双砂带抛光细长螺旋曲面过程中的接触状态分析

针对自由式砂带抛光中砂带的接触状况,建立螺杆受力的力学模型,利用有限元分析方法分析了砂带与螺杆的接触应力以及砂带的变形情况,得到螺杆所受的正压力和砂带自身应力、应变的变化情况;研究双砂带抛光对螺杆中径抛光质量的改善情况,也为相关参数的选取和理论计算提供了依据。     

航空发动机叶片砂带抛光力控制技术

基于制造集成化对航空发动机叶片的抛光要求,针对叶片抛光过程中抛光力的非线性和时变性难以控制等问题,提出一种建立抛光力控制系统数学模型并进行模糊比例-积分-微分控制的方法。研制了砂带抛光施力和运动机构,以气缸和比例阀为主要研究对象,建立抛光力控制系统的数学模型,结合模糊比例-积分-微分控制原理,设计了自适应模糊比例-积分-微分控制器。对抛光力控制系统进行系统仿真与实验验证,结果表明,所采用的模糊比例-积分-微分控制系统具有快速响应性和较强的鲁棒性,可以满足叶片抛光过程中抛光力的控制要求。     

发动机复层气门座接触特性研究

采用Ansys/Ls-dyna平台,基于动态接触理论建立发动机气门-气门座冲击接触仿真分析模型,探讨发动机复层气门座材料匹配性对其接触特性的影响。研究结果表明:复层气门座摩擦副匹配对其接触应力影响较大,特别是反映材料弹性特征的模量E和密度ρ。当弹性模量匹配比Ec/Eq小于0.5时,等效应力σN随Ec/Eq的增大而增大,但当Ec/Eq大于0.5以后,σN的变化速率显得较平缓;密度匹配比ρc/ρq对σN的影响规律与E相似,其中σN随ρc/ρq变化速率的改变大约发生在0.5,当ρc/ρq超过0.5时,σN的变化速率也呈现平缓趋势。复层厚度h对σN的影响也较大,且存在非线性现象。一般地,h的增加可缓冲冲击接触,使σN降低,但当h达到0.6 mm时,σN显现反弹上升的现象,且其增幅与复层材料特性有关,并且h较小时,气门的反弹较小,接触应力较平缓。     

航空发动机叶片砂带抛光力的干扰观测补偿控制

为提高叶片尺寸精度及表面质量,针对气体的可压缩性、阀的死区效应、阀的流量非线性、气缸摩擦力和测量噪声等干扰因素对叶片抛光力控制精度的影响,提出了一种基于干扰观测器的反向传播神经网络比例—积分—微分控制方法.该方法通过构造干扰观测器来预测抛光力气动控制系统中的非线性干扰,并在控制中引入等效的补偿来抑制干扰,同时利用反向传播神经网络控制算法对比例—积分—微分控制参数进行在线自适应整定.仿真分析和实验结果表明,基于干扰观测器的反向传播神经网络比例—积分—微分控制器具有控制精度高、鲁棒性强、抑制干扰能力强等优点,能够提高叶片型面尺寸精度和表面一致性、降低表面粗糙度、减小残余应力并提高抛光效率.     

斜面60°光纤透镜抛光接触状态的分析

为了掌握光纤透镜抛光接触状态,依据接触力学理论,建立了60o斜面光纤透镜抛光时的接触力学模型;应用ANSYS接触分析技术和MATLAB数据图视功能,对光纤透镜抛光过程中光纤加工端与抛光垫的接触状态进行了分析。结果表明：补偿角α、光纤夹持伸出长度l和抛光垫弹性模量E2不仅影响到光纤透镜抛光接触区域的接触形式,也同时影响接触压强的分布状态;外加位移载荷z对接触形式影响不大,但对接触压强分布影响较大。     

斜面60°光纤透镜抛光接触状态的分析

为了掌握光纤透镜抛光接触状态,依据接触力学理论,建立了60°斜面光纤透镜抛光时的接触力学模型;应用ANSYS接触分析技术和MATLAB数据图视功能,对光纤透镜抛光过程中光纤加工端与抛光垫的接触状态进行了分析.结果表明:补偿角.α、光纤夹持伸出长度l和抛光垫弹性模量E2不仅影响到光纤透镜抛光接触区域的接触形式,也同时影响接触压强的分布状态;外加位移载荷z对接触形式影响不大,但对接触压强分布影响较大.     

