基于非线性回归模型的线切割工艺参数优化分析

本文通过建立加工电参数与工艺指标之间的非线性回归模型,结合试验方法和MATLAB工具对回归系数及目标函数求解,获得多个加工参数优化结果,表明此非线性回归模型能准确反映加工参数与工艺指标之间的关系,并能获得较好的拟合精度.     

机床主轴箱热传导仿真分析与实验研究

为了能够在设计阶段改善精密数控机床在运转过程中由温度分布不均而带来的热误差问题,采用有限元法建立了某精密数控机床主轴及箱体的热分析模型。在确定主轴轴承发热功率和表面对流系数等热边界条件的基础上,重点考虑了主轴刀柄、轴承等主要零部件结合面的接触热阻对热传导的影响。基于该模型,研究了箱体及主轴的温度场分布特点,揭示了主要部件的温度变化规律。搭建了温度测试系统以验证上述模型,对比结果表明,该热分析模型的相对误差均在5%以内,具有较好的精度,能应用于精密数控机床的设计、分析与优化。     

基于各向异性热传导模型的自适应图像修复

通过使热传导的传播方向及强度与图像内容相关联,提出了一种基于各向异性热传导模型的图像修复算法。该算法的基本思想是:令等照度线方向的传播强度恒为常数,而沿梯度方向信息的传播强度与图像梯度的模成反比,这样在实现结构信息修复的同时,有效解决了边缘区域模糊的问题。在数值计算中根据曲率的大小来定义结构的复杂程度,自适应地选择半点或整点差分格式,提高了处理效率。相比于其他高阶偏微分方程修复技术,该方法的数学表达更加简洁,且修复结果可取得较高的峰值信噪比以及视觉上满意的效果。     

基于改善整车加速噪声的试验及仿真方法

为了解决车辆在加速时发动机激励引起的车内噪声问题,进行了整车试验,得到噪声问题的主要频率特征。通过车辆加速时悬置被动侧振动加速度以及整车各个部件模态、振动灵敏度等数据确认了引起车内噪声的关键部件。首先,建立了整车有限元模型,仿真得到了关键部件模态;其次,通过试验验证了模型的有效性;然后,利用所建的整车模型对各部件进行改进,有效降低了各传递路径对车内噪声的灵敏度;最后,根据仿真结果提出了改进方案并进行装车验证。结果表明：车内的加速噪声主要由下拉杆悬置、副车架及前围板等部件与整车声腔模态耦合引起;改进后车内噪声明显改善,声压降低了8~9 dB。     

基于回归与Bootstrap方法的仿真模型确认

为了实现有限数据段动态实验数据的系统仿真模型的确认,本文给出了基于回归分析与Bootstrap方法的仿真模型确认方法,该方法首先根据真实系统实验输出数据建立系统回归模型,然后用Bootstrap方法对回归模型参数的分布特征进行分析并确定置信区间,最后考察仿真模型输出数据二次建模回归参数与置信区间的一致性,从而实现了有限数据段动态系统实验统计确认.文中通过实例说明了该方法的应用,从而证明了该方法的有效性.该方法可应用于一些武器系统性能仿真模型的确认.     

O形密封圈接触压力的有限元分析

采用有限元分析软件ANSYS建立了O形橡胶密封圈的二维轴对称模型,分析了在空气介质中O形圈和接触表面之间产生的接触压力与O形圈的截面尺寸、内径、压缩率及硬度的关系,并用统计分析法得到了回归方程。该方程描述了不同参数对O形圈所受接触压力的影响,进而可计算理论摩擦力,并可用于O形密封圈相关结构的力学分析及重要场合下O形圈的正确选用。     

基于神经网络的电火花线切割机床的可靠性模型建立

针对电火花线切割机床可靠性研究初期,系统任务可靠性框图尚未建立,各个子系统、功能单元之间的相互关系尚未完全清楚的问题,提出了一种基于神经网络的可靠性模型建立方法.以系统可靠度为神经网络的输出,以各子系统可靠度及对应的平均无故障时间为神经网络的输入对神经网络进行训练.训练后的神经网络记忆了系统可靠度与平均无故障时间及各子系统可靠度之间的关系,从而确定了电火花线切割机床的可靠性模型.实例表明该模型具有很强的估测能力以及较高的精度.     

