高精度数控内圆磨床开发设计中的关键技术研究

结构动力学优化设计是提高机床加工精度的有效途径。本文分析了高精度数控内圆磨床开发设计中的几项关键技术。部件结构动力学优化的灵敏度分析，结合面动力学模型修正，主轴系统模型修正与优化的BP神经网络，分布频率的多重调谐阻尼器（MTMD）抑制振动，利用上述技术开发的MK2120A新型数控内圆磨床内孔磨削圆度已达0.0008-0.0011mm。圆柱度0.0015mm，粗糙度Ra0.1μm，消除了表面的磨削振纹，而且整机重量比原磨床有大幅下降。这些技术对相关机床动力学优化设计也具有普遍的指导意义。     

某军用发动机振动模态的实验研究与计算

为了研究军用发动机整机结构的动力学特性,在各子结构——机体、曲轴、缸盖和曲轴箱三维实体模型的基础上,组装成整机模型。采用实验研究和理论计算相结合的方法,对此整机的振动模态进行了研究。由于部件间结合面的刚度与阻尼特性难于理论分析和实验提取,采用了虚拟材料来模拟结合面特性,通过反复修正虚拟材料的特性常数,使得整机有限元振动模态分析结果与实验结果吻合。从而说明所建立的整机的有限元模型是正确可靠的,为整机结构进一步的动态仿真研究奠定了基础。     

柴油机机体模态试验分析

机体是柴油机的主体结构零件，研究其动态特性对于了解整机的振动特性非常重要，本文介绍了柴油机机体的试验模态分析方法以及用该方法分析6108型柴油机机体：求得该机体的前八阶模态频率、阻尼及振型，为该机体的结构改进和柴油机的减振降噪提供了依据．     

YN4102柴油机油底壳的自振特性研究

用有限元法和实验模态方法研究了YN4102柴油机油底壳的自振特性,结果表明,由于原油底壳的厚度较薄,其自振频率较低,不利于控制整机的振动和噪声,需要设法提高其结构刚度,而加厚油底壳则是达到这个目的的简单易行措施.     

基于模态匹配的汽车座椅骨架模态分析与优化

基于某车身模态匹配策略,设定其座椅NVH(Noise、Vibration、Harshness)目标,并利用有限元分析软件HYPERWORKS和动态信号采集分析系统DHDAS对某汽车座椅NVH基本性能指标——振动模态进行了分析与试验研究,得到了座椅骨架的低阶模态和振型,并通过优化座椅部分零件尺寸参数,使座椅的模态频率避开了与车身的共振频率,建立了座椅NVH性能匹配分析与优化的基本流程与方法.     

光学非球面超精密磨削的微振动对成形精度影响研究

轴对称非球面光学元件超精密磨削加工过程中砂轮的不平衡量和机床主轴引起的微振动直接影响工件成形精度及粗糙度。通过分析磨削过程中产生的微振动现象轴对称非球面光学元件超精密磨削加工过程中砂轮的不平衡量和机床主轴引起的微振动直接影响工件成形精度及粗糙度。通过分析磨削过程中产生的微振动现象建立了砂轮轴和磨床主轴微振动引起的非球面球面半径偏差的数学模型,研制了高精度微振动动态测量装置,测量精度达0.02 μm. 针对研制的大口径超精密非球面磨削机床分析测量了砂轮轴转速和磨床主轴转速、砂轮轴和磨床主轴的静压轴承油压对砂轮轴和磨床主轴的径向微振动和轴向微振动的影响,确定了使该磨床砂轮轴和磨床主轴微振动量最小时的砂轮轴转速和静压轴承油压以及磨床主轴转速和静压轴承油压的工艺参数,利用该参数加工的500 mm口径的非球面面型精度小于4 μm.     

特种越野车车架强度及模态分析与结构优化

利用UG和HYPERMESH建立某型特种越野车车架的有限元分析模型,再用ABAQUS软件对该特种越野车车架进行强度及模态分析,得出该车架的强度和振动特性;以增大车架强度和保证最低阶模态频率为目标,对其结构进行优化设计.结果表明:改进后的车架所承受最大应力减小,质量降低,最低阶固有频率提高.     

