磨削高体积分数SiCp/Al复合材料表面形成机制

针对高体积分数SiCp/Al复合材料精密加工问题,研究了磨削加工高体积分数SiCp/Al复合材料表面形貌的形成机制.使用金刚石砂轮在干式和湿式两种磨削条件下对高体积分数SiCp/Al复合材料进行磨削实验研究,通过表面粗糙度仪对表面粗糙度进行测量,运用扫描电镜对磨削加工的表面形貌进行观测研究.结果表明：该材料磨削表面的主要缺陷为SiC颗粒拔出、破碎、压入和Al基体的涂敷等,SiC颗粒的破碎和脱落是磨削加工该材料表面形成的主要机制.两种磨削条件下工件进给速度对表面粗糙度的影响比磨削深度更显著,湿式磨削无论是在工件已加工表面形貌和微观结构还是表面粗糙度上都好于干式磨削.     

磨削淬硬热力相变数值分析

磨削淬硬技术是以磨削力做功产生足够的热量,以达到奥氏体相变温度,工件表面需承受高温、磨削力和相变等的综合作用。文章基于磨削淬硬热力相变作用,进行了温度场有限元分析和结构分析,通过耦合有限元法计算了三种高度不同工件加载过程中不同时刻工件应力-应变分布及变形情况、工件内部应力—应变分布情况以及工件高度对工件变形的影响规律。结果表明:应力、应变集中在工件表层,在磨削弧区其值最大,越远离工件表面,应力、应变越小;相同加工参数下,工件越高,应力、应变集中区域所占工件体积比例越小,总体变形也较小。     

陶瓷摩擦盘的精密磨削

研制高精度的传动进给系统是精密磨削加工中的关系问题,借此可以精确控制磨削深度和实现蜗杆回转误差的补偿,通过对陶瓷摩擦盘的精密磨削实验,分析了磨削速度对工件表面质量的影响。     

轴向进给比对薄壁管滚珠旋压影响的有限元分析

通过有限元数值模拟方法得出滚珠旋压中薄壁管在不同凹模旋转速度条件下轴向进给比的变化规律及工件的成形规律,并对模拟结果的等效应变分布做了分析,并与实验结果进行比较,给出薄壁管滚珠旋压时进给比的选取范围.结果表明,进给比对滚珠旋压中薄壁管直径的胀缩和工件的质量有着显著的影响.另外,从计算的模具所受的三向载荷变化情况分析了模具的使用寿命.     

基于PMAC下异型截面高速精密磨削控制系统

目的 使驱动砂轮工作的横纵向进给机构在磨削过程中快速响应控制系统并能够准确定位,获得精密的砂轮运动轨迹,保证零件的加工精度.实现非圆磨削中砂轮主轴的恒速切削.方法 设计了一套基于可编程多轴运动控制器(PMAC)的自动控制系统,利用PMAC的定位误差补偿功能实现对进给直线电机的控制,同时通过砂轮主轴的直接转矩控制方法来满足异型截面磨削加工的要求.结果 使伺服机构获得高的动态性能以及准确的定位精度.同时提高了高速电主轴的动态响应速度,达到宽调速范围以及实现工件主轴的准位、准速.结论 利用PMAC的误差补偿功能可以实现定位误差的软件补偿,避免了对机床硬件设备的改造,有效地提高直线电动机的定位精度.高速电主轴的直接转矩控制系统能够较好地对高速电主轴进行转速、转矩控制.     

超声振动铣削运动学及其对切削力的影响

为了改善微细铣削的加工条件,研究了利用超声振动辅助微细铣削对切削力的影响.基于对刀具轨迹的运动学分析,讨论了利用超声振动辅助微细铣削时实现刀具-工件分离的必要参数条件,以2A12为实验工件材料,通过超声振子带动工件沿进给方向进行超声振动,并采用多组参数进行了铣槽实验.实验结果分析表明,采用合理的切削及振动参数配比,进给方向超声振动辅助微细铣削可改变刀具-工件的相对运动方式,实现分离型断续铣削,可获得近似脉冲状切削力并有效减小切削力的均值,选择合理的振幅可明显减小进给方向切削分力峰值.     

磨粒簇叶序砂轮磨削结构化表面形貌仿真

为探讨磨粒簇叶序砂轮磨削平面结构化表面的形成机制,从磨削几何学出发,设计磨粒簇叶序排布砂轮并建立数学模型,推导出磨粒的运动方程,并研究实现结构化表面的磨削条件;利用Matlab对磨削过程进行仿真,分析不同参数下工件结构化表面的形貌特征。结果表明,通过改变磨削参数和砂轮磨粒簇形状可以获得凹坑、凸包和沟槽三种典型的结构化表面,其中叶序系数、磨削深度及工件进给速度与砂轮转速比是主要的影响因子。     

磨削残余应力产生机理的研究

本文对现行磨削残余应力产生机理的假说进行了归纳分析,在此基础上,对磨削过程和法向磨削力对磨削残余应力的影响进行了试验研究,详细探讨了磨削残余应力的产生机理,提出了磨削过程中的约束越多加工残余应力越大及砂轮材料扩散到工件表面层可以提高加工残余压应力的新观点,并对残余应力的平衡机理给出了新的解释.     

