漫话东西方古炮的铸造

<正> 中国最迟于元代已发明火炮,除初期的竹木制、纸制及青铜和少量的锻铁炮外,大多数的是铸铁炮。重量小的几斤重,大的几千公斤,即所谓的“万斤炮”。而西方的火炮经历了锻铁、青铜、铸铁、铸钢以及锻钢火炮阶段,重量从几十公斤到几十吨重。     

冲击载荷下磁流变阻尼器控制系统仿真研究

应用于火炮反后坐装置中的磁流变阻尼器可代替制退机提供后坐阻力.为得到理想的后坐阻力动态特性,要求其阻尼力控制系统响应快速,以实现阻尼力的输出跟踪控制.对所设计长行程磁流变阻尼器进行了冲击试验,测试其输出阻力的动态响应时间.由于试验结果并不理想,因此利用非线性逆系统方法对磁流变阻尼器跟踪控制系统进行了设计校正.最后,对校正后的磁流变阻尼器控制系统及后坐阻力动态特性进行了仿真分析,结果表明,改进设计后的磁流变阻尼器控制系统具有良好的跟踪性能,后坐阻力动态特性令人满意.     

微焊点Cu/SAC305/Cu固-液界面反应及电迁移行为

研究了电迁移过程中Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu微焊点界面金属间化合物（IMC）的生长演变机制,分析了电载荷作用下固-液电迁移与固-固电迁移的区别. 结果表明,固-液电迁移过程中,随着加载时间的延长,两极IMC层厚度均增厚,且阳极IMC层厚度增长速率比阴极大;阴极侧IMC晶粒径向尺寸一直增大,轴向尺寸呈先增大后减小的变化规律,阳极侧IMC晶粒的尺寸在轴向与径向均增大;加载过程中,阳极IMC晶粒尺寸始终大于阴极;与固-固电迁移相比,固-液电迁移后,阴极侧,焊点IMC形貌更规则,且表面光滑度提高;阳极侧,固-固扩散时界面IMC晶粒形貌为多边形球状,而固-液扩散时界面IMC形貌为多边形柱状.     

面向完整传输路径的BGA焊点信号完整性分析及优化

建立了基于BGA(ball grid array)焊点的完整传输路径的HFSS(high frequency simulator structure)电磁仿真模型,基于该模型对完整传输路径在高频条件下的信号完整性问题进行了分析,得到了其回波损耗仿真结果,以及焊点最大径向尺寸、焊点高度尺寸、焊盘直径尺寸对回波损耗的影响. 并以焊点最大径向尺寸、焊点高度尺寸、焊盘直径尺寸为设计参数,以完整传输路径6 GHz下的回波损耗作为目标值,设计17组试验仿真计算,采用响应曲面法对仿真计算所得的17组完整传输路径回波损耗与BGA焊点形态参数间关系进行拟合,结合遗传算法对拟合函数进行优化,得到完整传输路径回波损耗最小的BGA焊点组合参数为焊点最大径向尺寸1.05 mm,焊点高度0.75 mm,焊盘直径0.65 mm,并对最优组合参数仿真验证,最优组合仿真结果优于17组试验仿真结果,实现了完整传输路径中BGA焊点的结构优化.     

基于灰色系统理论的汽车横梁充液成形用坯料优化

类似汽车横梁这些复杂管类结构件的充液成形,是一个不均匀的变形过程,坯料的相对形状及尺寸,是影响金属流动的关键因素,从而对充液成形零件的最小壁厚、最大壁厚等评价对象有重要影响。以坯料的弯曲角度、弯曲半径、轴线高度差为因子,建立正交试验设计方案,进行有限元模拟,获得不同坯料尺寸下的最小壁厚、最大壁厚参考序列。利用灰色系统理论,计算各个参考序列与比较序列之间的关联系数,将多目标转化为以关联度为目标的单目标。进一步计算各坯料结构尺寸的平均关联度,获得优化的坯料尺寸组合参数,以此进行有限元模拟和生产实验。验证结果表明,该优化方法能够获得满足质量要求的充液成形的汽车横梁。     

钻模钻孔精度分析

分析了钻模对精密套筒钻孔时产生误差的各种因素。具体针对本案例计算了零件定位误差δD、夹具制造安装误差δA和加工过程误差δG,提出了减小钻套与铰刀导向部分的径向间隙是减少误差产生的有效措施,提高了孔距尺寸精度,满足了零件加工的精度要求。     

旋转式冲刷腐蚀试验装置流场数值研究

运用计算流体力学软件Fluent对旋转式冲刷腐蚀试验装置流场进行数值模拟和研究.结果表明:转子的浸入深度对径向流场影响不大,而对自由液面的影响较为显著;随着浸入深度的增加,转子对自由液面的影响减小;转子的最佳浸入深度为0.3 m.     

