面向快速重组制造的机械模具数控自动化加工工艺研究

针对市场需求越来越多样化,加工零件类别较多,传统制造系统无法快速适应,成本较高等问题,本文提出以快速重组制造为基础依据的机械磨具自动化加工工艺,通过系统随机模型以及贪婪算法制造布局进行优化,并搭建相应的使能系统框架。经过实例验证,基于快速重组制造的自动化加工工艺满足实际市场需求,同时节约成本,零件加工更为柔性,能够更好起到降本增效的作用。

绿色制造背景下聚乳酸及其复合材料的研究进展

聚乳酸经天然产物淀粉发酵后合成,正逐步发展成为大宗基础性原材料。聚乳酸具有可降解、低能耗、机械性能优良、温和条件下耐久性较好等特点,可用于长寿命工程构件如车辆、机械、电气(器)和建筑装饰的制造,迎合绿色制造理念。本文总结了近年来聚乳酸及其复合材料的环境友好性、服役性、加工性及其高值化应用方面的研究进展,旨在为聚乳酸在长寿命工程构件制造中的应用研究提供理论依据和参考。

反射镜无热装配中胶层厚度的计算及控制

为了实现空间遥感器反射镜无热装配,对反射镜粘接镶嵌件时胶层厚度的计算及控制胶粘厚度的方法进行了研究。首先介绍了工程中常用的计算反射镜无热装配胶层厚度的方法及胶层厚度控制工艺,主要描述了工装保证法、精密测量法和工装测量结合法,给出了各种方法的优缺点及局限性。针对目前胶粘工艺控制胶层厚度存在的问题,提出采用具有不同直径规格的空心玻璃微珠来控制胶层厚度的方法。拉伸试验验证了添加了空心玻璃微珠的光学环氧胶比纯光学环氧胶的力学性能提升了20%;利用平面反射镜粘接镶嵌件的试验表明,依靠填充空心玻璃微珠保证胶层厚度的胶粘工艺方法能够保持反射镜面形值,同时证明了胶层计算方法可以应用于空心玻璃珠的直径选择。提出的胶层厚度计算方法及玻璃微珠胶粘工艺可以实现反射镜无热装配,目前已应用于某在研项目。

一维下料优化的一种新算法

针对一维下料优化问题,提出了一种基于启发式多级序列线性优化思想的新算法,即将下料优化问题转化为多级序列线性优化问题求解.每级求解时,在当前可行的下料方式中选择最优的一种进行下料,不断重复此操作,直到所有剩余的坯料数目均减小至零为止.原问题的最优解就是各个序列优化问题所求得的最优下料方式的总合.计算表明,与目前常用的整数线性规划或遗传算法相比较,该算法有结构简明、计算速度快、节材效果好的优点.

质子交换膜燃料电池的研究与应用

在能源和环境危机的今天,质子交换膜燃料电池由于其特点和优势有着更多的发展前景。文章在介绍质子交换膜燃料电池在各领域应用和发展现状的同时,也从电池材料和制造技术、成本、氢能源等几个方面进行了分析,阐述了质子交换膜燃料电池发展中面临和要解决的一系列问题。

氮化硅陶瓷球材料性能参数测试及其相关性分析研究

针对目前氮化硅陶瓷球材料性能评价体系不完善,以及各个厂家生产的陶瓷球质量参差不齐的问题,对3个较著名厂家(记为A、B、C)的陶瓷球的密度、显气孔率、硬度、断裂韧性及压碎载荷等主要性能参数进行了研究,对陶瓷球各性能参数之间的内在联系进行了相关性分析,建立了一种包含上述主要材料性能参数评价指标的评价体系,利用精密天平、硬度测量仪及万能试验机对上述材料性能参数进行了测试。研究结果表明,综合运用以上评价指标可以实现对陶瓷球材料性能的全面测评,B厂生产的陶瓷球综合性能较高,C厂家球体因压碎载荷值偏低而未达到性能评价标准;球体性能参数内在联系表现为断裂韧性与硬度相关性最大且为负相关,压碎载荷与显气孔率相关性最大。

