切削加工表面分形机理的研究

工程粗糙表面的微观形貌具有统计的自相似分形特性 ,本文明确给出了其重要的分形指标—分维数的物理含义 ,并将表面的分形研究从理论上和实际上深入到机械加工工艺过程中去 ,以磨削为例 ,建立起有关磨削参数与磨削表面分形参数之间关系的理论模型 ,为在磨削加工中 ,通过控制有关磨削参数和磨削条件 ,以达到最优维数打下了理论基础。本论文的研究可望在提高工程表面的使用性能以及降低加工成本等方面发挥较大的作用。     

粗糙表面分形特征的模拟及其表征

为了研究工程表面具有分形的特性,即在不同尺度下具有统计自相似性,探讨粗糙表面的分形特征,用随机中点位移和Weierstrass-Mandelbrot函数两种方法对轮廓和表面进行模拟,并对表面轮廓进行幂率谱分析,建立分形维数和幂率谱的关系,检验计算表明模拟表面的分形维数和指定值吻合良好。讨论分形参数的尺寸独立性和分形表面的统计特征,从幂率谱图可以看出,单分形的幂率谱图为一个区段,而双分形表面的幂率谱呈现明显的两个区段,不同尺度下的分形维数体现在其幂率谱图形上。与传统的统计参数相比,分形维数和特征尺度具有一定程度尺寸独立性。统计检验表明两种方法模拟的表面均符合近似的高斯分布。指出粗糙表面完整的描述和表征应兼顾分形和统计特征两个方面。     

小波系数表征机械加工表面分形特征的计算方法

针对表征机械加工表面轮廓形貌分形特性,提出应用小波变换系数计算分形维数的算法。基于Majumdar-Bhushan分形函数构造典型曲线,采用工程常用的三种小波基函数,通过小波分解提取小波系数,并将在不同分解尺度和阶数下计算出的分形维数进行对比分析和验证,选择出计算分形维数精度较高的小波基函数和分解尺度。用该方法对车削和铣削加工的结合面实验试件表面形貌的分形维数进行计算,评价了表面形貌的分形特征。     

分形维数与铣削参数的模型关联及验证

基于工程粗糙表面的微观形貌具有统计自相似分形特征,将分形几何学运用于金属材料表面形貌研究。粗糙表面的分形参数与加工条件密切相关。铣削加工过程中,切削参数会影响表面分形维数和表面粗糙度,考察了分形维数和传统表面粗糙度参数之间的关系,分别建立铣削参数与表面分形维数和表面粗糙度之间关系模型,并采用实验进行验证。实验结果表明,铣削加工表面具有分形特征;铣削表面分形维数D基本不随切削速度增加而变化,但表面粗糙度Ra会随切削速度的增加而减小;表面粗糙度与加工进给量成正相关,分形维数先增大后减小,并存在临界点;分形维数D与表面粗糙度Ra呈幂指数关系;所建立模型合理。相关研究结果可以为提高工程表面的使用性能及降低成本提供参考。     

Fe3Al基复合材料摩擦表面的分形特性研究

利用结构函数法对Fe3A l基复合材料干滑动摩擦表面的分形特性进行了研究,并计算其分形维数。结果表明Fe3A l基复合材料摩擦表面具有明显的分形特征,分形维数和摩擦因数以及磨损率之间有着密切相关性,随着分形维数的增大,摩擦因数和磨损率都逐渐减小,磨损率尤为明显,说明材料摩擦表面形貌特征对其摩擦学性能具有显著影响。     

