基于改进BP算法的模具零件表面抛光质量预测研究

针对模具零件表面自动化抛光的工艺参数现场调试困难、抛光后模具零件表面质量不一致等问题,提出了基于改进BP算法的模具零件表面抛光质量预测模型。通过采集模具零件表面抛光试验样本参数,构建预测模型输入参数集,将混沌理论、动态权重、动态学习因子和高斯变异策略引入粒子群优化算法（PSO）,利用改进后的粒子群优化算法（IPSO）对BP算法中权值和阈值的更新策略进行优化,并构建了基于IPSO-BP算法的模具零件表面抛光质量预测模型,结合快速非支配排序遗传算法（NSGA-II）建立多目标优化模型,实现对模具零件表面抛光质量的高精度预测以及抛光工艺参数的优化,对比5种常规预测模型,结果表明基于IPSO-BP算法的预测模型具有较高的预测精度。     

用于阀芯类零件去毛刺的磁极板优化设计与实验研究

目的 为解决阀芯类零件节流边毛刺去除不均匀和效率低下的问题,对磁极板尺寸和曲率进行规律性研究和实验验证。方法 首先,用Maxwell仿真软件对磁极板的各个参数进行规律性仿真,得出合适的磁极板尺寸;其次,为提高加工区域的磁感应强度值,设计了曲面磁极板,并对其相关参数进行仿真;最后对优化后的装置进行磁感应强度测试,并使用液体磁性磨具对45钢和阀芯棱边毛刺进行去除实验。结果 根据仿真结果发现,磁极板长度比工件大20 mm时,工件轴向磁场分布最均匀,磁极板厚度对磁场影响较小,磁极板宽度应根据加工间隙进行选择。曲面磁极板可以加强加工区域的磁感应强度值,曲率半径越小,加工区域获得的磁感应强度值越大,其中半圆形磁极板效果最佳。对装置的磁感应强度测试也表明,将工件置于磁场中后,其表面磁感应强度值最高达600 mT左右,满足加工需求。最后通过加工实验发现,在转速为500 r/min的条件下,阀芯节流边的毛刺去除效果理想,且轴向加工均匀。结论 该装置可以对阀芯这类导磁性回转类零件产生良好的加工效果。     

基于低相干干涉的孔类零件内表面测量系统研究

对孔类零件的内表面进行测量是判断其加工质量和使用寿命的重要手段。针对精密孔类零件内表面测量的需求,提出一种基于低相干干涉的内表面测量及信号处理方法,并搭建了完整的检测系统。对低相干干涉的测量原理进行了分析;搭建了以迈克尔逊干涉仪为主体,主要包含光源、探测器、数据采集仪、参考臂、样品臂等部分的检测系统;研究了干涉信号滤波以及包络峰值提取算法;最后,通过实验验证了此系统可以表征孔类零件的内部特征,并且其测量精度可达10 μm以内。     

基于介电泳效应的高速抛光电极分布仿真研究与实验验证

目的解决传统平面环抛过程中存在的两种问题:(1)抛光液受抛光盘和工件旋转离心力作用而抛光液在加工区域分布不均,导致加工工件高平面度差;(2)抛光液受到的离心力作用限制了抛光盘转速,导致抛光效率低。方法提出一种基于介电泳效应的平面抛光方法(DEPP),在抛光区域增加一个非均匀电场,利用中性粒子在非均匀电场中极化后受介电泳力的作用,使其具有向电极和抛光区域中心运动的现象,降低旋转离心力对抛光液的甩出作用,实现对平面工件的高速、高精度抛光。采用有限元分析软件数值模拟极化后磨粒所受介电泳力对离心力的抑制作用,优化产生非均匀电场的不同电极宽度,得到最优非均匀电场电极分布参数,实际测量优化电极后抛光液所受介电泳力的大小和方向,最后搭建试验平台验证介电泳效应高速抛光平面工件的有效性。结果提高抛光盘转速,进行抛光磨砂玻璃对比实验,加工1 h以后,采用介电泳效应抛光能完全去除玻璃磨砂层,工件平整度好,最终RMS值为0.276λ;无介电泳效应抛光后,工件中心部分磨砂层仍有存在,工件平整度相对较差,最终RMS值为0.694λ。通过测量加工去除量,介电泳效应抛光比无介电泳效应抛光的去除率提升了18%结论通过仿真模拟和实验验证,证明了调整电极布置形式以及优化电极分布参数后,介电泳效应高速平面抛光的方法能够有效提升抛光效率和抛光后工件表面平面度。     

