基于CUDA的数控仿真加工面显示算法的研究

利用CUDA并行计算框架和GPU高效的并行性和灵活的可编程性等特点,本文提出了数控仿真加工面并行显示算法,算法主要包括:并行式区间树索引遍历体素,对活跃体素的角点和边信息标记提取;体素标记与MC分类之间的映射匹配;将匹配结果对应的MC模型直接显示绘制.该基于GUDA框架的GPU并行算法,从理论上分析提高显示速度,降低计算时间,增大仿真的实时性.     

利用GPU进行通用数值计算的研究

近年来,图形处理器(GPU)的发展日益成熟,应用范围不在局限于计算机图形学本身,已逐步扩展到通用数值计算领域.本文介绍了最新GPU用于通用计算的原理和方法,并在图像处理和科学计算方面对GPU和CPU算法进行了计算速度的对比研究,实验结果表明GPU在通用计算领域相对于CPU具有明显优势.     

数控仿真软件在本科教学中应用方式研究

数控技术是机械工程自动化领域本科一门很重要的专业基础课.分析了国内外数控技术的教学现状,从教育层次角度,揭示了本科教育联系职业教育与研究生教育的特点.指出本科数控技术教学应该立足于应用数控技术,以数控技术的应用加深数控理论知识的理解,进而把握数控理论的发展规律及发展方向.针对本科教育学时少的特点,提出了应用数控仿真软件加强数控理论知识应用的教学方法,从数控理论教学及数控实验教学两个方面给出数控仿真软件在数控技术教学中的应用形式.文中工作对培养具有应用能力的创新型本科毕业生具有重要的参考价值.     

数控工具磨床加工仿真研究

为了解决数控工具磨床加工复杂刀具的过程中因加工代码错误而导致严重后果的问题，在研究数控工具磨床加工仿真技术的基础上，以Matlab为平台开发了数控工具磨床加工仿真系统，实现了对数控工具磨床加工方式，加工过程和加工结果的分析及加工代码的验证和个性，并采用该仿真系统，对圆锥球头立铣刀螺旋形前刀面的数控磨削加工过程以及加工结果进行了分析，从而保证了实际加工过程的正常进行，实验证明，所开发的仿真系统具有很强的实用性。     

基于PVM的并行辐射度声学仿真算法

针对建筑环境的复杂性及建筑声学仿真的实时性要求,提出用并行辐射度算法求解整个声场的声能,计算单位脉冲响应,并启用多处理机将频率分段求解,进而得到全频段的脉冲响应.在此基础上,对并行算法复杂度进行分析,同时对一个室内声场进行模拟,验证了算法的有效性,并给出并行算法加速比特性曲线.理论分析与实验均表明,采用并行算法可以有效提高复杂场景声学仿真的效率.     

浅析数控仿真系统的应用

当前，机械制造业发展的一个明显趋势是越来越广泛地应用数控技术。而社会对数控技术人才的需求也越来越高。所以，各职业院校紧扣市场需求，大力发展数控加工专业，积极探索和尝试新的教学方法。而数控仿真软件的应用正是对数控教学新方法的一个尝试，不仅缓解了数控实训中学生多、数控设备少的矛盾，而且避免了数控实训环节中易出事故、机床损耗严重等问题.     

仿真优化软件系统在高速数控加工中的应用研究

切削颤振是高速数控中急需解决且难以解决的问题,也是数控机床提高加工效率的瓶颈问题,本文以METALMAX为例介绍了切削仿真优化系统解决颤振问题的基本原理、参数设置细节等,并结合实际生产中出现的问题,进一步阐述了METALMAX在高速加工中的应用情况。     

数控加工过程三维动态仿真系统的研究

本文着重研究了数控加工过程的三维动态仿真,包括几何仿真和物理仿真。利用面向对象的编程方法建立了一个比较精确的数控加工动态仿真系统。     

基于STL实体模型离散化的数控加工仿真研究

数控加工仿真就是利用计算机仿真技术对数控加工代码进行验证,模拟刀具、工件几何体、加工环境、刀具路径和材料去除的过程,消除因程序误差而导致的机床、刀具、夹具损坏及零件报废等,提高加工的效率.然而,由于仿真过程中所用毛坯、刀具的数据量过大,使得仿真的速度很慢.为了解决这一问题,使用UniGraphics软件生成STL(Stereo lithographic)文件,通过VC跨平台调用STL文件,最终将其离散化为仿真系统所需数据,大大加快了后续仿真的速度,同时,使用STL文件可以增加系统的可扩展性.     

数控加工仿真显示技术的研究

介绍了数控加工过程中仿真显示技术，重点讨论了仿真技术中图像生成的扩展ｚ－Ｂｕｆｅｒ算法，介绍了该算法中使用的三角片的扫描转换算法和动画仿真显示方法．该算法动画显示速度快，对验证刀位轨迹具有实用价值     

金属振动切削的数值模拟研究

针对材料高速切削过程提出基于耦合欧拉-拉格朗日表述的有限元模型.该模型在消除网格畸变、无需网格再划分和应用分离准则的条件下,由材料塑性流动控制切削过程中切屑材料的分离行为,突破了拉格朗日方法中预设切屑材料沿直线轨迹分离的局限性.研究表明,该模型可用于材料振动切削过程的数值模拟研究.本文主要针对该过程中切削力、加工表面完整性、切屑形貌及其转变等行为进行模拟研究.     

