基于响应面与狼群算法的电火花线切割加工性能与放电能耗建模及优化

结合电火花线切割加工绿色、精密、高效的发展趋势,提出面向加工性能与放电能耗的电火花线切割加工工艺建模与多目标优化方法。针对电火花线切割加工GH4169高温合金材料开展正交试验设计,以脉冲宽度、放电间隙、管数、加工限速为输入,以放电能耗EEV、表面粗糙度Ra和材料去除率MRR为输出,构建了电火花线切割加工性能与放电能耗多目标优化响应面模型,并采用改进的狼群算法对模型进行优化求解。优化结果与实验结果对比表明,Ra、EEV和MRR的平均误差均不高于10%,且随机优化实验结果优于75%以上的正交试验设计的实验结果,验证了优化模型及求解方法的有效性。

基于响应面法的缸梁一体式六面顶压机铰链梁优化

六面顶压机是中国生产金刚石的主要设备,其关重件铰链梁在工作中承受连续的交变载荷,易出现失效破损。提出RSM和MOGA相结合的方法,对新型六面顶压机的铰链梁进行优化分析。首先建立铰链梁的参数化模型,以关键部分的尺寸为设计参数,以最大应力和最大位移为目标函数,并对其最大质量进行约束;然后使用DOE获得设计试验点;利用RSM获得代理模型;再通过MOGA法搜索全局最优解,最后对铰链梁的优化结果进行评估。结果表明:优化后的铰链梁在质量略微增加的情况下,刚度和强度有效提高,应力集中现象也明显改善。

面向三维形貌特征的钛合金电火花成形加工工艺参数优化

由于钛合金的超高硬度,使得切削加工十分困难,且成本巨大,即使耗费很大代价加工出来的产品,其加工质量往往不尽人意。因而,在研究国内外电火花加工技术最新成果的基础上,设计钛合金电火花加工试验,将加工速度、三维表面粗糙度作为评价加工性能的指标,分析了占空比、峰值电流、电压对钛合金加工的影响规律之后,深入研究了钛合金电火花成形加工的工艺特性;以MATLAB R2007b软件为平台,利用BP神经网络建立钛合金电火花加工工艺参数优化模型,并通过加工实验,对其预测结果进行评价。

基于ARM7无线传输的热电偶远程监控系统

采用基于ARM7系列的低功耗、高性能嵌入式SoC芯片Samsung S3C44B0X作为主控制器,在TCP/IP、GPRS技术相结合的基础上,设计具有无线传输热电偶采集的数据系统。远程监控软件模块采用Delphi7语言编写,分为数据采集端和控制端两部分。试验证明,整套系统运行稳定、可靠、经济,有一定的推广价值。

基于有限元的电火花加工研究进展综述

随着“中国制造2025”的推进,加工技术不断发展,电火花加工因具有无接触和宏观作用力极小等优点,在各种加工方法中显现出优势。为了进一步提高加工质量和加工效率,国内外学者采用各种方法来研究放电规律。以有限元仿真为基础,综述了不同条件下,极间的能量流动、温度场分布、表面粗糙度、材料去除率以及电极耗损等的建模方法、初始条件和边界条件的确定。根据实际加工情况对传统模型进行修正,总结了加工性能随放电参数的变化情况,并对未来的发展方向提出一些展望,为进一步深入研究提供参考。

绿色电火花成型加工多目标工艺参数优化

为实现电火花成型加工的绿色制造,在保证加工效率和加工质量的基础上尽可能减少能耗和污染物排放,采用正交试验与非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对加工参数进行多目标优化。选择脉冲电流(I)、周率(T)及效率(η)3个工艺参数作为因变量,表面粗糙度(Ra)、能耗(EEV)和环境污染物(EEC)作为响应值,对SKD11进行电火花成型加工试验。通过回归分析验证工艺参数与响应之间所建模型的正确性,并利用信噪比分析获得影响能耗和污染物排放的主要因素。得出了加工工艺参数与加工效果之间的回归关系,并通过NSGA-Ⅱ算法对其进行优化得到Pareto前沿。Ra、EEV和EEC预测结果的平均相对误差分别为6.46%、10.45%、9.58%,表明优化结果准确有效,对今后的研究以及企业的绿色加工具有一定参考意义。

