基于ADAMS的抛头装置的动力学分析

应用ADAMS虚拟样机仿真技术,仿真抛头装置抛射出的弹丸的抛射路径、抛射速度、抛打轨迹和抛打区域。主要考虑了重力、摩擦力、空气阻力等因素对弹丸的速度和轨迹的影响。而这些因素在现有理论计算中都往往都被忽略,影响了结果的准确性,本文提供了新的方法来计算弹丸的抛射路径、速度、抛打轨迹和抛打区域,提高了设计的准确性。     

抛丸速度衰减规律的探讨

本文从流体力学原理出发,导出了弹丸在离开抛丸器后,因空气阻力而引起速度衰减的一般规律。并且讨论了弹丸粒度、形状以及重力等因素的影响,得出了计算公式。作者在以上基础上,应用自己研制的散弹速度测定仪实测得到一组弹丸速度数据,对理论公式进行了实验验证。     

抛丸落砂工艺参数的选择

本文从力学关系上分析了抛丸落砂的基本要素:(1)利用高速弹丸抛打铸件内外表面附砂,使之从铸件表面上脱落;(2)将混在弹丸中型砂分离出来,使弹丸和砂子的纯度都在99.5%以上。由此导出计算最佳弹丸直径、弹丸速度抛丸落砂率和丸砂分离器诸参数计算公式。提供设计和生产中应用。     

基于CAE的铝合金板料冲压成形中摩擦特性研究

依据摩擦理论和有限元仿真理论,通过数值仿真计算的方法,将有限元计算出的摩擦力与实际生产中的摩擦力对应起来,分析了不同摩擦系数下铝合金板料在冲压成形过程中的摩擦特性。研究了铝合金板料在冲压成形过程中的摩擦力变化规律以及不同摩擦系数对摩擦特性和成形质量的影响。研究表明:铝合金板料冲压成形后期摩擦力随着摩擦系数增大而迅速增加,但板料成形质量评价指标升高,板料厚度更加均匀;通过研究不同节点摩擦力随时间的变化曲线,板料减薄区和起皱区的摩擦力变化规律完全不同。     

金属加工过程中应力状态的分析方法

分析简单地拉伸，压缩和扭转的情况时，应力状态能容易地被确定。但是，实际上在金属加工过程中材料是承受复杂的应力状态，在模具－工件接触面上增加有摩擦力。而且，这些应力和摩擦力一般地沿着接触面变化。准确的计算或预测载荷，力，应力和温度，不但对设计适宜的设备是重要的，而且对研究工艺期间材料的变化过程也是重要的。本文将讨论材料变形过程中所运用的主要分析方法及其优缺点。     

机械进丸抛丸器中弹丸进入分丸轮窗口后的运动过程分析

本文分析了机械进丸抛丸器中弹丸进入分丸轮窗口以后的运动过程。推导出了无定向套时进入到分丸轮窗口中的弹丸飞出窗口时的速度，在此基础上推导出了抛丸器正常工作过程中分丸轮窗口中形成的弹丸堆中的弹丸飞出分丸轮窗口时的速度。还进一步分析了分丸轮各窗口中的弹丸能够飞出定向套窗口的临界状态。这为进一步提高分丸轮、定向套等抛丸器易损件的寿命提供了重要的理论依据。     

板料成形过程中成形速度对B340/590DP摩擦性能的影响

基于伺服压力机技术,采用板料滑动拉伸摩擦试验,研究了在板料成形过程中成形速度对B340/590DP板料摩擦性能的影响,分析了成形速度对摩擦性能的作用机理.结果表明,板料初始成形速度越小,初始摩擦力越小；速度变化瞬间摩擦力急剧变化,然后逐渐稳定；前后成形速度设置相差越大,摩擦力变化越大.因此,为了获得良好的成形性能和加工效率,可以选取较小的初始成形速度,保证较小的摩擦力以利于材料的塑性流动,然后采用较大的后续成形速度以保证加工效率.     

