大型工件成形快速应变测量技术

针对目前大型工件在成形过程中应变测量的实际问题,提出了一种快速视觉测量方案,在采用近景工业摄影测量与坐标网格相结合的基础上,进行基于公共点的三维测量数据拼接可以高效地实现大型工件成形后表面全场应变的快速测量,通过对某汽车顶盖冲压零件表面应变的测量,验证了该方法的可行性和有效性。     

剪切旋压三维应变场的新认识

本文用光塑性模拟测试技术，求得剪切旋压三维应变场，分析了应变场沿工件壁厚和沿母线的分布情况，比较了不同旋轮条件下应场的变化。尝试用Ｘ射线衍射测试技术研究剪切旋压切向变形情况，得到切向变形沿工件壁厚的分布规律，比较了不同工艺条件下切向变形的变化规律。     

双向复合振动辅助磁力研磨加工的试验研究

目的进一步提高研磨加工效率,并获得更好的工件表面质量。方法提出双向复合振动(磁极垂直于加工表面的法向超声振动和平行于加工表面的切向振动相结合)辅助磁力研磨法实现对工件表面的研磨抛光。以钛合金工件为研究对象,进行了四种不同工况的研磨加工试验,并对试验结果进行了对比和分析。结果采用双向复合振动辅助磁力研磨法研磨钛合金工件,研磨加工60 min后,工件表面粗糙度值Ra由研磨前的3.78μm降至0.36μm,有效去除了原始加工纹理,获得了较好的表面形貌。工件表面的残余应力由拉应力转化为压应力。结论双向复合振动辅助磁力研磨法既能增加磁性磨粒的瞬时研磨压力,提高研磨加工效率,又能促进磁性磨粒的翻滚与更替,随时改变磁性磨粒的切削刃和切削方向,使磁性磨粒的运动轨迹互相交织,去除工件表面材料更均匀,同时还能有效地改善工件表面的应力状态。     

电镀镍膜应变的磁巴克豪森噪声试验表征

探讨了紫铜基板表面电镀镍膜拉应变的磁巴克豪森噪声测试和表征方法。首先，构建了能够同步测量电镀镍膜拉伸过程中应变和磁巴克豪森噪声信号的试验装置，获得了不同厚度镍膜中表面切向磁场强度信号，以及不同应变条件下的磁巴克豪森噪声，并从两种信号中筛选出对镍膜厚度、应变敏感的特征磁参量；最后，通过方程拟合分析了特征磁参量对镍膜厚度、拉应变的定量表征能力。结果表明，随着镍膜厚度增加，切向磁场强度的基波幅值(A₁)呈现良好线性下降趋势；磁巴克豪森噪声特征参量(M_max或M_mean)和拉应变的依赖关系服从指数型衰减函数关系。通过组合两种信号的特征参量，可以实现镍膜厚度和拉应变的定量检测。     

数字图像处理技术进行方形网格应变测量

针对板料成形中应用的方形网格系统,运用图像处理对变形网格进行参数测量和应变分析。运用邻域平均法进行滤除噪点,采用动态阈值法对拍摄的方形网格图像进行增强等像质改善处理;并通过细化算法得到网格线的简单线条,在分析方形网格交点的图像特征后,设计出相应的算法提取出方形网格的特征点,最后由特征点的空间坐标计算出方形网格的几何参数和应变,得到工件表面的应变分布。对球面胀形件进行了具体分析,并将测量结果与手工测量数据进行比较,结果表明,该方法可以达到一定的精度。     

纤维缠绕壳体内压结构强度试验中的光学非接触式应变测试方法

分别采用喷涂法及记号笔点画法在纤维缠绕壳体表面制作散斑,在内压强度试验过程中对壳体进行了光学非接触式应变测量,并通过传统应变片法测量的应变数据与之对比,结果表明:两种方法所测数据的相对误差介于0.29%～9.7%之间,符合纤维缠绕壳体在同一环向的变化规律,证实了光学非接触式应变测试方法应用于纤维缠绕壳体应变测试的可行性。     

