基于设计特征的机床全生命周期碳足迹评估方法

面对全球变暖这一严峻的气候变化挑战,减少机床全生命周期的碳排放成为一项至关重要的任务。从设计源头出发,以降低机床全生命周期的碳排放为目标,研究其碳排放特性及其相关设计要素关联关系是机床低碳设计的基础工作。为有助于在早期设计阶段评估机床全生命周期碳足迹,提出一种面向方案设计阶段的基于设计特征的机床全生命周期碳足迹评估方法。提出机床系统特征(关系特征与运行特征)与单体特征(几何特征、技术处理特征、材料特征)的概念,表征机床零部件间层层约束关系,并建立基于设计特征的机床设计方案表达模型。将机床全生命周期内的碳排放活动归类为面向设计特征的六类特征关联活动,建立设计特征与碳排放活动之间的关联机制。提出基于设计特征的碳足迹量化方法,建立机床全生命周期碳足迹评估模型。以计算和分析某锯切机床的全生命周期的碳足迹为例,验证了所提方法的可行性。

基于CiteSpace的圆锯片研究热点趋势分析

本文分析了圆锯片设计及制造优化中减振降噪水平与动态稳定性的研究热点与前沿理论的演进路径,基于可视化分析软件CiteSpace,以2002—2022年中国知网和Web of Science核心合集数据库为数据来源,分别从年发文量、关键词、发文作者及发文机构,对圆锯片结构设计及生产工艺的一般方法及特点进行初步探讨,根据关键词时间线及突显词对未来发展趋势进行展望。研究结果表明,2002—2022年圆锯片相关研究领域的中英文文献发文量平稳,研究机构间的合作相对分散,研究热点主要集中在圆锯片结构设计优化和生产工艺优化方面。结合关键词演变知识图谱,总结了提升圆锯片减振降噪水平及动态稳定性的方法,指明了该领域未来的研究重点和发展方向。

锯片垛回火过程温度场数值模拟与变形控制

为探究回火温度和时间对锯片基体强度、硬度及变形的影响,利用非稳态导热原理,建立了锯片基体码垛加压回火过程的温度场数值模型,模拟不同回火条件下的温度场分布,并分析其对轴向和径向变形的影响。研究发现,加压回火中锯片基体垛的径向和轴向最大温差分别约为10℃和(18~20)℃,65Mn锯片基体码垛用钢最佳回火工艺为400℃下保温12 h。通过数值模拟与实验数据对比,验证了回火变形规律与温度分布特性的一致性。

辊压适张对75Cr1材质圆锯片模态频率特性的影响

为了改善75Cr1圆锯片的振动特性,运用有限元法对不同辊压工艺参数下的圆锯片进行模态分析,得出圆锯片旋转过程中齿通频率范围内的模态振型以及固有频率。模态试验测试发现辊压后圆锯片各阶固有频率会升高,验证了有限元法的有效性。研究结果表明,在(5954~7578)Hz频率范围内,辊压处理后圆锯片模态振型减少;模态振型出现顺序发生改变,高阶振型向低阶移动,中间阶次振型向高阶移动;固有频率分布规律发生改变,辊压前在齿通频率范围内固有频率分布均匀,辊压后不再均匀,而呈现一种前段密、后段疏的分布特性。

基于FEM/IBEM的金刚石圆锯片振动噪声及其频谱分析

采用有限元和边界元联合分析,构建金刚石圆锯片的声辐射模型。以2200mm金刚石圆锯片为例,建立金刚石圆锯片的二维有限元模型,采用Lanczos法得到金刚石圆锯片的固有频率振型,再通过模态叠加计算金刚石圆锯片在轴向激励下的振动响应。将金刚石圆锯片的速度作为声学边界元模型的边界条件,计算金刚石圆锯片的辐射噪声。结果表明:金刚石圆锯片轴向模态比较容易激发,具有较强的声辐射能力,某些频率下声辐射功率达到110d B以上;节圆数极大影响金刚石圆锯片的声辐射功率;金刚石圆锯片结构具有轴对称性,其辐射声场分布也呈现对称性;主轴线上声压级相对于其他方向(不考虑-10°-10°,170°-190°范围)声压级低。数值仿真计算为金刚石圆锯片的降噪措施的制定提供了一定的参考。。

基于机器视觉的锯片基体几何参数测量

针对圆锯片几何参数大多依靠人工,检测效率低下易产生人工误差等问题,本文采用改进的霍夫圆检测算法和联通域法,通过图像采集、预处理、系统标定、边缘检测,对其内径、外径、齿高、齿数进行检测。实验证明:该算法不仅检测误差较小、检测速率高,而且具有可行性。

