异形孔筒形锻件成形表面不平整度分析及验证

针对异形孔筒形锻件成形过程中金属在反向流动中流速不均匀导致的锻件上表面产生不平整缺陷的问题,以椭圆孔筒形锻件为例,采用数值模拟与试验相结合的手段,探究了锻件上表面不平整现象的成因。分别从一维、二维、三维建立了异形孔筒形锻件上表面不平整度的评判准则,进一步揭示了成形工艺参数对异形孔筒形锻件上表面不平整度的影响规律。结果表明:异形孔筒形锻件上表面不平整度随模具预热温度的升高而降低,随坯料始锻温度的升高而增大,始锻温度比模具预热温度对上表面不平整度的影响更大;提高成形速度可以降低金属的流动阻力,减小坯料的温降,改善坯料变形和温度分布的均匀性,从而降低异形孔筒形锻件上表面的不平整度;异形孔筒形锻件上表面不平整度还受椭圆孔短长轴比值的影响,凸模横截面积恒定时,随短长轴比值增大,不平整度评价指标均呈下降趋势;凸模短轴值恒定,长轴值超过锻件外径的2/3时,随短长轴比值增大,不平整度评价指标呈现先增大后减小的趋势,长轴值小于锻件外径的2/3时,不平整度评价指标随短长轴比值增大呈现下降趋势。

异形孔电解加工流场仿真分析

针对航空发动机零部件中的花瓣状异形孔电解加工难题,文中建立了异形孔工件三维模型并抽取流道模型,对其进行流场仿真和优化。结合电场仿真计算,通过电流密度分布预测工件阳极型面的溶解差异,完成了阴极成型边界的修正。通过流场和电场分析,优化了通液孔的数量、大小和布局,以及阴极外形曲线,完成阴极结构设计。仿真结果表明:设置加工参数电解液入口压力为0.6 MPa,出口压力为0.1 MPa时,工件表面的电解液流速、压力以及加工区域工件边界的电流密度均具有良好的均匀性。

桨毂中央件大尺寸异形孔电解加工机床研制

针对直升机桨毂中央件大尺寸异形孔零件的加工需求,开展了电解加工机床的研制,从主体结构、防护结构、集成电解液系统和加工电源的设计等方面展开,最后通过加工试验对机床的设计可靠性进行了验证。结果表明,对钛合金Ti1023进行大尺寸异形孔电解加工,制件的轮廓尺寸与表面质量都能达到预期要求。

异形孔水包爆破围岩粉碎范围研究

隧道掘进中光面爆破的超欠挖、开挖轮廓线不光滑及爆破效率低是施工中最为关心的问题。针对异形孔水包爆破破岩机理的问题,基于岩石爆破损伤分区理论,拟合并推导出异形孔水包爆破的孔壁冲击力计算式及围岩粉碎区的计算式P_(d)=3028.4K_(d)^(-1.021)及围岩粉碎区的计算式R_(c)=(P/N[P_(r)])^(1/α)(r_(b)+l)。以重庆市黔江区正阳镇隧道为依托,以自制钻头为工具,通过异形孔水包爆破与常规爆破的对比试验以及岩石爆破损伤阈值的数值模拟,验证了计算式的可靠性。结果表明:前者公式拟合精度为R^(2)=0.996,后者围岩粉碎范围的理论值与实测值吻合;该爆破方式即使在复杂岩石节理中也能产生光滑的隧道开挖轮廓线;炸药径向不耦合系数K_(d)≤1.5内,炸药量的增加对围岩粉碎区的影响甚少,其主要对破裂区产生影响。

异形孔在膨胀荷载作用下的定向致裂机制

基于室内相似材料应变试验,对带有尖角的异形孔如正三角孔、等腰直角三角孔、120°顶角的等腰三角孔在膨胀压力作用下的裂岩机理展开讨论.在此基础上,使用颗粒流模拟进一步研究了单向致裂效果的最佳角度、双孔的最佳作用间距以及岩石强度对压裂效果的影响.结果表明,异形孔作用下试样的起裂和破碎时间均短于圆形孔,并且其裂纹的发展是可控的,总是沿着尖角角平分线延长线方向进行.根据应变的变化,可将试验分为三个阶段.平稳发展阶段,各个方向的应变增长速率几乎没有差别;快速增长阶段,新的破裂面广泛形成且具备一定的方向性;衰弱阶段,断裂不断出现导致能量消散,应变急剧下降.数值模拟结果表明,双正三角孔间距为7倍正三角形边长时定向效果最佳,岩石强度和致裂效果呈乘幂关系.

