基于遗传算法优化神经网络的镁合金化学机械抛光材料去除模型与仿真

镁合金化学机械抛光(CMP)的材料去除与其工艺参数具有高度非线性的特点,难以采用精确的数学模型来描述。以遗传算法(GA)优化神经网络(NN)建模为基础,利用正交试验设计获取镁合金CMP材料去除样本数据和测试数据,建立镁合金CMP材料去除模型。该模型以抛光压力、抛光盘转速、抛光液流量和抛光时间为输入参数,以材料去除速率为输出目标。结果表明：GA NN协同模型能够构建镁合金CMP工艺参数与材料去除速率的基本关系;其拟合度波动范围为93.22%~97.97%,大大高于NN模型的拟合度波动范围71.56%~93.56%,因而具有更优的预测能力,基本满足工程实际的需求。     

硅橡胶阴模密封方法研究

针对传统密封方法在浇注光弹性模型时容易导致浇注液泄漏和模型尺寸误差大的问题,提出一种新的硅橡胶阴模密封方法。该方法采用与阴模相同的密封材料和固化工艺进行密封。齿轮光弹性模型的浇注实例表明,相同材料和固化工艺的采用使密封层与阴模成为一个整体,在不同温度和气压环境下均不会出现分离,有效避免了浇注液的渗漏;密封层厚度为阴模壁体最薄处的0.5~1.5倍,紧固力小,使模型各方向收缩膨胀均匀,降低了模型的附加变形。采用新密封方法浇注得到的光弹性模型无缺料现象,制造的齿轮内圆直径和高度的最大误差均小于2%,模型尺寸精度满足光弹性试验要求。     

丁腈橡胶三体湿磨粒磨损中砂粒运动的有限元分析

为研究砂粒在丁腈橡胶三体湿磨粒磨损中的作用机制,利用Abaqus有限元分析软件模拟丁腈橡胶在原油介质三体湿磨粒磨损中尖形和圆形砂粒在不同载荷作用下的运动方式,并探讨橡胶表面的受力变形。利用往复式磨损试验机在与有限元模拟计算相同的条件下进行丁腈橡胶在的三体湿磨粒磨损试验,并结合磨痕表面形貌分析,验证建立的有限元模型的正确性。结果表明,在所研究的载荷范围内,圆形砂粒的运动主要是以滚动为主,对表面的切削较弱,材料表面变形较小;而尖形砂粒在载荷较大时由滚动变为滑动,砂粒前端嵌入橡胶表面产生犁削作用,材料变形程度较大。磨损试验与有限元模拟结果符合较好。     

基于负载敏感原理的特种车液压动力系统设计

为了解决变量泵负载敏感系统稳定性偏低问题,解决姿态调整机构效率低、精度低、可操作性差等问题,设计基于负载敏感原理的特种车液压动力系统。介绍系统工作原理,并对液压系统主要元件进行设计计算与选型。选择比例变量泵做动力源,提高了液压动力系统的传动效率、稳定性、调节精度、可操作性等综合性能。     

航空不锈钢编织软管压力脉动特性研究

航空不锈钢编织软管作为航空液压系统中占比庞大的元件,自身存在较大的弹性,对系统影响比硬管更大。目前许多研究将压力差比拟为电压,把流量比拟为电流,从而建立起包含液阻、液容、液感的流体网络。为了建立航空不锈钢编织软管的压力传递模型,建立双编织层软管的本构模型进行软管形变行为预测,得到航空不锈钢编织软管传递模型关键参数——液容的解析模型,最终建立了考虑软管形变行为的电学比拟模型。Simulink仿真结果强调了编织钢丝直径、编织角度、编织股数和每股钢丝数对软管液容和软管压力传递的影响,并通过相同条件下的实验初步验证了所提模型的准确性。     

