大型整体结构件数控加工变形的安全校形理论研究

研究了整体结构件校正需要满足的基本曲率关系，进而分析了曲率与弯矩的关系。建立了校正整体结构件弯曲变形的弯矩方程和校正曲率方程。为了便于生产操作，给出了校正工件的加工变形所需压下位移量的计算公式。研究了安全校形参数阀值。     

飞机整体结构件加工变形的产生和对策

分析了整体结构件加工变形的产生机理。通过两个实例，说明了整体结构件已去除材料残余应力的释放和切削加工表面残余应力对工件变形的影响。提出了深冷处理消除毛坯残余应力、高速切削和切削加工工艺优化等抑制整体结构件加工变形的策略。针对整体结构件弯曲变形，提出了校正需要满足的基本曲率关系．     

航空长梁整体结构件加工变形预测及校正分析

航空整体结构件的加工变形和变形校正是制约结构件加工效率的瓶颈技术,针对长梁零件加工后出现变形问题,构建薄壁长梁整体结构件加工变形有限元模型进行数值计算.研究表明,在毛坯初始应力和加工应力的作用下,长梁件出现弯曲扭转复合变形,工件结构刚度不对称是导致工件弯曲变形的重要原因.以变形结果作为校正目标模型,进行加载-卸载反弯和扭转校正分析,对校正参数、校正载荷施加形式及校正效果等关键技术进行研究.根据长梁整体结构件变形校正图谱,当在-Y方向施加9 050N4点反弯校正载荷,在垂直X顺时针方向施加145×10~3 N·m矫正扭矩时,可以得到理想的校正效果.     

再制造零件变形参数实时测量与计算方法研究

在再制造领域中,很多零件由于几何变形而失效,这些零件只需通过机械方法进行变形校正即可再次利用。校正参数必须根据变形程度和材料特性进行计算。采用机器视觉的边缘检测方法获取变形零件的边缘轮廓,得到变形零件的中性层曲线。通过对中性层曲线的曲率进行分析,将非线性的曲率关系分段处理成若干纯弯曲梁段。然后以原始零件的CAD模型为参考依据,通过STL格式的中性文件,计算出零件各处的截面惯性矩。上述2个参数可以作为后续反弯校正的计算依据。     

钛合金微观位错与整体结构件加工变形的数学模型研究

以钛合金梁整体结构件为研究对象,根据位错动力学理论建立了整体结构件加工变形的运动位错分布模型;通过位错滑移系统模型建立了整体结构件最大塑性变形量与微观位错的理论数学关系.通过对该数学关系模型的分析表明：钛合金梁整体结构件的最大塑性变形量发生在梁中间附近,且最大变形位置由基面滑移和柱面滑移与工件端面之间的夹角确定;最大塑性变形量与已加工表面下不同深度处的应力场、加工变形过程中位错的增殖强度以及工件的长度成正比,与工件的厚度成反比,且仅从宏观尺寸上来看,工件的长度越长,厚度越小,工件的变形量越大.     

残余应力对航空整体结构件加工变形的影响分析

基于理论计算和有限元模拟,研究了毛坯的初始残余应力对大型整体结构件数控加工变形的影响,对单向 应力作用的矩形截面梁在剥层过程中的变形挠度值进行了求解。结果表明,理论解与有限元计算值是一致的。面 向工程应用,采用ABAQUS有限元软件模拟了残余应力对隔框类整体结构件加工变形的影响,并进行了试验验证。 有限元仿真结果与试验数值非常吻合。最后,根据工件加工变形的有限元模拟结果,提出了提高整体结构件制造 精度的工艺措施。     

U形工件弯曲时的底部变形过程及其影响

U形工件弯曲成形时,工件加工过程中底部材料并不是一直贴合凸模,存在着一个从不平到校平的过程。校平过程中的材料移动是影响工件回弹的重要因素,本文通过对弯曲过程进行分析来阐述U形工件弯曲校正过程中的底部材料移动及其影响。     

基于刚度与应力演变机制的航空整体结构件加工变形预测理论建模

航空整体结构件在铣削过程中,由于材料去除产生的毛坯初始应力重分布和结构刚度演变导致工件发生加工变形。针对这一问题,借助于生死单元技术建立隔框件加工变形预测有限元模型,获得材料去除过程工件变形规律。基于等效弯曲应变能方法,计算加工过程工件刚度变化规律;通过毛坯初始的应力和去除材料产生的弯曲附加应力的叠加分析,结合应力-工件刚度演变特点,借助于材料去除产生的附加力矩分析,构建航空隔框件加工变形数学模型,对隔框工件加工过程变形进行预测分析。将有限元计算结果与数学解析模型计算结果对比,研究表明两种方法获得的加工变形规律相吻合,工件变形特征与去除材料的初始应力状态变化规律相一致。     

简易U形螺栓校正装置

钢板弹簧骑马螺栓在热处理后易产生变形,需要校正。我们在资金不足又要达到校正目的的情况下,采取了模拟专机功能原理设计了简易高效校正装置,方便灵活地实现了钢板弹簧骑马螺栓变形后的校正。 1.工件的变形及其特征 汽车上用钢板弹簧 U形螺栓如图1所 示。杆径有φ20mm和 φ22mm两种。此工件 经过热处理后,杆的两 端易呈现出喇叭口、并 裆以及翘曲式变形。经 实测,变形量大都在     