冲压式快速空投缓冲装置进气道及测压机构设计

在冲压式快速空投硬式气囊缓冲技术的基础上,设计了口径可调节的进气道机构,主要包括电池、弹簧、电磁铁、可变电阻的设计,最终建立了进气道机构三维数学模型。根据空投环境下的压力测试要求,设计了内置式缓冲装置测压系统,进行了测压系统方案设计,该进气道及测压系统具有结构简单、便于维护、体积小、质量小等特点。该系统满足冲压式快速空投使用要求。

产品设计程序与方法课程的多元化教学模式改革研究

产品设计程序与方法课程是工业设计专业的核心课程,对于前面的基础课程与后续的实践课程来说起着承上启下的作用,着力于提升学生的设计思维与设计方法的实践运用。笔者结合教学过程中存在的问题,从教学体系、培养目标、教学方法、课程考核等方面进行探析,探索多元化、开放式的教学模式,以提升学生的职业技能与专业素养。

基于ANSYS圆锯片模态分析及谐响应分析

针对？2482 mm 圆锯片使用过程中出现散射状与蝌蚪状裂纹的现象，基于 ANSYS 对圆锯片进行模态分析及谐响应分析。研究表明：在700-840 Hz（即300-360 r/min）频率范围内，锯片的相邻固有频率之间的差值较小，易发生共振效应；轴孔处与距轴孔1/3-2/3圆周处的振动幅度较大，可通过在锯片轴孔两侧固定夹盘或在距轴孔1/3-2/3圆周处滚压处理减小弯曲裂纹。通过对圆锯片的谐响应分析，计算出：锯片在775-800 Hz 及725 Hz 时发生共振效应；在800 Hz 附近出现应力主峰，是产生疲劳裂纹的主要原因。为了避开共振敏感区域，推荐锯片工作转速范围为317-330 r/min、348-360 r/min。

圆锯片–花岗石切割系统仿真研究

基于ANSYS/LS-DYNA建立圆锯片–花岗石切割系统的仿真模型,动态模拟锯切过程,并通过LS-PREPOST后处理获得锯切力、应力、位移等数据,将时域Z-加速度曲线经过FFT变换进行频谱分析。研究表明:锯切过程中,锯齿冲击力主要集中在X和Y方向,且锯切分力中,径向力贡献最大,轴向力贡献最小,越接近激励点应力水平越高,但远离激励点的应力交替变化更频繁,更易产生疲劳裂纹;其中,锯片轴向位移按正弦规律变化,且振动能量主要集中在齿通频率fz与高次谐波频率N×fz处。

论品牌形象设计中视觉语言的个性化趋势

视觉语言作为品牌形象设计中的重要元素，是品脾形象得到认同和推广的基本内容。然在信息化、网络化的推动下，品牌形象设计中的视觉语言表达形式发生了转向，由以往的“大众化”、“趋同化”向当前的“个性化”、“多元化”的方向转变。笔者正是基于此，深入探讨品牌形象设计中个性化趋势的具体表现形式，为品牌形象的设计和推广提供一点参考。

基于统计能量法的组合式金刚石圆锯片声压级研究

组合式金刚石圆锯片在进行硬脆性材料加工时容易产生振动并辐射噪声,基于统计能量法(SEA)建立花岗石锯切模型,考虑系统实际工程中的模态密度、内损耗因子、约束、激励及辐射区等条件,对组合式金刚石圆锯片噪声辐射水平进行频域历程的定量估计,并与现场实测结果进行对比。结果表明:基体外径460~1584 mm、厚度4.0 mm的9片组合式金刚石圆锯片的高频区声压级范围为88.3~102.3 dB,其峰值在高频区4000 Hz处;且1~5片组合式金刚石圆锯片的高频区声压级范围为79.5~99.2 dB,声压级随组合片数增加而不断增大,但整体递增幅度随片数增加而减小;厚度3.5~5.5 mm的组合式金刚石圆锯片的高频区声压级范围为86.1~104.7 dB,声压级随组合片厚度增加而不断增大,且4000 Hz峰值处的声压级有5.7 dB的差值。试验和模型结果较为吻合,证明了所建立的统计能量分析模型对锯片高频噪声声压级计算的可信性。

圆锯片基体辊压适张残余应力试验与仿真研究

为了指导制锯企业开展辊压适张工艺优化,研究辊压适张后圆锯片基体的残余应力分布状态。利用有限元仿真分析圆锯片基体辊压适张后残余应力分布,并应用X射线衍射法检测残余应力,对比辊压适张残余应力检测试验结果和有限元仿真结果,得出辊压后圆锯片基体残余应力的分布特性。研究结果表明,辊压后圆锯片基体径向残余应力沿半径方向呈“低-高-低”的分布趋势,切向残余应力沿半径方向呈“外正内负”的分布规律,辊压适张仿真模型能够反映辊压带内外两侧真实的应力分布状况。