精密线切割加工关键理论研究进展综述

宏观力小、可控性好、加工质量高是电火花加工的显著优点,特别是能加工各种复杂表面工具和高硬度、特殊性能的材料。因此,电加工在模具等精密零件加工中得到广泛应用。但是,模具精度要求越来越高,对应的加工设备性能指标要求也越来越苛刻。因此提高电火花线切割加工精度面临十分迫切的需求,这其中主要涉及到电火花放点过程、电火花加工机理、电火花加工工艺参数优化关键理论,这些都是目前国内外研究的热点问题。

高速高精动力锂电池注液机关键技术研究

大容量动力锂电池逐渐成为动力电源的主体,但锂电池生产装备仍是制约国内当前锂电池产业发展的一个重要瓶颈,尤其是注液方面,随着环保要求的进一步提升,迫切需要改进为无人操作。有鉴于此,本项目针对大容量高速高精真空锂电池注液机的关键技术展开研究,主要包括分选和注液两大方面。分选是将锂电池扫码、称重并分拣的过程,注液则包括抽真空、注电解液、渗透静置、残液处理等内容。本项目综合采用调度优化、协同控制、传感器、计算机技术等多种学科和技术,属集成创新,可解决动力锂电池注液速度慢、精度低、稳定性差等问题,对于容量为20AH的动力锂电池,装备产能可达到4ppm左右,部分指标达到国际先进水平。

“可感知”教学在《CAD/CAM技术》课程教学改革中的实践

《CAD/CAM技术》课程知识点多、内容比较分散,特别是对于工科学生,缺少计算机专业的相关课程,如何提升课程的教学效果是一个难题。针对这一问题,本文将"可感知"教学引入到该课程的课堂教学中,通过各种感知方法,让学生在课堂上对该课程的知识点有进一步的认识。"可感知"教学利用传统的纸张、智能手机、计算机等作为载体,将书本上的知识点及时地从学生自身角度进行检验,让其能感知到相关知识点的内涵,从而正确理解知识点的核心要素,提升课程的教学质量。

高性能智能化多层共挤吹塑装备关键技术的研究

针对包装工业急需的高性能智能化多层共挤吹塑装备的特点,提出了该装备关键技术的实现方法。研究了数控系统所需要的底层支撑算法,测试与分析数据表明:该算法具有可行性、可靠性和高效性;基于芯片级别的片上优化技术,将支撑算法改造成能够在芯片上实现的硬件算法,提高了算法的运行速度;在所研制的核心芯片的基础上扩展成具备独立功能的控制器,为实现其多层共挤吹工艺装备的数控系统奠定基础。

中走丝线切割机床智能远程监控系统设计

中走丝线切割机床是一种精密的特种加工机床,加工精度高,能加工各种特殊硬质材料,但是比常规加工方式耗时,因而对其进行实时的状态监控就很有必要。针对现有国内主流的中走丝数控系统,提出2种集成监控方式,并结合嵌入式技术、人工智能、网络及移动终端编程和数据库技术研究了中走丝机床智能远程监控系统。首先,对智能远程监控系统的总体框架进行了阐述;其次,对智能远程监控系统的核心功能及其关键技术进行了详细的说明;最后,对中走丝的2种集成监控方式进行了重点说明,特别是基于人工智能技术的图像识别方法。所研究的中走丝线切割机床智能远程监控系统不仅能为机床加工人员提供方便,也能为机床维护人员解决机床故障提供支撑。

基于灰色预测模型电火花线切割工艺参数优化

针对电火花线切割加工机制的不确定性,工艺参数与工艺指标具有高度非线性关系;设计正交实验,分析脉宽、占空比、加工电流、丝速和跟踪系数对SKD-11材料去除率(MRR)的影响;分别建立逐次广义回归模型(GRM)和灰色预测模型(GFM),并对两个模型进行实验验证和比较,寻求出最佳的工艺参数。验证实验表明,所建立的灰色预测模型(GFM)能够对实际加工的材料去除率(MRR)进行精确的预测。

鸡舍环境无线监控系统的设计及实现

针对鸡舍环境实时、动态监控的需求,并结合当前监控系统发展趋势,设计一种基于互联网的无线监控系统。本系统分为数据采集终端、服务器端和客户控制端三大部分,主要采用嵌入式、无线传输、网络通信及数据库等技术,达到能在便携设备(平板电脑、智能手机等)上实现鸡舍环境的无线远程监控。经过测试表明,温度采集误差率在3%以内,图像传输成功率平均在95%左右,系统具有一定的应用价值。

