梭形纹电解加工工艺方法研究

文章以一种梭形纹电解加工为对象,在两相流场基础上添加电场及温度场等物理场,建立一种梭形纹电解加工的多物理场耦合模型,探究在不同进口压力下,电解液的流速、温度、电导率和加工间隙内气泡率沿流程方向的变化趋势,以及工件阳极表面梭形纹凸台的成型精度和形貌的变化规律。仿真结果表明:当入口处的进口压力降低时,间隙内电解液的流速也随之降低,电导率降低,加工间隙相应减小,同时梭形纹的成型精度降低。文章在仿真分析的基础上,进一步开展了梭形纹电解加工试验研究,并在304不锈钢表面加工出梭形纹凸台结构。试验表明:在0.6 MPa进口压力下,梭形纹的成型精度和形貌较好,与仿真结果较吻合。

基于产教融合的材料成型及控制工程专业应用型人才培养研究

以产业需求为导向,创新校企协同育人机制,对接行业标准和工业流程,强化教学资源建设,创新教学方法,优化校企师资队伍,完善人才培养质量评价机制,培养理论知识完备、技术技能娴熟、应用能力突出的专业人才。

地方应用型本科高校机械类专业德技双馨人才培养的探索与实践

为主动适应新时代高等教育的新形势,落实立德树人根本任务,针对地方高校机械类专业培养的人才存在工具化倾向明显、同质化现象突出、社会责任感和适应性不强、创新创业能力薄弱等主要问题,结合常州工学院机械类专业人才培养实际,在产教融合背景下以立德树人和“学研创用”为基本内涵,以“一实两创”为培养特色,构建“课程引导、产业熏陶、实战历练、自我提升”四位一体的机械类专业德技双馨人才培养模式,为长三角地区特别是苏南装备制造业发达区域培养具有人文精神、科学素养、创新能力、务实作风和国际视野的“下得去、用得上、干得好、留得住”的工程师级工匠人才。

钛合金微铣削辅助电解复合加工试验研究

针对钛合金在NaNO3电解液下易钝化而导致电解加工中断的问题,提出了钛合金微铣削辅助电解复合加工方法,首先设计了微铣削辅助电解复合加工工具,建立了复合加工深度轮廓的数学模型,并通过单因素试验研究了不同进给速度、主轴转速、加工电压对复合加工的影响。结果表明:这些参数中对复合加工深度和材料去除率影响最大的是进给速度,对轮廓定域性影响最大的是主轴转速。在进给速度3 mm/min、加工电压24 V、主轴转速2000 r/min的试验参数下,加工获得的表面质量效果较好,加工深度轮廓试验曲线与数学模型达到了较好的吻合。

基于GA-SVM的多规格小批量生产的装配工时估算模型

对于制造承包商来说,在正式接收订单之前,为了指导报价和预测交货日期,有必要对工时(Man-hours,MH)进行评估。装配工时作为工时的重要组成部分,具有重要的实际研究意义。针对多规格、小批量生产的特点,提出了一种基于支持向量机(Support vector machine,SVM)的装配工时估算模型。除了单部件属性、装配过程和历史工时数据外,还考虑了可量化装配复杂性的最短路径长度平均值(Average of shortest path length,ASPL)作为装配MH的影响因素,并提出了基于Creo JLink三维模型的这些因素的自动计算方法。通过对几种算法的比较,选择SVM作为装配体MH建模的最优算法。将遗传算法(Genetic algorithm,GA)应用于SVM中,有利于在SVM中搜索最优参数c和g时避免了局部求解,加快了收敛速度。最后,对所提出的GA-SVM模型进行训练,并应用于雷达装置仿生腿的装配工时预测。实验结果表明,GA-SVM具有比本文其他方法更高的预测精度,整个预测过程仅需3 min左右。

基于虚拟材料的滚珠丝杠进给系统建模及其时变特性研究

为了建立准确的滚珠丝杠进给系统的动力学模型并对其时变特性进行分析,提出了单独获取法和整体获取法两种基于多目标优化方法获取结合部虚拟材料模型的参数,从而构建精确的结合部虚拟材料模型,并通过实验对此两种参数获取方法进行了验证。结果表明:基于多目标优化方法整体获取全部结合部虚拟材料模型参数的获取方法计算量大,但操作简单且获取参数更为可靠。工作台负载质量对进给系统固有频率虽有影响,但不如螺母位置对进给系统固有频率的影响大。

基于虚拟材料方法的龙门数控机床动态特性影响机制分析

为了对龙门数控机床动态特性的影响机制进行分析,基于多目标优化方法获取其结合部虚拟材料模型的参数,构建了精确的结合部虚拟材料模型,从而建立了准确的龙门数控机床动力学模型,并对此方法建立的动力学模型进行了试验验证。基于此动力学模型,对龙门数控机床动态特性的影响机制进行分析,结果表明:螺栓固定结合部的虚拟材料参数对龙门数控机床的固有频率影响最大;在结合部虚拟材料参数中,弹性模量对龙门数控机床的固有频率影响最大;前三阶固有频率皆随表面粗糙度的增大而变小,而固有频率受结合部真实接触面积与名义接触面积的比值的影响情况较为复杂。

