拉索检测爬升装置轻量化设计与动力学性能分析

斜拉桥的自动化、智能化检测是今后的发展趋势,目前已研发的拉索检测机器人都存在质量较大的问题,很难得到工程实际应用.针对课题组前期研制的第一代爬升装置样机质量大、爬升速度较慢等问题,对其进行了受力分析与静应力分析,得出了优化的可能性.提出了零件板厚为优化参数,强度变化率为约束条件的尺寸优化模型,利用差分进化算法求取最优解,得到了机架的最优板厚,同时通过拓扑优化得到各零件最佳结构,以及通过受力分析对螺栓的尺寸与数量进行了优化.优化结果表明爬升装置减重3.9kg,减重比例达到了40％,同时机架的变形量大幅减小,强度满足要求.对优化后的爬升装置进行了动力学仿真分析,结果表明最大爬升角度达到了75度,爬升速度提升了2-4倍,其动力性得到极大的改善.     

基于BP神经网络的条带刚凸特征回弹预测

为了研究核燃料组件格架的条带刚凸特征的回弹量与压边力、冲压速度、凸凹模间隙、摩擦系数等冲压工艺参数之间的关系,首先,获取包含50个GA拉丁超立方抽样的数据点以及10个随机抽样的数据点的数据集,前者作为训练集、后者作为测试集。将前者输入到BP神经网络进行训练,后者验证训练模型的精度。最后,通过响应面图研究各因素之间的交互作用以及各因素的敏感程度。结果表明:BP神经网络能够有效预测刚凸回弹量与冲压工艺参数之间的关系,相对于其他因素,压边力对回弹量的影响特别明显,冲压速度对回弹量的影响不明显,但与凸凹模间隙和摩擦系数有明显的交互作用。     

基于熵权TOPSIS法的机械加工绿色工艺方案决策

绿色制造中的工艺方案选择是一个复杂的多目标决策问题。为了能够选择最优的绿色工艺方案,提高企业效益,提出了基于熵权TOPSIS法的机械加工绿色工艺方案决策方法。首先,结合决策指标体系建立的原则和绿色制造决策框架模型,建立了绿色工艺方案决策指标体系;然后,采用熵权法确定指标的权重,并将熵权法与TOPSIS法相结合,建立了基于熵权TOPSIS法的机械加工绿色工艺方案决策模型;最后,以自卸车举升梁的3种机械加工工艺方案为例,验证了该模型的可行性和实用性。     

锂离子电池单体卷芯代表性体积单元静动态压缩特性实验研究

通过对电动汽车用磷酸铁锂电池单体内部卷芯代表性体积单元试件做在面内方向的约束压缩测试,研究了电池单体卷芯的静动态压缩特性。试验结果研究表明,试件的变形行为主要包括屈曲,塑性铰和相应剪切带的形成以及卷芯组分材料的密实化。试件的静动态压缩的力学响应具有显著的差异,主要表现为随着加载速度的增大应力增强明显,试件的变形模式发生改变。最后,利用试件结构的惯性效应和试件材料的应变率效应解释了试件在约束压缩试验中产生的这种动态效应。     

B对FeCoCrNiSiBx高熵合金激光熔覆层组织和硬度的影响

采用激光熔覆制备了FeCoCrNiSiB_x高熵合金熔覆层,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计研究微量硼元素(摩尔比x=0、0.02、0.04、0.06、0.08)对FeCoCrNiSiB_x高熵合金熔覆层组织和硬度的影响。结果表明:无B高熵合金涂层组织主要为胞状晶。B的添加会促进枝晶的生成,逐渐形成鱼骨状树枝晶,但过量的B会破坏枝晶完整性,形成蠕虫状晶。此外,高熵合金熔覆层组织为FCC和BCC双相结构,B元素的添加会形成大量0.1~2.6 μm的Cr₂B第二相,有助于提高熔覆层硬度,其中x=0.06时激光熔覆层的硬度最高,约为537 HV0.2。     

厚料窄边圈类止动垫圈零件冲压成形工艺仿真及模具设计

以航空发动机用不锈钢止动垫圈为典型研究对象,针对采用常规冲压成形方法零件精度低的问题,结合实验和有限元仿真分析,研究了高强度材质厚料窄边圈类零件冲压成形的特点、变形规律及尺寸误差来源、缺陷形成机理及避免措施,制定了合理的冲压工艺及模具方案。结果表明：两步法级进冲裁是获得高精度厚料窄边圈类零件的有效工艺方法,凹凸模间隙是影响零件塌角高度的重要因素,半冲裁过程施加下顶力可有效避免因外圈失稳变形引起的塌角和内径尺寸偏差。通过设定合理的模具间隙、下顶力、半冲裁厚度等关键参数,获得了符合设计图纸质量要求的止动垫圈零件。     

铝合金水射流参数对淬火界面传热行为的影响

采用末端淬火试验装置,以6082铝合金圆棒试样为对象,对水射流淬火过程中界面的传热行为进行了研究。通过反传热法求解了不同试验参数条件下的界面热流密度(q)和界面传热系数(h),并分析了试样淬火初始温度、试样表面流量密度和表面粗糙度对界面传热的影响规律。结果表明:铝合金水射流淬火过程中,q和h随试样表面温度减小先增大后减小。试样淬火初始温度越高,q和h及其峰值qmax和hmax越大,过渡沸腾阶段平均淬火冷却速率也越大。试样表面流量密度对过渡沸腾传热与核沸腾传热均有显著影响,且其值越高,平均淬火冷却速率越大,qmax和hmax也越大。在过渡沸腾阶段,表面粗糙度对界面传热几乎没有影响;在核沸腾阶段,表面粗糙度对界面传热有明显影响,且当表面温度低于170℃时,随表面粗糙度增大,q、h和hmax先减小后增大,这可能与成核位置密度随表面粗糙度增大的变化规律有关。     

6XXX铝合金防撞梁总成在动静态载荷下的变形行为

针对6XXX铝合金防撞梁总成,采用准静态拉伸实验、200 s~(-1)动态拉伸实验获得材料的应力-应变曲线,通过数值模拟得到6063-T6和6082-T6合金材料的Swift-Hockett-Sherby硬化模型参数,对6XXX铝合金防撞梁总成的三点静压和13 km·h~(-1)台车碰撞进行数值模拟和实验验证。结果表明:应变速率变化范围为0. 001～200 s~(-1)时,6063-T6合金应变率敏感性不明显,6082-T6合金表现出明显的应变率敏感性;基于拉伸试验和数值模拟得到的Swift-Hockett-Sherby硬化模型参数能较精确地表征铝合金的塑性行为;三点静压的支反力-位移曲线和低速碰撞的加速度-时间曲线以及变形行为与仿真预测结果吻合度较高,该方法能够准确地预测6XXX铝合金防撞梁总成在动静态载荷下的变形行为。     

传统冶炼高速钢EM42与粉末冶金高速钢ASP2042的回火特性

通过硬度测试和显微组织观察对比了传统高速钢E M42和粉末高速钢ASP2042回火后的二次硬化性能。结果表明:与E M42钢相比,ASP2042钢的二次硬化峰值硬度更高,但其达到二次硬化峰值的回火温度更高,回火时间更长,组织中的淬火马氏体更多。基于Hollomon-Jaffe方程对比了两种材料的回火参数,并对造成其差异性的原因进行了讨论。