Zigbee和百度地图API在农田信息采集系统中的应用

针对精细农业中实时数据采集问题,将数据采集技术与Zigbee无线传输、地理信息技术相结合,以LPC1100系列Cortex-M0微处理器为核心,并辅以外围芯片和接口电路,设计了一个基于ARM微控制器的嵌入式无线数据采集系统,可实现土壤容积含水率和田间空气温度的采集。通过使用百度地图API技术,实现在百度地图上显示采集到的数据。实验证明,该系统设计简单、可靠性好、易于安装、经济实用。

基于Wi-Fi的温室大棚监测控制系统

设计了一种基于Wi-Fi无线局域网的温室大棚监测控制系统。终端监测设备采用增强型51单片机为CPU,该CPU将传感器监测到的数据通过RS232传给Wi-Fi模块,然后再通过无线局域网将数据传给服务器端软件,数据最终存储在SQLServer 2008数据库中,监控客户终端通过计算机网络访问数据库相关采集数据,进行监测和控制。该系统设计简单,可靠性好,易于安装,经济实用。

基于耦合分析与加权满意度的机械系统多目标协同优化方法

针对机械系统优化中因设计变量耦合关联导致的优化结果可靠性问题,提出了基于加权满意度的耦合关联机械系统多目标协同优化方法。建立机械系统设计变量耦合关联模型,采用最大-最小满意度函数法,并考虑各子目标的相对权重,建立基于权重加权和的多目标协同优化评价函数,将多目标优化问题转变为单目标优化问题。以掩护式液压支架四连杆机构-结构多目标协同优化为对象的应用表明,提出的方法简化了耦合关联机械系统多目标优化求解的复杂度,而且提高了优化结果的可靠性。

电火花线切割加工中电极丝所受电磁力分析

在电火花线切割加工过程中,电极丝沿着导轮上下运转,同时电极丝受到多种力的作用,例如放电爆炸力、电场力、电磁力、水流冲击力等,其中所受的电磁力对加工效果(效率和精度)有着重要的影响。因此,从机理上分析了加工不同工件时电极丝周围的磁通密度分布,采用多物理耦合建模方法,应用泊松方程,再根据电极丝的实际加工情况,建立二维稳态的电磁场模型,并分析电磁力对电极丝的作用。在不同的放电电流和放电间隙条件下,仿真得到磁场强度分布和电极丝所受电磁力。本研究可以为电火花线切割加工过程中的电极丝张力和拐角误差控制提供一定的理论依据。

远程计算机电源控制系统的设计及实现

论述在无人职守远程计算机管理中,如何远程控制计算机的电源开关。设计方案软硬件相结合,以具有ARM7TDMI内核的S3C44B0X嵌入式处理器为硬件核心,通过GPIO口控制外部继电器开关,实现弱电控制交流强电输出的开关切换和模拟计算机的电源按键动作。软件上以Delphi编写服务器端软件、被控计算机控制端软件和管理端软件,同时配合SQL Server 2008数据库和TCP/IP协议,实现远程计算机电源控制。

基于GIS的汽车燃油油量监测系统设计

采用GIS、GPRS、嵌入式、数据库等技术,设计了基于GIS的汽车燃油油量监测系统。该系统以嵌入式单片机为基础,可以对车辆的位置、油箱油量、瞬时油耗等进行实时监测、显示和上传到监控中心。此外系统采用模块化设计方法,实现了各个车载设备与监控中心的松散耦合,既具有高度集成性又可灵活搭配。该系统设计简单,可靠性好,易于安装,经济实用。

电火花线切割加工中电极丝空间温度分布建模

在电火花线切割加工中,由于剧烈的放电过程,放电通道内的电极丝温度会迅速升高,且非常不均衡。电极丝温度不均衡将增加电极丝内部的热应力,改变其物理化学性能,空间温度分布会直接影响电极丝的断丝和运动特性等。从机理出发,根据傅里叶热传导定律,对放电通道内的电极丝进行微元(dz)热平衡分析,建立导轮间电极丝的空间温度分布的微分模型,并求出放电通道内和放电通道外电极丝温度升高的理论解。进一步结合实际加工情况,计算出电极丝温度升高的数值,最后总结了走丝速度、放电电流和放电频率对电极丝空间温度升高的影响规律,为以后研究由温度升高引起的电极丝断丝机理和运动特性(挠曲变形和振动)提供理论基础。