阀控非对称缸摩擦力对缸内压力的影响

为研究在大型飞机结构疲劳试验中缸内摩擦力对阀控非对称缸压力的影响,建立了非对称缸压力的数学模型,分析计算了阀控非对称缸换向时压力受摩擦力影响发生的变化。利用AMESim仿真软件对系统进行了仿真得到了相应的压力变化曲线,验证了理论推导。仿真结果表明:摩擦力使得非对称缸的压力突变值增加且压力曲线出现振荡,该研究为大型飞机结构疲劳试验中使用的非对称缸的设计提供参考。     

基于CFD-DEM仿真的喷丸工艺参数优选

目的综合考虑喷丸过程的能量效率,以最少喷打时间和最小比能为目标进行喷丸工艺参数优选。方法通过分析弹丸群以单对称单元模型喷打的弹痕排布方式,以及满足一定覆盖率时平均每个弹丸形成的弹坑面积,得到随机喷打时的材料去除体积,进而得到能量利用效率。以喷丸入口压强、弹丸直径和弹丸流量三个工艺参数为变量,以一定覆盖率下的最小喷丸时间和最大能量利用率为目标,建立喷丸工艺参数优化模型。通过建立CFD-DEM气固两相耦合的喷丸仿真模型,进行仿真实验,得到出口弹丸速度与工艺参数的关系,进而得到每组实验的喷丸时间和能量利用率。结果通过16组仿真实验,得到第4组工艺参数为最优喷丸工艺参数组合,即入口压强为0.5 MPa,弹丸直径为1.0 mm,弹丸流量为0.6 kg/s。结论CFD-DEM仿真模型能够得到出口弹丸速度与其他工艺参数的关系,喷丸工艺参数优化模型能够兼顾效率和能量利用率,并筛选出最优工艺参数组合,为喷丸工艺参数决策提供指导。     

基于离散元分析的抛丸器弹丸运动过程仿真

为了研究弹丸在抛丸器内运动对抛丸器的作用机理,以离散元为方法,建立了抛丸器离散元模型。以三维离散元软件EDEM为手段,对弹丸的运动过程进行宏观分析,通过模拟动态的展示了弹丸在抛丸器内运动的宏观规律。分析了弹丸运动过程的能量变化规律,以不同的分丸轮速度模拟测试弹丸的平均速度,发现分丸轮转速对弹丸平均速度的变化影响显著。     

ART对灰铸铁试样表面改性的影响

主要探索ART(金属磨损自修复技术)材料对灰铸铁摩擦副表面改性的机理和耐磨规律.运用改装的摩擦实验机对45钢-灰铸铁摩擦副做旋转对磨实验.在摩擦副中加入ART试剂,在一定载荷、一定转速条件下在大气环境中进行实验.试验发现磨损试样表面有光滑小黑斑生成,表面微区亦增添了来自矿物粉体中的元素;显微硬度明显提高,表面粗糙度显著降低.起到了良好的减摩耐磨效果.     

LF21板搅拌摩擦焊接头组织与焊接工艺关系的研究

利用搅拌摩擦焊方法对LF21铝合金板进行了焊接实验。分析了接头组织分区情况，探讨了搅拌头尺寸及焊接工艺参数对其接头组织的影响。经过实验得知：焊接时，搅拌头旋转速度为950～1500r／min，焊接速度为23．5-375mm／min，皆可获得接头性能尚可的焊接接头。同时发现，搅拌头旋转速度与焊接速度越小焊缝组织越细小：当两焊板间留有间隙时对焊缝孔洞的形成有一定的影响。     

The Effect of Robot Kinematics on the Coating Thickness Uniformity

The torch speed is one of the most important operating parameters in thermal spraying. Generally, in order to keep a uniform coating thickness, the movement of the torch should be constant. Nevertheless, when the torch follows a large trajectory angle, the torch speed will decrease significantly, which leads to an irregular coating thickness. This phenomenon is caused by the weight of different devices fixed on the robot and the combination of the robot’s six axes. It is therefore necessary to optimize robot kinematics behaviors in this case. In this paper, the works concentrate mainly on the relationship between the robot kinematics property and the coating quality to find an adequate model for the torch speed optimization. An add-in program based on RobotStudio™ (ABB, Sweden) is developed to determine and optimize the spray trajectory. The optimal trajectory was verified by both the simulations and the experiments.     

MPCVD多晶金刚石片的研磨均匀性分析

在游离磨料研磨过程中,研磨的驱动方式及工艺参数等直接影响加工后工件的平面度和表面粗糙度。为了探究基于旋摆式驱动的游离磨料研磨工艺参数对MPCVD多晶金刚石片平整化的影响,建立旋摆式驱动平面研磨过程中的单磨粒运动学模型,根据实际研磨过程采用多磨粒随机分布模型进行计算机仿真计算,引入多磨粒轨迹的均匀性离散系数对磨粒轨迹均匀性进行分析。结果表明:当转速比取值等于0.5时,磨粒轨迹离散系数最大;当转速比小于等于0.5时,离散系数与转速比为正相关;研磨盘摆动弧线的弦长大于金刚石片直径时,磨粒相对于整个金刚石片表面的运动轨迹分布较为均匀;计算机仿真计算得到了研磨最优参数,并通过2英寸MPCVD多晶金刚石片研磨试验验证了仿真结果的有效性。研磨后金刚石片表面PV值为2.4 μm,表面粗糙度R_a达到139 nm,材料去除率d_MRR为10.1 μm/h。      

