基于瓶颈工序的多资源多目标机械加工车间调度研究

为求解多资源约束的机械加工车间调度问题,建立了包括最大完工时间、平均流经时间、总拖期惩罚和生产成本在内的多目标优化模型,并结合免疫遗传算法和约束理论提出了一种基于瓶颈工序的机械加工车间调度算法。算法依据约束理论提出了一种基于工序的多参数级联编码方法和基于鼓-缓冲器-绳索(DBR)的四阶段解码方法,以及有效的交叉、变异操作。基于瓶颈工序的免疫操作及基于浓度的选择更新机制,保证了多目标优化问题的收敛性以及Pareto解集的多样性。仿真结果表明了该算法的可行性和有效性。

滚轮型线加工工艺研究

滚轮作为与凸轮磨合的重要运动件,有一定概率发生咬卡现象。分析了滚轮的结构特征,介绍了滚轮型线的加工方案,并进行了滚轮型线检测。

船舶行业关键核心技术突破方案的优选策略

在当前复杂多变的国际环境下,地区冲突与地缘政治博弈成为各国面临的重要挑战。随着外部压力的加剧,各领域的关键核心技术问题已非常突出,并已逐步对多个产业发展的若干环节形成实质化的制约。船舶行业作为全球化的重要组成部分,也不可避免地受到了这些影响,其行业特点决定了其在博弈中的特殊地位。本文对船舶行业在外部压力下关键核心技术突破的方案优选策略和相关主观因素进行剖析,对其关联、应对策略等进行分析研究,以期促进价值观念和思维导向的建立,为关键核心技术的有序突破提供参考。

钻削高速钢钻头的寿命研究

高速钢切削加工性能差,采用传统的加工方法钻削高速钢零件容易出现刀具寿命短、易损坏等问题。文章从刀具结构、涂层选择、加工冷却方式、加工程序等方面进行了针对性优化。经过多次切削试验表明,优化后钻头刀具寿命明显延长,钻头加工时所受轴向钻削力减少约50%。

15NiMoSiCr10中速船用针阀体的热处理工艺开发

针阀偶件是船用柴油机的一种重要零件,在船舶航行的安全性和可靠性中发挥关键作用。利用低压脉冲真空渗碳高压气淬技术,在国内率先成功开发了15NiMoSiCr10船用针阀体的热处理工艺,同时较系统地研究了其热处理性能特点。渗碳温度选用960℃,采用VC-Sim 1.4.1专家软件对渗碳时间和乙炔脉冲进行仿真,降低工艺开发成本。960℃渗碳后直接进行18 bar高压氮气淬火,经-120℃冷处理2 h后分别在不同温度下进行抗回火性试验。试验结果表明,15NiMoSiCr10针阀体具有回火抗力好、金相组织优良以及芯部硬度较高等较好的工艺性,使用寿命超过6000 h,相比其他材料针阀体,其使用寿命得到大幅提高,有效提升了产品的市场竞争力,带来了较大的经济效益。

薄壁件车削加工综合探究

中国船舶制造业在全球市场上所占的比重正在明显上升,中国已经成为全球重要的造船中心之一。薄壁零件的车削加工是船舶制造业中不可或缺的一环。薄壁零件使用传统自定心三爪卡盘装夹时,会出现应力集中,圆度和内外圆同轴度超差的问题不能满足工艺要求。针对薄壁零件的特点设计工装夹具,改进装夹方式,分析薄壁件在辅助工装作用下的应力分布,并进行工艺验证,确认薄壁件的尺寸、形位公差等均满足要求。

细长杆零件加工的研究

细长杆零件在机械加工中较为常见,该类零件的加工难点在于刚性差,加工容易出现颤振及变形,很难保证零件的加工精度,其中径向切削力所导致的细长轴弯曲形变问题最大,会使工件产生弹性弯曲引起振动,从而影响加工过程的正常进行。为此,分析了细长杆零件在加工过程中产生弯曲变形的原因,研究了切削参数、刀具几何参数、数控程序、递减车削方式与分阶段加工等途径,探索出行之有效的细长杆类零件加工方法。通过采用双刀塔同时加工使径向力相互抵消,工件受力变形和振动小;切削用量中背吃刀量影响细长杆变形因素较大,采用直径加工递减分层车削方法,配合适当的进给率,减少了切削变形;由于细长杆刚性差,粗加工时由于工件的振动导致刀具的损坏,为提高工件刚性采用分阶段加工提高工件刚性,从增强刀尖抗磨能力、降低摩擦力、提高加工效率、控制工件变形量等方面做了系统的研究与实践。该方法在加工各种规格的细长杆得到了验证,有效地解决了工件变形、刚性差等难题,极大地提升了工件的几何精度和尺寸精度,对同类细长杆零件加工提供了参考。