基于自激振荡脉冲特性的磨粒流抛光不锈钢细管内壁的仿真与实验研究

目的 解决传统抛光方法对细管件或微孔内表面抛光困难的问题。方法 提出一种基于自激振荡脉冲特性的磨粒流抛光方法。利用自激振荡腔,使磨粒流产生振荡脉冲,实现对细管件或微孔内壁高效抛光。建立自激振荡脉冲磨粒流流体区域的数学模型,并通过数值仿真计算获得自激振荡腔体的结构参数d2/d1和L/D以及过渡角β。搭建实验平台,实验验证了自激振荡脉冲特性磨粒流抛光方法的有效性。结果 不锈钢细管件的抛光结果表明,加工12 h后,不锈钢细管件内壁的粗糙度Ra从480 nm降到50 nm,内壁面轮廓无明显的单向性纹理;14 h后,不锈钢细管内壁有明显镜面效果。而无振荡腔的情况下需要磨粒流抛光14 h,管件内壁表面粗糙度才达到55 nm,壁面轮廓存在明显的磨粒流抛光流动方向的纹路。结论 通过仿真和实验证明了自激振荡脉冲效应抛光方法（SOAFP）的有效性。此外,在本实验条件下,自激振荡腔体的结构参数d2/d1=1.6、L/D=0.5和过渡角β=60°时,抛光效率和抛光后表面质量最佳。     

基于FLUENT软件的多孔质静压轴承静态特性的仿真与实验研究

将计算流体力学中的FLUENT软件成功地引入到多孔质静压轴承研究领域.该软件对边界条件、计算模型、控制参数及网格质量方面都有严格要求.本文应用该软件对多孔质静压径向轴承进行了三维流场的计算,得到了气体在多孔质静压轴承中的压力变化图像及轴承承载能力的数据,进而可以根据承载能力计算轴承的静态刚度.最后在自行研制的实验台上对仿真结果进行实验验证.     

基于粗糙集理论与聚类算法的加工中心可靠性综合评价研究

针对数控机床可靠性综合评价中指标选取不一、需要大量先验知识等不足,提出一种粗糙集与K-means聚类算法相结合的评价方法。建立原始评价指标体系,通过K-means聚类算法与Silhouetta指标对各指标值进行离散化处理,并运用粗糙集理论约简冗余指标,构造动态评价指标体系。根据属性重要度定义对约简后的指标客观赋权,构建粗糙集聚类可靠性综合评价模型。结果表明：所提出的方法合理、有效。     

基于Norton-Hoff粘塑性理论的铝合金拼焊板成形性能预测与实验研究北大核心CSCD

铝合金拼焊板是汽车轻量化技术的重要发展方向之一,其成形性能是关键的性能指标参数。采用基于Norton-Hoff粘塑性理论的有限元方法,模拟了AA5754铝合金拼焊板极限拱顶高度实验的成形过程。分析了成形高度分别为20和29 mm时,铝合金拼焊板中应变和位移的分布情况,预测了AA5754铝合金拼焊板的成形性能。在极限拱顶高度实验中,等效应变沿着成形轮廓线路径呈M形对称分布,最大等效应变出现在冲头与板材接触的边缘位置。有限元预测结果与实验结果有着较好的吻合度,极限拱顶高度实验得出,铝合金拼焊板的LDH值为29.5 mm,断裂位置位于冲头与板材接触的边缘。     

硬质合金刀片前刀面的剪切增稠抛光实验研究

目的 采用柔性的剪切增稠抛光(STP)方法抛光开设有弧形断屑槽的硬质合金刀片前刀面,降低其粗糙度,提高刀具的切削性能.方法 利用非牛顿幂率流体的剪切增稠效应与磨粒的微切削作用,实现对工件粗糙表面的微凸峰去除.以前刀面断屑槽的表面粗糙度为评价指标,采用田口法设计正交实验,分析抛光速度、磨粒浓度、倾斜角度以及磨粒粒度等抛光...     

提高硬质合金刀具可靠性的理论分析与试验研究

硬质合金刀具寿命具有分散性，利用可靠性验证试验对其进行预选，可以提高整批刀具的可靠性。本文从理论上分析了刀具可靠度与试验预加应力和预冲击次数之间的关系，并通过试验进行了研究。试验结果与理论分析一致。     

激光冲击悬臂薄板变形的理论分析和实验研究

目的激光喷丸技术是一种利用激光诱导等离子体冲击波产生的力学效应来改善材料的机械性能的表面强化技术,但是在激光喷丸过程中,由于高压冲击波的作用会使薄壁件发生宏观变形,造成零件失效,为了控制激光冲击板料宏观变形过程,因此有必要对激光冲击下板料的力学变形特性进行研究。方法通过对激光冲击载荷作用下悬臂板变形过程的理论分析,建立了板料在激光冲击下的受力变形模型,对激光作用下板料的变形量公式进行了理论推导计算,研究了板料变形量与板料厚度、激光能量等之间的相互关系,并通过单点冲击与多点搭接冲击实验和有限元分析相结合的方式验证了理论公式的准确性。结果依据所建立的板料变形理论计算得到的理论值、实验值和有限元分析结果都较为接近,其中板料变形量对厚度的变化十分敏感,在设定条件下,当板材厚度大于3 mm时,板材变形很小,几乎不产生明显的变形。结论板料变形量随着激光能量和光斑数量的增大而增大,板材的厚度对变形量的影响很大,是设计激光喷丸参数时必须考虑的要素。