面向金属切削过程数值模拟的材料本构方程和刀-屑摩擦特性

为了提高金属切削过程的数值模拟精度,围绕与其密切相关的材料本构方程和刀-屑摩擦特性展开研究。针对铝合金7050-T7451材料,采用分离式霍普金森压杆实验(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)获取材料本构方程,采用正交切削实验获取切削过程的刀-屑摩擦曲线。对AdvantEdge FEM软件进行二次开发,输入材料本构方程和刀-屑摩擦系数,研究切屑厚度、剪切角、应变、应变率等切削过程典型特征随切削参数的变化规律。结果表明:所提出的数值模拟方法对切削过程的典型特征具有很好的预测效果,在AdvantEdge FEM软件中输入合适的材料本构方程和刀-屑摩擦系数能够明显提高数值模拟精度。

用于狭缝中的SAW应力传感器的设计与制作

为了对两曲面狭缝间的作用力进行监测,设计了一种基于声表面波(SAW)传感原理的无源无线应力传感器。首先,讨论了狭缝间作用力测量的传感技术方案,分析了弹性介质中力敏结构模型,进而确定了SAW谐振器的尺寸;其次,结合微机电系统(MEMS)加工工艺研究了该器件的制作工艺方案,包括SAW谐振器、支撑基底、传输线的制作。通过对SAW传感器设计与制作过程的探究,可为狭缝空间等极端环境中物理量的测量提供新的思路。

基于SAW器件的狭缝间作用力监测传感器

为了测量由两曲面组成的狭缝间的作用力,研究设计了一种基于单端声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)谐振器的接触应力传感器并研究了其制作工艺。首先,围绕曲面狭缝环境,讨论了作用力测量的传感技术方案,并针对不同的力敏结构在COMSOL Multiphysics软件下进行了应力仿真,进而确定了声表面波谐振器和支撑基底的尺寸参数;其次,结合MEMS工艺对单端SAW谐振器的制作工艺进行了研究,并针对狭缝环境提出一种新型SAW器件封装方式。通过对声表面波传感器设计与制作过程的探究,验证了利用声表面波进行狭缝空间应力测量的可行性。

隔爆型防爆机器人设计

基于隔爆防爆原理,提出了一种可用于火工品生产环境下的防爆机器人系统设计方案,详细介绍了防爆机器人系统的隔爆设计和热设计。该防爆机器人结构简单,维护方便。