船用气体机电液喷射阀设计与仿真

传统燃气阀在应用于船用发动机时,常常因为电磁力的限制而导致开启困难。为了解决阀芯卡滞的问题,采用了电液联控的驱动方式进行结构设计,并对系统进行了响应与流场仿真验证。电磁阀作为液压系统的先导阀,间接控制燃气阀阀芯的动作。通过运用发动机参数计算公式,确定了燃气阀的设计参数。经过AMESim系统的仿真验证,电液联控式燃气阀的动态响应时间约为4ms。同时,运用Fluent软件对燃气阀进行流场仿真,发现当燃气阀进口压力为0.45MPa、出口背压为0.3MPa时,验证流量与需求流量之比约为1.2。研究结果表明,电液联控式燃气阀能够满足发动机在响应和流量方面的技术要求。

甲醇泵柱塞偶件润滑结构优化设计研究

设计了3种甲醇泵柱塞副的润滑结构,并采用三维流体仿真技术对不同润滑结构方案的润滑和密封效果进行了分析。试验结果表明,在无混合油道的情况下,随着甲醇与润滑油之间的压差减小,甲醇出口处润滑油的体积分数逐渐降低,直至稳定在0.05左右。在存在混合油流道的情况下,随着润滑油入口压力的增加,混合油中甲醇的体积分数逐渐降低,当润滑油入口压力达到1.5MPa后,混合油中甲醇的体积分数保持稳定,约占混合油液体积的18%。在甲醇自润滑结构中,上下环槽分别连接甲醇的出口和进口,压力分别为0.5MPa和0.8MPa,此时下端环槽的质量流量为5.5×10-4kg/s。计算结果揭示了不同润滑结构与其运行效能的相关规律,对甲醇泵的开发具有一定的指导意义。

特殊环槽毛刺的去除方法

特殊环槽结构零件的锐边毛刺处在环槽之中,肉眼无法观察,毛刺去除非常困难,影响零件的质量。对常用的去毛刺方法进行总结分类,并验证去毛刺效果,解决特殊环槽毛刺无法去除干净的问题,为解决具有特殊环槽结构零件的锐边毛刺问题提供参考。

橡胶隔膜蓄能器有限元强度分析（英文）

橡胶隔膜破坏是隔膜蓄能器最主要的失效形式。基于气体式蓄能器隔膜腔的工作原理,建立其轴对称结构有限元模型,其中橡胶隔膜材料采用Ogden本构模型,蓄能器中的气体采用ABAQUS中的流体单元进行模拟。通过隐式非线性有限元分析,计算出最大气体压力时蓄能器的应力分布情况,可为橡胶隔膜设计提供参考。

某船用低速柴油机连杆强度和疲劳有限元分析

以某船用低速柴油机连杆为研究对象,利用NX软件完成连杆组三维建模后,借助有限元分析软件ANSYS建立了连杆疲劳强度可靠性的计算模型,系统地进行了结构强度方面的性能分析。考虑到连杆的主要破坏形式是疲劳破坏,在通过试验验证了仿真模型准确性的前提下,对其疲劳强度进行校核,为有效指导连杆的设计工作提供方法参考。

一种机械手标定误差的插补计算方法

在自动上下料的自动化单元中,机械手在料盘中取放料的时候,需要在程序里进行位置坐标计算,其精度要求极高,这也需要机器人系统的位置标定非常准确。机器人位置标定不准确,会造成其内部设定的三维坐标系不是互成90°角,为编程计算带来极大困难,针对这一问题提出了一种在机械手存在标定误差时仍能精准编程计算的方法。

浅析数控技术与设备在机械加工领域的应用优势

机械加工中数控技术的出现对于传统的机械加工方式而言是一次巨大的变革,促进机械加工朝着高质量和高效率方向发展。数控机床相对于普通机床,在加工方式上存在明显的优势,对此,本文通过实例,分析数控技术和设备在机械加工领域的应用优势,通过对比,提出在实践工作中,如何挖掘数控设备的潜能,探索开发出更多先进高效的加工技术。