基于模态相关性和模型修改的发动机整机模态分析

建立了发动机实体和有限元模型,介绍了计算模态分析和模态相关性分析的一般方法与理论.对某发动机整机进行了计算模态分析,得到其计算模态频率以及相应的振型.通过试验得到试验模态频率及振型,对所建立的试验和计算模型的模态相关性进行了计算和评估,得到计算和试验模态间的MAC矩阵及各自由度上的Co-MAC结果;利用模态相关性结果,修正原始有限元模型,从而提高了其模拟实际结构的精度,并为基于此有限元模型的更高精度动态分析模型的建立奠定了基础.     

基于 ANSYS Workbench 的某通信发射塔模态及地震响应谱分析

以某通信发射塔主体为分析对象,通过 Solidworks 建立三维实体模型,导入有限元分析软件 ANSYS Workbench进行模态仿真分析,得到了通信塔前10阶非零模态频率。进行了模拟地震作用下的位移响应谱分析,得到等效应力和方向位移云图。结果表明：通信塔的动力学特性较为复杂,模态振型具有多样性。在地震激励下,发射塔满足抗震强度要求。相关研究对该通信塔的结构优化提供了可靠的理论依据。     

航空发动机涡轮盘振动模态与声模态分析研究

从结构振动实模态理论的角度,论述了结构振动与声辐射之间的基本耦合关系;推导了振动结构声辐射模态参数,推导出辐射声压模态。比照振动模态理论,讨论了辐射声压模态参数与振动模态参数之间的关系。对航空发动机涡轮盘进行了实验振动模态分析和实验声模态分析,识别出其振动模态参数和声辐射模态参数。为航空发动机零件的低噪声设计提供了实验数据,也为利用声信号进行振动的间接测量提供了依据。     

大展弦比复合材料机翼结构优化设计剪裁

结构优化设计剪裁是减轻结构质量、提高设计品质和产品竞争力的重要手段。以某无人机复合材料机翼为例,采用复合材料结构优化设计系统COMPASS进行满应力设计,给出满足结构静强度约束条件(应力、应变)的结构件总体尺寸分布;在初步设计尺寸基础上,进行以结构质量最小为目标,以复合材料铺层厚度、铺层角度为设计变量的数学规划法优化设计,最终确定满足翼尖变形、自振频率、颤振速度、操纵效率等约束条件的结构件尺寸分布。结果表明,通过复合材料结构优化设计剪裁实现了对大展弦比复合材料机翼结构的静力、动力和气动弹性综合优化设计,有效缩短研制周期,提高了结构效率。     

恩格哈车床数控系统在外圆磨数控改造中的应用

恩格哈D-22两轴车床数控系统能提供标准及特殊G指令.MG1420B高精度外圆磨床数控化改造,以D-22控制X和Z轴,定义头架电机为磨床主轴,采用变频器对头架电机进行无级调速控制,砂轮电机仍用三相电机进行控制.并通过主动量仪对零件加工过程中的零件尺寸实施实时检测.     

炸药切削过程中切削力的数值模拟方法研究

PBX炸药在武器中有广泛的应用，由于其钝感性，可以通过机械加工的手段将其加工成所需形状；但是，从保证炸药车削加工安全的角度出发，研究炸药切削加工过程中力的大小与分布十分重要，本文根据PBX炸药材料的力学性能实验和切削实验的结果，采用有限元显式侵彻算法，研究适合炸药材料特点的弹塑性本构关系和等效应力的失效准则，模拟炸药切削过程；利用干切实验的结果，对数值模拟模型进行了修正和完善，切削合力的计算曲线与实验结果比较接近，随不同切削参数的变化趋势与实验基本一致，从而证明了此模拟方法是可行的。     

