小孔距精密孔加工技术研究

研究了小孔距精密孔加工技术的难点和小孔距多轴头设计制造的主要问题,提出了对这些难点和问题的解决方法和关键技术。

小孔距零件的精冲加工

当精冲件上孔与孔之间或孔与边缘之间的距离小于0.6δ(δ为精冲件厚度)时,称为小孔距零件。如图1所示的手拉葫芦右墙板,其材质为16Mn,料厚δ=4.5mm,A、B孔间距为2.5mm<0.6δ(0.6×4.5mm=2.7mm),C孔与外边缘间距为2.16mm<0.6δ。精冲这类零件时,若采用复合模一次成形。

小孔距箱体零件精镗孔组合机床的设计

介绍了孔距小，孔径大、多孔的箱体零件在采用固定双导向镗孔加工中，利用液压滑台拖动工件（夹具）让刀的工艺设计方案。重点探讨了该方案在非加工和加工状态下，对镗孔精度的影响及解决方法。

小孔距浅孔松动爆破在公路开挖施工中的应用

为满足溪洛渡水电站的施工要求,需对原永雷公路进行扩建。原公路位于弱风化玄武岩区,岩石较为坚硬完整,公路内侧坡高陡且局部存在较大的古滑坡体,存在较大的安全隐患,公路上下方均有相邻标段在施工,开挖过程中对爆破控制要求极高,施工难度极大,是公路扩挖中施工需重点解决的关键部位,也是爆破控制的重点和难点。介绍了在溪洛渡水电站永雷公路扩建施工中小孔距浅孔松动爆破分析论证的全过程,由于方法选择得当,参数合理,取得了明显的爆破效果,为爆破开挖施工方法及参数选定提供了参考思路。

城镇燃气管道小孔泄漏流量系数的定量研究

流量系数是影响泄漏速率计算准确程度的一个重要参数。针对目前小孔泄漏模型中流量系数经验性取值易导致泄漏速率计算结果与实际泄漏速率间存在偏差的问题,通过理论计算模型、气相小孔泄漏试验、计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟仿真相结合的方法寻求偏差产生的原因,并利用试验测试数据的拟合分析结果得到圆孔和矩形孔流量系数的定量计算模型。研究显示:在试验测试与模拟仿真中,小孔泄漏的流量系数主要受泄漏压力和几何形状的影响,在相同的泄漏压力和泄漏面积下,矩形孔的泄漏速率高于圆孔的泄漏速率。理论计算模型忽略了相关因素对流量系数的影响,将流量系数设为定值是导致泄漏速率计算结果出现偏差的主要原因。通过非线性曲线拟合得到的圆孔和矩形孔流量系数的计算方程,能有效修正气相小孔泄漏的理论计算模型,进而得到更加准确的泄漏速率,为气体泄漏后的扩散和风险评估提供理论依据。

铝合金旋转激光焊接小孔与熔池耦合动态行为数值分析

旋转激光对熔池的搅拌作用可以有效增加激光热源的作用范围,抑制激光焊接过程中的气孔等常见缺陷,提高焊接接头质量。由于旋转激光热源的物理特性,小孔和熔池的动态行为比传统的激光焊接更复杂。采用数值模拟的方法,在同时考虑小孔、反冲压力和熔池的耦合条件下,建立适用于激光焊的三维数学模型。该模型可以描述旋转激光焊接过程中小孔的动态行为特征、流体流动以及气泡在熔池中的形成过程和机理。结果表明,在常规激光焊接中,小孔呈现深而窄且处于不稳定的动态平衡过程,通常会形成气泡。如果气体未能及时溢出熔池,会形成气孔。随着激光旋转频率的增加,小孔变浅变宽,动态行为趋于稳定,可有效抑制气孔的形成。

台湾小孔蛸寄生丛集球虫新种的形态特征及系统发育分析

为探究感染台湾小孔蛸(Cistopus taiwanicus)消化道中常见的寄生虫-从集球虫属(Aggregata)种类,本研究在浙江南麂岛、福建东山、广东阳江和海南三亚周边海域采捕台湾小孔蛸,在其盲囊和肠组织内发现了丛集球虫新种,新种命名为疣丛集球虫(Aggregata verrucosa sp.nov.)。采用光镜和电镜观察发现:疣丛集球虫的成熟卵囊为球形,有时不规则,长径范围936.96~1563.31μm,短径范围860.13~1227.85μm;孢子囊为球形或近球形,长径范围12.87~14.24μm,短径范围12.39~13.70μm。孢子囊壁为双层,外层光滑,内层具疣状突起。孢子囊内子孢子通常呈螺旋状,数目范围4~10个,子孢子长径范围12.81~16.01μm,短径范围2.02~2.62μm。利用18S rRNA基因构建的系统发育树显示该物种隶属于丛集球虫属,并高度支持了属内(中华丛集球虫A.sinensis+疣丛集球虫A.verrucosa)+A.octopiana+A.eberthi+多刺丛集球虫A.octaculeata的系统发生关系。本研究鉴定出的丛集球虫新种补充了丛集球虫属的生物学资料,同时本研究可为头足类疾病诊断和组织学病理研究提供参考。