微沟槽顶部毛刺宽度微细切削试验研究

毛刺的存在影响工件的加工精度及加工效率。文章以毛刺宽度作为分析指标,采用正交试验对微细铣削过程中的关键因素(轴向切深、每齿进给量、主轴转速、径向切深)进行优化参数研究。分析结果表明:最优铣削参数组合是主轴转速为78000min-1,轴向切深为78μm,每齿进给量为1.5μm/z,径向切深为390μm;关键影响因素对毛刺尺寸影响的程度由大到小依次是主轴转速、轴向切深、每齿进给量和径向切深。由于参数优化铣削的微沟槽的顶边缘仍然存在尺寸较大的毛刺,文中采用后处理加工方法进行修正,结果表明能够进一步明显减小毛刺。     

永磁同步电主轴的电磁噪声分析

为了提高永磁同步电主轴的加工精度、减小振动、降低其电磁噪声,考虑谐波磁动势的影响,推导永磁同步电主轴气隙磁密的解析表达式,提高了永磁同步电主轴径向磁密的计算精度。采用解析法计算径向磁密及其谐波,利用有限元法求解径向电磁力。建立该永磁同步电主轴的三维模型并进行模态分析以及谐响应分析,实测了电主轴的振动加速度。将模型电磁力频率以及模态分析结果与实测振动加速度频谱进行对照,结果表明径向电磁力是引起振动的主要原因,共振是产生噪声的主要因素。通过对永磁体结构的优化,减小了永磁同步电主轴的径向电磁力。通过噪声仿真分析,验证了电主轴结构优化后噪声的降低。     

对型腔模型芯,型腔径向尺寸计算公式之我见

在型腔模(压铸模、塑料模)中,按平均收缩率计算型芯径向尺寸,一般都用下式: 式中:d——制件为孔时的模具型芯尺寸,D′——制件为孔时的最小尺寸,K平——制件材料的平均收缩率,x—补偿系数,△——制件公差,δ——模具制造公差。按平均收缩率计算型腔径向尺寸时,一般都用下式:     

高刚性轻量化研球机床身结构优化设计

为提高研球机床身的静动刚度并减少床身质量,建立床身结构的有限元模型,通过有限元分析获得机床床身的静动态特性以及低阶固有频率。在此基础上利用尺寸优化和拓扑优化设计方法,对其进行了以减轻质量和提高结构刚度为目标的结构优化设计,最终完成对床身的综合优化。将优化后的床身与原床身进行比较,结果显示:综合优化后的床身最大变形量减少了19.45%,最大应力减小了12.24%,床身的质量下降了3.52%,并且前5阶固有频率均有明显提高。通过综合优化,提高了床身的工作性能,减轻了床身质量,该研究结果对提升机床床身刚度提供参考。     

基于枪钻的薄壁深孔加工工艺设计

在分析热交换板的深孔特点和枪钻加工工艺的基础上,提出了通过减小刀具径向切削力、增加导向条长度和增大薄壁处强度来改善薄壁深孔加工中孔轴线偏斜问题的加工方法,依此设计了4种枪钻加工工艺方法,并通过试验进行了对比,获得了理想的加工效果。     

喷枪微量润滑冷却在数铣中的应用

针对传统浇注式冷却浪费严重的问题,通过采用喷枪和空气压缩机来实现微量润滑冷却,调节喷枪旋钮就可改变进气量和冷却液的大小,在提高润滑冷却效果的同时大大减少了冷却液的使用量,既降低了生产成本,又有利于保护环境。利用喷枪改造的微量润滑系统具有结构简单、成本低、使用方便的特点,适用于各种数控机床机床和普通机床。     

一种永磁同步电主轴转矩脉动和电磁力波的抑制方法

针对磁极为平行充磁且两边平行的表面式永磁同步电主轴存在转矩脉动和径向电磁力波的问题,提出一种磁极结构优化方法以抑制转矩脉动和径向电磁力波。基于等效面电流法建立磁极表面半径为任意值的永磁同步电主轴转子气隙磁场的解析模型;综合研究转子气隙磁场对定子开槽电主轴转矩脉动、径向电磁力波的影响;在最小气隙长度不变的前提下,确立优化目标(气隙磁通密度的谐波和幅值),并通过迭代计算的方式得到满足不同优化目标的永磁体磁极结构方案(方案一结构和方案二结构);最后,通过有限元法验证转子气隙磁场解析模型的有效性,并对原结构电主轴、方案一结构电主轴和方案二结构电主轴的转子气隙磁场谐波、转矩脉动、齿槽转矩、平均转矩和径向电磁力波进行对比分析。结果表明:该优化方法可以得到满足不同优化目标的永磁体磁极结构方案,实现原电主轴指定阶次磁通密度谐波、转矩脉动和径向电磁力波的综合抑制。     

