极端环境下7055铝合金摩擦磨损及表面质量研究

本文在–60℃和300℃两种极端环境下对经过二次时效处理的7055铝合金进行高速切削试验,采用超景深三维显微系统对刀具磨损形貌进行分析,用探针式三维表面形貌仪对切削加工表面形貌进行分析,并对切削前后的7055铝合金进行TEM微观组织分析,研究了7055铝合金在两种极端环境下的刀具摩擦磨损及表面质量.研究结果表明:在–60℃时,刀具磨损的主要形式为磨粒磨损,并出现崩刃,在300℃时,刀具磨损主要形式为氧化磨损和黏着磨损;在–60℃时,材料经过了深冷处理,硬度、脆性增强,切削加工表面质量较差;在300℃时,材料经过了回归热处理,脆硬性降低,韧性增强,切削过程中不断生成氧化膜,极大程度上提高了表面质量,延长了刀具寿命;–60℃时,TEM微观组织显示,材料弥散相变细小,在300℃时,TEM微观组织显示,材料弥散相出现大量消失,即发生回归现象.

嵌入式共固化复合材料夹芯板结构的自由振动

基于一阶ZIG-ZAG理论和夹芯层的常复数模型,采用Navier解形式对铺层方式为(0°/90°/0°)的薄的四边简支三层夹芯板的自由振动进行分析。研究了在夹芯板总厚度不变的前提下,固有频率随着表层厚度的增加呈现先减小后增大的趋势,呈上凹抛物线状;损耗因子值随着表层厚度的增加呈现先增大后降低的趋势,分布呈下凸抛物线状,最大值出现在表层和底层厚度相等时,因此对称结构夹芯板为最优结构设计;在夹芯层厚度和位置一定的前提下,固有频率的值随着表层和底层厚度的增加而增大,损耗因子值随着表层和底层厚度的增加呈现先增加后减小的趋势,损耗因子存在最大值,为夹芯板结构的最优设计提供参考。

四边简支共固化复合材料阻尼结构的动力学性能研究（英文）

嵌入式共固化复合材料阻尼结构具有阻尼性能优良、抗老化、不脱落、耐疲劳等优点,在设施农业、机床制造业、航空航天、建筑等技术领域具有广阔的应用前景。应用模态应变能法研究了共固化复合材料阻尼结构各层的应变能,并计算了结构的一阶模态国有频率和损耗因子,得到了一阶固有频率和损耗因子随阻尼层厚度变化的规律。结果表明:当薄板总厚度不变时,增加阻尼层的厚度可以使一阶固有频率减小,模态损耗因子随着阻尼层厚度的增大而增大,阻尼层较厚时,一阶固有频率和模态损耗因子对阻尼层厚度的变化不再敏感;当复合材料层厚度不变时,一阶固有频率随着阻尼层厚度的增大而减小,增加阻尼层的厚度可以使损耗因子增大,阻尼层厚度较厚时,阻尼层厚度的变化对一阶固有频率和损耗因子的影响较小;当薄板总厚度不变,较复合材料层厚度不变,阻尼层较厚时对损耗因子的影响更小。

嵌入式共固化阻尼复合材料十字型加筋板的自由振动（英文）

为大幅度地提高嵌入式共固化复合材料阻尼结构固有频率,优化其刚度,以嵌入式共固化阻尼复合材料薄板为研究对象,利用有限元的方法对比分析了该结构薄板及十字加筋薄板固有振动特性,并得到了筋材薄壁宽度和高度对结构固有频率的影响规律。结果表明:加强筋大大提高了薄板结构的固有频率和刚度,加筋薄板结构的各阶固有频率随着加强筋高度增大而增加,其中一阶固有频率增加幅度最大。增加加强筋宽度可以提高薄板结构的各阶固有频率,随着加强筋宽度的增加,固有频率的增加幅度减小。

阻尼层厚度对嵌入式共固化复合材料阻尼结构损耗因子的影响

用Ritz法研究了各应力分量的应变能,并计算了嵌入式共固化复合材料阻尼结构的损耗因子,得到了损耗因子随阻尼层厚度变化的规律。结果表明:当薄板总厚度不变,阻尼层厚度由2 mm增加到5.5 mm时,损耗因子随着阻尼层厚度的增大而增大,阻尼层较厚时,损耗因子对阻尼层厚度的变化不再敏感;当复合材料层厚度不变时,增加阻尼层的厚度可以使损耗因子增大,阻尼层厚度较厚时,阻尼层厚度的变化对损耗因子的影响较小;与复合材料层厚度不变时相比,薄板总厚度不变时,阻尼层较厚时对损耗因子的影响更小。