深孔数控变径超声椭圆振动镗削加工方法研究

深孔镗削采用超声椭圆振动技术具有大幅降低切削力、抑制颤振和提高工件加工精度的优势。为充分发挥超声椭圆振动切削和数控加工优势,在研究固-固界面传振理论基础上,针对长径比大于20 的复杂内腔深孔件的加工难题,提出了一种新型数控变径超声椭圆双刃镗削加工方法,通过切削对比实验验证了超声变径双刃数控镗削比普通镗削更具有提高加工精度、表面质量、抑制颤振的优势。与普通切削相比,在相同加工参数下,加工孔直径16 mm,长径比23颐1,单边落差0. 5 mm 的深孔内腔轴类零件,超声镗削可达到表面粗糙度Ra 为0. 65 μm,表面质量和加工精度满足设计要求。数控变径超声椭圆振动镗削加工方法为深孔复杂内腔加工提供了一条有效途径。     

超声波椭圆振动切削提高加工系统稳定性的研究

切削加工系统稳定性是切削加工中重要问题之一.它不仅影响加工质量和生产率,而且还影响刀具和机床寿命,特别是对刚度弱的零件精密和超精密切削加工,切削加工系统稳定性问题更为突出.本文根据超声波椭圆振动切削原理,分析了其动态背向切削力的特征,提出了具有正负脉冲的超声波椭圆振动切削动态背向切削力模型.从切削动力学角度分析了椭圆振动切削对加工系统稳定性的影响,并用切削实验验证了超声波椭圆振动切削提高切削加工系统稳定性这一切削效果.     

基于虚拟仪器的磨削振动信号测试

基于虚拟仪器的磨削振动信号测试系统由加速度传感器、信号适调仪、数据采集卡和计算机等组成.该测试系统用于MK9025数控光学曲线磨床,测试常态下的砂轮架和导轨的振动信号.把三组加速度计分别粘贴在砂轮架的前、中、后三个位置,测量砂轮在线加工时的振动加速度信号.导轨上加速度计的搭载位置与砂轮架类似.     

某车载速射迫击炮上架有限元模态分析

为验证某型车载速射迫击炮上架设计的合理性,利用 Abaqus 有限元软件,对车载速射迫击炮上架有限元 模态进行分析。采用等效质量的方法,在 Solidworks 中建立上架 3 维模型,通过对上架及自动机和高低机的装配体 结构进行有限元模态分析,计算出其前 20 阶的固有频率和振型。研究结果表明：该设计是合理的,能避开迫击炮的 射击频率,可为上架的进一步结构优化及武器试验基地的射击试验提供参考。     

深孔加工刀具系统的动态稳定域研究

根据广义Hamilton 原理,构建了基于Timoshenko 梁单元的多跨柔性回转钻杆横向振动的有限元模型。通过采用自由界面模态综合技术,在保证大型复杂深孔加工装备动力学分析精度的前提下,将钻杆线性自由度的特征模态进行截断,仅保留具有非线性动力特征的模态,其中舍去的高阶主模态则由剩余附着模态来补偿,从而使得耦合动力系统求解的自由度数有效降低,节约计算资源。利用该缩减后的模型,研究了辅助支撑位置、钻杆长度及排屑孔径对深孔钻杆固有频率的影响规律。以加工复合扁孔为例,获得了在选定的切削深度和切削速度参数空间中钻杆运动的失稳方式及稳定区域。研究结果表明,文中所提出的方法将为复杂深孔加工装备的动力学设计和加工精度分析提供理论基础。     

消除陶瓷加工表面微裂纹的新方法

通过超声振动车削和普通车削、磨削陶瓷材料的试验研究及切削机理的探讨,探索出用超声振动车削能有效地消除陶瓷加工表面微裂纹,是陶瓷材料精密加工的一种新切削法。     

砂轮粒度对42CrMo钢磨削强化层的影响

在精密卧式磨床M7132A上,利用磨削加工产生的大量磨削热对磨削加工表面进行淬火处理。采用砂轮作为磨削淬火的加工工具,研究不同粒度的刚玉砂轮对42CrMo钢进行磨削淬火试验及强化层的组织和硬度的影响。结果表明:随着砂轮粒度的减小,距加工表面的强化层组织越细小;强化层的显微硬度分布曲线基本相同,但是距强化层至加工表面0.25mm时,随着砂轮粒度的减小,强化层显微硬度增大,磨削强化层厚度增加。