焊接加热处理的复合板、不锈钢、CF62调质钢等材料的残余应力场，计算中还考虑了不同板厚条件以及处理前原始残余应力场与形成压应力效果的关系。分析结果对进一步弄清逆焊接加热处理的原理和工艺特点以及该方法的工程应用起到了很好的促进作用。     

环芯法测量深度方向上的残余应力分布

叙述了环芯法采用逐层铣槽方式测量残科应力的应力应变关系，并讨论了积分法和应变增量法两种方法测量主应力的误差问题。     

降低渗硼层本质脆性对其摩擦磨损特性的影响

以固体与分子经验电子理论（EET理论）为指导,采用MM—200型磨损试验机对比研究了称为渗硼层的Fe2B相和含铬Fe2B相的价电子结构以及它们的摩擦磨损特性。结果表明,与Fe2B相相比,含铬Fe2B相的价电子结构发生了变化,导致弱键B—B键的成键能力得以提高、渗硼层的本质脆性得以改善;渗硼层本质脆性的下降提高了它的承载能力和耐磨性,而且还具有一定的减摩作用。同时对磨损机理进行了分析讨论。     

磁处理对低碳钢焊接残余应力作用规律的试验研究

采用正交试验设计的方法系统研究了磁处理对低碳钢焊接试样中残余应力分布的影响,应力测量选用小孔法在20钢焊接试样上进行,比较残余应力在处理前后的变化。试验中考虑三个因素,即磁场方向、磁场强度和处理时间对处理效果的影响。对残余应力的测量结果采用概率统计的方法进行检验,排除了试验误差的干扰,并从中抽取特征量进行正交试验的极差分析。试验和分析结果表明,磁场方向和处理时间是影响磁处理效果的关键因素,并可从中分析得到改变试样中应力分布的最佳处理条件。     

搭接长度对胶焊接头应力分布的影响

采用三维弹塑性有限元方法,对采用酚醛树脂和丙烯酸酯两种胶粘剂的胶焊单搭接头,研究了其搭接长度对接头中应力分布的影响,计算结果表明,酚醛树脂胶粘剂焊接头,搭接区边缘应力值高于焊点边缘应力值,丙烯酸酯胶粘剂的胸焊接头中,焊点边缘应力远高于搭接区边缘应力,搭接长度增大时,两种胶粘剂胶焊接头搭接区内,焊点边缘和搭接区边级处的峰应力值都减小,增中搭接长度可以提高胶焊接头的强度。     

基于粘滑驱动的球基微操作器动力学建模与分析

球基微操作器是一种广泛应用于微纳米精密作业的微机器人系统,由基座、微操作球和顶端嵌有红宝石球的3根四分压电陶瓷管组成.基于此,通过驱动压电陶瓷管弯曲或摆动,依靠红宝石球与微操作球间惯性摩擦形成的相对位移实现微操作球3自由度的运动.这种摩擦运动中存在粘滑现象,粘滑驱动带来的非线性导致球基微操作器动力学性能复杂.在简化球面高副连接的条件下,建立具有粘滑特性的微操作器系统动力学模型.基于动态摩擦模型,运用数值方法分析多个参数对微操作器运动性能的影响,通过仿真手段完成模型验证.进行微操作器运动测试试验,进一步验证所建立的动力学模型的正确性和有效性.     

搭接长度对胶接接头工作应力分布影响的数值分析

运用弹塑性有限元法对单搭接金属胶接接头承载后的应力分布特征进行分析，重点研究搭接长度对分别采用酚醛树脂和丙烯酸酯制备的接头应力分布和接头强度的影响。结果表明，胶粘剂的性能对应力分布有较大影响，酚醛树脂胶粘剂制备的接头中胶瘤承担了相当多的载荷，且随搭接长度的增加,von Mises等效应力峰值和剪切应力峰值均趋于向胶层内转移，胶层中各部位的应力亦均有下降；当采用丙烯酸酯胶制备的接头时，胶瘤承载作用并不明显，其应力峰值出现在胶层中被粘物拐角处。     