主喷嘴与高速异形孔辅助喷嘴引纬合成流场特性

为解决单圆孔辅助喷嘴出口速度偏低,气流集束性较差及耗气量过高的问题,通过设计新型异形孔辅助喷嘴,揭示在同一工况下辅助喷嘴的喷孔形状对异形筘道内合成气流分布的影响规律。建立了主喷嘴射流与一组辅喷射流叠加的三维合成流场模型,基于雷诺时均方程封闭k-ε双方程湍流模型数值求解了异型筘槽内合成流场轴向速度和径向速度云图,通过实验装置测量了筘槽内合成气流平均速度,验证了数值结果的正确性。讨论了单圆孔,Y1,Y2和Y3号辅助喷嘴的出口形状对异形筘道内合成气流的轴向速度、引纬稳定性及耗气量的影响规律。结果表明:对比单圆孔辅助喷嘴,Y2号异形孔辅助喷嘴轴向气流速度可提高12%,耗气量降低了6%,引纬稳定性比单圆孔辅助喷嘴有所改善,综合性能优于单圆孔辅助喷嘴。

带异形孔的双稳态压电能量采集器研究

针对传统线性压电悬臂梁能量采集器共振频率高、偏离共振频率时输出电压快速下降的问题,该文设计了一种悬臂梁基板上带异形孔的新型双稳态能量采集器。建立该能量采集器的理论模型,并制作了实验样机,研究了该能量采集器在外界不同正弦激振频率下,磁间距对其输出电压和工作频带的影响。结果表明,随着磁极对间距减小,带异形孔结构的双稳态能量采集器的双稳态效应先增强再减弱,由此确定最佳磁极对间距为12 mm,谐振频率为18 Hz,最大输出均方根电压达到12.01 V,采集器有效工作频率为15.5~22.5 Hz,工作带宽达到7 Hz,带异形孔的双稳态能量采集器具有更宽的采集频带,在低频振动环境下具有更高的输出电压响应。

异形孔隔板换热器壳侧传热与阻力性能的试验研究

对正方形孔、三角圆头孔、网状孔、六角梅花孔隔板换热器及弓形折流板换热器的传热性能和压降性能进行了测试试验.试验件采用公用管壳可拆卸芯体管束结构,针对其特点将壳侧轴向雷诺数作为自变量,利用单位壳侧轴向欧拉数的壳侧努谢尔特数指标来反映换热器的综合性能.试验结果表明,网状孔隔板换热器的壳侧换热系数与弓形折流板换热器相当,但该换热器的压降较低,在试验范围内综合性能指标的相对值为1.274;六角梅花孔、三角圆头孔和正方形孔隔板换热器的壳侧换热系数和综合性能均不及弓形折流板换热器.此外,不同的异形孔隔板换热器的传热性能与异形孔的形状或通流孔数目有关,流动阻力与通流孔的总面积和水力周长有关.

凸包异形孔窝眼轮式人参精密排种器设计与试验

针对人参种子流动性差,导致排种器在充种环节漏充严重、伤种率高等问题,采用增大种群扰动、减小局部种间摩擦力的方法,提高排种器的充种性能,并基于此设计了一种凸包异形孔窝眼轮式精密排种器。通过对充种区种子受力状态和运动状态进行分析,阐明了凸包异形孔结构提高排种器充种性能的机理;进行理论计算和对充种过程运动学分析,利用EDEM软件进行了单因素仿真试验,分析了不同结构参数对种群的影响,并确定了窝眼轮的结构参数;以窝眼轮转速、凸包高径比和种层高度为试验因素,以合格指数、重播指数和漏播指数为试验指标,进行了二次回归正交旋转组合试验。试验结果表明:影响合格指数的主次顺序依次为凸包高径比、窝眼轮转速、种层高度;当窝眼轮转速为29.75 r/min、凸包高径比为0.43、种层高度为53.92 mm时,充种性能最佳,此时合格指数为95.59%、重播指数为2.97%、漏播指数为1.40%。为验证排种器的工作性能,进行了台架试验和田间试验,结果表明,凸包异形孔窝眼轮式精密排种器的充种性能较好,满足人参播种要求。

用于异形孔精密加工的超磁致伸缩构件的线性化迟滞建模

根据超磁致伸缩构件精密加工异形孔刀具轨迹的特点,采用纯延时环节串联线性化模型,建立其在高频驱动下驱动电流与输出微位移的迟滞非线性动态模型。通过一定频率下驱动电流与输出位移的相关辨识,获得系统纯延时环节的补偿参数,并建立了驱动电流与无相位差输出位移的线性化模型。当实时控制时,通过迟滞非线性模型的直接逆模型补偿,使位移输出与异形孔的理想刀具轨迹一致。实验验证表明,直接逆模型的最大开环控制误差为2.7μm,最大相对误差为10%。进一步对构件进行微位移反馈闭环控制,实验误差最大值为1.2μm,最大相对误差为7%,提高了系统的控制精度。

超磁致伸缩构件精密加工异形孔滑模控制

采用一组合趋近律的离散滑模控制方法,用于超磁致伸缩构件精密加工异形孔的高精度、实时微位移控制.该方法通过超磁致伸缩构件驱动模型与异形孔精密加工动力学分析,建立系统的状态方程,并通过微位移实时反馈解决切削干扰力不可测的问题.经微位移控制仿真和实验表明:超磁致伸缩材料(GMM)构件精密加工异形孔的微位移仿真误差在±0.8%以内,并具备快速趋近滑模面和抑制抖振的特点;微位移跟踪实验误差在±5%以内.