基于三维热传导模型的风力机叶片缺陷深度检测

基于等效源法建立了含缺陷叶片三维热传导模型,解决了一维导热模型不能有效预测各向异性材料缺陷周围三维热流的问题,实现了用脉冲红外热像技术对大型风力机叶片缺陷深度进行准确评估.通过线性坐标变换将含缺陷叶片三维导热方程简化为各向同性问题,再用分离变量法求得第三类边界条件下的缺陷区表面过余温度解析解,建立了缺陷几何尺寸、过余温...     

内斜齿轮拓扑修形与传动误差仿真研究

为提高内斜齿轮传动副的啮合性能,提出一种内斜齿轮拓扑修形方法。根据齿廓、螺旋线修形原理推导得出内斜齿轮修形齿面方程;预置齿廓、螺旋线修形系数,运用齿轮啮合原理构建内斜齿轮副的接触分析(TCA)模型,得出在不同的修形系数下的传动误差;通过有限元仿真分析,得出在不同的修形系数、不同载荷下的传动误差。结果表明,在不同的工况条件下应选择不同的修形系数才能满足使用要求,该方法对成形磨削的拓扑修形内斜齿轮设计提供了参考。     

基于有限元法和田口法的Inconel718超声椭圆振动切削参数优化

采用Advant Edge软件建立了Inconel 718超声椭圆振动车削有限元仿真模型。对比试验数据验证了有限元仿真模型的正确性。基于田口法,结合有限元法和部分析因法设计试验,获得了Inconel 718超声椭圆振动辅助车削过程中五个因子(切削深度、进给量、振动频率、振幅和切削速度)间以主切削力为指标的交互效应显著状况。根据五个因子间的交互效应显著状况并结合有限元法设计田口试验,引入田口法的信噪比分析,研究了这五个因子对主切削力的影响规律。根据各水平下各因子的信噪比分布,获得这五个因子有利于降低主切削力的最优参数组合。最后,通过对比仿真值与田口预测值,验证了田口法运用信噪比优化参数的有效性。     

电火花线切割温度场有限元分析及参数验证

建立了电火花线切割脉冲放电模型,利用有限元法分析了单脉冲放电的温度场分布。计算出该条件下工件及电极丝放电凹坑几何特征,与实际切割条件下的表面粗糙度、电极相对损耗比、切割速度等工艺指标进行了对比,并根据电火花线切割的加工特点进行了修正,研究了电火花线切割的蚀除规律。结果表明:模拟的单脉冲放电凹坑几何特征经修正后可以近似表征实际连续切割时的表面粗糙度;实际切割中放电点在电极丝上的通道转移是导致电极丝相对损耗较低的主要原因;考虑到实际切割相关因素,对理论切割速度进行修正后,其值与实际值是吻合的。     

工件超声振动电火花线切割复合加工试验研究

借助ANSYS软件对变幅杆、夹具和工件进行整体的动力学研究,设计了一套超声振动电火花线切割复合加工装置。在相同加工参数下,分别采用工件超声振动电火花线切割复合加工和传统的电火花线切割加工对45钢进行切割试验。试验结果表明:与传统的电火花线切割加工相比,超声振动电火花线切割复合加工的效率提高了约15%,表面粗糙度减小了约10%。     

基于复合工作液的多次切割放电机理及修正量规律研究

研究了在复合工作液条件下高速走丝电火花线切割多次切割的放电机理及理论修正量与实际修正量的关系。结果表明,采用复合工作液的多次切割的极间放电仍然是传统的间隙放电,在综合考虑第一次切割放电间隙与最后一次放电间隙差异的情况下,多次切割的实际修正量与理论修正量是一致的。     

