高性能复杂曲面零件测量-再设计-数字加工一体化加工方法

高性能要求复杂曲面零件的精密加工,不但要保证一定的几何精度,更要满足其性能指标。此类零件性能与几何、物理等参量密切相关,因此最终精确尺寸和形状受几何、物理、性能等多源约束的影响,加工难度大,迫切需要按零件性能要求进行加工的新方法。从分析零件特征入手,将该类高性能要求复杂曲面零件称为多源约束面形再设计类复杂曲面零件。研究零件性能与多源约束的耦合关联模型,针对零件性能与多源约束的显式关联关系或隐式关联关系,建立几何量修正补偿性能偏差的补调机制,综合应用活动标架和曲面相伴理论,建立测量面、加工基准面、加工目标曲面的关联模型,最终提出保证零件性能要求的面形再设计原理与方法。在此基础上,提出多源约束面形再设计类复杂曲面零件“测量-再设计-数字加工”一体化加工策略,构建相应的技术体系,为实现该类零件的精密加工提供了一种新的理论与方法。     

复杂曲面硬脆材料零件磨削加工数值模拟

建立了大型复杂形面薄壁石英纤维复合材料的树脂金刚石磨削过程传热学模型,并基于有限元方法,利用工程数值模拟软件ANSYS对石英纤维材料磨削时的热传递过程进行了数值计算,得出工件的温度场分布规律及温度变化历程。研究表明：以现行磨削用量干磨削后,磨削最高温度达到316℃,热量主要分布在表层2 mm深范围内,对工件表面材料性能影响不大;同时得到了温度场分布随热源的移动而变化的规律及工件表面某位置下不同深度的温度变化历程。借助有限元方法对工件表层的温度场进行仿真,可以预测整个磨削过程,优化磨削参数,减少试验次数与成本,为解决磨削表面热损伤和热变形等问题提供了依据。     

多零件几何要素影响下的装配产品特性预测方法

工业生产中,多零件装配产品通常具有多系统特性——多几何要素影响的特点。建立能够准确表征装配产品特性与零件几何要素间关系的数学模型,实现装配产品特性的预测,将对工业生产有着重要意义。对于存在多几何要素影响且要素影响程度不同的装配产品系统,直接建立系统的BP神经网络预测模型,由于输入神经元和隐含层神经元较多,将导致神经网络结构十分复杂、学习与训练时间增加、收敛速度慢、预测精度不高等问题。提出利用灰色系统理论的灰关联分析方法,对影响装配产品系统特性的多几何要素进行灰色关联分析,得到多几何要素影响下的系统几何要素与装配产品特性之间的关联程度,确定影响装配产品特性的主要几何要素。在此基础上,利用影响装配产品特性的主要几何要素建立系统的BP神经网络,简化BP神经网络模型,同时保证模型能较真实的反映系统的特性,实现对多几何要素影响下的装配产品特性的准确预测。以典型的多几何要素影响下的装配产品——液压偶件系统为例,通过对液压偶件系统多几何要素关联程度的研究,以影响系统的主要几何要素为输入量,构造简化的BP神经网络的预测模型,试验结果表明,利用主要几何要素建立的预测模型结构相对简单、收敛快、预测精度高。     

面向协同设计的图档管理系统设计

图档管理是广大中小企业应用协同设计技术的瓶颈.为此,采用面向对象技术设计实现了面向协同设计服务的工程图档管理系统.将图档描述为对象,采用两种策略管理图档对象的属性:图档对象的基本属性采用关系数据库存储;由CAD产生的图档文件采用文件系统存储,并在元数据库中存储一条描述该文件的数据记录和一条指明其存储位置的指针,从而通过元数据即可查找到所需图档.系统应用结果表明,所设计的图档管理系统可以满足协同设计的要求,而且实施简便快捷,成本较低.     

大启动转矩磁力耦合器设计及优化

以磁力耦合器为研究对象,提出一种在导磁体盘上开槽进而增加磁力耦合器最大起动转矩的方法,并针对本方法带来的齿槽转矩问题进行理论研究。基于虚位移法分析了齿槽转矩的解析式,找到影响齿槽转矩的关键因素,之后通过三维电磁场有限元分析软件模拟计算了每种优化方法的效果,研究结果证明了该方法可行。     

基于LabVIEW的数控机床多通道温度测量系统

基于虚拟仪器平台LabVIEW搭建了数控机床的多通道温度测量系统。从硬件和软件两个方面对多通道温度测量系统的构成进行了阐述,实际测试说明该系统对机床多部位温度测量时方便快速,抗干扰性强。     

基于时滞LQR算法的风洞模型振动控制试验研究

为有效抑制风洞试验中飞行器模型的振动,利用气动力学与机械动力学的观点分析了风洞模型的振动原因及特点,并建立了风洞模型—测力天平—风洞支杆所组成的悬臂梁系统的二阶模型。针对飞行器模型振动控制中的时滞问题,分析了时滞现象产生的原因及对风洞试验飞行器模型振动控制的影响,并利用基于所测振动信号与作动器信号的基频傅里叶变换方法实现了基频处的时滞量辨识。基于辨识出的时滞量分别分析研究考虑时滞问题与未考虑时滞问题的风洞模型振动控制状态方程,并设计时滞补偿线性二次型调节器控制算法。搭建地面试验系统,通过地面锤击试验验证得知,相比未考虑时滞问题的线性二次型调节器,时滞补偿线性二次型调节器控制算法具有较好的控制效果,能够更加稳定有效地对风洞模型振动进行控制。     

摇摆式凸轮轴数控磨削插补算法及控制策略研究

根据摇摆式凸轮轴磨削运动几何原理 ,提出了一种多约束凸轮轴凸轮型线数控磨削插补技术 ,建立了以凸轮矢角θ为参变量的插补算法模型。给出了插补过程与实时伺服相分离的前后台式控制策略思想 ,并验证了插补算法的精度和效率 ,为研制摇摆式凸轮轴数控磨床提供了理论参考     

多功能智能化电感测微仪的研究

介绍了一种新型多功能,智能化电感测微仪,由于采用了单片机８０３１和集成化的测量电路,使得整个测量系统结构简单,成本低廉,测量精度高并能完成多种复杂的功能。     

钻削CFRP的双顶角钻头磨损及抑制新方法

为满足高性能碳纤维增强复合材料(CFRP)结构件的高质量制孔需求,现阶段广泛采用双顶角钻头钻削CFRP,但因其钻、扩、铰一体的结构形式,双顶角钻头第二主切削刃的磨损程度和状态是决定钻削孔壁质量的关键因素。此外,由于CFRP中碳纤维磨蚀性强,制孔中钻头快速磨损,切削刃严重钝化,极易导致孔壁损伤。通过引入切削刃钝圆半径,揭示双顶角钻头第二主切削刃钝化后,在严重的后刀面磨损作用下,第二主切削刃刃口钝圆半径又减小的磨损机制,在此基础上,结合不同纤维切削角下CFRP成屑机制,详细探究了双顶角钻头第二主切削刃钝化状态对钻削孔壁损伤的影响规律;最后创新性地在钻头第二主切削刃末端开设内冷孔,利用微量冷却润滑(MQL)工艺,实现了钻头第二主切削刃钝化磨损的有效抑制,显著提升了高性能碳纤维增强复合材料的制孔质量,为高质量复合材料制孔工艺和工具研究奠定了重要基础。