基于小孔应力集中的激光预钻孔条件下TBM滚刀侵岩模型建模与试验验证

激光发生器耦合安装到全断面岩石隧道掘进机(TBM)刀盘上,利用高能量激光辅助TBM掘进作业,理论上有望达到新型热-机械高效破岩之目的。针对激光辅助滚刀破岩,基于小孔应力集中理论的弹性应力状态计算方法,在空腔膨胀模型基础上,建立了一种考虑密实核衍生效应的激光预钻孔条件下滚刀侵岩理论模型,并对模型进行理论分析;随后开展双侧围压下的激光辅助缩尺比例滚刀侵岩试验,对理论模型进行试验验证。研究结果表明,刃宽及孔距均对侵岩垂直力有一定影响,且孔距较小时理论模型不再适用;经对比分析后,在理论模型与试验所得结果中,随着孔距的改变侵岩垂直力有着相同的变化趋势,侵岩垂直力大小较为符合,激光预钻孔条件下滚刀侵岩理论模型具有一定准确性。

深小孔电解加工阴极侧壁绝缘层制备及试验

航空发动机零部件中存在大量深小孔,不仅孔径小、深径比大,而且要求孔表面没有再铸层,这些特点给孔的加工带来了很多困难。电解加工是一种有效的加工方法,针对大深径比小孔电解加工所用的阴极侧壁绝缘层制备困难,且使用过程中容易损坏的问题,尝试了多种材料、多种方式的绝缘层制备方法,并对其在加工过程中的性能稳定性进行了试验研究,最终提出了一种基于弹性石英毛细管的新型多层复合绝缘层制备方法,并借助该方法制作管阴极,在不锈钢材料上成功加工出直径1.1 mm、深径比达181的深小孔。

“真问题”对物理大概念教学的启示——以几何光学和波动光学下的“小孔成像”为例

以小孔成像这一“真问题”为例,从几何光学推导了小孔成像的原理和条件,明晰了“像”的实质为小光斑的集合;从光的电磁波本性出发,将光的直线传播理解为衍射不明显时的极限表现,进一步探讨如何从波动光学看待小孔成像.整合光现象与光本质,探讨大概念视角下的物理教学.

基于小孔扩张理论的顶管施工扰动分析应用

针对顶管穿越施工扰动影响问题,依托某污水处理厂顶管下穿箱涵工程,基于岩土介质小孔扩张理论采用MATLAB平台对顶管-土-箱涵相互作用进行编译计算,考虑不同开挖面支撑力和不同顶管埋深,分析顶管施工引起的既有箱涵结构受力和位移变化。结果表明:顶管施工导致的箱涵附加竖向位移及弯矩沿顶管轴线左右对称,箱涵附加应力以顶管轴线为中心向两侧递减;随着顶管埋深和开挖面支撑力的增加,既有箱涵的最大位移、应力以及弯矩逐渐变小。根据顶管埋深,选择合适的开挖面支撑力,可有效降低顶管施工对既有箱涵的施工扰动。同时通过现场实测数据分析,验证顶管穿越地层及构筑物变形的理论分析与现场实测规律的一致性,拓宽小孔扩张理论在顶管工程领域的应用。

小孔成像实验的创新改进

小孔成像实验是人教版物理八年级上册第四章第一节“光的直线传播”“想想做做”中的一个小实验,但从教学效果看,该实验存在不便于观察、安全性差等不足。为此,利用纸箱、半透明塑料膜、不同颜色的灯带、12V灯带电源、单刀双掷开关等日常生活用品和常规实验器材改进该实验,取得了较好的教学效果。创新改进实验的优点是:一方面,能满足学生的求知欲,不仅可以验证教材上对应的知识点,更可以让学生获得教材之外的知识;另一方面,可以解决原实验的不足,进而观察到更多实验之外的现象,并得出相应的规律。

融合动态小孔成像的鲸鱼优化算法

针对鲸鱼优化算法容易陷入局部最优和收敛精度低等缺点,提出了一种融合动态小孔成像策略的改进鲸鱼优化(DPIWOA)算法。动态小孔成像策略与普通的反向学习策略相比,可以产生更多样化的对立点,使用该策略可以加快算法的收敛速度和提高收敛精度,同时也可以避免算法在迭代过程中陷入局部最优。通过23个基准测试函数的实验结果表明,DPIWOA在收敛速度和寻优精度等方面均有提升,验证了改进策略的有效性和实用性。

巧用智能手机探究小孔成像

通过智能手机放映PPT的方式形成稳定的多形状光源,并制作了抽拉式可切换小孔观测仪改进了实验装置,全面探究了物体、小孔形状、物距和相距对小孔成像的影响.该实验装置操作简单、取材方便,既可以作为演示实验,又可以作为学生自制实验,能够有效培养学生的创新意识,提高学生的物理学科核心素养.