高频窄脉冲电化学加工间隙的在线检测与控制

针对高频窄脉冲电化学加工,对加工间隙进行建模分析,提出了间隙平均电流检测法.通过测量相邻一组平均电流及其方差这2个参数判断间隙状态,从而对进给速度、进给量进行相应调整,实现对加工过程的控制.试验结果表明,间隙平均电流值及其方差能准确反映加工间隙的变化,从而快速调整工具进给速度,使之近似等于工件去除速度,精确地维持恒定的小间隙,实现快速稳定的加工.     

低温冷风磨削加工高速钢试验研究

为解决高速钢磨削加工时工件表面质量难以保证问题,采用低温冷风和常温干式两种冷却方式对高速钢试件进行了不同冷却条件下磨削试验,分别从表面粗糙度、表面烧伤、金相组织变化等方面进行了对比分析.试验结果表明:当采用低温冷风磨削时,工件表层金相组织变化深度较干式磨削减少了1~1.5倍,低温冷风磨削温度降低,磨削烧伤抑制,工件表面粗糙度值较干式磨削减小,工件表面质量较干式磨削提高.     

方腔涡流运动对压力脉动噪声影响的数值分析

为了研究水下方腔内的湍流流动情况,采用k-ε模型和大涡模拟(LES)方法分析了腔内流场的涡旋分布及其发展规律、关键位置的压力脉动特征,运用MATLAB平台对时域下的压力脉动信息进行快速傅里叶变换,得到频域脉动压力级结果,进而讨论了腔内关键压力点的脉动特征.结果表明:压力脉动的峰、谷特征与涡流运动状态具有良好的对应性;方腔不同位置点的压力脉动频率和压力级特征不同,与相应的涡流运动状态密切相关;通过与相同方腔模型脉动声压实验数据的对比表明,在40 Hz以上频率,方腔涡流压力脉动级与实验具有很好的符合度,验证了数值模拟和傅里叶分析方法的可行性和准确性.     

方向性脉冲型地震动对沉管隧道动力响应分析

为揭示地震动的脉冲效应对沉管隧道动力响应的影响,参考广州佛山沉管隧道建立了一个双向四车道沉管隧道动力分析有限元模型。动力有限元模型中引入了土体的非线性动力本构模型,通过在模型底部水平向输入地震动,对比分析了40组具有方向性效应脉冲型地震动(FD)及相应剔除速度脉冲后的无脉冲地震动(NP)作用下沉管隧道的地震响应。研究结果表明:(1)FD地震动相对于NP地震动对沉管隧道的响应更大(位移、加速度及应力);(2)随着地震动峰值速度(PGV)的增大,结构的响应也都呈现出增大的趋势,同时峰值速度影响系数R较大时,相对应的结构响应脉冲影响系数K也大,说明具有速度脉冲的地震动对结构的响应更大;(3)随着脉冲周期T_p的增大,结构响应的脉冲影响系数K都是先增后减,并且脉冲周期在结构第一自振周期附近区间时,结构响应都较大,说明脉冲型地震动的脉冲周期对沉管隧道的地震响应也有显著影响。     

脉冲型地震动作用下大跨输煤栈桥的动力响应

为研究近断层脉冲效应对火力发电厂钢结构输煤栈桥地震响应的影响,以某典型输煤栈桥结构为研究对象,采用基于能量的脉冲地震动识别方法,选取9条不同脉冲周期的近断层脉冲型地震动,利用标准脉冲数学模型的方法,剔除所选地震动中的脉冲成分,从而获得相应的9条非脉冲地震动。在此基础上,采用动力时程分析方法,对比脉冲地震动与非脉冲地震动对该典型输煤栈桥结构地震响应的影响。研究结果表明：脉冲型地震动会对输煤栈桥的地震响应产生显著影响,特别是脉冲周期与结构自振周期接近时,三向输入时脉冲效应对输煤栈桥结构响应的放大作用最明显,其最大放大系数为2.1;在脉冲型地震作用下,输煤栈桥的柱顶水平位移为弹塑性位移限值的1.36倍,将产生超出预期的严重破坏,其钢桁架跨中挠度为正常使用限值的2.97倍,将会严重影响结构的适用性及附属设备的安全。因此,在对近断层区域内的输煤栈桥结构进行抗震设计时,有必要考虑脉冲效应和地震动多维性对结构地震响应的影响,否则将低估结构的动力响应。     

基于弹性网络回归的地震动参数排序与比选

为合理选取地震动参数以有效减小结构损伤预测的不确定性,基于弹性网络回归技术对多个地震动参数进行了比选。基于多种地震动参数以及大量单自由度（SDOF）模型的增量动力分析结果建立弹性网络回归模型,定义回归模型中回归系数值以及回归系数值为非零值的个数分别为地震动参数的敏感性系数和频数。基于地震动参数敏感性和频数分析结果对多种地震动参数进行排序,研究结构恢复力模型、地震动集和结构极限状态对地震动参数排序结果的影响。基于一座8层钢框架结构分析结果验证了基于弹性网络回归的地震动参数比选方法的有效性。结果表明:选取代表性的地震动参数加入最小二乘回归模型时,不同结构极限状态下回归分析中残差标准差显著减小。基于大量SDOF体系的地震动参数排序结果比选出了受地震动集、结构恢复力模型和结构极限状态影响较小的地震动参数。结果可为结构抗震能力预测用地震动参数的比选提供理论基础。     