基于时序分析与模糊聚类的铣削刀具磨损状态识别

对XKA714数控铣床采集的刀具运行状态振动信号进行计算、检验、分析样本自相关函数和样本偏相关函数的截尾性、拖尾性和周期性以及模型参数估计等时间序列相关分析,可判断动态数据序列适于AR(p)(autoregression)模型.以阶数p取12的模型参数作为特征向量提取,并采用模糊聚类分析方法确定刀具运行状态特征向量样本的亲疏关系,实现对铣削刀具的初期磨损阶段、正常磨损阶段和剧烈磨损阶段运行状态的识别.研究结果表明,基于时间序列分析与模糊聚类分析相结合的识别方法可以用于刀具磨损运行状态识别.     

缓冲层对硬质合金环与钢体钎焊接头残余应力的影响

采用有限元软件对硬质合金圆环与钢基体钎焊接头残余应力的分布状态进行模拟,研究缓冲层对接头残余应力的影响,结果表明, 在钎缝与硬质合金一侧接触面上残余应力最大,在接触面上靠近中心侧区域为最危险区域.通过添加缓冲层,可以大大缓解焊后的残余应力,且缓冲层的厚度存在最佳值.经试验验证,计算结果与试验基本一致.     

基于实验分析的机床结构有限元建模及其应用研究

针对一台数控弧齿锥齿轮铣齿机,进行机床整机的有限元动态和静态分析,测量机床静刚度,进行模态实验测试及分析.结合有限元模态分析结果,依据重要的实验模态和机床静刚度修正导轨结合部有限元模型参数.对机床整机结构进行改进,通过有限元分析计算,改进后整机结构动、静刚度明显提高.为确定机床导轨结合部模型参数提供一种研究思路与方法.     

残余应力对构件固有频率影响的讨论

以轴焊缝存在残余应力的矩形板为例，建立其残余应力的数学模型。推出存在残余应力时四边简支矩形薄板的固有频率计算公式。从理论和实验的讨论中得出，残余应力越大，固有频率变化越大；频率阶数越高，受残余尖力影响越大等结论。     

INVESTIGATION OF THE TOOL WEAR AND SURFACE FINISH IN LOW-SPEED MILLING OF STAINLESS STEEL UNDER FLOOD AND MIST LUBRICATION

This paper examines the performance of AlN/TiN coated carbide tool during milling of STAVAX® (modified AISI 420 stainless steel) at a low speed of 50 m/min under conventional flood and mist lubrication. Abrasion, chipping, fracture resulting in the formation of crater and catastrophic failure are the wear mechanisms encountered during machining under flood lubrication. The flank wear, and the likeliness of the cutting tool to fracture, chip and fail prematurely increased with an increase in the hardness of the workpiece and a reduction in the helix angle of the tool. Small quantity of mineral oil sprayed in mist form was effective in reducing the flank wear and severity of abrasion wear, and preventing the formation of crater and the occurrence of catastrophic failure. In milling 35 and 55 HRC-STAVAX® using a feed rate of 0.4 mm/tooth and a depth of cut of 0.2 mm under mist lubrication, the cutting edge of the 25° and 40° helix angle tools only suffered small-scale edge chipping and abrasive wear throughout the entire duration of testing. The influence of the ductility of the workpiece on the surface finish and the effectiveness of mist lubricant in improving the surface finish are also discussed.     

纳米切削工艺中刀具原子尺度磨损机理的分子动力学分析

为研究刀具磨损的微观机理,以单晶铝为例,采用分子动力学方法对纳米切削中刀具失效的原子级物理本质进行研究。模拟结果显示,随着切削深度的增加,能够形成化学键的配对原子数也急剧增加,导致刀具的扩散磨损加剧;晶体的各向异性对刀具扩散磨损影响很小,说明扩散磨损主要是一种化学过程;扩散磨损生成的积屑瘤代替刀具进行切削,使得超精密加工的表面质量恶化,切削区域温度上升,进一步加剧扩散磨损过程。