薄膜电极3D打印装置设计及实验分析

针对薄膜电极的制备,设计并搭建了螺杆挤出式3D打印装置。首先设计了螺杆挤出装置,并对螺杆转速、喷头移速以及挤出流量进行了研究,搭建了一种基于电气比例阀的气路控制系统,可实现远程调控气压,从而为螺杆挤出装置供料。然后选取陶泥悬浮液进行打印实验,研究了螺杆转速、喷头移速对打印成型的影响,确定了Fe_(2)O_(3)油墨最优配方,进行实验来验证了打印薄膜的平整性,并确定了较优的工艺参数;最后以钒酸锂(LiV_(3)O_(8))为主体的热电池正极油墨为打印材料来打印薄膜电极,并测试其放电性能,结果表明,打印的薄膜电极成型精准,致密性良好,放电性能优异。该打印装置适合电极油墨材料的打印。

火炮身管烧蚀磨损状态下弹带挤进过程仿真分析

为探究火炮身管膛线不同磨损状态下弹带挤进过程中的受力及动态响应情况,基于Johnson-Cook本构关系模型建立了不同磨损状态下的身管模型,并利用有限元显式分析求解了弹炮耦合模型,得到了不同身管磨损状态下弹带受力及弹丸运动响应结果,包括挤进过程弹体速度、加速度、法向位移等运动曲线。由仿真结果可以看出:膛线不均匀磨损会导致弹丸在挤进过程中产生较大的径向位移和振动,烧蚀产生的烧蚀坑及裂缝会加剧这一现象;但轴向速度、位移变化平滑,加速度受弹底压力影响较大。

引信章动模拟装置结构设计及模态分析

为了模拟研究弹丸章动对引信的影响,运用陀螺运动学理论,设计出一种模拟装置,把弹丸角运动分解为弹丸的进动、章动和自转三个分运动。利用二圆运动理论把弹丸的三个分运动分别进行机械合成,保证引信章动模拟装置实现完整的空间运动。通过模态分析找出模拟装置可能发生共振破坏的固有频率、振型以及对振动影响较大的零件,以此为依据,进行试验验证,设计出合理的结构,以确保所有零部件乃至整个机构设计尺寸的合理性,从而减小振动对模拟装置的影响。

身管内膛尺寸激光检测系统标定与实验

基于研制的身管内膛检测机器人,对其激光位移传感器及PSD二维位置传感器在内膛检测装置中的相对安装位置误差进行了深入研究。提出了基于精密三维移动台及精密转台的标定测量方法,分析了身管内膛测量装置的工作原理及控制方法,并且对PSD与激光位移传感器之间的轴偏角及轴偏距进行了精确标定,阐述了具体的标定方法及步骤。通过对标定测量数据统计分析,确定了测量器件的关键位置参数。经160 mm标准管道的实验对比分析,表明该标定方法能够消除测量器件安装位置误差,保证了整个系统的检测精度,提高了测量结果的准确性。

鸭舵式迫击炮弹气动特性研究

可动双翼鸭舵式新型迫击炮弹的气动布局区别于传统固定鸭舵式修正迫弹,表现出不同的气动特性。基于计算流体动力学方法,采用气动分析软件对某新型迫弹进行气动仿真计算,获得不同条件下弹丸的阻力系数、升力系数和俯仰力矩系数变化规律及舵翼的受力情况。数值模拟结果表明:弹丸的阻力系数、升力系数和俯仰力矩系数随攻角和马赫数的增加而增大;舵翼力随舵偏角和马赫数的增加而增大;双翼鸭舵式迫弹整体气动特性良好。计算结果对可动舵翼修正弹的研究及设计具有一定的参考价值。

产品装配序列评价方法建模

对几何可行装配序列实际装配影响因素进行研究。根据工艺规则及整体性要求,提出评价指标的具体计算方法和量化公式。针对实际装配序列并行性的特点,提出单元级指标的统一的装配性能隶属度计算方法——"最优有序参考集"方法。以实例的形式阐述提出方法的具体应用步骤,实例分析表明该装配序列评价方法满足了装配工艺规则及整体性能指标要求,实现了对几何可行装配序列的优选,对于自动化装配的实际应用具有现实意义。

二维弹道修正弹鸭舵修正机构气动特性研究

为了研究鸭舵式修正机构的气动特性,对几种不同形状、不同面积鸭舵的阻力、升力、各项力矩进行了分析,提出了基于鸭舵修正机构的修正方法,建立了舵片实现减旋后的弹道模型,并分析了不同形状舵片在相同时间点进行弹道修正后的修正能力。分析结果表明在保证较好舵翼气动外形的基础上,尽量选择大展弦比的舵翼,这样能更好的提供较大升力和偏航力。

三维模型的适应性切片方法研究

阐述了一种基于STL文件进行自适应切片的有效方法 ,以减少台阶效应对成形零件各种性能的影响。利用零件STL文件中小三角片法向量 ,计算出各小单元层侧表面最大法向量 ,适应性地计算出在分层方向上每层切片的厚度 ,确保层与层之间的台阶效应在允许值范围内。利用STL小三角片数据反向求出其切片方向对应小单元层的法向量 ,提高了计算速度。对该方法在直接切片时的不足进行了分析 。

