Imperfect preventive maintenance for numerical control machine tools with log-linear virtual age process

Based on the log-linear virtual age process, an imperfect preventive maintenance policy for numerical control（NC）machine tools with random maintenance quality is proposed. The proposed model is a combination of the Kijima type virtual age model and the failure intensity adjustment model. Maintenance intervals of the proposed hybrid model are derived when the failure intensity increase factor and the restoration factor are both random variables with uniform distribution. The optimal maintenance policy in infinite time horizon is presented. A numerical example is given when the failures of NC machine tools are described by the log-linear process. Finally, a discussion is presented to show how the optimal results depend on the different cost parameters.     

裂纹位置对含铌γ-TiAl合金裂纹扩展影响的分子动力学模拟

为了研究微观尺度下裂纹相对位置对3%铌含量的单晶γ-TiAl合金裂纹扩展过程的影响,运用分子动力学方法,建立γ-TiAl合金的晶体结构模型,模拟边界裂纹和中心裂纹扩展的过程,得到了裂纹扩展的轨迹图和能量演变图,分析了裂纹位置对3%铌含量的单晶γ-TiAl合金能量和应力-应变关系的影响,进而揭示了裂纹位置对裂纹扩展的影响。研究结果表明:中心裂纹的γ-TiAl合金在其拉伸初始阶段,受力并不集中,随后由于原子键的断裂形成了孔洞,孔洞部位抑制裂纹的扩展,因此裂纹要继续扩展需要克服更大的阻力。裂纹在中心位置和边界位置对γ-TiAl合金产生的力学影响不同,边界裂纹对材料产生断裂的危害性更大。     

几何仿真在数控车削加工过程中的应用

叙述了数控加工中NC代码的传统验证方法及几何仿真的目的和意义,着重讨论了数控车床几何仿真的系统结构以及NC代码验证程序的流程,最后分析了几何仿真中欠切与过切的布尔差算法。通过几何仿真,可以预见机械加工中的许多问题,从而降低设计与制造的成本,提高加工效率。     

单晶γ-钛铝沿不同晶向裂纹扩展的分子动力学研究

利用分子动力学方法模拟了单晶γ-Ti Al合金预置微裂纹单向拉伸过程中沿不同晶向的扩展过程。探索了[100]、[110]及[111]晶向下微裂纹扩展过程中的力学行为及扩展形式,研究表明:3种晶向下裂纹启裂应力依次为5.766、6.26、6.57 GPa,裂纹强度依次增强;[100]晶向下微裂纹扩展呈完全脆性解理特征,应力始终集中在裂尖且随时间增加而减小;[110]晶向下微裂纹初期以脆性解理扩展,之后裂尖出现原子错排及发射位错导致钝化现象产生,随后萌生与主裂纹不同平面的子裂纹,应力始终集中在裂尖且随时间增加而递减,主、子裂纹相连后形成台阶状韧断裂纹;[111]晶向下微裂纹通过裂尖发射滑移位错及局部衍生孪晶进行扩展,表现出明显的取向效应,材料强度出现强化效应,应力集中在裂尖及孪晶面上并随加载而减小;不同晶向下微裂纹扩展过程具有完全不同的特性。     

片层厚度对双相TiAl合金力学性能影响的纳米压痕分子动力学研究

为研究纳米压痕过程中片层厚度和γ/α2相界对双相TiAl合金变形行为及力学性能的影响,本文针对5种不同厚度的双相TiAl合金模型,采用分子动力学的方法模拟计算了金刚石压头以垂直于γ/α2相界方向分别压入γ和α2相的纳米压痕过程。结果表明：材料的硬度随片层厚度的减小而增大,当片层厚度减小至7nm时,材料的硬度达到最大值,进一步减小片层厚度时,材料的硬度反而减小。材料的弹性模量也会随片层厚度的变化而改变,与硬度呈现正比关系。此外,在纳米压痕过程中,压头压入γ相时,变形行为以{111}面的层错为主,γ/α2相界会阻碍位错的运动;压头压入α2相时,变形行为以(0001)基面的堆垛层错为主,基面上Shockley不全位错的运动会导致材料表面产生相变,且棱柱面滑移被激活。     

6H-SiC脆性切削声发射响应的分子动力学研究

采用分子动力学方法研究了6H-SiC脆性切削的声发射响应。研究了原子尺度下6H-SiC的微变形和裂纹形核,同时对加工过程中的声发射源进行了识别,分析了其相应的声发射特征。结果表明,6H-SiC在77 nm切削深度下的脆性变形过程简单但不寻常;在6H-SiC切削过程中位错不会连续扩展,变形后的工件在刀具挤压作用下被分割成块,并由位错的快速扩展引发裂纹。对于影响声发射源特征的因素研究发现：初始压应力会导致声发射功率的下降;频率-能量分析中可见的3种声发射源分别是晶格振动、位错扩展和裂纹扩展。此外,在1 K温度下,2次明显的位错传播的声发射响应比晶格振动具有更高的频率特性,但总能量水平最低。相反地,裂纹扩展的声发射响应具有更为明显的频率分布特性和能量特性。     

棒料疲劳断裂的有限元研究

低应力断料在精密下料中有比较突出的理论优点,且断口平整,重量误差小。采用AN-SYS有限元软件对环状V型缺口悬臂件进行了有限元分析,对不同的加载方式影响断裂的扩展进行了初步探讨。     

铝锭堆垛机传动系统齿轮的有限元模态分析

研究了铝锭堆垛机翻转装置传动系统中齿轮的固有振动特性,运用有限元分析软件ANSYS对齿轮进行了模态分析,计算出了固有振动频率和模态振型,为齿轮传动系统的动态响应计算和分析奠定了基础。通过有限元法分析了传动系统各个齿轮的固有振动特性,用有限元分析软件ANSYS计算出了齿轮的各级模态频率和振型,为传动系统的齿轮动态设计提供了参考,也为诊断齿轮传动系统故障提供了一种方法。     

基于多零件工序族工艺规划的机床产品构型综合设计

针对机床产品的定制问题,以基本工艺元为基础将多零件工序族进行组合,建立了工艺和机床结构的映射关系,建立了机床的运动功能模型并计算完成工序族所需要的运动范围,制定了机床的运动学图谱并根据约束条件进行选择,使机床的工艺能力在多零件工序组合的加工需求变化范围内,从而实现机床的定制柔性。工艺聚类和排序为实现以工艺能力为导向的机床结构设计提供了依据,保证了设计的定制性,最后以实例进行了说明。     

具有不确定需求的混杂系统的生产与维修控制

针对不可靠生产环境, 在需求不确定并且有可能存在需求大于生产的一般性情况下, 探讨了系统生产与维修的控制问题, 提出了一种考虑追加生产能力的具有较强即时动态特性的复合三阈值控制策略. 通过将有限时域上的问题分解到无限时域上的简化方法, 在给出了相应阈值求解方法的同时, 也建议了一种近似最优的复合单阈值控制策略. 仿真结果说明及验证了各控制策略及方法.