带扩展腔的纯铝及铝钛硼合金连续挤压力的分析与实验研究(英文)

将CONFORM挤压的变形区划分成初始夹紧区、夹紧区、圆锥形扩展腔区、圆柱形挤压筒区和定径区,采用主应力法建立各区力平衡方程,获得了带扩展腔的任意包角连续挤压过程的变形力公式。在自行设计的连续挤压机上对纯铝和铝钛硼合金(Al-5%Ti-1%B)进行实验。采用Gleeble-1500热模拟实验机实测得到铝钛硼合金在变形温度400℃、应变速率3.07s-1条件下的变形抗力为50MPa。计算得到纯铝和铝钛硼合金带扩展腔连续挤压的变形力。实验用的连续挤压径向力与理论计算的连续挤压径向力一致。     

基于混合算法的七轴机器人逆解求解

为了解决七轴机器人逆运动学求解较难、精度较低的问题,提出一种基于数值迭代法与粒子群优化算法相结合的方法求解.对机器手模型及逆运动学位姿函数进行了研究,利用数值迭代法进行机器手逆解的初步最优角度解,在此基础上缩小搜索范围利用粒子群算法进行二次优化搜索计算,减小数值迭代过程中产生的累积误差,仿真结果表明机器手的位姿精度大大...     

基于高压水射流火炮清膛装置的研究与设计

为改变传统人工推拉的方式清洗炮膛的现状,以火炮清膛机的使用特点及技术要求为根据,通过对高压水射流基本结构和相关参数进行分析,采用固体有限体积法对清理过程进行仿真,研究水射流的清除机制,并设计一种基于高压水射流全方位清理火炮内膛积碳、挂铜和挂尼龙,且可实现在炮膛内伸缩回转往复运动的火炮清膛机。针对国内炮膛维护的需求及维护过程中存在的问题,结合野外作业的实际情况,重点给出该火炮清膛装置的设计方案、装置构成及工作原理。装置采用整体布局方式,在确保使用功能的前提下,该装置的操作较为简单、动作实用,并且能够对结构做进一步的优化,一定程度上缩短传动链,以保障装置正常运作,减少故障的发生,使得后期维修保养更加方便,最大程度上延长其使用寿命。     

基于灵敏度分析与响应面模型的机床主轴箱优化设计

针对机床主轴箱结构优化设计中模型复杂及计算量大的问题,提出一种将灵敏度分析与响应面模型相结合的优化办法。以箱体壁厚和筋板尺寸为输入参数,主轴箱质量、最大变形、最大应力、1阶固有频率作为目标参数进行灵敏度分析,筛选出6个关键尺寸作为优化参数;采用最佳填充空间设计法和Kriging函数法构建主轴箱响应面模型,通过多目标遗传算法对响应面模型进行求解计算。最后对优化后的主轴箱进行有限元分析来验证求解的准确性,优化后的主轴箱质量减轻了13.58%,可以为机床其他类型零部件优化提供参考。     

数控机床在机检测中触发式测头误差变速补偿

针对机床触发式测头进行系统误差校正时,需要通过数控机床控制器进行计算,从而导致操作困难且精度不高的问题,提出了一种新的测头系统误差补偿方法.该方法可以通过修改该方向上的测量速度,来对给定方向上的测头预行程进行校正,从而显著降低测头的误差.由于可以离线计算所有测量速度,因此控制器无需进行任何运算.分别在实验室和真实在机测...     

基于回弹控制的车顶盖成形工艺优化

针对车顶盖大曲率半径件成形切边后回弹大的问题,在有限元数值模拟的基础上建立了以工件回弹前后对应节点偏差为目标函数,以成形中的压边力和分段拉延筋力为变量的工艺优化模型,通过径向基函数神经网络和模拟退火算法对其进行了优化求解。结果表明,建立的优化模型是合理的,采用优化后的工艺参数进行冲压成形后在保证产品不产生破裂和起皱的前提下能够显著减少工件的回弹量。