微磨料气射流加工技术研究现状与展望

微磨料射流加工技术是一种基于高能流体的磨粒冲蚀磨损加工技术,已广泛应用于难加工材料、复杂三维型面、光滑表面的加工。为进一步提高磨料射流加工过程中的精准控形控性能力,国内外学者开展了诸多基础加工理论与工艺探索等方面的研究工作。本文在概述磨料射流加工技术发展的基础上,全面总结了国内外学者在微磨料气射流加工(MAJM)技术中的微磨料气射流束发散效应及其抑制策略、材料力学性能对材料冲蚀去除模式的影响、材料冲蚀加工过程磨料嵌入抑制策略、微结构冲蚀加工几何特征等方面的主要研究成果,并对微磨料射流加工技术的难点与发展趋势进行了展望。

锤式粉碎机的关键部件研究

生物质能作为重要的可再生能源,对其进行有效利用有助于废弃物处理、碳减排和土壤改良,可以促进环境保护和农业可持续发展,推动绿色工业发展。在生物质加工利用过程中,粉碎工艺是将较大的生物质原料粉碎为更为细小的碎屑,以供下一步制粒工序使用。生物质粉碎的方式有很多,涉及不同种类的生物质粉碎机,其中锤式粉碎机是最为常见的粉碎机,因此文章以锤式粉碎机为例,分析生物质粉碎机的工作原理及关键部件——锤片。针对锤片在工作过程中易受到磨损导致其使用寿命缩短的问题,提出针对性的锤片加强处理的方法。实验证明,经过加强处理,锤片的使用寿命可达1000h,相较于未进行加强处理的锤片使用寿命增加了7~8倍。

立式环模颗粒机的压辊设计

立式环模颗粒机是生物质能利用和饲料加工领域的重要设备,其核心部件之一是压辊。压辊在颗粒成型过程中起着挤压原料使其通过环模孔形成颗粒的关键作用,其性能直接影响颗粒的质量和生产效率。由于压辊在高压、高温和高摩擦的环境下工作,压辊选型、表面结构选择以及材料选择和表面处理至关重要。对压辊进行设计,经过分析确定选择双压辊类型,采用齿槽型表面结构,材料选用55号钢。为进一步提高压辊的性能,对55号钢压辊进行渗碳处理。通过渗碳处理,压辊的表面硬度显著提高,耐磨性和抗疲劳性能得到增强,使用寿命得到延长。

生物质颗粒生产线烘干设备设计

生物质能源是一种可再生能源,也是一种清洁能源,开发和利用生物质能源产品能够实现资源的循环利用,减少环境污染和资源浪费,有助于实现可持续发展。在生物质颗粒生产线中,烘干设备用于去除生物质颗粒原料中的水分。如果原料水分含量过高,会导致生物质颗粒在运输和储存时发生潮解和变质。烘干机的选型、结构设计和操作参数会影响烘干效率,进而影响生物质颗粒的质量。对不同类型的烘干机进行分析,选择滚筒式烘干机作为生物质颗粒生产线的理想烘干设备,然后重点对滚筒式烘干机进行结构设计。

低能强流高电荷态离子加速器RFQ真空系统设计

81.25 MHz射频四极加速器(RFQ)是低能量强流高电荷态离子加速器装置(LEAF)的关键设备,为保障RFQ加速器的稳定运行和高质量出束,要求RFQ腔体达到10-6 Pa的超高真空环境。本文采用二级分子泵方案完成了LEAF RFQ的真空系统设计,详细介绍了真空系统设计及设备选型流程,并使用VAKTRAK和MOLFLOW+软件分别对设计方案进行了模拟计算。目前,LEAF RFQ平稳高效运行,实际测量真空度在1.4×10^(-6)Pa左右,满足供束和实验的要求。本工作验证了VAKTRAK和MOLFLOW+计算结果的可靠性,为强流重离子加速器装置(HIAF)真空系统设计积累了经验。

水利水电工程填筑料的勘察与质量评价

天然建筑材料勘察对工程建设周期、投资影响巨大。针对勘察时易出现问题的填筑料,文中结合工程实例,对采用土料、砂砾石料、堆石料及碎石土料作为填筑料时的质量进行评价,并对天然建材勘察中出现的典型事故案例进行总结分析,对天然建材勘察工作具有一定的指导意义。

在初中英语学科中渗透国际理解教育的实践研究

世界经济的发展给教育带来了新的时代要求。《中国学生发展核心素养》明确提出了国际理解教育的要求。学科渗透国际理解教育是一种有效的实施策略。所在学校自2016年启动了国际理解教育研究。梳理学校初中英语学科渗透国际理解教育的实践策略,提出“学科渗透、网络拓展和活动体验”的国际理解教育模式,分析英语学科渗透国际理解教育存在的问题并提出建议。