快速成型数据处理系统研究

简述目前国内快速成型数据处理方面的发展情况,及国外在此领域的发展方向。论述了当前快速成型数据处理技术需要进一步发展完善的现状,尤其在直接切片、边界补偿、分层方案优化方法等方向有待于进一步发展。

快速成形中直接切片补偿曲线转接方法研究

对快速成形制造中直接切片补偿曲线转接方法进行了分析,提出了曲线转接时微线条的处理方法;并在AutoCAD环境下利用ARX开发了软件,用提出的方法实现了真实边界中补偿曲线转接。

基于磁传感器的高速旋转弹姿态算法研究

针对高转速制导弹丸进行弹道修正时,不能获取载体的实时信息的问题。采用由三轴磁阻传感器和IMU作为主要测试元件的系统,研究了基于磁传感器相应的姿态解算方法,仿真结果表明:该系统可以实现高速旋转下的姿态解算,有效的抑制误差的积累,满足旋转弹的精度要求。

快速成型数据处理系统研究

简述目前国内快速成型数据处理方面的发展情况,及国外在此领域的发展方向。论述了当前快速成型数据处理技术需要进一步发展完善的现状,尤其在直接切片、边界补偿、分层方案优化方法等方向有待于进一步发展。

金属直接成型系统多任务控制方法研究

简述了基于同步送粉器的金属直接成型系统工作原理;并介绍了金属直接成形时多任务控制的特点,提出了功能梯度零件直接成型的可行算法。应用并行控制的基本理论思想,提出了金属直接成型系统多任务并行控制方法。编制了并行系统控制VC软件,实现了工作台三维运动与送粉器及激光系统的精确同步运行。

基于柔性铰链的二级放大微夹持器的研究

微夹持器是微装配系统的关键部件,设计了一种以柔性铰链为基础的二级位移放大机构的夹持器,该夹持器由压电陶瓷驱动。计算了夹持器的放大倍数和柔性铰链的节点应力,并对夹持器的最大张合量、放大倍数、夹持力和刚度进行有限元仿真分析。分析结果表明:夹持器的结构设计满足实际应用要求,对实现微小零件的自动装配有实际意义。

快速原型分层方案的优化及仿真研究

以表壳型芯的快速原型加工过程的仿真为例，在实际加工过程前，进行原型件CAD三维模型仿真，并对仿真结果进行综合的分析评价，进行分层方案的优化，实现了提高加工效率的目的。

微小器件吸附式微夹持器的研究

在基于精密电控台与视觉识别为一体的基础上,针对微小器件吸附式微夹持器的特点和微小零件在装配中需要满足的高质量和高效率要求,进行了微小器件吸附式夹持器的研究以及在装配过程中的受力分析,比较不同材料吸附式微夹持器的可应用度,并根据运动过程中加速度、减速度对零件在吸附头上引起的零件窜动量,对吸附力进行可行性分析及对CCD视野识别的影响分析。通过理论分析得出合理的结构,通过实验验证所设计的吸附式微夹持器可以满足装配要求。

快速原型制造中原型的几何失真性评价方法研究

以表壳型芯加工原型的几何失真性分析为例 ,在实际加工过程前 ,对成型件的 CAD三维仿真模型的几何失真性进行了综合的分析评价 ,首次提出了综合评价参数的数学模型 ,实现了分层方案的优化。

微装配系统结构设计及位移台误差分析

针对平板类微小零件装配特点,设计了一套基于真空吸附的微装配系统平台。采用真空吸附式微夹持器实现零件的夹持、释放,采用双CCD摄像头实现对零件的位姿识别,采用定位精度在(4~6)μm的位移台实现零件的定位。分析了位移台误差的来源,重点计算了位移台中步进电机和丝杠的累积误差,计算结果为(±1.405)μm,可以达到位移台的精度要求。重复定位精度对位移台精度起着重要的作用,以位移台中光栅尺为基准进行闭环控制,通过大量实验验证位移台的重复定位精度小于3μm。

快速成型中直接切片边界曲线补偿方向判定

在分析快速成型制造中直接切片真实边界曲线补偿方向特点的基础上,提出了一种将曲线边界转化为直线多边形进行补偿方向判定的方法,并阐述了该判定方法的几何意义。在AutoCAD环境下利用ARX开发软件,实现了真实边界中曲线补偿方向的自动识别。其优点是不需要将曲线用细小的直线段逼近,利用曲线直接确定边界补偿方向,提高了计算速度,减少了加工件微小特征的丢失。

圆刃铣刀螺旋铣削的Z-map高精度数值仿真

为提高圆刃铣刀螺旋铣削仿真精度,提出一种基于Z-map的高精度数值仿真方法.根据圆刃铣刀螺旋铣削运动的几何机理进行切削区域单值区划分与切削区域网格点的快速搜索,推导出用于高精度Z-map网格点z值计算公式,以保证数值计算具有平方收敛速度.仿真实例表明,该方法在保证切削仿真计算速度的前提下,显著地提高了圆刃铣刀螺旋铣削的仿真精度.