蓝宝石单晶精密磨削表面形貌的分形行为研究

如何合理有效地评价光学晶体微结构表面质量,是目前光学元件精密制造与应用领域面临的重要问题。基于分形理论,采用三维和二维盒计数方法对蓝宝石单晶磨削表面形貌进行了分析,结果表明磨削表面的三维分形维数Ds与表面粗糙度呈反比关系,而且三维分形维数越高表面纹理越精细,三维分形维数越低表面缺陷越多。磨削表面截面轮廓的二维分形维数DL分布规律可以反映材料去除方式的变化。当二维分形维数DL沿磨削方向呈强对称分布时,该磨削表面为延性域去除;若呈弱对称性或不规则分布,则该磨削表面为脆性域去除。研究证实了分形方法不仅可用于综合表征蓝宝石磨削表面形貌,还可用于揭示蓝宝石磨削表面的材料去除机理。     

粗糙表面分形接触模型的研究进展

工程表面具有分形特征,利用分形参数对表面形貌进行表征不受仪器分辨率和取样长度的影响。2个粗糙表面之间的接触行为对摩擦、磨损、润滑、密封和传热等均有着重要的影响,因而一直是摩擦学研究的重要课题之一。基于表面的分形特性而建立的接触模型,可使表面接触的分析结果具有确定性和唯一性。介绍分形表面形貌的Weierstrass-Mandelbrot函数生成方法并给出利用MATLAB程序生成的分形曲线和曲面,分析和评述近二十年来分形接触模型中单个微凸体的接触行为、接触面积分布与真实接触面积、接触变形方式与接触载荷以及总的真实接触面积与接触载荷之间的关系等方面的研究情况,并简单列举分形接触模型在机械学科中的应用情况。指出结合分形理论对表面接触行为进行研究是接触理论发展的必然趋势,为摩擦学研究提供新的思路。     

基于分形的磨具表面形貌研究

本文阐述了用分形理论衡量和分析比较磨具表面质量的方法，通过对磨具表面的测试和分形研究，说明了分形方法能全面表征磨具的表面形貌，其分形参数可以作为衡量磨具表面质量的一个重要指标。     

分形理论在摩擦学研究中的应用

对近年国内外分形理论在摩擦学研究中应用的新进展作了综述,介绍了分形的概念以及分形维数的计算方法,讨论了包括磨损表面形貌分析,材料表界面分形研究和磨合磨损分形模型的建立等分形理论在摩擦学研究中的应用状况,并提出了当前相关研究中所遇到的问题,及今后分形理论在摩擦学研究中的发展方向。     

高速铣削铝合金表面微观形貌分形机理研究

基于工程粗糙表面的微观形貌具有统计自相似分形特征,将分形几何学应用于高速铣削表面微观形貌的研究,明确给出了铣削条件下分形参数的物理含义;从铣削加工工艺出发,编排正交多因素试验;采用结构函数法计算出高速铝合金铣削表面微观形貌的分维数。     

机动车制动性能检测存在的问题及解决措施

我国机动车保有量大幅增加,而机动车检测技术的发展却相对滞后。由此衍生出来的道路交通安全问题也越来越突出,因机动车制动不良导致的道路交通事故占事故总数的30%以上。原因主要是我国现有的机动车检测标准中,在制动效能检测指标限值、检测方法中都存在问题,因此通过滚筒式制动检测平台对机动车制动系统检测中存在的问题进行探讨,并提出解决问题的有效措施。     

产品创新设计若干问题研究进展

创新设计的过程是解决发明问题的过程,对该过程中确定用户需求的两种模式、功能分析的标准化、发明问题原理解的分级、发明问题求解中的知识利用、求解过程及计算机辅助创新设计软件开发等问题的研究进展进行了论述。     

基于虚拟现实的人机结合方法及其在布局中的应用

布局问题是NP-hard问题。单独采用机器计算难以获得最优化的结果。采用人机智能结合的方法求解复杂布局问题,将成为复杂系统布局自动化的发展方向。在虚拟现实环境下建立了布局模型及其人机交互接口,实现了一类三维布局问题求解过程的人机结合。采用P-admissible的序列三元组编码方法在VR(虚拟现实)下建立问题的有限且完整解空间,并给出数据的人工视图向机器模型的代码反解算法,以支持机器算法和人工中间干预的耦合,为复杂布局问题的求解提供了一个新的方法和途径。     