碳纤维增强复合材料水导激光加工实验研究

为了研究水导激光加工关键工艺参数对碳纤维增强复合材料(CFRP)沟槽截面形貌与热影响区的影响,利用水导激光加工设备设计单因素实验探究了激光功率、水射流压力、进给速度及激光重复频率四个关键工艺参数对沟槽截面形貌以及热影响区的影响规律,分析了沟槽截面形貌和热影响区形成机理。实验结果表明:激光功率对沟槽烧蚀深度和热影响区的影响最大,水射流压力对沟槽烧蚀宽度的影响最大,进给速度和激光重复频率对沟槽烧蚀深度和宽度的影响不大,对热影响区有较大影响。此外,发现沟槽截面去除区呈V字形,热影响区呈锯齿形状。通过单因素方法分析得到了较好的沟槽截面形貌,其沟槽截面烧蚀深度为772.8μm,烧蚀宽度为897.7μm,铺设方向为90°的碳纤维层热影响区为326.5μm,铺设方向为0°的碳纤维层热影响区为102.4μm。

基于WOA–LSSVM的磁粒研磨表面粗糙度预测及工艺参数优化

目的实现磁粒研磨过程中表面粗糙度值的准确预测,同时获得提高材料表面质量的最优工艺参数组合。方法通过自由降落气固两相流双级雾化快凝法制备CBN/Fe基磁性磨料,用于磁粒研磨试验。将316L不锈钢作为实验材料,以磁极转速n、加工间隙δ、进给速度v和磁性磨料粒径d为输入值,以表面粗糙度Ra为输出值,设计L25(54)正交试验。同时借助Matlab软件引入鲸鱼优化算法(WOA)与最小二乘支持向量机(LSSVM),基于正交试验结果构建WOA–LSSVM的磁粒研磨表面粗糙度预测模型,并将输出值表面粗糙度Ra作为适应度,再次调用WOA对工艺参数进行全局寻优,获得最优工艺参数组合。使用优化得到的工艺参数组合进行试验,并与模型预测结果进行对比。结果根据正交试验构建的WOA–LSSVM表面粗糙度预测模型的均方根误差(RMSE)为0.003373,平均绝对百分比误差(MAPE)为2.814%。通过WOA寻优得到了最佳工艺参数组合,n、δ、v、d分别为1526.6907 r/min、1.527414 mm、1.0767327 mm/min、114.26052μm,此时获得的最佳表面粗糙度为0.063512μm。对寻优所得的工艺参数组合微调后进行试验,得到的表面粗糙度Ra为0.062μm,与模型预测值的相对误差约为2.44%。结论基于WOA–LSSVM的表面粗糙度预测模型拟合性能优良,可实现磁粒研磨的可控加工。使用磁粒研磨技术结合WOA的寻优结果可获得更优的表面质量。

基于纳米流体液滴凝固的三维形状控制机理

为实现液滴在三维空间内的形状控制,实验制备具有三角形图案的双浸润性表面,通过固定纳米流体液滴的接触线,在低温台上观察其凝固的过程,得到液滴高度和凝固后平台形状之间的变化规律,并通过Surface Evolver模拟液滴在复杂约束性表面上的形态。研究结果表明:被三角形接触线固定的纳米流体液滴,凝固后平台形状随着高度的增加依次经历了三角形、圆形、反三角和圆形,通过模拟值和实验值的对比,认为复杂约束表面上的液滴可以被看作是具有不同接触半径的接触球,在给定液滴高度的情况下,会产生不同大小的顶部平台,这些尺寸的变化将决定凝固后最终顶部平台的形状。通过简单地调节液滴高度就能得到液滴凝固后丰富的形状变化,简化了三维结构制造流程,从而显著提高经济效益。

界面结霜机理及抑霜技术研究进展

界面结霜现象在日常生活和许多工业应用中普遍存在。由于霜层主要由小枝晶和离散的气穴组成,霜层表现为有厚度的多孔介质,从而严重影响暖通空调和制冷系统的传热效率。几个世纪以来,界面结霜一直作为热门研究课题之一,但直至最近才取得一些新的进展,例如揭示了霜在形成初期阶段的新特征,这些特征过去因为过快或过小而无法捕捉,还基于其原理开发了新的除霜、抑霜技术。文章对结霜现象进行了全面综述,尤其最近十年的全新进展。按时间顺序介绍了以冷凝结霜为主的基本原理,包括冷凝成核、冷凝液滴的生长和聚结、结冰成核、冻结环的形成、冻结传播,以及霜层的生长和密集化。总结了近期抑制结霜负面影响的工程措施,即除霜、抑霜两种技术。这些研究成果可以启发人们对冷凝结霜的理解,同时也有助于开发针对在多种应用背景下新的除霜、抑霜方法。

