新型钛合金炮口制退器结构设计与分析

以钛合金材料代替传统炮钢材料,设计一种基于3D打印的30 mm口径新型复杂结构航炮炮口制退器,有效减轻其质量,提高火炮的射击稳定性。根据经典内弹道理论,计算出弹丸出膛口膛内的温度、速度以及压强的分布,确定壁面所受的最大压强,进行多种制退器结构力学分析,比较其总变形、应力云图。结果表明:新型钛合金炮口制退器不仅能实现轻量化,还增强了承载能力。     

一种新型半对称三平移一转动（3T1R）并联操作手的运动学研究

基于方位特征（POC）方程的并联机构拓扑结构设计理论与方法,提出了一种能实现三平移一转动（3T1R）的2RRPaR+2RSS并联操作手机构。对该机构进行了结构特性分析,计算了其自由度及POC集,并得出其耦合度为2;依据该机构的结构特性及几何约束条件,采用二维搜索法对该机构的位置正解进行了求解,推导出了其位置逆解,并验证了位置正逆解的正确性;基于该机构的逆解公式,计算出其三维工作空间,并得到了一组Z向不同截面的切片形状,同时对Z=1000 mm截面处的转动能力进行了分析;最后,基于雅可比矩阵对机构奇异位形进行了分析。研究结果表明：所提2RRPaR+2RSS机构在与H4机构主要尺寸参数相同的情况下,其工作性能总体优于H4机构。与H4机构相比,所提机构的工作空间增加了27.87%,其转动能力提高了4.35%。     

滚珠丝杠螺母副动态特性参数辨识与试验研究

为了研究滚珠丝杠螺母副的动态特性,提出了滚珠丝杠螺母副结合面的单自由度动力学模型,搭建了动态特性参数辨识的测试系统,分析了不同轴向载荷和工作台位置对动刚度和阻尼的影响。试验结果表明:随着轴向载荷的增大,丝杠螺母副的轴向动刚度也增大,轴向阻尼先减小后增大;在工作台从丝杠的一端移动到另一端的过程中,轴向动刚度呈现先增后减的变化趋势,轴向阻尼则呈现先减小后增大再减小再增大的变化趋势。数据分析还表明轴向载荷对动刚度和阻尼的影响明显强于工作台位置对其的影响。     

橡胶内衬台阶孔的加工技术

橡胶的回弹性大，导热性差，强度低，属于难加工非金属材料之一，本文阐述通过应用工艺装置改变切削区及其周围材料的受力状况，冷却润滑，优选刀具结构参数和加工工艺参数等多种技术途径研究提高橡胶台阶孔的加工质量和效率，加工试验取得了理想的效果。     

环形虚拟材料的圆柱结合部动态特性建模

针对弹簧阻尼单元在圆柱结合部动态特性的模拟中的不连续等缺陷,提出一种新的结合面建模方式,构建模拟结合面动态特性情况的一层环形虚拟材料层,通过设置环形虚拟材料层的材料属性来实现接触面动态特性的仿真模拟。对所建立的理论模型分别采用了两组弹簧阻尼单元建模、四组弹簧阻尼建模和环形虚拟材料层建模。将三组仿真结果与理论模型的解析解对比,其中环形虚拟材料层模型的误差仅有3.51%,而两组弹簧阻尼单元模型和四组弹簧阻尼单元模型的误差分别是14.34%和10.68%。对于建立的双驱滚滑复合导轨进给系统,采用了弹簧阻尼单元建模与虚拟材料层建模,并将两种仿真结果与系统的模态锤击实验结果对比。弹簧阻尼单元仿真的前6阶频率中,误差均在15%以上。环形虚拟材料仿真的前6阶频率中,除了第二阶误差在11.1%,其他误差均控制在8%以内,满足工程分析需要。     

碳纤维复合材料T型铣刀的切槽试验研究

针对碳纤维复合材料(CFRP)的齿槽加工,提出采用T型铣刀切制齿槽。以平纹CFRP为研究对象,通过齿槽的切削试验,分析切削力和残余因子。试验表明:切削力随着切削速度vc的增大而减小,但切削速度vc大于245 m/min时,进给方向切削力Fx将逐渐增大;与切削速度vc相比,进给速度vf对残余因子Fb的影响更大,随着它的增大,残余因子Fb平均减小46.63%;顺铣时的切削力和残余因子比逆铣时的明显要小。研究结果为CFRP的齿槽铣削加工提供了技术指导。     

碳纤维增强复合材料T型齿槽加工缺陷的形成机制

针对平纹编织碳纤维增强复合材料(CFRP)T型齿槽切出侧最外层纤维在切制过程中产生的缺陷,建立齿槽切出侧最外层纤维的切削模型,采用T型铣刀展开切制齿槽的试验,研究缺陷的形成机制。在切出侧最外层纤维的切削过程中,存在A、B两种情形,分别为纬向纤维的切削有经向纤维的支撑和无经向纤维的支撑。结果表明: 随着每齿进给量的增大,齿槽切出侧最外层纤维的残余因子基本呈减小趋势,而分层因子呈增大趋势,且残余因子主要经历2次减小,依次包括A情形残余纬向纤维的减少和残余经向纤维的减少;B情形的残余纬向纤维普遍存在于每次试验中,但在A情形纤维被切除的适当每齿进给量区间内,部分B情形纤维能有效被切除;此外,采用细晶粒硬质合金刀具进行齿槽加工的每齿进给量选择在11.22 μm/z~15.62 μm/z区间内较为合适。试验结果与理论推导所反映的规律基本一致,该研究对每齿进给量的选取和缺陷的抑制具有指导意义。     

陶瓷材料微波烧结工艺与机理研究现状

微波烧结作为一种新型材料烧结技术,在陶瓷材料制备领域受到越来越多的关注.与传统烧结技术相比,微波烧结具有快速高效、节能环保以及改善材料微观结构,提高材料性能的优点.本文介绍了传统烧结和微波烧结的特点,对比了传统烧结和微波烧结陶瓷材料的烧结工艺和力学性能;列举了运用微波烧结法制备的典型结构陶瓷的烧结工艺及其力学性能;全面综述了陶瓷材料微波烧结机理;最后提出了微波烧结在未来发展中亟待解决的问题.     

多层等离子体蚀刻技术的研究

干法刻蚀现已成为微小高深宽比结构加工与微细图形制作的重要手段.提出了一种新的干法刻蚀技术一多层等离子体蚀刻,充分利用腔体的空间布局,布置多层电极,并采用分层送气装置输送放电气体,实现多层同时进行刻蚀,可成倍提高产能.采用该技术刻蚀光阻为例,从空间与时间两个角度分析了工艺参数对刻蚀速率与均匀性的影响规律与作用机理.实验结果表明,极板间距为50/55/60mm(由下向上),工作压力为40Pa,R[O2:Ar]为1/2,RF功率为600W时,整炉次刻蚀速率均值为14.395nm/min,均匀性为9.8％,此时工艺最为合理.