非对称隔框类航空薄壁结构件加工变形控制

针对非对称隔框类航空薄壁结构件加工变形问题,采用数值仿真方法构建结构件铣削加工过程有限元模型,探究隔框加工顺序、装夹方式等对工件整体变形的影响规律,提出相应的变形控制策略,并开展试验验证。研究结果表明:对于非对称隔框类薄壁结构件,可充分利用未加工部分的刚性支撑作用,先从工件刚度相对较弱区域开始加工,减小弱刚性区变形;在先加工结构弱刚度区域的策略下,通过改变装夹位置以增大未加工区域的系统刚度,有利于减小结构件整体变形量。     

Stamping and springback of circular plates deformed in hemispherical dies

Circular plates of mild steel with radius-to-thickness ratios between 30:1 and 60:1 were pressed or stamped into a hemispherical die by a matching punch. Measurements of the punch travel, the final curvature of the plates (i.e. after elastic springback) and a record of the wrinkling encountered during pressing are related to the punch force for a range of plate central deflection up to several plate thicknesses. A theoretical analysis, based on axisymmetric bending or stretching of rigid-perfectly plastic plates is presented. This analysis well accounts for the experimental variations in stamping force during pressing and the final curvature of the deformed plates.     

基于三角曲面的逆向工程CAD建模方法

根据目前逆向工程CAD建模中存在的问题，提出一种基于三角Bezier曲面模型初始表达的跨平台产品逆向工程CAD建模策略，既能利用三角Bezier曲面的优势，又能有效地与通用CAD软件集成。对涉及产品逆向建模方案、数字化测量规划、实际建模过程和再创新设计等具体内容进行了详细阐述，并结合具体实例说明了该方法的可行性和有效性。     

精密矫直机中轴类零件矫直工艺理论研究

通过非线性有限元法与弹塑性理论对压点式反弯矫直理论进行了研究，提出了精度较高的压点式压下量的确定方法，实例表明用本文的方法分析与计算精密矫直机中轴类零件的一些参数是有效的。     

新型多级链传动抽油机的方案没计及性能分析

针对目前链条抽油机换向机构复杂、轨迹链条和主轴销容易发生断裂事故以及气动平衡系统复杂等问题,提出了一种新型多级链传动抽油机。通过曲柄滑块机构来实现换向,利用滑块的上下运动来实现抽油机的上下冲程;通过多级链条传动增加抽油机的冲程。整个抽油机具有结构简单、安全可靠、运动平稳、超长冲程、高效节能等优点。     

多层模板粉末压制设备的研制

为了生产密度均匀、无裂纹的多台面粉末冶金零件，设计和制造了用于成形多台面复杂粉末冶金零件的多层模板粉末压制设备，并根据压制工艺要求设计了适用于该压制设备的控制系统。采用集成油缸驱动多层模架，多层模冲均能单独控制，可满足多台面复杂粉末冶金零件压坯的压制动作要求，改善了压坯的密度均匀性，避免产生裂纹。     

基于复杂网络的零部件用量预测方法

在采用有向网络对产品族主结构进行描述的基础上,根据网络中结点入度的双对数坐标分布曲线及其分布规律,提出了产品族零部件关系网络结点入度演化规律,并推导出了结点入度概率密度的解析表达式。通过对零部件种类随产品数变化历史数据的分析,建立了零部件种类与产品数之间的表达关系式。提出了基于给定产品数增量的零部件用量预测方法,以某工业汽轮机产品族数据为例,对部件用量进行了预测,并对预测结果进行了验证,对预测误差进行了分析。     

Applications of 3D scanning and reverse engineering techniques for quality control of quick response products

Quick error comparisons of fabricated parts and an original CAD design is often a difficult yet important issue in product quality control. In this paper we present an integrated technique of 3D scanning with reverse engineering and rapid prototyping technologies. This will be applied to the entire quality control phase of quick response products during the manufacturing process. By using 3D scanning and reverse engineering technology in conjunction with rapid prototyping technology, the geometric data of components can be easily and rapidly measured and analyzed. The detailed report can be printed out directly to fulfill the requirement of total quality control for quick response products. The proposed technique is especially suitable for fragile or soft material made products, like thin shell or rubber parts. With its accuracy and ease of operation, this integrated method is able to help manufacturers improve their global competitiveness in the 21st century.     

梯度残余应力下多层膜结构的弹性变形

提出了一类Stoney延伸公式来表征多层MEMS膜结构的曲率和其各层膜内沿厚度任意分布的残余应力之间的关系。推导出三层结构下的Stoney延伸公式,并利用它解决了残余应力沿厚度方向梯度分布的三层悬臂梁结构的变形问题。制造了一个Si3N4/p+Si/Si三层悬臂梁微结构,并测得其弯曲曲率,在p+硅层残余应力梯度分布和均匀分布两种情况下分别对该结构进行了仿真和解析计算。结果表明：所提出的Stoney延伸公式能比较准确地表征多层膜结构的弹性变形和其各层膜内任意分布的残余应力之间的关系;用平均残余应力代替实际的梯度残余应力,会对结构变形的预测带来更大的误差。     

基于离散单元法颗粒阻尼的耗能研究

提出了用于颗粒阻尼耗能研究的新算法,建立了颗粒阻尼软球耗能模型,并通过研究颗粒层之间的滑移和竖直压力来计算颗粒层之间的耗能情况,通过迭代法得到颗粒阻尼中摩擦耗能情况,并由此推导出颗粒阻尼摩擦耗能的理论计算公式。在简谐激励条件下,对圆柱形钢制容器内的颗粒体耗能情况进行测试,系统地研究了颗粒层深度对阻尼性能的影响,试验结果对理论计算给予了有效验证,同时得出随着颗粒填充高度的增加,阻尼效果明显加强。