求解连续Minimax问题的粒子群优化方法

Minimax问题是一类十分重要同时也是比较困难的优化问题。提出了一种基于粒子群优化的连续minimax问题求解 方法。方法的基本思想是维持两个在不同搜索空间中不对称共同进化的群体并采用粒子群优化算法获得原minimax问题的 一个解。仿真结果显示此方法可以有效求解对称和非对称连续minimax问题。     

基于重复率控制的试题库管理系统的设计与实现

多用户试题库管理系统,在试题入库的时必须避免试题重复录入问题。此外,在组卷过程中,还要求所生成试卷与已存在的试卷之间要有较少的重复。为了解决这些问题,我们采取中文字符串模糊匹配算法,将可能重复的试题从题库调出查看,以避免试题重复入库;利用在题库中保存的套卷历史信息,控制所生成试卷与已存在试卷之间的重复率。并在此基础上构建了一套集系统管理、试题入库、随机选题、人工选题、试卷生成、试卷管理于一体的试题库管理系统。仿真试验和实用的结果表明,重复率得到较好地控制。     

Stability loss analyses of the elastic and viscoelastic composite rotating thick circular plate in the framework of the three-dimensional linearized theory of stability

In the present paper, in the framework of the three-dimensional linearized theory of stability the rotationally symmetric stability loss problems of the elastic and viscoelastic composite rotating thick circular and annular discs are investigated. The method for solution to these problems is developed by employing Laplace transform and finite element method. It is supposed that the disc and annular disc have an insignificant rotationally symmetric initial imperfection and as a stability loss criterion, the case where this imperfection starts to increase and grows indefinitely, is taken. Numerical results related to the critical angular velocity for elastic problems and to the critical time for viscoelastic problems are presented.     

《机械设计基础》课程教学改革探索

分析了目前《机械设计基础》课程教学现状和存在问题,提出了教学改革的对策,并进行了实践探索,以提高学生的学习兴趣,培养学生的工程意识和工程素养,增强学生分析问题、解决问题的能力和创新设计能力。     

板坯输送液压系统的故障分析

板坯输送液压系统在调试过程中,回转部分、水平移送部分、升降部分各自出现了一些问题,分别对其进行详细分析,并提出改进措施。实际应用表明,改进后的系统解决了原系统存在的问题,连续运行情况良好。     

A meta-heuristic approach to single machine scheduling problems

A new meta-heuristic evolutionary algorithm, named a memetic algorithm, for solving single machine total weighted tardiness scheduling problems is presented in this paper. Scheduling problems are proved to be NP-hard (Non-deterministic polynomial-time hard) types of problems and they are not easily or exactly solved for larger sizes. Therefore, application of the meta-heuristic technique to solve such NP hard problems is pursued by many researchers. The memetic algorithm is a marriage between population-based global searches with local improvement for each individual. The algorithm is tested with benchmark problems available in the OR (operations research) library. The results of the proposed algorithm are compared with the best available results and were found to be nearer to optimal. The memetic algorithm performs better than the heuristics like earliest due date and modified due date.     

Two-sided assembly line balancing using an ant-colony-based heuristic

Two-sided assembly line balancing (ALB) problems usually occur in plants which are producing large-sized high-volume products, such as buses, trucks, and domestic products. Many algorithms and heuristics have been proposed to balance the well known classical one-sided assembly lines. However, little attention has been paid to solve two-sided ALB problems. Moreover, according to our best knowledge, there is no published work in the literature on two-sided ALB problems with zoning constraints (2sALBz). In this study, an ant-colony-based heuristic algorithm is proposed for solving 2sALBz problems. This paper also makes one of the first attempts to show how an ant colony heuristic (ACH) can be applied to solve 2sALBz problems. In the paper, example applications are presented and computational experiments are performed to present the suitability of the ACH to solve 2sALBz problems. Promising results are obtained from the solution of several test problems.