曲面磁流变抛光工艺与抛光头结构分析

由磁流变抛光材料去除机理出发,阐述了磁流变抛光去除函数传递的工艺流程特点,明确抛光过程中对抛光轮与工件位置关系恒定的工艺要求。在此基础上,针对设计的磁流变抛光头结构,结合抛光轮轮廓外形与整个抛光头结构特征点计算法,对可加工曲面工件曲率半径和曲面角度范围及其影响因素进行了分析,给出了整个工艺过程中带动测头升降的气缸分别在加工位置和测量位置所需的行程及计算方法,并指出测头设计安装原则。结论可用于异形结构工具曲面加工设备的分析与设计。     

基于接触特性优化的模具曲面气囊抛光实验研究

为提高模具自由曲面上的气囊抛光加工效果,在六自由度气囊抛光实验平台上对不同曲率半径的二维曲面模具进行了气囊抛光实验研究。首先,研究了模具自由曲面上不同曲率表面对于气囊抛光过程中接触区域的接触面积、接触宽度,接触力和抛光效果的影响规律;在此基础上,提出了在气囊抛光过程中通过调节气囊抛光头的下压量和内部充气压力来改变接触面积、接触宽度和接触力值的方法,使抛光时不同曲率表面接触区域内的平均接触压力相同,且沿运动方向的接触宽度也相同,从而使不同曲率表面在抛光后的抛光质量接近,使整个模具自由曲面的抛光效果达到最佳;最后,运用上述方法对二维曲面模具进行了抛光实验。实验研究结果表明,经过接触特性优化,不同模具曲率表面气囊抛光后接触区域内的抛光质量接近,抛光效果得到提高。     

基于响应曲面法的煤油发动机气门正时优化

利用基于仿真的响应曲面优化方法,对改型的煤油活塞发动机气门正时多目标优化问题进行了研究。建立了发动机性能仿真模型,以进气/排气正时、点火提前角为优化变量,以提高有效功率和降低燃油消耗率为设计目标进行了响应曲面优化。分析结果表明：相对于原汽油机,改型的煤油机进气门开启时刻要推迟,排气门关闭时刻要迟后,并且要提前一定的点火提前角,以得到最佳的发动机性能;同时,应用响应曲面法可以提升仿真优化的效率。     

基于灰色关联分析的叶片砂带抛光参数优化

针对复杂曲面构件抛光过程中表面粗糙度的最小化与材料去除率的最大化等多目标优化问题,采用正交实验方法设计四因素三水平的钛合金试件数控砂带抛光实验;基于灰色关联分析将多目标优化问题转化为单目标优化问题,利用主成分分析法确定表面粗糙度和材料去除率对灰色关联度的影响权重;通过对实验数据的回归分析,建立灰色关联度与主要抛光工艺参数(砂带粒度、砂带线速度、工件进给速度和抛光深度)的二阶预测模型;基于各工艺参数对表面粗糙度、材料去除率和灰色关联度的影响规律进行分析,确定抛光工艺参数优化方案。利用响应曲面求解工艺参数优化问题并进行叶片抛光实验,结果表明:该优化方法获得的工艺参数组合可在满足表面粗糙度要求的基础上大幅度提高抛光材料去除率。     

发动机气门弹簧断裂问题分析

针对某型发动机在试验过程中出现气门弹簧断裂现象的问题,通过对断裂弹簧的断口进行宏观痕迹、微观形态及金相组织方面的分析研究,结果表明造成气门弹簧早期疲劳断裂的原因,是由线材表面折叠裂纹缺陷引起的,经采取相应措施后,未再出现类似现象。     