水射流引导激光制造Inconel 718合金沟槽结构的研究

为了探究水射流引导激光(WJGL)技术在Inconel 718合金上制造沟槽结构的规律特征,在自行研发的水导激光设备上设计并进行了多组单因素实验,分析了水射流速度和激光能量密度对沟槽结构的深度、宽度以及毛刺尺寸的影响规律。实验结果表明,激光能量密度对沟槽结构尺寸的影响程度要高于水射流速度,在喷嘴孔径固定不变的条件下,激光能量密度和水射流速度对沟槽结构宽度的影响很小。采用孔径为0.5 mm的喷嘴,当水射流速度固定为60 m/s,激光功率密度为40 J/cm~2时,获得最大沟槽平均深度为523μm;当激光能量密度为10 J/cm~2时,获得最窄沟槽平均宽度为403μm;当激光能量密度为40 J/cm~2时,获得最小毛刺平均尺寸为54μm。根据理论分析得出,水导激光技术去除Inconel 718合金的机制是通过激光烧蚀并熔化材料,水射流将熔融物冲刷去除。

新型的复杂曲面磁粒光整加工机床

介绍了一种复杂曲面光整加工机械──三坐标数字化磁粒光整加工机床。该机床通过对复杂曲面的数字化测量和自动编程，得到磁极与工件保持一定间隙沿工件表面运行的加工轨迹，利用吸附在工具磁极上面的磁性磨料为工具，通过磁极带动磁粒沿工件表面作高速旋转，从而实施对工件表面的光整加工。该机床的研制成功实现了复杂曲面光整加工的自动化。

磁极开槽形状和尺寸对磁场分布和磁粒光整加工能力影响的研究

通过数值模拟和实验，研究磁极不同开槽方式和开槽尺寸对加工区磁场分布、磁粒受力和加工效率的影响。结果表明，磁极表面开矩形槽比开Ｖ形槽和漏斗形槽可以得到更有利的磁场分布。开矩形槽时，槽与齿宽度之比在１１时，可以取得较高的加工效率和较低的表面粗糙度。槽与齿宽度之比太小时，磁粒运动所需的驱动力不足，但太大时，磁粒对工件的压力减小，这两种情况都不利于加工效率和加工质量的提高。

文字、图案数控凹凸雕刻加工计算机辅助编程系统

介绍作者研制的文字、图案数控凹凸雕刻加工计算机辅助编程软件系统的关键技术方法。该软件系统能够将以图形扫描方式和图形 Ｃ Ａ Ｄ方式得到的文字、图案的图象和图形文件，经过一系列的处理和转换，按照凹或凸的雕刻加工要求，自动生成数控铣床的加工程序。

一种简易的数控刨床自动对刀和刀具磨损自动补偿方法

介绍了一种简易的数控刨床自动对刀和刀具磨损自动补偿方法。在该方法中自动对刀和刀具磨损自动补偿采用同一套装置，装置结构简单，操作方便。刀具磨损的自动补偿不需要有刀具磨损量的反馈信息。功能的实现不需要在数控系统中外加另外的接口电路。

曲线等误差直线拟合的算法研究及其应用

为实现一般曲线的等误差直线拟合,提出了一种基于罗尔定理与二分法的曲线节点计算新算法。该算法是通过在划分的凹凸性一致的单值区间内,迭代求解弦与对应的弧之间的误差来逐步逼近程序所要求的允差。分析了凹凸性一致的单值区间的划分方法,得到了具体的算法流程并进行了轨迹仿真验证。

常压固相烧结法制备磁性磨料及其性能的研究

用溶胶-凝胶法在铁粉表面包覆SiO2。包覆后的铁粉与刚玉粉、高温粘结剂按一定的配比均匀混合、压片、烧结,然后经粉碎、筛选制备出一定粒度的磁性磨料。采用热场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散谱(EDS)分别表征磁性磨料的形貌和元素组成,采用X-射线衍射仪(XRD)研究磁性磨料的晶体结构。并通过实验对制备的烧结磁性磨料进行性能分析。结果表明:常规烧结法制备的磁性磨料具有良好的研磨效果,磨粒相与铁磁相结合紧密,耐用时间在24 min以上;粉碎后的磁性磨料大多是不规则的颗粒,主要是由Al2O3、Fe2O3、α-Fe、AlFeO3、(Al,Fe)7BO3(SiO4)3O3等组成的多晶结构。

基于 PC 总线的三维数控雕刻机 CNC 系统

详细介绍了基于ＰＣ总线的数控雕刻机ＣＮＣ系统．该系统在硬件上采用了ＰＣ总线工业控制机，在软件上采用了模块化结构化设计、中文图形菜单操作、图形编程、模拟仿真和加工轨迹在线显示等先进技术．整个软件系统采用Ｃ语言设计．该系统在文字图案雕刻和模具（如鞋底上的图案）制造等实际中应用，取得了很好的效果．

基于隶属度函数的电子设备故障预测研究

针对当前电子设备模块化方向发展现状,及时了解电子设备的运行状态,预防故障并缩短维修时间,采用模糊隶属度函数的方法,将设备的模糊状态进行量化,引入可信度因子及有关融合算法对以上数据进行处理,最后根据自动测试设备(ATE)测得的数据及专家经验,对该方法进行了验证;经实验证明,该方法是可行有效的,对电子设备的故障预测具有较高的准确度。