TC4钛合金薄壁件电子束熔丝增材修复熔覆组织及性能研究

本文利用电子束熔丝增材制造系统对TC4钛合金薄壁件进行了修复试验,分析了熔覆组织及硬度分布特征。结果表明:堆积层宏观组织是由α晶粒充当晶界包裹不规则的原始β柱状晶粒组成,柱状晶贯穿了堆积层横截面,存在明显的分层现象;层带结构“明亮”部分为粗大无规则的板条马氏体,“灰暗”部分为网篮编织的细长针状马氏体;堆积层自基体向上的硬度分布呈下降趋势,“明亮”部分对应硬度有明显升跳。

基于分区域虚拟材料方法的轴承结合部精确建模方法研究

针对滚动接触可动结合部虚拟材料模型未考虑滚动体与滚道接触应力分布不均的问题,提出了一种分区域虚拟材料结合部建模方法。以滚珠轴承为例,首先建立了可用于分析不同滚珠相位角处接触应力分布情况的滚珠轴承理论模型。然后,基于此模型获得的滚珠与滚道接触应力分布特性,采用分区域虚拟材料结合部模型等效表征非均匀接触特性,最终建立了考虑非均匀接触的滚珠轴承结合部虚拟材料模型。搭建了含不同尺寸滚珠轴承的主轴箱实验平台,通过试验验证此建模方法的有效性。结果表明:分区域虚拟材料结合部建模方法是一种表征滚珠与滚道接触应力分布不均的有效方法。

机枪系统支撑发射动力学特性及散布精度研究

为了抑制机枪系统结构振动并提高其射击精度,根据某12.7 mm重机枪发射过程中结构变形特性,设计了3种结构支撑方案(枪管结构局部加强,机枪系统整体前、后支撑)。并借助刚柔耦合动力学、外弹道理论对各方案枪口动力学响应特性、射弹散布进行计算。研究结果表明:对枪管结构进行局部刚度加强时,不仅无法减少枪口振动,还会增加枪管变形,该方案并不可行。机枪系统整体前、后支撑方案均能够显著抑制枪口以及枪身振动,并且连发过程中,弹头初始扰动稳定速度较快,波动程度较小,可分别将射击精度参数R_(100)提高54%、44%左右,R_(50)提高6%、84%左右。

FSSP制备铜合金改性层耐磨性分析

搅拌摩擦表面加工(FSSP)是一种新的金属表层改性技术。文章利用FSSP技术对铜合金表层进行改性,提高铜合金表层的耐磨性。实验参数如下:搅拌头转速分别为700、1000r/min和1300r/min,搅拌头前进速度为200mm/min,搅拌头下压量为0.1mm。利用金相显微镜分析各参数下获得的改性层金相组织变化。为分析磨损程度,利用摩擦磨损试验机分析各改性层的摩擦系数变化,利用扫描电镜(SEM)分析改性层磨损后的磨痕表面形貌。结果显示,实验获得的改性层晶粒得到细化。当搅拌头转速为1300r/min、搅拌头前进速度为200mm/min、搅拌头下压量为0.1mm时获得的改性层耐磨性最好。

应用型本科专业课程产教融合教学改革探索

新时代的高等教育要求应用型本科高校结合用人单位实际需求培养高质量的技术人才,然而专业课程教学往往存在产、教脱节的问题。为此立足新工科建设,围绕数控加工工艺学产教融合示范课程建设,以优化教学内容,改革教学手段,拓展实践教学资源和培养双师双能型教学团队为抓手,在工科专业课程中实现产教融合、校企合作,为做好课程建设提供了新的思路。

面向智能制造创新人才培养的机器人实验室开放项目实践探索

基于智能制造创新人才培养,结合智能制造产业需求与专业内涵,建立3组实验室开放项目,将结构设计、仿真技术、制造技术与控制技术有机整合,以常州工学院机器人实验室为实践平台进行创新人才培养实践研究。实践结果表明,机器人末端执行器开放项目能够有效培养学生结构设计、仿真、制造、控制等专业能力,并促进学生知识综合与创新思维的发展。同时,开放项目研究成果具备较好的向发明专利、学科竞赛等方面转化的效果。

Torsion of Circular Shaft with Elliptical Inclusions or Cracks

This paper proposes a straightforward and concise approach to analyze the Saint-Venant’s torsion of a circular shaft containing multiple elliptical inclusions or cracks based on the complex variable method.The complex potentials are first derived for the shaft with N elliptical inclusions by introducing Faber series expansion,and then the shear stresses and torsional rigidity are calculated.When the inclusions degenerate into cracks,the solutions for the intensity factors of stress are obtained.Finally,several numerical examples are carried out to discuss the effects of geometry parameters,different shear modulus ratios and array-types of the elliptical inclusions/cracks on the fields of stresses.The obtained results show that the proposed approach has advantages such as high accuracy and good convergence.

基于项目驱动的运动控制实验室开放模式研究

为了提高学生的工程实践能力,探讨了基于项目驱动的运动控制实验室开放模式,并进行了实践。依据机械领域运动控制相关项目的复杂程度与解决方案的综合性,将项目解决方案所需的知识、能力与素养进行重新分解与整合,制定了适应各年级学生的三层次螺旋递进式实验开放内容。在阐述项目教学相关理论的基础上,构建了过程导向项目式实验室开放内容教学体系结构,通过龙门式三轴运动控制系统开发案例,详细介绍了项目教学的关键环节。经过4年的实践,切实提高了实验室设备利用率和师生参与度,有效提升了本科生工程实践与创新能力。