复杂工件夹紧力作用区域的规划算法

在机械加工过程中,工件受到切削力、切削扭矩等外载的作用,这将破坏工件定位时所获得的合理位置,甚至会导致生产事故的发生。因而必须对工件施加合理的夹紧力以保证其在整个加工过程中具有稳定性。为此,以工件稳定性为核心,提出了复杂形状工件的夹紧力作用区域确定算法。基于虚功原理和线性规划技术,建立了工件稳定性的判定算法;基于表面网格离散化方法,按照一定方向逐次分析各个节点处的工件稳定性,建立了夹紧力作用区域的确定算法。该方法不仅能够验证夹紧力大小的可行性,而且还能够用来指导夹紧力作用点位置的合理设计。     

基于夹紧性能迭代分析的夹紧力与夹紧点一体化离散设计方法

为了保证工件加工过程的顺利进行,往往采用多重装夹对工件提供合理的夹紧力。因此,需要通过构建工件的装夹模型及其解的存在性分析方法,实现多重装夹布局夹紧性能的判断。将夹紧表面网格化为候选夹紧点的集合,自具有力封闭的第1个候选夹紧点开始,以一定步长选取相邻的两个夹紧力。根据二者力可行的异同,确定当前步长的递减系数,直至步长递减至阈值之内获取当前夹紧点的夹紧力。如此遍历至最后1个具有力封闭的节点,实现“1-夹紧力”的规划。在描述n重夹紧力为1个极径和n-1个极角函数的基础上,将n-1个极角离散为候选微角的集合。在具有力封闭的各个微角处,利用“1-夹紧力”规划算法完成“n-夹紧力”的计算。利用“n-夹紧力”规划方法和力学解析法分别计算典型二重装夹布局的夹紧力,结果表明：二者最大相对误差仅为0.979%. 通过引入离散化思想,将连续型多重装夹设计问题转化为离散型夹紧性能分析问题,不仅适合于形状复杂的工件,而且有利于自动化夹具设计的实现。     

平面曲线端铣加工过程铣削力的建模与预测

针对平面曲线端铣加工过程,提出一种考虑瞬时进给方向的铣削力预测方法。铣削加工时每齿进给量、切入/切出角以及瞬时切屑厚度等铣削参量随着曲线曲率的改变而变化,将单个频齿周期内的曲线加工过程看做是一系列铣削条件恒定的微小稳态加工过程,建立了等效进给量、切入/切出角的矢量计算模型,通过计算每一微小阶段的铣削参量,推导了平面曲线端铣中基于傅里叶级数展开的铣削力模型。以PCrNi3MoVA钢为工件材料,分别进行圆弧和Bezier曲线端铣加工试验,试验结果表明,预测的铣削力在幅值和变化趋势上与试验测量结果吻合良好,验证了该铣削力预测方法的有效性。     

基于“回”型阴极屏蔽板的平面电铸件厚度分布均匀性研究

为进一步提高大面积平面电铸件厚度分布的均匀性,提出一种改进型电铸工艺——阴极加设“回”字型屏蔽板并做周向等幅平面运动,并对此进行了数值分析与实验研究。研究结果表明：“回”字型屏蔽板结构参数与位置参数对阴极电流密度分布有很大影响,采用改进型电铸工艺能显著改善电铸层厚度的分布特性,基于新工艺制备约为100 μm厚的电铸层（大小70 mm×70 mm） 的厚度差小于8%.     

基于光滑粒子流体动力学法单颗磨粒超声辅助磨削陶瓷材料的磨削力仿真研究

为了揭示轴向超声振动对磨削SiC陶瓷、Al₂O₃陶瓷的磨削力影响机制,利用光滑粒子流体动力学（SPH）法对单颗金刚石磨粒磨削SiC陶瓷、Al₂O₃陶瓷的磨削力进行仿真,提出在单颗磨粒模拟磨削中应将平均未变形切屑厚度作为磨削深度。通过分析轴向超声振动振幅与磨粒速度对平均未变形切屑厚度的影响,发现平均未变形切屑厚度随着超声振动振幅的增加而减小、随着磨粒速度的降低而减小。仿真结果表明：与普通磨削（CG）相比,轴向超声振动能够有效降低磨削力;随着超声振动振幅的增加磨削力降低比率增大;在相同磨削参数下,磨粒切削SiC陶瓷时磨削力大于切削Al₂O₃陶瓷的磨削力。     

基于数控系统的车刀刀尖补偿半径逆向测量

精车兵器零件的锥面、曲面时,需要向数控系统提供刀尖半径值以实现精确补偿。为提高所测量的刀尖半径值精度,提出应综合考虑刀具的实际形态、刀具与工件接触状态以及加工中刀具磨损等情况,用刀尖补偿需求半径来表达切削过程中应给予数控系统的刀尖半径值。刀尖补偿需求半径值无法通过直接测量获取,研究了一种由加工结果反求刀尖半径的逆向测量法,在测量刀尖半径值时利用数控车削系统运行中固有的特点,通过加工一个倒角或圆锥面,量取工件尺寸,计算得到车刀刀尖半径值。该测量法排除了刀尖形状是否规范的干扰,测出的刀尖半径能够真实反映刀具切削时的实际切削状态,比传统测量方法更精确,且操作简便。这种测量方泫的特点在于能够在机进行。     