异形孔桥墩附近河道水流流动特性

采用三维水动力数学模型,计算分析了异形孔桥墩附近河道的水流流动特征,比较了建桥前后桥址附近河道的流场分布,得到了异形孔桥墩附近河道的水流流场、墩前阻水范围,桥墩下游的尾流区长度、宽度以及河床附近的涡量、切应力等的分布规律,并给出了墩前阻水长度,尾流区长度和宽度以及河床表面最大切应力与墩前断面弗劳德数的关系及经验公式.结果表明,异形孔桥墩对桥址附近的水流流动影响显著,墩前阻水长度与墩前断面弗劳德数呈正相关关系,而尾流区长度和宽度以及河床表面最大切应力与墩前断面弗劳德数呈线性关系.

线切割加工上下异形孔的改进

采用线切割机分别以传统加工路径、改进加工路径切割带上下异形孔零件的凸凹模,并把2种加工路径作比较分析,结果表明:改进路径比传统加工路径减少了线切割加工过程中的抽丝与穿丝次数,在提高零件加工精度的同时,节省了加工过程的辅助时间,提高了线切割加工上下异型孔的生产效率。

基于异形孔等效放电面积的微细电火花加工技术

针对喷丝板异形孔加工这一工艺难题,分析了微细电火花加工系统的关键技术,并对传统晶体管可控式RC脉冲电源电路拓扑进行了改进,设计并研制出适合微细电火花加工的新型微能脉冲电源。针对等效放电面积对微小异形孔加工效率及加工精度的影响进行了详细的理论分析与大量实验研究,为合理地选择加工规准提供了可靠的理论与实践依据。

异形孔轴类零件的复合挤压成形模设计与数值模拟

分析了轴端带方孔的传动轴零件的成形工艺,设计了挤压成形毛坯及其复合挤压成形模。运用Deform-3D数值模拟分析软件,对零件复合挤压成形过程进行模拟和分析,根据模拟结果对挤压模进行优化改进,生产出合格的挤压零件,提高了生产效率和材料利用率。

模具异形孔抛光技术探讨

介绍了用于模具异形孔腔抛光的新技术－－柔性磨体振动抛光技术，并与超声波抛光、磨料流加工在原理特点、表面质量、设备概况方面进行了比较．

异形孔数控镗削自动编程研究

针对异形孔的数控加工,进行了数控镗削自动编程的研究,介绍了采用VB获取工件异形孔曲线的加工信息,然后在AutoCAD中进行工件图形显示及加工信息补充,最后在Mastercam中实现刀具选择、刀具轨迹控制及数控自动编程。

一种基于电磁驱动的非圆异形孔加工方法

为了对镗杆施加径向可控随动作用力．在镗床主轴与镗杆之间设置一个柔性铰链变形机构(转子)，而在其外围设置一个多磁极加力机构(定子)，两者形成一个回转式电磁微位移驱动机构．定子与转子之间的作用力取决于定子线圈中的控制电流，改变控制电流可以改变转子与定子之间的作用力，实现转子相对于定子的径向微位移．通过对电磁驱动力的数值建模，提出了实现电磁驱动机构同步驱动的控制方法；通过对电磁驱动力线性化误差进行分析，给出了电磁驱动器关键参数的设计方法．在正常工作范围内，电磁驱动器微位移与控制电流之间具有较好的线性关系．模拟试验表明，通过改变控制电流的大小，转子(镗杆)中心的回转半径随之变化，从而带动镗杆在径向上做精密微位移．

一种基于电磁驱动的非圆异形孔加工方法

为了对镗杆施加径向可控随动作用力,在镗床主轴与镗杆之间设置一个柔性铰链变形机构(转子),而在其外围设置一个多磁极加力机构(定子),两者形成一个回转式电磁微位移驱动机构.定子与转子之间的作用力取决于定子线圈中的控制电流,改变控制电流可以改变转子与定子之间的作用力,实现转子相对于定子的径向微位移.通过对电磁驱动力的数值建模,提出了实现电磁驱动机构同步驱动的控制方法;通过对电磁驱动力线性化误差进行分析,给出了电磁驱动器关键参数的设计方法.在正常工作范围内,电磁驱动器微位移与控制电流之间具有较好的线性关系.模拟试验表明,通过改变控制电流的大小,转子(镗杆)中心的回转半径随之变化,从而带动镗杆在径向上做精密微位移.

异形孔的微细超声电火花加工技术研究

在分析了几种微小异形孔加工方法的前提下,介绍了采用微细超声电火花加工方法进行微小异形孔的加工。重点研究了微细超声电火花加工系统的关键技术,通过理论分析与大量实验证明了超声振动对于提高微小异形孔电火花加工效率以及加工精度具有显著效果。此外,首次提出了异形孔"等效放电面积"的概念,对等效放电面积进行了数学推理、计算,并在此基础上进行了大量的实验研究。实验证明,异形孔等效放电面积的提出为选择异形孔加工规准提供了可靠的理论与实践依据。根据对异形孔等效放电面积的计算用以选择加工规准,可以最大限度地提高微小异形孔的加工效率及精度。