新型工业码垛机器人轨迹规划研究

为了使新型工业码垛机器人抓手的位置和速度变化曲线具有光滑、顺畅的特性,且相关轨迹的运动计算量小,本文基于该机器人“取-放”操作的特性,在考虑机器人抓手位置、速度和加速度约束的基础上,采用“4 -3 -4”法对机器人单程运动进行了科学合理的轨迹规划.首先将整段轨迹分为三段,再采用不同低阶多项式对各轨迹段进行插补,且利用Matlab对计算数据生成了轨迹图像,为机器人控制系统的进一步研究打下一定的基础,以实现流畅、连续、稳定自动码放货物的要求.     

基于轴心轨迹的转子升速过程故障特征提取方法研究

针对升速过程中转子故障诊断所面临的复杂分析问题,在传统轴心轨迹的基础上提出瞬态倍频轴心轨迹的分析方法。利用Vold-Kalman阶比跟踪方法提取出各故障特征频率;然后将特征频率进行重构,合成随转速变化的瞬态倍频轴心轨迹;利用几何矩方法提取瞬态倍频轴心轨迹的故障特征,并将几何矩特征集进行MDS降维。经实验验证,该方法在转子升速过程中的故障特征提取及诊断方面取得了良好的效果。     

激光晶片抛光中磨粒运动轨迹分布均匀性分析

为分析晶片抛光过程中,转动比α和摆动比β对磨粒轨迹分布均匀性的影响,建立晶片与抛光垫的相对速度模型及磨粒在晶片表面的运动轨迹模型,并分析晶片相对抛光垫的速度的分布规律、统计磨粒轨迹密度。结果表明:晶片转速与抛光垫转速一致时,其对抛光垫的相对速度大小一致;晶片随抛光头的往复运动主要影响相对速度变化的周期性及磨粒轨迹分布的随机性;当α=1.01,β=0.2时,磨粒在晶片上的轨迹分布均匀性最好。      

基于HPGL的数控裁床加工系统方案设计与实现

为提高数控裁床自动化生产水平,设计一种数控裁床加工系统方案。围绕数控裁床运动速度控制和轨迹插补算法等关键技术点,根据HPGL协议的数据特性,提出数控裁床CNC加工数据生成方法,设计一种基于线段分段的速度控制方法来生成速度列表,并基于微软基础类库MFC开发上位机,实现处理曲线中各线段的运动速度控制的功能。设计将加工插补算法与数据栈相结合的应用方法,并运用STM32F103开发下位机,实现计算各线段的插补步进量并进行轨迹控制的功能。通过样片测试,验证了所设计的数控裁床系统具有用于实际加工的可行性和高效准确性,能有效满足生产需要。     

基于非均匀B样条曲线的机器人轨迹过渡算法北大核心

针对6自由度工业机器人末端轨迹不光顺、衔接速度慢、运动不平稳的问题,提出了一种基于非均匀B样条曲线的过渡模型和对应规划算法。使用5次非均匀B样条曲线,构建了G^(3)连续的空间轨迹过渡模型;根据轨迹过渡的拐角速度约束以及轨迹长度的相互制约关系,提出了自适应的速度前瞻算法;采用四阶龙格库塔-割线法,实现了样条曲线的插补;最后,利用安川HP20D机器人和Leica激光跟踪仪AT960进行实验,测量机器人末端TCP速度和加速度信息。实验结果表明,该过渡算法提升了多段连续轨迹的衔接速度,减小了速度波动,避免加速度突变,实现了机器人的平稳运动。     

大接触应力下配副及潜滑率对电火花强化层磨损特性的影响

用MM-200型磨损试验机研究了在大接触应力磨损条件下,配副和潜滑率对电火花表面强化40Cr钢的耐磨性影响。结果表明,无论滚动磨损和滚、滑动磨损,40Cr钢表层经电火花表层强化后与未强化比较耐磨性显著提高。配副试样硬度相同时,磨损率最小,配副试样均为表层强化是较好的耐磨性匹配。滚动磨损时,电火花强化层的磨损机理主要为粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损3种机制;在滚、滑动磨损时,除上述3种机制外,还发生了氧化磨损。