7075-T6铝合金切削加工性能的影响机理研究

基于AdvantEdge软件建立了7075-T6铝合金高速切削二维模型,通过实验和仿真方法分析了切削参数对切削力、切削温度以及残余应力的影响规律,得到不同切削参数下工件表面二维和三维形貌。研究结果表明:切削温度随切削速度的增大而增大,在切削速度达到3768mm/min后,切削温度逐渐减小;切削深度与切削温度呈正相关;当进给量较低时,切削温度随进给量的增大而增大,在进给量达到0.12mm/z后,切削温度呈现平稳的变化趋势;当切削速度较低时,工件表面粗糙度较大,表面有明显的切屑附着并伴随划伤现象;切削深度对已加工表面光洁度没有显著影响;随着进给量的增大,表面粗糙度也随之增大;切削加工后,表面残余应力主要表现为残余压应力,随切削参数的变化残余应力呈现先减小后增大再减小的变化趋势,并在40~70μm之间达到峰值。

双曲壳结构复合材料的热临界屈曲温度研究

以双曲壳结构复合材料为研究对象,利用Block-Lanczos研究分析法对复合材料层合双曲壳结构在温度场下热屈曲行为进行研究,并研究了复合材料层合双曲壳铺层厚度、边界条件、纤维方向等对临界屈曲温度的影响。结果表明:在均匀温度场下复合材料层合双曲壳临界屈曲温度与边界条件、铺层厚度、纤维方向有密切关系并成一定规律分布。通过对复合材料双曲壳结构的热屈曲性能分析,为复合材料结构设计和实际工程应用提供了一种有效的分析及建模方法。

阻尼层厚度对复合材料夹芯板自由振动的影响

由于夹芯层的高阻尼结构,复合材料夹芯板结构具有较好的减振降噪的作用,因此在高端科技中得到大量的应用。基于经典板理论推导了复合材料夹芯板的振动平衡方程,首先通过实例验证了所推导的平衡方程的正确性,其次分两种情况研究了阻尼层厚度对复合材料夹芯板的自由振动的影响,结果表明:弹性层不变和总厚度不变两种情况下,随着阻尼层厚度的增大,前四阶固有频率逐渐降低,损耗因子值逐渐增大,并且后一种情况下更易获得较大的损耗因子值。

共固化复合材料夹芯板结构的自由振动和阵型

嵌入式共固化阻尼复合材料较传统材料具有无可比拟的综合力学性能,因此在高科技领域有着广泛的使用价值和应用前景。基于一阶ZIG-ZAG理论和夹芯层的常复数模型,采用Navier解形式对四边简支的三层夹芯板的自由振动和均布横向载荷下的阵型进行计算。首先通过与已发表文献的数据对照固有频率的计算值,验证所推导的振动方程的正确性,其次得到了夹芯板承受均布横向载荷下各阶固有频率相对应的阵型,为共固化复合材料夹芯板结构的设计提供一定的技术参考。

粘弹性层厚度对复合材料夹芯梁自由振动的影响

基于铁木辛柯梁理论,结合哈密尔顿变分原理推导了粘弹性复合材料梁的振动平衡方程。首先,通过与公开发表的文献的计算数据对比,来验证方程推导的正确性。其次,研究了粘弹性层厚度对阻尼层复合材料梁结构的自由振动的影响。结果表明:随着阻尼层厚度的增大,前四阶固有频率逐渐降低,损耗因子值逐渐增大;但是当梁的总厚度不变时,前四阶固有频率呈现急剧下降的趋势;损耗因子在阻尼层厚度值小于总厚度的一半时基本不变,变化较平缓,但是当厚度大于总厚度的一半时,整体构件的损耗因子值急剧增大。

超高速磨削砂轮基体结构的多目标遗传优化

针对砂轮基体在超高速磨削状态下膨胀变形的问题,以控制砂轮基体膨胀变形和降低旋转应力为目的,对超高速磨削砂轮基体进行结构优化。在分析砂轮基体截面形状对砂轮性能影响的基础上,以直线和样条曲线为基本的构造线建立砂轮基体的参数化模型,进而实现了对砂轮基体结构的多目标遗传优化,优化后的砂轮基体在250m/s的磨削速度下,其膨胀变形和等效应力分别降到30.827μm和94.97MPa,与原有砂轮相比分别降低了25.67%和6.44%。

嵌入式共固化复合材料阻尼结构研究概述

通过对复合材料阻尼结构的制作工艺、分析方法及研究方法的综述,概述其目前的研究现状:大量研究主要面向连续阻尼结构进行,对穿孔阻尼结构和网格阻尼结构的研究相对较少。今后应加大对二者的制作工艺、动力学性能、弯曲性能及层间结合性能等方面的理论和试验研究。另外,适用于多种材料且结构复杂的模态应变能数值模型是嵌入式共固化复合材料阻尼性能的一个重要研究方向。