进电方式对高阻半导体硅放电加工影响研究

进行了高阻半导体硅的放电铣削加工实验,通过检测脉冲放电电压和电流波形,对固定、旋转、随动三种进电方式下的加工情况进行了对比。结果表明：固定进电方式下,由于进电点会逐步生成不导电的钝化膜,接触电阻不断增大,回路中的总电阻不断增大,放电峰值电流逐步减小,最终导致无法加工;旋转进电方式下,由于进电电极与加工区域距离增大,导致放电回路中的体电阻不断增大,放电峰值电流也会逐步减小;随动进电方式下,放电回路中进电电极会不断刮除产生的钝化膜且极间距离维持不变,因此接触电阻和体电阻能保持始终稳定,放电加工稳定性较好。
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Optimization of multi machining characteristics in WEDM of WC-5.3%Co composite using integrated approach of Taguchi,GRA and entropy method

Wire electrical discharge machining (WEDM) is a well known process for generating intricate and complex geometries in hard metal alloys and metal matrix composites with high precision. In present work, intricate machining of WC-5.3%Co composite on WEDM has been reported. Taguchi’s design of experiment has been utilised to investigate the process parameters for four machining characteristics namely material removal rate, surface roughness, angular error and radial overcut. In order to optimize the four machining characteristics simultaneously, grey relational analysis (GRA) coupled with entropy measurement method has been employed. Through GRA, grey relational grade has been computed as a performance index for predicting the optimal parameters setting for multi machining characteristics. Using Analysis of Variance (ANOVA) on grey relational grade, significant parameters affecting the multi-machining characteristics has been determined. Confirmatory results prove the potential of present approach.     

一种新型卧式微电火花机床的设计与实验研究

针对微电极制作的效率问题,提出了一种快速在线微电极加工成形的方法,设计了一种新型卧式微电火花机床。该机床由金刚石砂轮超精密在线电极磨削、线电极电火花在线电极磨削共同完成微米级电极的高效精密制作,该机床组成部分还包括基于CCD的在线光学尺寸检测与测量系统、精密运动与进给系统、纳秒级独立式脉冲放电电源与放电状态检测反馈系统组成。在该机床上进行了微电极制作、微小孔加工以及微电火花铣削等实验,加工出直径为15μm微细轴和直径为50μm微小孔。     

基于多轴运动控制器的电极丝恒张力控制系统

为解决往复走丝电火花线切割加工空间复杂曲面中电极丝张力变化影响加工精度的问题,分析了张力变化的原因及其对加工精度的影响,介绍了现有电极丝恒张力机构的不足,提出了基于功能强大的可编程多轴运动控制器的电极丝恒张力控制系统,给出了完整的系统软硬件结构.该系统可对线切割加工过程进行随动响应,保持电极丝张力恒定,改善电极丝动态定位精度.进行了恒张力线切割加工对比试验.实际测量结果表明该控制系统的加工误差明显减小,验证了恒张力控制系统的有效性.     

基于UG6放置舱模态及热仿真分析

放置舱作为总体结构中的重要组成部分,不仅起到固定支撑放置舱内各个分机的作用,还作为重要的结构连接件,连接发射机和壳体.因此,它的模态对整体结构有重大影响.在满足总体结构刚度要求的情况下,怎样合理布局,使二次电源功率器件的发热量能够通过放置舱合理的传导散热,进而使密闭的电子舱内局部温度不至于过高,是总体结构设计中必须满足...     

聚晶金刚石的Nd:YAG激光切割与电火花线切割损伤分析

采用近红外Nd:YAG激光切割方法与电火花线切割方法进行了聚晶金刚石(polycrystalline diamond compacts,PDC)切割加工实验,并分别利用细砂纸打磨、金刚石微粉抛光以及王水腐蚀等表面处理方法对试件进行了表面处理,通过扫描电镜显微观察与拉曼光谱分析等方法对试件进行了显微观察与分析。经分析发现:尽管近红外Nd:YAG激光切割速度较快,然而因脉宽较大导致热损伤大,加工表面存在明显的残留层,而且金刚石与硬质合金层界面存在明显的裂纹;电火花线切割表面质量好于激光切割加工,但金刚石界面处存在材料过量去除现象,而且切割速度比近红外激光切割加工小得多。为获得较好的PDC切割质量与切割效率,需采用脉宽更短的Nd:YAG激光或紫外激光。