掺混比例对航空煤油/柴油的着火和碳烟排放影响

航空煤油/柴油掺混作为一种典型的宽馏程燃料,具有提升着火能力、改善低温冷起动并对柴油机结构可靠性影响较小等潜在性能.基于电加热定容燃烧弹,耦合纹影法、广域低通化学发光法和高频背光消光法等光学诊断方法,研究了不同航空煤油掺混比例对航空煤油RP-3/柴油掺混燃油喷雾、着火和碳烟排放特性的影响.结果表明:在航空煤油中掺烧柴油,有利于提高掺混燃油的着火能力,但同时也会提高碳烟排放,产生明显的红外信号.随着柴油掺混比例的增加,冷态喷雾体积几乎没有变化,但在高温蒸发环境下,喷雾锥角及体积均略微下降.添加25%(体积分数)的柴油可明显缩短着火滞燃期,且碳烟面积和碳烟质量规律与纯煤油相近,随着柴油组分的进一步增加,碳烟面积和碳烟质量都相应明显增加.此外,掺混25%柴油的航空煤油掺混燃油,可大幅提高燃油的着火性能,且碳烟排放维持在较低水平;航空煤油中添加较少比例的柴油适合在航空发动机中使用,从而成为一种比纯航空煤油更有潜力的单一燃料.

退火对AlSn20Cu-钢轴瓦复合板材组织与性能影响

采用电子扫描显微镜电镜、金相显微镜、显微硬度和弯曲等方法,研究了热处理工艺对冷轧AlSn20Cu-钢复合板材微观组织和力学性能的影响。结果表明:经退火处理后,铝合金中锡相由带状逐渐球化、聚集成网状,而钢侧微观组织无明显变化。铝合金硬度从轧制态的55 HV降低到退火态的33 HV,而钢层显微硬度无明显变化。复合板经过弯曲后,钢/铝界面无明显开裂和缺陷。

船用柴油机供油机构滚轮衬套混合热弹流润滑特性研究

以船用柴油机供油机构中滚轮-浮动衬套-滚轮销为研究对象,考虑其低速重载运行工况下衬套弹性变形,计入表面粗糙特征,构建了浮动衬套内外双层油膜混合热弹性流体动压润滑分析模型,并据此探究了内外层油膜间隙比、衬套宽径比、衬套厚度及其表面粗糙度对环速比、内外层最大油膜压力及承载能力等润滑特性的影响规律。结果表明:滚轮-浮动衬套-滚轮销结构运行过程中内层油膜厚度较小,润滑状态较为恶劣;低速重载工况下,衬套弹性变形与混合润滑效应不可忽略;宽径比越大、内外层间隙比越小,最大油膜压力越小,结构承载能力越强,但温升越高;混合润滑状态仅出现于衬套内层润滑油膜,且衬套表面粗糙度越大,润滑效果越差。

基于遗传算法与仿真联合的车间调度方案优化

以车间生产系统仿真模型为仿真器,以改进的遗传算法模块为优化器,通过Socket实现联合求解调度优化问题。结果表明,优化的调度方案相比实际完成时间减少19.4%;相比考虑实际因素的仿真时间减少14.3%。通过遗传算法与仿真模型的联合求解,找到了较优的调度方案,实现了生产能力的有效提升。

基于CFD浮环轴承润滑性能仿真分析及优化设计

浮环轴承具有双层油膜、体积小、稳定性好等特点。为了得到船用柴油机浮环轴承润滑性能的变化规律,基于计算流体力学(CFD)对油膜进行数值计算模拟,并在此基础上对浮环结构进行优化设计。计算结果表明,浮环稳定运转时,滚轮转速越高,油膜表面压力越大,油膜承载力越大;不同进口油压对油膜表面压力分布并没有太大影响。

高压喷射控制单元台架试验研究

作为低速机高压共轨系统中的喷油关键控制件,喷射控制单元的性能决定各缸喷射量的均匀性与稳定性。在其性能测试过程中,存在三个电磁阀需要同时驱动以及大喷油量下轨压波动较大的问题。针对以上两个问题,本文进行了测试用控制系统设计,包括电磁阀驱动的硬件设计以及加入前馈控制的轨压闭环控制策略设计,并在台架试验装置上进行了控制系统验证和喷射控制单元的性能测试。试验结果表明,本文设计的控制系统可以达到驱动延时为40μs,解决了三个电磁阀的同时驱动问题,以及满足喷油瞬时压降小于10MPa和响应时间1.7s的轨压控制精度。整个试验台架结合控制系统能够满足喷油器的一致性检测和喷射控制单元的性能测试需要,验证了采用喷射控制单元和机械式喷油器高压共轨系统的可行性。