螺栓结合部接触面域的融合绑定建模方法

为提升复杂结构体模型在线动态监测与实时更新的精度,提出了一种螺栓结合部接触面域的融合绑定建模方法。建模过程中,由配对子结构在接触面两侧各提供一 部分单元组成接触面域单元,通过对该区域单元进行等效处理,使其满足各向同性条件,而接触面域单元之间则被构建为融合绑定接触连接。该建模方法最大的优点是可以有效避免增加结合部模型求解的自由度数,节约计算资源且参数识别方便,通用性较强。为保证计算模型与物理模型具有协调一致的精度,建模过程中考虑了螺栓螺母及传感器附加质量对建模精度的影响,并引入多目标遗传算法对结合部的物理表征参数进行了优化识别。结果表明：前6阶实验振型和仿真振型完全一致,相应固有频率相对误差的绝对值均在10%以内,说明该建模方法能够较为有效地解决工程实际中结合部的动力学建模问题。     

基于铣削系统动力学响应的球头铣刀铣削表面形貌建模

基于系统动力学响应完成弱刚度球头铣刀铣削系统中铣削表面形貌建模,对于提高表面质量具有重要的理论价值。为此,借助齐次坐标变换原理建立球头铣刀刀齿的运动学轨迹,按照机械建模法提出铣削力的求解方法,根据再生振动理论建立柔性刀具-柔性工件铣削系统的动力学模型,基于全离散法提出考虑变时滞效应的工艺系统动态位移求解方法,并采用线性插值法修正刀齿运动轨迹;综合Z-MAP法和数值法提出球头铣刀铣削表面形貌仿真方法,在完成加工轨迹驱动的表面形貌几何仿真的基础上,实现考虑振动诱导下工艺系统动态位移的表面形貌物理仿真;以硬质合金球头铣刀铣削7050-T6进行验证性实验。实验和仿真结果具有较高的一致性,表明该仿真方法是有效的,可以为实际加工参数的选择和优化提供理论依据。     

基于改进Z-MAP算法的球头铣刀加工表面形貌仿真与试验研究

基于时间步长法提出一种仿真球头铣刀加工表面形貌的改进Z-MAP算法。该算法在建立刀齿运动轨迹方程的基础上,使用随动矩形包围圈和角度累加法快速地获取工件上的瞬时被扫掠点,并引入牛顿迭代法求取这些点的高度坐标。无须对刀齿离散,不但突破传统Z-MAP算法中单位时间步长内刀齿离散段至多只能扫掠过一个工件离散点的限制,还可以获得更高的精度和效率。通过仿真分析进给行距、每齿进给量、刀具姿态和刀具进给起始相位差等参数对表面形貌及其表面粗糙度的影响规律,并选用航空铝合金7050进行了铣削加工试验验证,试验结果表明改进Z-MAP算法仿真结果与实际加工的一致性更高,对实际生产中加工参数的合理选择具有指导意义。     

注塑过程的数值模拟

针对塑料熔体的特性建立数学模型，并根据实际情况对有限元模型进行简化：采用大型有限元分析软件ANSYS对注塑模的瞬态注塑过程进行数值模拟，得到塑料熔体在型腔中的速度分布和压力分布；通过不同工艺参数条件下的结果进行对照分析，可以对工艺参数做出合理的选择；实验表明，该数值模拟法确实能对塑料注射过程的参数进行优化，为设计塑料注射过程工艺参数提供了一种行之有效的途径。     

制造执行系统中信息传输平台的设计与实现

针对当前制造企业信息化建设存在的一些典型问题，分析了制造执行系统功能模型，提出了在制造执行系统中实现基于全球移动通讯系统（Global System for Mobile Communication，GSM）的信息传输方式。对所提出的信息传输平台进行了开发，该平台可成功地解决信息系统之间的沟通不畅问题，并能够对企业生产过程起到很好的监控作用，该系统成功地应用于某企业的模具制造执行系统中，提高了企业的生产效率和服务质量。     

切削-挤压翅片管成形过程的研究

采用无屑切削-挤压成形技术加工翅片管。对翅片的成形过程和加工刀具的特点进行了研究,建立了翅片尺寸的理论模型;通过单因素试验,获得了主偏角、切削深度、进给量、切削速度等工艺参数对翅片尺寸的影响规律;以正交试验为基础,获得了翅片高度和厚度的经验公式。理论和试验研究表明,切削用量参数和刀具几何参数的精确匹配是翅片成形的关键。     

一种仿尺蠖爬壁机器人设计与分析

针对在粗糙壁面和天花板上爬行的应用需求,提出一种仿尺蠖爬壁机器人。机器人采取与尺蠖类似的运动方式,两足交替抓附在壁面上,通过躯体屈曲-伸展动作完成前进、后退、壁面过渡运动。分析了尺蠖腹足对抓的原理,设计了仿生爪刺对抓足;对机器人爬壁过程进行了静力学和运动学分析;研制了机器人样机,并开展了爬壁性能实验测试。结果表明,仿尺蠖爬壁机器人可以实现在粗糙壁面、天花板上爬行,具有壁面间过渡的能力。     

基于PLC的退火炉温度控制系统

退火炉是金属热处理中的重要设备,其温度控制的稳定性和控制精度直接影响产品的质量。以可编程逻辑控制器(PLC)为核心、以组态软件和VB为开发工具,结合某企业的实际需要开发燃气退火炉智能控制系统。在该系统中,天然气、空气流量和炉压采用模糊PID控制,可对工艺参数进行设置,对控制过程数据实时显示,并能保存历史数据。实践证明该系统控制精高,退火质量好,能达到节能减排的目的。     

产品总体方案评价与优选的证据推理决策

产品总体方案评价与优选决策是产品设计过程中的重要步骤,它是决定总体设计之后进行详细设计的关键环节。考虑产品总体方案评价与选择决策过程中不确定、不完全主观判断的混合多属性决策问题,提出基于证据推理的决策模型;对决策属性中定量属性的证据处理以及不同定性属性不同辨识框下的情况进行了讨论。最后给出了实例。     

仿生楔形阵列制备方法与方向性黏附特性研究

针对一次性蜡模或光刻工艺制备方向性黏附阵列效率低且工艺复杂的问题,提出了基于微纳3D打印技术的楔形微结构阵列高效制备工艺,制备的仿生楔形阵列材料具有良好的黏附性能和方向性黏附特性。首先,仿生设计了具有方向性特性的楔形阵列黏附结构。然后,利用微纳3D打印技术加工了相应的微结构阵列模具,发展了仿生黏附材料制备工艺,分析了楔形结构的轮廓精度。最后,搭建了实验测试平台,研究了剪切方向、剪切距离、预压力、脱附速度等因素对黏附性能的影响规律。结果表明,仿生楔形阵列黏附材料具有显著的方向性黏附特性,验证了微纳3D技术用于制备仿生方向性干黏附材料的可行性。