考虑桥墩轴力变化影响的刚构桥近场地震反应

为了分析刚构桥梁顺桥向近场地震反应特性,通过对远场地震时程叠加三角函数拟合速度脉冲的方法模拟近场地震动,根据纤维及塑性铰2种计算模型在近场地震作用下弹塑性地震反应计算结果讨论地震动脉冲对中等规模刚构桥梁地震反应的影响.结果表明,刚构桥梁在地震作用下桥墩轴力变化较大,采用纤维模型计算时桥墩地震反应较大|近场脉冲型地震激励下,桥梁地震反应与脉冲持时有关,短周期脉冲对本桥地震反应影响较大.采用叠加速度脉冲的方法模拟近场地震是可行的方法.     

地震动扭转分量对大跨度斜拉桥易损性影响

由于采用现有方法较难获取地震动扭转分量,当前研究往往忽略了扭转分量对大跨度桥梁结构地震响应的影响,然而由于大跨度桥梁的长周期、跨度大等原因导致其往往易发生扭转破坏,现有的研究针对这一方面是十分匮乏的。本文为定量、准确的展现地震动扭转分量的作用效应,以某大跨度斜拉桥为例,采用正态分布拉丁超立方抽样方法,基于OpenSees建立了考虑地震动强度不确定性、材料参数不确定性的15个斜拉桥有限元模型。从PEER地震数据库中选取了15组三向平动、含脉冲效应的近场地震动记录,利用弹性波动理论中的频域法根据地震动平动分量获取相应的扭转分量,并以此分为两种工况对结构进行非线性动力时程分析得到桥梁地震响应。其后,在确定损伤指标的基础上,基于概率需求分析法绘制了桥梁关键构件的地震易损性曲线。结果表明：地震动扭转分量对大跨度斜拉桥易损性影响显著,损伤变化程度与构件种类、损伤方位均有明显相关性。其中桥塔中部截面对地震动扭转分量的敏感程度最高,扭转分量所导致的损伤概率增幅高达22.12%。扭转分量亦对塔底截面和边墩底截面(横桥向)具有较高破坏作用,损伤概率增幅最大值分别达到17.33%和19.45%。针对主梁及其纵向约束构件,地震动扭转分量则使其损伤概率略有降低。     

振动磨机的振动力学模型及运动分析

根据振动磨机的特点,建立了振动磨机多自由度振动的力学模型,推导出振动磨机的运动方程,分析了运动方程各参数对磨机运动轨迹的影响．经现场实测,获得了磨机正常运行时３种工况下的振动幅值、相位与运动轨迹,在理论与实验分析的基础上,提出了改善振动磨机结构,提高碎磨率的措施和建议．     

基于声学原理陶瓷砂轮硬度表征方法的探讨

通过自制的信号采集工具对不同硬度的陶瓷砂轮进行敲击,采集砂轮的声信号,分析并提取可用的特征参数,通过降噪处理,得到相对纯净的砂轮震动波形。对不同硬度砂轮的声波波形进行了分析,结果表明：砂轮敲击声波的特征峰有三组,其中两组分布在声波频率段,另外一组在超声波频率段;声波特性反映的是砂轮整体性能,对组织结构反映不敏感;同一硬度的砂轮具有相同的声波特性;在频率8 000-13 500Hz之间,特征峰的位置随砂轮硬度等级的提高向高频率方向移动。     

基于全局运动的视频检索方案

提出了一种基于全局运动的视频检索方案.对活动图像专家组（MPEG）视频进行全局运动分析,较精确地提取出摄像机的运动模型,将模型参数构成特征点序列,采用顺序匹配的方法进行示例检索;还根据全局运动参数构造了运动分析函数,对视频进行了准确的全局运动分割和语义注释,并以此为基础,利用可扩展标记语言(XML)描述了视频的全局运动,测试了基于Xquery的语义查询.试验结果表明,在风景类视频中,该方案实现了一定程度的语义检索,较同类检索方案查询效率得到了提高.     

组合脉冲激励对结构的作用效应

对地震作用下结构破坏的特征及强震记录进行分析,指出对脉冲型地震动中主震脉冲的作用效应进行研究的必要性;利用三角脉冲作为强震主脉冲的理论简化,给出双三角脉冲作用下单自由度弹性体系的动力反应解析解;采用研究反应谱变化规律的方法,分析两类脉冲组合即:波前脉冲组合以及波后脉冲组合,总结归纳出波前脉冲与波后脉冲对主脉冲作用效应的不同贡献规律,为进一步研究揭示脉冲型地震动中主脉冲的破坏能力奠定了基础.