基于牛顿迭代算法的伺服压力机控制系统研究

为了实现伺服压力机滑块位移在特定工艺条件下的精确控制,以四连杆压力机为研究对象,以实现拉深工艺曲线为例,提出了基于牛顿迭代法伺服控制系统的设计方案。通过几何方法建立曲柄转角-滑块位移的数学方程式,得到运动学方程并进行仿真,根据仿真数据拟合出曲柄转角-滑块位移的数学关系式;利用MATLAB软件拟合目标工艺曲线,基于牛顿迭代算法实现了利用滑块位移对曲柄转角的多点一次性精确求解,并进一步利用计算结果拟合出曲柄转角-时间的函数;推导出控制周期内目标工艺曲线滑块位移对应的脉冲频率与个数,利用STM32实现输出目标脉冲。研究结果表明,目标工艺曲线与滑块实际位移曲线基本吻合,证明了该控制系统的设计方案可以实现对滑块位移的精确控制。     

基于弹性应变能密度的结构损伤与断裂判据

本文针对材料变形损伤与断裂过程进行了文献资料的综述,并在此基础上,总结出了由弹性应变能密度表征的结构损伤与断裂判据。该判据综合应用了连续损伤力学、细观损伤力学和断裂力学的方法,从材料力学性能参数和构件几何要素出发,对结构件的变形损伤和断裂行为进行了数学描述。     

基于弹性模型的三角网格曲面优化展开

根据材料力学中杆件的变形及弹性变形能分析,提出了曲面展开的弹性变形模型。根据边的变形情况,将曲面展开分为约束展开和无约束展开,并对每种展开方法进行分析。特别是约束展开时产生的变形能,根据曲面展开时的判断准则,对弹性变形能进行释放,得到优化的曲面展开。最后给出了曲面展开的算法步骤及实例。该方法中曲面展开的局部精度较易控制,因此较之以前的方法,更能有效地解决CAD/CAGD中曲面展开问题。     

基于板料理想成形的有限元方法研究

基于UG的CAD技术,构造了复杂形状拉深件成形快速模拟系统的前、后置处理模块;基于理想变形理论,给出了用于板料成形过程分析的快速有限元法数学公式和有限元表达.在此基础上,对带内凹的斜壁盒形件拉深成形过程进行了分析,给出了拉深件厚向应变分布以及优化后的零件形状.     

车削加工工件变形补偿有限元计算新方法的研究

建立了轴类工件车削加工不同装夹方式的三维弹性力学模型.并结合切削力计算公式,提出在考虑3个切削分力同时作用下,工件空间弹性形变的有限元计算方法.所得计算结果直接应用于轴类零件加工,实现了刀具轨迹补偿和切削参数的优化.     

基于位移迭代的伺服电缸压力控制模型

为了解决传统伺服电缸压力机在扭矩模式下控制精度受系统阻尼影响,不适用于大量程的压力控制的问题,设计了一套伺服电缸压力机系统,采用基于位移迭代的压力控制模型,利用被压工件材料的压力与变形之间的本构关系,通过调整电缸输出位移,控制被压工件的变形量,实现基于位移迭代的压力控制,从而克服了系统阻尼对控制精度的影响,使伺服电缸压力控制精度高于±0.6%,且压力越大,控制精度越高。研究成果使得普通电缸也能够满足大量程、高精度压力控制的需求,大幅降低了伺服电缸压力机系统的制造成本。     

具有巨大超弹性的铁基形状记忆合金

形状记忆合金是具有受热时即可回复原形（即形状记忆效应）的合金,但许多形状记忆合金还有另一种特性即是“超弹性（拟弹性）”。一般金属材料的弹性变形量都小于1％,而形状记忆合金的超弹性却可达到几个百分点的可逆弹性变形。超弹性是应力诱发马氏体在取消载荷时由于逆相变而发生的,一般在具有相变滞后小的热弹性型马氏体转变的合金中都会表现出显著的超弹性。Ni-Ti系形状记忆合金即使是多晶材料也可得到7％以上的超弹性回复应变,因而已广泛应用于眼镜框架和医疗导丝等方面。但Ni-Ti形状记忆合金冷加工性很差,原材料昂贵,制造加工难和价格高等原因而大大限制了其应用范围。     

基于矢量运算及半步长迭代算法相结合的刀补算法研究

分析了空间矢量运算和计算机半步长迭代算法,提出了以空间矢量计算等距线和以半步长迭代算法处理刀具轨迹转接过渡相结合的新型刀补算法,通过运用空间矢量运算来处理刀补轨迹数据,使用半步长迭代算法,判断等距线间有无交点和求交点,解决了传统刀补平面几何处理的繁冗问题。     

