基于机器学习嵌接有限元的蠕变时效成形全过程形性演变预测

针对蠕变时效成形中存在的蠕变变形和时效强化动态交互耦合作用导致成形精度难以准确预测和控制问题,提出了一种基于机器学习的方法来预测蠕变时效过程中的形性演变。利用单向拉伸蠕变时效实验数据训练神经网络(NN)模型,用以描述蠕变时效本构关系。对比统一本构模型、反向传播NN(BPNN)模型、粒子群优化BPNN(PSO-BPNN)模型、遗传算法优化BPNN(GA-BPNN)模型对形性演变的预测效果,发现GA-BPNN和PSO-BPNN模型分别对蠕变应变和屈服强度具有较高的拟合精度。通过子程序将NN模型与有限元程序嵌接,实现了蠕变时效成形全过程的模拟,预测了铝合金板材蠕变变形和屈服强度的演变。针对回弹,相较于统一本构模型26.5%的误差,GA-BPNN模型的预测精度有较大提高,误差仅为5.1%。证明了采用机器学习的方法探寻蠕变时效本构关系并通过BPNN模型嵌接有限元模拟实现形性演变精确预测具有可行性。

切削SiCp/Al复合材料的切屑形成及颗粒损伤仿真分析

为探究SiCp/Al复合材料在切削过程中的切屑形成及颗粒损伤过程,运用ABAQUS有限元分析软件建立了考虑颗粒随机分布的SiCp/Al复合材料切削仿真模型,并在模型中分别定义了Al基体、Al基体-SiC颗粒结合界面以及SiC颗粒的损伤失效行为。结果表明,裂纹在Al基体-SiC颗粒结合界面或Al基体中的形成与扩展是导致切屑断裂的主要原因,也是影响切屑形态的主要因素;SiC颗粒存在完全断裂、局部破碎、整体拔出以及局部脱黏等损伤形式,并相应在切削加工表面或亚表面留下划痕、凹坑、孔洞和凸起等缺陷;椭圆形SiC颗粒的中心位置相对于切削路径的位置越高,SiC颗粒越容易脱黏,切削加工表面缺陷也越小;椭圆形SiC颗粒倾斜夹角(椭圆形长轴与切削方向之间的夹角)为135°时,颗粒损伤程度最高,切削加工表面缺陷最大。分析切屑形成和颗粒损伤过程是研究SiCp/Al复合材料切削加工特性的有效途径,对于优化SiCp/Al复合材料的制造工艺,改善SiCp/Al复合材料已加工表面质量具有重要意义。

螺杆压缩机转子成形砂轮刃形计算

针对给出任意转子型线时转子齿面加工的成形砂轮刃形设计,利用螺杆转子加工过程中转子和砂轮的相对位置关系,通过对转子型线坐标系的旋转变换,建立空间转子坐标系和成形砂轮坐标系之间的几何映射关系;基于啮合原理,建立转子齿面与成形砂轮的接触线方程,并给出解析和离散两种转子型线表达方式的刃形求解方法。在此基础上,根据转子砂轮之间的设计间隙,通过对接触线沿转子齿面法向进行偏置,获得了修整后的砂轮等距齿面刃形,避免了传统修整方法导致的法向齿间间隙不均等问题。加工结果表明,该方法能够满足螺杆转子的加工精度要求,是一种有效的螺杆转子齿面成形砂轮的刃形设计方法,并可推广应用于其他螺旋面成形砂轮或盘形铣刀的刃形设计。

航空发动机叶片保形加工中的定位误差数值建模与分析

针对航空发动机近净成形转子叶片保形加工中的误差控制问题,基于叶片3D点云数据模型,提出了定位误差向叶片加工误差的传递作用机制及其分析模型。进一步建立了叶片工件定位误差的随机模拟与数值分析方法,以实现对叶片定位误差的准确估计。以某型低压转子叶片的机械加工为例,对工件的定位误差进行了分析和评估,验证了所提方法的可用性和有效性。

基于切削成形能力模型的加工特征识别方法

为了实现CAD与CAPP系统的有效集成,提出了以切削成形能力模型为基础的加工特征识别方法.通过引入成形函数揭示了切削成形过程的核心要素;据此提出切削模式概念,构建了以切削模式为核心的切削成形能力模型,实现加工表面到加工方法的映射.该模型应用于加工特征识别,为零件表面生成可行的加工方法集合;在此基础上,以提高零件的加工效率为目标建立优化模型,为每一个表面筛选出合适的加工方法,并将同一次装夹下使用同一把刀具加工的表面聚集为一个加工特征,从而实现加工特征的识别.最后通过实例测试验证了文中方法的正确性和有效性.该方法能有效地解决现有特征识别中存在的鲁棒性较差、相交特征识别困难等问题.