某发动机气门颈部断裂分析

通过对气门断口的外观形貌及金相观察,分析该气门断裂原因。     

发动机气门杆部断裂分析

通过对断裂气门的断裂部位的金相组织、硬度及杆部尺寸的检测分析,锁定气门断裂的直接原因是气门受到过载剪切应力。在对气门压装和工作中的受力分析,查找造成气门剪切应力的来源,最终确认气门弹簧并圈是产生过载剪切应力的根本原因。通过采取相应的预防措施,彻底解决了气门断裂的故障。     

角接触球轴承接触状态分析

本文考虑角接触球轴承所处的高温环境和不同的轴向预紧量条件,分别采用拟静力学方法和力热耦合分析方法对其进行力学特性计算分析。基于角接触轴承拟静力学,在给定径向力条件下,轴承轴向力在40～170N范围内变化时,轴承的接触应力先下降再上升,在轴向力为70N处出现最低接触应力,即轴承的预紧力合理值应在30N左右。采用力热耦合分析方法,对采用预紧力40N即轴向力为80N时的轴承接触状态进行有限元分析,获得了相应的考虑较高环境温度和转速影响的内部接触应力分布情况。结果表明,采用力热耦合的分析方法,考虑高温度环境和轴承的大负载特点,低的接触应力状态对避免轴承提前失效和保障轴承寿命更有利。     

基于机器视觉的发动机气门入模状态检测

采用基于机器视觉的检测系统替代人工检测方式,对发动机气门电镦成型加工过程中气门棒料入模状态进行检测。通过对气门棒料入模状态的图像处理分析,检测气门棒料是否正常入模,以提高发动机气门生产的合格率。对比分析了灰度平均值法、灰度腐蚀以及空域和频域下模板匹配这四种可行视觉检测方案的实验结果,证明了灰度平均值视觉检测方案具有良好的时效性与准确性,能够满足发动机气门电镦成型对气门入模状态检测的性能要求。     

发动机气门-门座副磨损失效过程实验研究

对发动机气门-门座副的磨损失效过程进行了模拟实验研究。研究结果表明:气门接触锥面的失效主要是由于弹、塑性变形,及材料滑移所形成的疲劳微裂纹和剥落;在高温下的蠕变和腐蚀气氛加快了磨损失效过程;发动机气门-门座副磨损失效过程遵循一般机械零件磨损失效规律,但在急剧磨损阶段磨损速率稍快。     

发动机气门间隙异常仿真分析研究

研究了柴油发动机气门间隙异常对配气机构动力学性能的影响。对配气机构进行了多质量动力学模型计算,建立了配气机构的多体动力学模型,设置3种不同的气门间隙进行分析。分析结果表明:气门间隙变大会造成气门速度、加速度增大以及气门连接部件的冲击力增大,会使发动机产生异响;气门间隙变大也会使配气机构之间的接触力增大,加速凸轮轴的点蚀磨损,气门发生故障的危险系数增加;相对而言,排气门发生故障的概率远大于进气门。所进行实验的验证结果与模拟分析结果相同,从而证明了仿真模型的有效性;经过实验验证发现:排气门间隙过小将会使气门与活塞头部碰撞,造成活塞头部损坏。     

发动机气门机构建模与仿真分析

文章在了解发动机气门机构的性能、工作条件、结构和技术要求的基础上,利用SolidWorks绘制了气门机构的三维图形,并进行了发动机气门机构的装配。本设计旨在通过理论分析缩短开发周期、提高生产水平、减少资源浪费,提升关于汽车相关生产的设计、制造以及应用过程的认识。     

汽车发动机气门机构的运动学分析

对顶置式气门机构进行了运动学分析,通过平底推杆的运动规律求得气门的升程、速度和加速度,分别给出了精确解和近似解。两种方法的计算结果基本吻合。计算结果表明,对称凸轮会得到一个不对称的气门运动规律。     

汽车发动机气门挺杆的装配分析

介绍了汽车发动机气门挺杆的装配过程,以及挺杆装配工装的应用和改进。针对挺杆装配过程中出现的卡滞问题进行了分析,提出了解决方法,有效提高了挺杆装配效率。