7500T大型压铸机增压阀块内流道流场仿真分析及优化

设计性能优良的阀块对提升液压系统性能具有重要意义。利用计算动力学方法对7500T大型压铸机增压阀块的流阻特性进行分析,计算得到两种不同压铸机增压阀块结构在不同流量时的压力损失。结果表明：增压阀块压力损失随着流量的增大呈现出近似线性增大的变化情况;加设倾斜流道的压力损失比没有倾斜流道的压力损失小,且减阻效果随着流量的增大而增大。利用正交试验建立了4因素5水平的正交试验数据库,对斜流道增压阀进行多参数单目标优化,然后基于遗传算法协同BP神经网络优化斜流道增压阀块之后,可使增压阀块的压力损失下降20%左右。     

磨粒磨损的磨粒接触热分析

针对磨粒磨损机制,采用球形磨粒模型和分形磨粒2种模型,利用有限元软件ANSYS分析磨粒磨损的滑动过程,探讨磨粒与磨损表面接触区內的温度变化、热应力分布及其随表层深度的变化情况,并对2种模型的分析结果进行对比分析。研究结果表明:球形磨粒模型中磨粒温度较高,接触体温度较低,磨粒与磨损表面温差较大,磨粒与表面接触处的Mises应力和剪应力分布比较分散;而分形磨粒模型中接触体温度较低,磨粒温度更低,磨粒与磨损表面温差较小,磨粒与表面接触处的Mises应力和剪应力分布比较集中,并且应力最大值比球形磨粒模型的大。     

考虑扰动频率的可倾瓦轴承动力学建模及数值模拟

可倾瓦轴承瓦块的摆动性增加了系统的自由度,对轴承油膜动力系数计算有很大影响,而目前的研究在计算流体动压润滑可倾瓦轴承油膜动力系数时未考虑轴颈与瓦块扰动频率的影响。针对这一问题,对考虑扰动频率的可倾瓦轴承动力学建模及动力系数计算方法进行研究,提出考虑扰动频率的可倾瓦轴承频率-缩减(Frequecy-Reduced)动力学模型,详细推导考虑扰动频率的可倾瓦轴承频率-缩减油膜动力系数矩阵形式。采用Newton-Raphson迭代法计算给定载荷和转速工况下的轴承的静平衡位置,利用有限元数值方法求解油膜刚度系数与阻尼系数。结果表明,瓦块和轴颈的扰动频率对可倾瓦动压轴承动态刚度和阻尼影响较大,随着扰动频率增大,阻尼系数的直接项增大,阻尼系数的交叉项变化不大;刚度系数的直接项数值减小,交叉项变化不大。     

高速主轴滚子轴承动态摩擦力矩测试装置研究

高速主轴滚子轴承运行时,其内部的动态摩擦力矩是决定轴承摩擦磨损、发热、温升及寿命等高速性能的关键技术参数之一。利用平衡力矩法原理,针对滚子轴承的具体结构特点和运行条件,研制一种高速主轴滚子轴承动态摩擦力矩测量试验机。该试验机可以在轴承不同游隙、不同转速、不同载荷等工况条件下进行动态摩擦力矩的测试,也可以用于监测轴承全寿命周期内各个阶段的动态摩擦力矩变化情况。该试验机测试结果与文献模型计算结果具有很好的一致性,验证基于平衡力矩法的原理测量高速主轴滚子轴承的动态摩擦力矩是可行的。     

改性玄武岩纤维增强树脂基摩擦材料的摩擦磨损性能

以聚醋酸乙烯酯改性玄武岩纤维、环氧乳液改性玄武岩纤维、硅烷偶联剂(KH550)改性玄武岩纤维、玄武岩矿物纤维为增强纤维,采用热压成型法制备改性玄武岩纤维增强树脂基复合材料,研究不同改性玄武岩纤维对复合材料硬度、冲击强度和摩擦磨损性能的影响。采用SEM和EDS对摩擦表面、磨屑形貌进行显微分析和元素分析。研究结果表明:4种改性玄武岩纤维作为增强纤维制备的树脂基摩擦材料具有相近的力学性能;聚醋酸乙烯酯改性玄武岩纤维增强树脂基摩擦材料具有更好的抗热衰退性能和摩擦磨损性能,在制动过程中更有利于形成完整稳定的摩擦膜。