黏弹性复合材料阻尼板的振动特性

为深入探索黏弹性复合材料阻尼板的振动特性,基于复合材料力学理论、一阶剪切变形理论、分段位移模型以及哈密尔顿原理,推导了黏弹性复合材料阻尼板结构复数形式的振动微分方程。采用纳维法得到满足位移边界条件的理论解,通过有限元建模仿真对理论解进行验证。基于验证过的理论模型,进一步从理论上探索了黏弹性复合材料阻尼板振动特性随结构参数的变化规律。

嵌入式共固化阻尼复合材料结构拉伸性能研究

通过面内拉伸试验和层间拉伸试验研究嵌入式共固化复合材料的拉伸性能,探讨沿纤维方向拉伸和半角拉伸的强度差异及层间拉伸强度。结果表明:纤维铺设角度对嵌入式共固化复合材料的拉伸性能有重要影响,不同铺设角度下的性能差异较大,面内拉伸强度的差异达1.71倍;首次通过实验得到嵌入式共固化复合材料的层间拉伸强度值,其值较面内拉伸强度小的多,约为0.398 MPa。

基于退火算法的多目标水平集结构拓扑优化

为了获得新的多目标拓扑优化水平集方法,通过扩散反应方程更新水平集函数方程引入退火算法控制收敛和计算速度,推导预应力下新的水平集拓扑优化方法,结合多个目标函数建立新的模型边界,使优化过程中的形状结构改变通过对多个目标函数的约束来实现,并以体积、应力、位移、频率作为目标函数进行优化将多个目标控制在一定的合理范围内,实现多目标的最佳优化,从而提出了一种新的改进水平集多目标拓扑优化的方法,并利用边界建模进行分析。数值算例结果表明,利用退火算法控制的扩散反应方程更新水平集的多目标拓扑优化方法具有可行性和有效性。

开口角度对复合材料夹芯圆柱壳自由振动的影响

基于一阶折线位移模型和哈密尔顿原理,推导了复合材料夹芯开口圆柱壳结构动力学方程;探索了开口角度对结构自由振动的影响。结果表明:随着开口角度的增大,一阶模态损耗因子表现出逐渐减小的趋势,且当开口角度小于某一数值前,减小速度较快。短开口壳的一阶模态频率逐渐增大;长开口壳的一阶模态频率表现出先减小后增大的变化趋势。

基于ANSYS的智能温室雾化装备悬臂支架的结构优化

为了在保证智能温室雾化装备悬臂支架的整体刚度的基础上实现结构的轻量化,利用ANSYS建立了支架的有限元分析模型,首先对悬臂支架模态分析,提取了前六阶的结构固有频率及振型图;其次,根据悬臂支架的实际工作情况,对支架进行特性的分析,并获取最差的工况位置,其次根据分析结果对其进行形状拓扑优化、设计变量尺寸敏感度分析、MOGA多目标多尺寸的优化设计.然后对优化后的智能温室雾化装备悬臂支架进行了实际温室条件工况下的动静态特性分析,分析结果表明优化后的智能温室悬臂支架在保持原有特性的基础上,其质量优化到原来的86%.

断续时效对7075铝合金高速切削加工性能的影响

用三向测力仪、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究热处理工艺及切削用量对7075铝合金切削加工性的影响,基于正交试验建立切削力经验公式。结果表明:切削深度对切削力的影响最大,其次是切削速度和进给量。切削力随切削速度增加先增后减,与切削深度及进给量间正相关。由工件表面SEM照片可观察到,在较大的切削速度及较小的进给量下工件加工表面粗糙度更好,主要表面缺陷为切屑黏结及较明显的进给痕迹。通过XRD分析,7075铝合金经T6I4热处理后的稳定性更佳,在铝基体中析出较多细小的η相。在相同的切削参数下,7075-T6I4态铝合金的切削力最小,工件表面质量最优。经热处理工艺后,7075铝合金的硬度显著提高。

大扭矩无级变速器实验箱的液压系统设计及仿真（英文）

为了使用实验箱来测试能否通过提高摆销链式大扭矩无级变速器的传递性能来实现大扭矩地输出,首先设计了满足大扭矩传动要求的液压控制系统。接下来,采用传递函数框图法建立了液压控制系统的数学模型。最后,使用MATLAB软件对液压系统进行仿真分析。仿真结果表明系统上升时间为0.0466s,调整时间为0.108s,超调量几乎为零,比例阀可以快速响应并准确达到指定值,这表明所设计的液压控制系统的正确性和可行性,为大扭矩无级变速器的研究提供一定的参考。

VC++和SQL Server2000实现的卷材数据记录系统的研究

针对现场进口设备不定时地发送轧制完毕后的卷材数据到串行打印机打印的情况,利用计算机和通信技术、数据库技术对其进行改造设计。文中介绍了SQ L Servr2000卷材数据库的创建,利用网格控件在通讯的同时实现卷材数据的动态存储和刷新显示,应用AD O(活动数据对象)技术在VC++视图下完成与数据库的连接,对卷材数据的信息化管理,以及数据库的安全管理等功能的实现方法。