基于优先排序与粒子群优化的装备保障任务规划方法

针对装备保障任务规划过程中保障资源占用冲突及保障任务逻辑关系约束的实际问题,构建基于任务优先排序的解空间模型,并进一步提出基于优先排序与改进粒子群优化的装备保障任务规划方法。该方法将分解后的保障任务按照其重要性和逻辑顺序进行优先排序,并根据排序结果对粒子群优化算法得到的任务与资源匹配解空间进行调整,以解决资源占用冲突和逻辑顺序问题。为保证每次迭代后的粒子为可行解,提出不可行粒子的多维异步处理机制,提高了粒子群优化算法的搜索效率。通过实例应用仿真分析,验证了该方法在装备保障任务规划中的有效性和优越性。     

基于RBF神经网络的引信智能天线多目标方向估计

提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的引信智能天线多目标方向估计算法,对引信智能天线进行了结构和训练算法的设计.理论分析和测试结果表明,此算法充分利用了径向基函数神经网络的结构简单、自学习能力强、运算速度快、模式分类能力强等特点,可以实现多目标高分辨率方向估计.     

TC4铣削加工的刀具磨损与切削力和振动关系研究

采用AlCrN涂层整体硬质合金立铣刀铣削TC4钛合金,测量周刃磨损量、切削力和切削振动。使用扫描电镜（SEM）观察刀具磨损形貌,应用能谱分析的方法研究刀具失效表面元素的分布规律。在揭示磨损机理的基础上,进一步探讨刀具磨损对切削力、切削振动的影响规律,为实现钛合金加工刀具磨损状态的在线检查提供理论和技术支持。研究表明：前刀面主要出现机械裂纹、热裂纹、粘结磨损和氧化磨损,后刀面出现机械裂纹、粘结磨损和氧化磨损;整体上,切削力和振动随着磨损量的增大而增大,但不同磨损状态对切削力和振动的影响不同。     

芳纶纤维增强复合材料低温铣削研究

为了降低芳纶纤维增强复合材料铣削加工起毛、高温烧蚀缺陷,提高其切削性能和加工质量,采用液氮作为切削液进行数控铣床深冷切削。利用超大景深数码显微镜测量试样表面形貌,3D表面轮廓仪测量试样表面粗糙度,测力仪测量切削点切削力。建立了材料铣削过程模型;分析了纤维材料干铣削缺陷产生的原因;探讨了液氮深冷铣削机制。结果表明：相比于干切削,深冷切削时切速越高,表面质量越好,相同切速时深冷切削表面质量更佳;两种切削条件下,随着切速升高,主切削力均呈下降趋势,且深冷时下降得更加明显,当相同切速时深冷铣削主切削力较之干切削有所提高;纤维编织粘接成型点承受铣刀刃压力不足,以及纤维高温受力后出现自动避让和伸长的特性,导致铣削表面质量无法准确控制;深冷铣削力的提高,切削区温度的下降都对芳纶纤维加工缺陷的改善起到了积极作用。 为了降低芳纶纤维增强复合材料铣削加工起毛、高温烧蚀缺陷,提高其切削性能和加工质量,采用液氮作为切削液进行数控铣床深冷切削。利用超大景深数码显微镜测量试样表面形貌,3D表面轮廓仪测量试样表面粗糙度,测力仪测量切削点切削力。建立了材料铣削过程模型;分析了纤维材料干铣削缺陷产生的原因;探讨了液氮深冷铣削机制。结果表明：相比于干切削,深冷切削时切速越高,表面质量越好,相同切速时深冷切削表面质量更佳;两种切削条件下,随着切速升高,主切削力均呈下降趋势,且深冷时下降得更加明显,当相同切速时深冷铣削主切削力较之干切削有所提高;纤维编织粘接成型点承受铣刀刃压力不足,以及纤维高温受力后出现自动避让和伸长的特性,导致铣削表面质量无法准确控制;深冷铣削力的提高,切削区温度的下降都对芳纶纤维加工缺陷的改善起到了积极作用。     

基于方向概率和改进蜂群算法的地面防空武器组网系统优化布阵

针对反低空小目标大组网系统的布阵问题,提出了一种基于方向概率的评估指标体系。通过计算随防御角度方向变化的总体毁伤概率,精细描述了大组网系统的效能,解决了覆盖面积等传统指标描述系统所带来的与真实效能不符的问题。利用sigmoid函数对计算结果进行变换并归一化,也很好地解决了大组网系统布阵与优化算法的衔接问题。提出衔接系数、重叠系数和覆盖系数,衡量各子网关系使其合理配置。最后应用改进的蜂群算法,对特定的阵地进行优化配置,对所提出的指标体系进行仿真。仿真结果表明：本文提出的基于方向概率的评估指标体系和改进的蜂群优化算法可以有效结合,并能很好地觯决大组网系统的优化布阵问题。     

BTA深孔加工钻杆系统的稳定性及分岔

研究了BTA深孔加工钻杆系统的稳定性和分岔。考虑了钻杆质量偏心和切削力波动的影响,利用切削液非线性流体力以增加数值计算的精度。通过引入变分约束原理的有限元方法,同时完成了非线性分析所需的流体力及其Jacobian矩阵的计算。在稳定性分析中,通过改变系统的时间尺度,将非线性钻杆系统周期轨迹的周期显式地出现在钻杆系统的系统方程中;然后对传统打靶法进行改造j将周期也作为一个参数一起加入打靶法的迭代过程,确定了钻杆运行周期轨迹并有效减少了周期计算量。结合Floquet稳定性理论,将理论计算与实验结果相结含验证了上述方法的正确性和有效性。