铜制压力容器轻量化研究

中国标准中铜材许用应力取值较欧美标准偏低,是国产铜制压力容器耗材较多的主要原因之一。通过比较和分析国内外铜制压力容器标准,指出屈服强度是影响铜材许用应力的关键因素。建议采用1.0%非比例延伸强度代替0.2%非比例延伸强度作为屈服强度,以提高铜材许用应力,进而提高我国铜制压力容器的轻量化水平。并以H62铜合金为例,进行了容器爆破试验研究和有限元分析,结果表明许用应力提高后,铜制压力容器仍具有较高的强度裕度。

定长条材优化下料的实用算法研究

在分析定长条材优化下料数学模型基础上，构造了一个背包列生成近似算法，从工程实践角度给出了此问题的求解方法。

基于LCA绿色材料选择的探讨

材料的选择是绿色设计中极为关键的一步,根据绿色产品的LCA过程特点,分析了材料在LCA的特性并提出了其一般选择原则。探讨了面向LCA绿色材料选择的多目标性和复杂性,用定量的方法从材料的性能、成本和环境属性出发建立起了多目标性的决策模型。同时针对LCA材料选择的多目标性,从整个工艺清单出发,用定性与定量化相结合的方法进行分析,从而提出了材料选择寿命周期评价指标系数,并建立了一定评价体系。

基于投影寻踪的增材制造工艺参数组合效率评价

为了更好地提高增材制造加工技术的成型质量和效率,研究加工工艺参数组合之间的耦合机制,以PLA耗材的FDM打印机为研究对象,在六因素三水平的正交试验法的基础上,建立了模拟退火算法与传统优化方法相结合的18种工艺参数组合方案,并利用投影寻踪技术的基本原理,选取了与成型效率和成型质量相关的9个指标,建立了增材制造工艺参数组合效率等级评价模型,完成组合效率评价,该评价结果反映了各参数指标对方案的影响程度,能够为制定工艺参数的优化组合方案提供决策依据。

液晶显示行业背光源模组的电子材料设计与优化

全面研究了液晶显示行业背光源模组的电子材料设计与优化,探讨了背光源模组的基本原理及类型、电子材料的基本属性和分类,分析了当前背光源模组设计存在的问题和挑战,总结了影响背光源模组效率的关键因素。基于此,从材料设计、结构设计和制程3个方面提出优化策略,并对优化策略的实际应用进行了评估,为背光源模组设计优化提供了理论依据和实践指导,具有较高实用性和研究前景。

焊缝位置对拼焊板拉伸行为影响的解析预测

分别定义综合伸长率和焊缝移动量来量化拼焊板单向拉伸行为。在不同焊缝初始位置条件下,分别建立了焊缝位置对综合伸长率和焊缝移动量影响的解析模型。为验证解析模型的正确性,采用有限元和实验法获得了焊缝位置对综合伸长率和焊缝移动的影响规律。结果表明,解析模型预测结果与实验、有限元结果相一致,综合伸长率和焊缝移动量都随着焊缝位置向拼焊板强侧移动而线性地增大,增大的速率取决于拼焊板的母材材料参数和厚度。解析模型揭示出综合伸长率和焊缝移动量影响因素及焊缝初始位置对拼焊板单向拉伸行为的影响规律。

一种优化排料CAD的典型算法与系统实现

采用智能启发式搜索求解技术，从多边形的特点出发，以靠拢算法为基础，通过对零件方位关系的约束提出了一套优化排料的高级算法，并在微机环境下以算法为基础，实现了一个高级的优化排料ＣＡＤ系统．

两种常用铝制压力容器强度安全裕度研究

比较和分析国内外铝制压力容器标准,指出强度安全系数、屈服强度是影响铝材许用应力的关键因素,针对两种铝制压力容器常用材料5052,5083进行了拉伸试验,对给定的铝制压力容器进行了最大允许压力计算;采用有限元分析数值计算爆破压力,并对5052,5083铝制容器进行了爆破试验,结果表明:TSG R0004—2009将nb从4调整为3,许用应力提高后,铝制压力容器仍具有较高的强度裕度;而Rp1.0代替Rp0.2,强度裕度不足。