针对表面粗糙度和刀具振幅的切削用量优化研究

对进给量、切削速度和轴向切深这3个切削参数对工件表面粗糙度和刀具振动幅度的影响进行试验研究。采用BBD响应面法对6061铝工件进行端铣加工试验,并通过数学建模对试验结果进行分析。提出一种基于遗传算法的多目标优化方法来同时减小工件表面粗糙度和刀具振动幅度。建立能预报表面粗糙度和刀具振动的径向基神经网络模型,并通过试验验证其准确性。     

板料变形三维数字散斑应变测量分析系统研究

针对板料变形中应变检测的常规方法和传统方法存在的不足,通过数字散斑相关方法、计算机双目视觉理论和材料力学理论分析了试件表面变形前后的散斑图像,来动态跟踪试件表面上几何点的运动并得到三维位移场,在此基础上计算得到试件的三维应变场.基于此原理开发了XJTUDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统.应用带孔铝质制件进行了单向拉伸实验.测量结果表明,该系统能较好的反映板料变形过程中的三维应变状态,较好的测量试件表面的三维轮廓,直观再现工件表面的变形场、应变场和成形极限图(FLD),对于需要测量的关键点可以实现重点跟踪,动态测量出该点在任意时刻任意位移的应变.该系统可以应用到不同的力学测量现场.     

基于DEFORM的单颗磨粒对零件表面冲击仿真与实验

磨削加工过程中,工件表面材料的去除是磨粒冲击、切削、划擦等综合作用的结果。为了研究磨削过程中的冲击现象,针对45~#钢工件,运用DEFORM-3D软件对单颗磨粒对工件表面的冲击强化过程进行有限元仿真,获得了工件内部应力场的分布情况,对磨削过程中工件表面等效应力与应变率进行了分析,得到了磨削参数对磨削过程的影响规律。对等效应力的分析表明:磨削过程中,工件受力是由很多脉冲力合成的。对应变率的分析表明:磨粒对工件表面的冲击强化效应显著。实验研究结果验证了理论与仿真分析结果的正确性,采用的仿真方法可有效分析与预测工件表面强化层指标。     

修整参数对钛合金Ti-6Al-4V微磨削影响的研究

基于修整参数和切削速度对钛合金Ti-6Al-4V微磨削的影响,采用较高的修整重叠比用于磨削过程中磨削销的修整。基于实验测量到的磨削销表面形貌建立与磨削力、表面粗糙度相关关系,法向磨削力和切向磨削力都随修整重叠比的增加而增加。并介绍了磨削刀具修整对表面质量的影响。相较于逆向修整,顺向修整能够获得较为粗糙的表面质量,并产生了较低的磨削力。当逆向修整过程中修整重叠比达到1830时,能够明显提高工件表面质量。     

圆钢径向夹紧精密剪切模设计

介绍了一种用在通用冲床上的径向夹紧圆钢剪切模的结构、工作原理和设计制造要点。该剪切模是在圆钢处于径向夹紧和受压状态下切断圆钢,使剪切断面与圆钢轴线垂直,剪切面变形很小,断面光滑平整。该模具工作可靠,切料质量高。     

一种新型的剪板机-立式剪板机

介绍了一种立式剪板机的结构和动作原理.该机借助简单的导料架辅机,适合长板料剪切,特别是双面覆膜的板料,用立式剪板机剪切效果更为理想.该机可旋转,以保证不同直径的卷板料.剪切端面平直,质量好.     

一种新型的剪板机一立式剪板机

介绍了一种立式剪板机的结构和动作原理。该机借助简单的导料架辅机,适合长板料剪切,特别是双面覆膜的板料,用立式剪板机剪切效果更为理想。该机可旋转,以保证不同直径的卷板料。剪切端面平直,质量好。     

工艺参数对填充式搅拌摩擦无匙孔点焊性能的影响

采用填充式搅拌摩擦无匙孔点焊对2mm厚的2A12-T4铝合金薄板进行焊接,研究不同工艺参数对接头性能的影响.结果表明,当其它焊接参数不变,旋转速度为600r/min时,接头的剪切力达到最大值,为4707N.在600～1000r/min时,随着旋转速度的提高,点焊接头的剪切力逐渐减小.随着轴肩回压距离的增大,接头的剪切力逐渐增加,当轴肩回压距离达到1.2mm时,接头的剪切力达到最大.随着搅拌针伸出长度的增大,接头的剪切力逐渐增加,当伸出长度达到3.4mm时,接头的剪切力达到最大.接头的显微硬度在100～150HV之间,混合区硬度最高,搅拌区硬度最低.     