基于并行计算的消声器三维数值模拟

针对某款汽车复杂消声器建立了三维数值计算模型,采用并行计算技术对该模型进行计算．通过分析数值计算结果,找到该款消声器产生压力损失和再生噪声的主要部位分别是消声器进气内插管开孔处和出气内插管的进口处．据此提出了相应的改进方案．计算结果显示,改进后消声器的背压比原消声器背压大幅度下降,最大可下降20%左右．这种基于计算流体力学理论结合并行数值模拟技术的设计方法,计算一个算例仅需20 min左右,降低了设计周期和设计成本．     

数控线切割加工技巧

在数控线切割加工中，要达到加工零件的精度及表面粗糙度要求，应合理控制线切割加工时的各种工艺参数，同时应安排好零件的工艺路线及线切割加工前的准备工作，才能高质量、高效率地加工出符合技术要求的零件。该文对有关加工技巧进行讨论和研究。     

预应力硬态切削的热力耦合模型及数值分析

基于预应力切削的原理,建立了模拟预应力硬态切削轴承套圈的热力耦合有限元模型,采用任意拉格朗日－欧拉方法(ALE)和网格自适应技术来实现切屑的分离。分析研究了工件材料的本构关系、刀屑接触面的摩擦模型以及热控制方程等切削模拟中的关键技术。将不同预应力条件下数值模拟结果与实验数据进行了比较和分析,两者具有较好的一致性。     

基于GA和DEFORM的陶瓷材料切削力数值模拟

通过有限元仿真及材料本构模型修正、遗传算法优化、数值模拟以及车削试验,研究了车削陶瓷材料切削力变化规律.有限元仿真成屑对比结果表明,经典的Johnson-Cook模型的切屑为连续片状,与实际加工不符;模型改进后,其仿真切屑为块状崩碎屑,对陶瓷材料有限元仿真较为适用.依据简单单因素有限元仿真数据,利用最小二乘法进行了一元回归数值拟合,获得了切削力与单一参数的解析式,相关系数检验结果表明模型具有较高的精度.利用遗传优化算法,建立了切削力多元模型.通过单因素试验、正交试验进行了多元模型验证,结果表明该模型能够准确反映切削力变化规律,具有较好的可靠性.     

SPH法数值仿真三维切削破岩和切削力估算

以Mohr-Coulomb模型描述岩石,在LS-DYNA中用SPH(Smootheed Particle Hydrodynamics)法模拟三维刀齿切削破岩,探讨切削参数和岩石性质对切削力的影响.基于切削力随各切削参数和岩石性质的变化规律,建立切削力估算公式.用所得公式计算切削力,并与实验值进行比较.仿真结果表明:切削厚度、切削前角、切削宽度、岩石的内聚力和内摩擦角对切削力影响显著,切削速度在较低范围内变化时对切削力影响非常小.三维切削仿真能够较好地反映刀齿两侧岩石颗粒对切削的影响,比二维理论模型更接近实际.所得切削力估算公式能准确计算仿真中的平均切向力,且其计算值能与实验吻合较好.验证了基于SPH法的数值仿真用于研究刀齿切削破岩的可靠性.     

切削振动计算机仿真的数值方法

以平面端铣为例,介绍了应用Runge-Kutta方法求解机床结构多自由度系统运动微分方程组仿真切削振动的公式和算法,数字仿真铣削强迫振动和自激振动的结果,与采用Simpson公式－快速券积－迭代法求解系统运动积分方程组仿真的结果非常接近,并与他人研究结论相符,实验证明了两种数值方法,尤其是后者的收敛,为它们用于切削振动计算机仿真的可行性提供了佐证。     

基于SPH法的金属切削大变形数值模拟

采用光滑质点流体动力学法对金属切削过程中复杂的材料本构行为进行了数值模拟,进而分析了切削加工中的基本规律.模拟结果表明,切削过程是切削层材料受刀具的挤压而产生的以剪切滑移为主的塑性变形过程;堆积在刀尖处的材料屈服强度提高,接触应力增大,使得工件表面产生显微裂纹;切削过程中,切削力逐渐增大,最后保持在一定范围内平稳变动;形成切屑后,前刀面上的最大接触应力在距离切刃一定距离处上下变动,在该位置处刀具的磨损较为严重.     

高压水射流割缝防治冲击地压的数值模拟

冲击地压是采矿业中突发性、瞬息难以预见的灾害,它的发生常常会造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此,研究便捷、可靠的防治方法,成为防冲减灾工作中的重要课题之一。传统的防治方法各有不足,将高压水射流割缝技术引用到防治冲击地压当中来,实现了本层煤的解放。基于ANSYS有限元软件建立高压水射流防治冲击地压的有限元模型,并对割缝后各部分的应力变化进行了数值模拟。结果表明,高压水射流割缝技术不但能够实现煤层卸压,而且卸压效果较好,具有很好的发展前景。