基于工件稳定性的全区域夹紧力变向迭代规划算法

研究机械加工过程中夹紧力的合理规划是保证加工质量的核心环节,对于实现加工过程的可靠性和精密化至关重要,为此构建了全区域夹紧力变向迭代规划算法。根据工件在装夹布局中的受力状态以及工件与装夹元件之间接触力的方向约束条件,分别依据夹紧力大小与夹紧点位置的未知和已知情况,结合线性规划技术建立了力的存在性和力的可行性分析方法。在夹紧力存在的条件下,通过离散夹紧表面为点集的方法,逐点地以一定步长正向从最小值开始选取夹紧力的大小,根据当前值与上一次取值之间可行性的差异,确定下一次取值的步长及其方向,若可行性相同则以相同步长继续正向取值,否则步长减半、反向取值,直至步长的绝对值在阈值范围之内,建立全区域内夹紧力的变向迭代规划算法。该算法将连续型的夹紧力设计问题转化为离散型,不仅适合于形状复杂的工件,而且还利于计算机实现夹紧力的自动化设计。     

基于“框体拼接”法的多框体有限元建模技术研究

针对目前多框整体结构件建立有限元模型存在周期长、精度低且依赖于有经验的分析人员的问题,提出了参数化建立多框整体结构件有限元模型的新方法——“框体拼接”法。根据该方法的原理,对ANSYS二次开发,编写了多框整体结构件有限元建模软件。利用该软件实现了对多框整体结构件主动、快速、准确的参数化建立有限元模型。     

偏心距在偏心抛光中对去除速率均匀性的影响

从相对运动的角度出发,首先分析了在固结磨料抛光中工具与工件的相对运动轨迹.而后从纯机械去除的角度出发,利用有限元的思想,建立了工件去除速率的数学模型,并分析了偏心距对工件去除速率均匀性的影响规律.结果表明:在偏心距一定时,如果工件外圈有一部分和抛光垫内圈或者外圈相交,那么工件的去除速率沿半径方向的变化为:先增大后急剧减小;如果全部工件完全与抛光垫接触,那么工件的去除速率沿半径方向的变化趋势为不断增大,而且先增大较快,后趋于平缓.在偏心距变化时,当工件完全位于抛光垫上时,随着偏心距的增大,工件上各个半径处的去除速率有明显增大的趋势.     

基于有限元带隔板双槽钢焊接梁焊接仿真优化

针对工业生产中广泛使用的带隔板双槽钢焊接梁在焊接成型过程中的变形,通过有限元技术模拟真实的焊接过程和焊接顺序,实现了焊缝焊接顺序的最优化.首先建立焊接梁有限元模型,定义材料属性,确定边界条件以及热源的类型及其大小.然后通过有限元技术模拟焊接过程,再现了焊缝填充物的生成过程.通过优化焊缝的焊接顺序达到了控制变形并使其最小的目的.最后分析结果,得到了焊接变形的理论依据.     

Si3N4陶瓷轴承NCD涂层制备中的温度场模拟

纳米金刚石(NCD)薄膜涂层由于优异的力学和摩擦学性能,是一种理想的轴承涂层材料.在用HFCVD方法制备NCD涂层的过程中,衬底温度是重要参数之一.首先设计了一种适合轴承内外圈NCD涂层制备的热丝夹持装置,其次分析了HFCVD系统的热交换过程,并建立了相应的衬底温度场的三维有限元模型.在此模型基础上具体讨论了热丝数目、温度、热丝到衬底距离等因素对衬底温度大小及均匀性的影响.结果表明,由于衬底相对尺寸较小并且考虑了衬底内部的热传导,各参数的变化对衬底温度大小有明显影响,但对衬底温度均匀性影响不大.结果为轴承NCD涂层的制备提供了理论基础.     

采用冰结合剂抛光盘的温度场仿真

利用有限元分析软件ANSYS建立了冰结合剂抛光盘抛光过程的二维有限元模型,应用生死单元技术模拟了冰盘的融化过程,通过实验验证了模型的可靠性.通过仿真,得出冰盘温度和融化速率随各工艺参数的变化趋势,为加工中最优参数的选取提供了依据.     

基于ANSYS的压片预置式激光熔覆温度场仿真

根据压片预置式激光熔覆的特点,采用新的折算法--等价厚度折算法取代了麦氏方程折算法,应用ANSYS的参数化设计语言,在综合考虑了材料热物性参数、换热系数、相变潜热等的基础上,建立了压片预置式激光熔覆连续移动三维温度场有限元模型,并进行了相关实验验证.结果表明,模拟计算值和实际测量值,无论在宽度还是深度方向都具有很好的吻合性,说明所建立的温度场计算模型是正确并可靠的,可用于指导压片预置式激光熔覆工艺参数的优化.同时,上述结果也表明,对于气孔率较大的预置涂层,等价厚度折算法比麦氏方程折算法具有更好的适应性.     

飞机起落架抗疲劳制造工艺决策支持系统研究

根据飞机起落架的抗疲劳制造工艺和疲劳破坏过程,基于J2EE技术开发框架,本系统建立了构件管理模块、决策处理模块和报告生成模块等功能模块.基于弹塑性力学理论、断裂力学理论、疲劳破坏理论,对飞机起落架的疲劳寿命预测方法进行了研究,研究结果表明以疲劳寿命为目标,为确定飞机起落架抗疲劳制造工艺提供了决策的支持.     

面向快速设计的装配工装管理系统的研究

针对某装配总厂工装管理不够规范以及设计效率低等问题,提出了以现有网络资源为信息交互平台,建立装配工装的实物管理、文档管理和过程管理的标准化业务流程.同时将实例推理技术应用于工装的设计过程,提出了设计流程和推理策略,为工装的快速设计提供了有效的手段.该系统基于J2EE技术开发框架,并采用Oracle 10g作为数据库服务器.     

微/纳米CVD金刚石涂层的制备

使用热丝化学气相沉积(HFCVD)装置,在以WC - CO硬质合金为衬底,采用调节涂层生长参数,制备出性能优良的微/纳米金刚石涂层.用SEM,AFM,Raman表征微观结构和表面品质.采用压痕法评估涂层的结合性能,并与微米金刚石涂层、纳米金刚石涂层进行比较.结果显示,当生长气压由3.3 kPa降为1.0 kPa时,底层的微米级晶粒逐渐被上层纳米级晶粒覆盖,并且涂层表面显露出纳米金刚石涂层特性.在结合性能实验中也指出,微/纳米金刚石涂层的结合性能比纳米金刚石涂层要优异.