运用编程技术的小孔成像创新实验装置

小学科学“小孔成像”实验用点燃的蜡烛做成像演示,验证光的直线传播,但由于蜡烛易受外界因素的干扰,光线很强时成像模糊,角度不佳时很难观察到成像效果。改进后的装置名称为“利用编程技术的小孔成像创新实验装置”,用LED灯代替蜡烛光源,用按钮控制LED灯,通过小孔成相反的像。该装置不惧强光,成像更加清晰;像距和物距可以调节;成像形状可以按演示者喜好编程绘制,增强实验的趣味性和交互性。

基于BP神经元算法的电火花小孔加工穿透检测技术研究

针对电极本身产生的损耗影响电火花小孔加工的问题,提出了一种基于BP神经元分类算法的电火花小孔加工穿透检测技术。通过分析不同时期加工过程的放电频率,选择加工电压变化个数、脉冲放电的脉宽和脉间、伺服距离、加工电流作为模型特征输入量,在MATLAB软件中完成相应算法模型的建立,并综合考虑FPGA片上资源和算法耗时等因素的影响,在实验平台上实现了模型的FPGA程序移植,并通过加工实验验证了此方法的可行性。

双小孔技术在真空激光准直测坝变形系统中的应用

传统真空激光准直测坝变形系统发射端的激光器前仅安装1个小孔,对激光进行扩束,这种结构在激光器损坏后,更换过程复杂、难度大。本文提出了一种新的发射端结构(双小孔结构),即在发射端的激光管与密封屏晶间安装2个小孔,双小孔的关键参数是孔径和间距,文中给出了参数的确定过程。通过在发射端采用双小孔结构,既解决了激光管更换的问题,又降低了系统维护难度,减少了维护成本。同时,应用中提出了保持两个小孔轴线一致的方案。

小孔TIG焊技术在中大厚度TC4板上的应用研究

对14 mm及26 mm厚TC4板进行了小孔TIG焊工艺试验,研究了工艺参数对焊缝成型、内部质量及接头组织性能的影响。结果表明,采用优化的小孔TIG焊工艺可以不开坡口实现14 mm厚TC4板的单面焊双面成型,焊缝及热影响区出现马氏体组织转变,接头与母材相比出现明显硬化。对于26 mm厚Y型坡口试板,采用小孔TIG焊从背面打底可以完成14 mm钝边熔透焊,从正面打底可以完成10 mm钝边熔透焊,打底焊道美观,内部质量优,可直接采用常规TIG焊工艺填充盖面。制备的中大厚度TC4板接头强度与母材的相当,工艺性能良好,焊缝冲击性能与母材的相当,热影响区冲击性能优于母材的。

等离子弧焊接熔池和小孔形成过程数值分析

目的研究等离子弧焊接穿孔过程中熔池内部的金属流动情况和小孔动态变化过程。方法通过“传热-熔池流动-小孔”之间的相互耦合关系,建立了等离子弧焊接穿孔过程的数值分析模型,通过VOF方法追踪了小孔界面,采用FLOW-3D软件模拟了等离子弧焊接熔池和小孔的形成过程,定量计算了等离子弧焊接温度场、熔池流场及小孔形状;分析了等离子弧焊接熔池和小孔行为;并通过等离子弧焊接实验数据验证了模拟结果。结果当焊接时间为0~1.0 s时,小孔深度曲线与熔深曲线几乎相同,小孔底部紧贴熔池底部;在2.8s以后,小孔深度曲线与熔深曲线有一定距离,小孔深度曲线在一定范围内波动,等离子弧焊接电弧挖掘作用到达极限,电弧压力与其他力达到平衡状态。模拟的焊缝熔深为8.04mm、熔宽为13.20mm,实验测得的焊缝熔深为8.00 mm、熔宽为13.42 mm。结论构建的随小孔动态变化的曲面热源模型和电弧压力模型可以描述等离子弧焊接过程中的电弧热-力分布;模拟出了等离子弧焊接熔池和小孔动态演变过程;模拟得到的等离子弧焊接焊缝形貌与实验测得的焊缝形貌基本吻合。

基于典型相关分析和灰色关联分析的电火花小孔加工参数优化

为改善电火花小孔加工效果,采用典型相关分析法分析相关性和利用灰色关联理论优化参数组合的方法,选取直径0.7 mm的黄铜电极丝对304不锈钢板进行打孔实验。基于正交试验数据,分析了不同参数组合与工艺指标之间的相关性,确定了放电脉冲、放电休止、电流峰值、基准电压和极间电容等参数与加工时间、电极损耗、孔径三个工艺指标之间的关系以及各工艺指标的权重。采用灰色关联度值表示综合质量评价标准,运用均值分析法确定了最佳工艺参数组合。结果表明:相较于优化前,电极损耗减少23.10%,加工时间缩短37.50%,孔径减小1.10%。