圆锯片淬火过程中的应力分析及工艺参数优化

针对600mm圆锯片淬火后变形大、影响圆锯片使用性能的问题,基于数值计算法分析其淬火残余应力的分布特性。分析结果表明:在整个淬火过程中,圆锯片淬火有效残余应力表现为拉应力;淬火结束后,中心孔附近的应力最大,其次为外圆齿附近的应力,中心孔与外圆齿中间位置的应力最小。以淬火奥氏体形成温度和保温时间为优化变量,淬火残余应力为优化目标函数,用响应曲面优化法对圆锯片淬火参数进行优化。优化结果表明:当奥氏体形成温度837℃,保温时间5 min时,最低残余应力为199 MPa。

圆锯片基体辊压适张残余应力分布特性

针对不同规格的圆锯片基体进行相应的辊压适张处理是提高圆锯片锯切质量的重要方式。为了研究圆锯片基体的辊压适张残余应力分布特性,对圆锯片基体进行辊压试验和残余应力测试试验,并通过辊压适张理论和有限元数值模拟方法获得辊压后圆锯片基体的残余应力分布特性。结果表明:辊压改善圆锯片径向应力分布的均匀性,辊压后径向应力最大值和最小值的差值较辊压前有所减小;辊压后圆锯片的稳定性提高,辊压适张切向残余应力沿半径方向呈“外正内负”的分布规律,锯片边缘产生的正切向应力能够抵消热应力带来的负面影响。试验结果对制锯企业根据不同规格、不同材料的圆锯片基体开展辊压工艺优化试验具有指导作用。

圆锯片基体参数化建模二次开发系统(二等奖)

专家组点评：该项目获得二等奖。进入＂十三五＂规划期间,石材行业发展从供给侧进行改革,对传统的产业结构进行调整,自动化、智能化制造系统将会是当前和今后一个时期推进两化深度融合的关键技术。现有生产模式下圆锯片的设计工作已经不能满足要求,开发具有自主选择、自动调整的圆锯片设计系统,已然成为石材锯解工具制造行业亟待解决的问题。

校企协同育人机制下工业设计专业人才培养改革研究

通过对校企协同育人机制下人才培养改革的研究,厘清工业设计专业校企协同育人目前面临的问题和困境,基于当前“大众创业,万众创新”背景,进行“点、线、面、体”多维度、多元化的专业人才培养改革,以培养学生服务企业为目标,搭建协同育人平台,坚持互惠互利、资源共享的原则,采取校企共同指导学生的工作方式,开展基于创新工坊的项目驱动式教学,优化育人模式,加强校企协同育人的环境体系建设,提升工业设计专业人才的综合素养。

工业设计的价值目标与设计特征

工业设计普遍被认为是一种创造性的行为,其目的就是确保产品的质量保障。在全球化的今天,各国的竞争日益增加,工业产品想要增加其竞争力就必须增大对于产品的开发设计水平。不同时期不同的历史条件和社会资源,所研究的对象也大不相同,所以工业设计在其设计价值上也会存在些许的差异。从工业设计的概念以及内容上进行深层次的研究,进一步探讨其工业价值,另外也研究了其设计特征,希望可以对工业设计的长远发展起到一定的参考作用。

金刚石薄圆锯片基体的磨削工艺参数优化

针对金刚石薄圆锯片基体磨削表面质量控制问题,在数控卧轴圆台平面磨床上开展圆锯片基体磨削正交试验,研究磨削工艺参数对其端跳、平面度、同片厚度差的影响规律。结果表明:砂轮转速对端跳影响最显著,提高砂轮转速有利于减小端跳;工作台转速对平面度以及同片厚度差影响最显著,提高工作台转速有利于获得平整和光洁的表面。优化的磨削工艺参数组合是砂轮转速为1500 r/min,进给速度为3000 mm/min,工作台转速为250 r/min,磁力为90%。在此参数下,对金刚石圆锯片基体进行磨削,其磨后的端跳、平面度和同片厚度差分别为0.08、0.02和0.004 mm,远小于标准规定的0.12、0.08和0.020 mm,且无明显磨削损伤缺陷。

圆锯片基体热处理生产过程评价指标体系与标准

热处理作为制锯企业最重要的生产工艺环节,不仅对锯片产品的综合质量和使用性能起到关键性作用,还对企业的经济效益和环境友好性具有重要影响。开展热处理生产过程的清洁生产综合评价、提升与改造对制锯行业实现可持续发展具有重要意义。本文旨在构建一套面向圆锯片基体热处理过程的清洁生产综合评价指标系统。该评价指标系统一方面可为制锯企业进行热处理过程优化自诊断提供科学指导,另一方面可为主管部门开展清洁生产审核提供理论依据。