基于试验数据关系模型的焊接变形计算方法研究

运用固有应变弹性有限元法计算焊接变形时需要输入焊接结构的固有应变值,为了方便固有应变值的计算,文中应用了一个无量纲热输入参数,建立了基于试验数据的固有应变与无量纲热输入参数的关系模型。最后,计算了4个案例的焊接变形,结果表明整体变形的计算值与试验值的平均相对误差符合工程要求。     

基于BP神经网络的数字图像相关非迭代灰度梯度算法

为了提高非迭代灰度梯度算法的亚像素位移求解精度与效率,提出一种基于神经网络的非迭代灰度梯度改进算法。该算法应用BP神经网络直接建立变形前后散斑图子图像的灰度及灰度梯度与亚像素位移之间的非线性映射关系,无需对相关系数进行最小二乘优化求解。应用模拟散斑图像对算法的亚像素位移求解精度与效率进行了验证。结果表明,作者提出的算法的计算精度与效率较传统的非迭代灰度梯度算法均有提高。最后进行了真实的刚体平移实验,其结果进一步证明了作者提出的算法的有效性。     

基于ANSYS的高速旋转刀具系统离心力效应的分析

随着切削速度的提高，刀具系统在离心力的作用下发生很大变化，直接影响工件的加工精度和表面粗糙度。文章通过先进的非线性有限元技术分析了离心力对刀具系统特性的影响。研究表明，对刀具系统进行动平衡，消除不平衡量对高速切削具有积极意义。     

轧制压力设定值的变化对板形影响的研究

本文以普通四辊轧机为例,参照当量弯辊力,以工作辊弹性变形为纽带,定量研究了轧制压力设定值的变化对板形的影响.     

弹塑性大变形有限元分析槽钢成型过程的位移场和速度场

应用弹塑性有限元方法, 同时考虑材料和几何双重非线性, 研究槽钢辊弯成型的位移场和速度场。文中有效的处理了动态位移加载模型, 采用三维实体单元基于 Ｐｒａｎｄｔｌ Ｒｅｕｓｓ 流动规律和 Ｍｉｓｅｓ 屈服准则及 Ｕｐｄａｔｅｄ ｌａｇｒａｎｇｉａｎ 增量迭加法分析槽钢由非稳态到稳态成型过程中金属的流动规律, 然后通过有限元程序实现了计算机冷弯成型过程的真实模拟。     

平面纯剪切大变形应变分析

本文详细分析了平面纯剪切大变形的应变情况,推导了真应变计算公式,讨论了各种公式的应用范围,并给出了部分计算结果。     

关于“平面纯剪切大变形等效应变分析”一文的讨论

对文献 [1]中的平面纯剪切大变形的变形特征及等效应变表达式提出质疑。本文给出了正确的解析表达式。     

带钢冷连轧轧件辊系一体化仿真研究

针对带钢轧制过程中金属横向变形对带钢板形的生成存在影响的问题，根据最小能量原理建立了可分析轧制过程中金属横向变形的轧件三维变形力学模型和数值解法，将之与基于二维变厚度有限元法的辊系弹性变形专用仿真软件相结合，形成了辊系弹性变形和轧件三维塑性变形的一体化仿真算法和软件系统。在此基础上，以某厂1420mm冷连轧机组末机架为研究对象，对板形生成过程进行了仿真分析。     

基于固有应变的大型焊接结构变形的预测

首先用热弹塑性有限元法研究了铝合金对接焊的固有应变的变化规律,得到了固有应变,即纵向收缩力Tendon Force,横向收缩和角变形与热输入参数Q／h^2之间关系曲线。在掌握了同有应变的变化规律的基础上,通过简化焊接结构,用弹性板单元有限元法,对大型铝合金机车车顶盖的部分结构的焊接变形进行了预测。研究表明,用基于固有应变的弹性板单元有限元法对大型焊接结构的焊后变形预测足可以实现的。     

弹塑性大变形有限元法在直缝焊管成型中的应用

采用弹塑性大变形有限元法研究了直缝焊管成型过程,针对边界非线性问题,首次导出了位移边界条件的迭代方法,分析了33.5mm×2mm双半径焊管管坯表面的应变分布规律。该方法也适用于冷弯过程。     

空拔管成型过程的非线性有限元分析

采用弹塑性大变形与接触非线性有限元法,视模具为弹性体,真实地模拟了管材从锥模拔出的过程.数值计算结果给出了管材在不同的拔制阶段的应变与应力分布.根据稳定拔制阶段的轴向应力分布计算了拔制力,讨论了弹性恢复对管材直径的影响以及管材拔出锥模后的残余应力分布.     

考虑轧件弹性变形时冷轧薄板轧制压力分布的精确求解

完成了考虑轧件弹性变形时冷轧薄板单位轧制压力和接触弧长的精确求解,并进一步考虑了粘着区对单位轧制压力的影响.通过与现场实测数据的比较,证明了本解法能更准确的预报冷轧薄板的轧制力.