超精密机床变分法精度分析及其应用

本文介绍了一种基于变分法的机床精度分析方法，以及这一方法在超精密机床精度分析中的应用。以超精密气浮花岗石车床为研究对象，建立了车床成形系统的数学模型，对车床的输出精度进行了理论分析，指出了加工误差中各成分的来源及物理意义。

基于通用运动模型的五轴机床后置处理

在分析各种五轴数控机床结构的基础上,运用机构学理论建立一种通用的五轴机床机构学模型。利用齐次坐标变换矩阵和正向运动学分析得到通用五轴机床结构的形状创成函数,通过对形状创成函数进行逆向运动学分析得到五轴数控数据完整的表达式,实现了各种配置类型的正交和非正交五轴机床数控数据的通用表达和不同类型五轴机床之间数控数据的相互转换,提高了数控代码的通用性和可移植性。最后基于通用模型,使用C++和QT开发出了一种五轴机床通用后置处理程序,并通过VERICUT仿真软件和实际加工验证了所开发的后置处理的可行性和高效性。

基于形状创成理论的机床误差分析方法

分析了机床各构件之间的相对运动，并以此为根据，建立了用齐次变换矩阵的乘积来表述机床运动的形状创成函数。应用这一数学模型，可以求出几何误差对机床加工精度的影响。

论机械产品设计中的形式美

通过对机械产品设计形式美要求的论述,提出在机械产品设计中,在注重产品功能的基础上,要重视产品的形式美,这样才能符合现代人们的审美需求。使机械产品增加新的魅力。从机械产品的形态、色彩和材料三方面的设计中探讨了机械产品形式美的内涵。

多功能馒头机的成型系统设计

在分析了圆形、方形馒头成型机理的基础上,阐述了多功能馒头机成型系统的工作原理,并详细介绍了其主要机构及设计原理和特点。

考虑安装误差的拓扑修形斜齿轮承载接触分析

为提高齿轮副承载能力和降低对安装误差的敏感性,提出一种拓扑修形的齿面结构。根据齿廓分段修形和齿向分段修形原理推导出拓扑修形齿面方程,构建含安装误差的修形齿轮副的接触分析(TCA)模型。并对轮齿接触分析和有限元分析,仿真出传动误差和齿面接触应力与剪切力在不同安装误差情况下的分布特征。根据应力分布曲线分析,齿轮副啮入与啮出点的应力幅值相比均值有所下降,为减振降噪创造了良好条件。滚检实验与仿真结果表明,基于成形法磨削的拓扑修形对改善齿面接触印痕,避免边缘接触和降低对安装误差的敏感性具有一定的应用价值。

大长径比螺纹加工的研究

基于对整体加工工艺系统的工艺条件进行转化和改善的研究 ,介绍了一种大长径比大导程螺纹零件的加工方法。当采用常规的工艺方法加工该类螺纹遇到困难时 ,可以将常规的“设法复现螺纹的轴向截形”转换为“设法复现该螺纹的径向截形” ,从而“用复现径向截形角位移序列的方法加工出符合轴向截形定义的所需螺纹表面”。这种新的加工方法使长轴类螺纹零件和深孔类螺纹零件的加工变得简单易行 ,并使该类产品的生产效率和产品质量均有明显提高。随着数控技术和机电一体化技术的飞速发展 。

含冗余驱动并联机构的混联加工单元运动学分析及实验验证

设计了一款以2UPR&2RPS冗余驱动并联机构为动力头的新型5自由度混联加工单元,并对其进行了运动学分析。首先,基于旋量理论计算混联加工单元的自由度,证实其具有空间两转动和三平动(2R3T)运动能力。其次,运用空间矢量法建立混联加工单元的运动学模型,推导出机构的位置正/逆解解析式。再次,基于分层搜索思想预估混联加工单元的工作空间,给出了5轴可达工作空间的分布。最后,通过开展实验样机的切削实验,验证了运动学分析的正确性。

螺旋面成形磨削误差补偿砂轮截形研究

在螺旋面成形磨削加工中,存在着由机械加工和安装工艺带来的系统误差,这些误差将直接影响成形磨削精度。提出了一种将系统误差作为恒定误差,并反馈到砂轮截形算法中,通过改变砂轮理论截形方程来消除误差的思想。研究了基于误差补偿的螺旋面成形磨削砂轮截形算法,并利用Visual C++开发出了一套通用性强,操作简便的螺旋面成形磨削砂轮修整软件系统。实验结果表明:磨齿精度达到6级以上。

多功能馒头成形装备的研究

介绍了一种新的机型——多功能馒头成形装备,阐述了该装备的工作原理及性能,主要机构的设计原理和特点.

螺旋面的角位移成形法

介绍“角位移成形法”的理论依据 ,给出了明确的定义。通过该方法在生产中成功应用的实例 ,指出了实施中的关键问题和解决途径。实践表明 ,这一切削方法使通常很难加工的长轴螺纹零件和深孔螺纹零件的工艺条件得到转化而获得根本性改善。

五轴铣床运动链构形方案分析

目前五轴CNC机床已经得到广泛的应用。大多数机床的运动学都是基于直角坐标系统。论文根据理论上自由度的可能性组合,将五轴铣床概念设计及其配置方案进行分类,并分析了各类设计的优缺点。在此理论分析的基础上,文中基于机床坐标系统的定义和机床构形码,进一步得出常用五轴铣床运动链设计限制条件及其可行构形数。该研究结果有益于工程师进行五轴铣床的方案设计以及评价。

牙科正型卡环机的研制及临床应用

在建立基牙牙冠数学模型和卡环数学模型的基础上,并分析卡环不锈钢丝的金属功能,选择应用冷冲模制作工艺,并研制出正型卡环机,制作出系列商品化成品卡环已用于临床。

薄壁机匣高效整体一次成形电解加工技术的研究

介绍了高效整体一次成形电解加工原理及工艺实施方法,并以航空发动机薄壁机匣为对象,进行了试验和验证加工,取得了满意的工艺效果,证明该方法在加工环形薄壁结构件上浅深度的复杂形状凸台方面具有较大的工艺优势。

大曲率半径球面栅网加工工艺

讲述采用栅网光刻-成形球面-翻边-定型工艺解决了带翻边球冠形栅网加工的问题,与常规电火花加工栅网方法相比,该方法具有省时、高效、低成本的特点。