高性能机械式试样剪切设备综合性能分析

对高性能机械式试样剪切设备进行了综合性能分析。用剪切力计算公式对设备公称剪切能力进行了计算;分析了设备在剪切过程中的轨迹,其中特殊位置的确定为今后电气调试提供了可靠有用的数据,可对剪机控制进行优化;通过静力矩等计算确定了传动基本参数;通过仿真软件对机构进行了受力分析;通过等效转动惯量对系统进行了能量计算,并对已经确认的传动参数进行了校核;对设备关键受力件进行了有限元分析。结果表明设备结构可靠,参数设计正确。     

Formation of shearing bands in the hot-rolling process of AZ31 alloy

Three types of AZ31 alloy samples, numbered with A, B, C, with various texture and microstructure condition were hot-rolled in single pass to investigate the different mechanism of shearing bands formation. Shearing bands came into being via twinning related grain fragmentation and DRX in Sample A while via rotational recrystallization in Sample B. Twinning played the most important role in shearing bands formation in Sample C. DRX and twinning are the two major elements in the formation of shearing band in magnesium alloys. Contrastive study indicated that sharper texture would increase the influence of twining while small size would promote the recrystallization in shearing bands formation.     

Failure During Sheared Edge Stretching

Failure during sheared edge stretching of sheet steels is a serious concern, especially in advanced high-strength steel (AHSS) grades. The shearing process produces a shear face and a zone of deformation behind the shear face, which is the shear-affected zone (SAZ). A failure during sheared edge stretching depends on prior deformation in the sheet, the shearing process, and the subsequent strain path in the SAZ during stretching. Data from laboratory hole expansion tests and hole extrusion tests for multiple lots of fourteen grades of steel were analyzed. The forming limit curve (FLC), regression equations, measurement uncertainty calculations, and difference calculations were used in the analyses. From these analyses, an assessment of the primary factors that contribute to the fracture during sheared edge stretching was made. It was found that the forming limit strain with consideration of strain path in the SAZ is a major factor that contributes to the failure of a sheared edge during stretching. Although metallurgical factors are important, they appear to play a somewhat lesser role.     

旋转摩擦挤压合金化法制备Al3Ti金属间化合物

采用自制旋转摩擦挤压合金化设备以纯铝板和纯Ti粉为原材料制备了Al-Ti金属间化合物.利用扫描电子显微镜、能谱仪、透射电子显微镜以及X射线衍射仪对合金化产物的微观组织结构及相组成进行了分析,并对其显微硬度进行了测量.结果表明:原材料Al、Ti在摩擦棒的剪切与强烈挤压力的共同作用下,能够在固态下发生合金化反应,生成Al3...     

组织及应变率对TC6钛合金绝热剪切敏感性的影响

采用分离式Hopkinson Bar技术对不同热处理工艺的TC6钛合金进行了动态剪切试验,研究了不同组织状态及不同应变率下的绝热剪切敏感性,并进行了金相观察及分析.结果表明:不同组织对TC6钛合金的绝热剪切敏感性有很大的影响,片状组织的绝热剪切敏感性最小,而球状组织的绝热剪切敏感性最高;随着组织中á相的增加,材料的绝热剪切敏感性增加;随着同一类型中晶粒尺寸的减小,材料的绝热剪切敏感性降低;随应变率的提高,TC6钛合金的绝热剪切敏感性也随之增加.     

An elastic deformation model of high speed spindles built into ball bearings

Kinematic characteristics and elastic deformation properties of ball bearings such as stiffness, axial, and radial deflections of the rings, speeds of balls, contact angles, and loads, all vary strongly with rotational speed, temperature, and axial preload. This paper presents an elastic deformation model of spindle units built into ball bearings, which are running on high rotational speed and axial preload. For this, software for simulation of the high speed spindle units was developed and introduced into a practical use. A computer aided analysis of the model was carried out and experiments were made, which showed a significant effect of high rotational speed, cutting load, bearing axial preload, and a new effect for which the criteria for a choice of bearing preload are given.