矩形排样问题的优化设计模型

研究了具有NPC(Nonpolynomial Complete)难度的矩形排样问题,通过引入匹配度及匹配权重,对剩余矩形匹配算法进行改进,采用粒子群算法对权重进行优化,从而建立该问题的优化设计模型,最后利用Matlab编程求解具体的排样方案,经过实证分析,改进后的方法能够快速给出较优的排样方案。

简单立方点阵结构静态平压性能分析

为了提高简单立方(SC)点阵结构的平压力学性能,在ABAQUS中对SC单胞建立了周期边界约束方程,并通过ESO算法对周期边界条件下的SC单胞进行了拓扑优化设计。随后对优化SC单胞的等效弹性模量进行了求解,发现优化SC单胞的等效弹性模量明显优于传统SC单胞,从外部去除单胞材料可使优化单胞等效压缩模量提高27.14%,从内部去除单胞材料可使单胞等效剪切模量提高46.18%。最后将优化SC单胞从单胞层面扩展到宏观结构中,探究了三类SC点阵结构的静态平压性能。研究表明,周期边界条件与ESO相结合的拓扑优化方法,可使SC结构静态平压时的抵抗力得到明显提升。相比传统SC点阵结构,优化后的SC点阵结构抵抗力提高了20%以上。

应用权重计算方法的光学遥感器材料间匹配性研究

提出了用材料间的匹配因子来选择材料的理论,为航空航天结构设计过程中材料的选择提供了理论依据。首先简要阐述了光机材料的选择与材料匹配在光学遥感器结构设计中的重要性,说明了材料匹配性计算的必要性,同时叙述了目前在光机结构设计中选择材料的一般方法,指出了目前选材方式的局限性;提出了匹配计算方法的指导思想与匹配方程的构建原则,即基于对空间遥感器常用的光学反射镜材料及结构材料各项性能参数的分析,根据Delphi法与层次法相结合的方法在材料各项性能前分配加权系数,根据不同的侧重点配置不同的权重系数,从而计算出材料间的匹配因子。最后通过与已经研制成功的某型号空间遥感器相比验证,利用匹配因子法计算结果选择的材料与其选择材料完全符合,说明了其选材的正确性,也证明了匹配计算的可行性。

应力法下料的脆性断裂设计

在简要介绍裂纹技术及断裂设计概念的基础上，讨论了应力法断料的概念及特点，确定了适宜于低应力脆断的敏感应力状态和最佳预荷方式，以表征切口尖端附近应力场强的无量纲因子ｆａ（ａ／ｂ）为基础，通过实验和数值计算得出包括切口尖端半径、切口深度和切口张角在内的适宜切口参数，从而为应力法下料的应用提供了技术保证。

激光熔化沉积Al-12Si合金成形工艺研究

为了满足结构件的一体式、轻量级以及专属定制的要求,笔者对激光熔化沉积(laser metal deposition,LMD)成形Al-12Si合金激光工艺参数进行了摸索,优化激光成形参数;在此基础之上,开展激光熔化沉积成形实验,通过金相分析、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)等表征手段对激光熔化沉积制备Al-12Si合金显微组织进行表征。结果表明:在激光功率700~800 W、激光扫描速度为300~360 mm/min的工艺参数下能够获得高度致密的Al-12Si合金。激光熔化沉积Al-12Si合金成形工艺的研究旨在克服传统制造方式的局限性,通过科学的方法优化工艺参数并改善成形质量,最终获得高质量且性能优异的Al-12Si合金部件。

稀土超磁致伸缩材料的应用研究现状

1什么是RE-GMSM 在磁场力的作用下,有些材料会产生伸缩应变现象,称为磁致伸缩.在国际上对新的磁致伸缩材料的研究极为广泛.特别是稀土-铁的金属化合物有巨大的磁致伸缩效应.