预焙铝电解槽在线仿真槽况诊断专家系统研究

预焙铝电解槽是一个复杂的非线性系统,其工艺过程具有模型的不确定性;应用有限容积方法,根据槽壳温度以及相关工艺参数,基于软测量原理,建立了230KA预焙铝电解槽槽膛内形准三维仿真模型;开发了电解槽温度场的仿真程序,在线显示槽膛内形;根据槽壳温度值、槽膛内形仿真值及电解槽主要工艺参数,用对象—属性—值三元组模式建立了数据库;根据各种病槽的发生原因、现象及处理方法,用产生式方法建立了规则库;并在此基础上开发了铝电解槽槽况诊断专家系统,实现了230KA铝电解槽槽膛内形与槽况的实时诊断。     

光栅刻划机的建模与仿真方法研究

用于制作母光栅的光栅刻划机的性能指标直接决定最终生产的光栅质量。为此,采用基于虚拟样机的联合仿真策略,代替传统的物理样机开发。利用动力学分析软件Pro/Engineer和控制仿真软件Simulink分别建立光栅刻划机机械动力学模型及控制系统模型,实现机电一体化仿真分析。根据仿真结果确定控制系统参数,实验结果表明,使用该方法可降低开发成本,提高研发效率。     

光栅刻划机金刚石刀具抬落机构控制系统

为了改善传统机械式光栅刻划机的刻划性能,提出了一种新型光栅刻划机金刚石刀具抬落机构。介绍了光栅刻划机及抬落刀机构结构组成,并根据需求分析选用压电陶瓷平台作为执行器件。搭建了一套抬落刀控制系统并完成硬件设计,针对光栅刻划工艺需求,设计抬落刀控制系统软件。系统采用总线通信方式,制定串口通信协议。结果表明,该新型机构机械结构简单、可实时控制、精度高、无振动和发热,提高了刻划光栅的质量和刻划效率。为了改善传统机械式光栅刻划机的刻划性能,提出了一种新型光栅刻划机金刚石刀具抬落机构。介绍了光栅刻划机及抬落刀机构结构组成,并根据需求分析选用压电陶瓷平台作为执行器件。搭建了一套抬落刀控制系统并完成硬件设计,针对光栅刻划工艺需求,设计抬落刀控制系统软件。系统采用总线通信方式,制定串口通信协议。结果表明,该新型机构机械结构简单、可实时控制、精度高、无振动和发热,提高了刻划光栅的质量和刻划效率。     

基于仿真技术的圆管空拔成形研究

该研究将圆形铝管的空拔工艺与模拟分析技术有机结合起来.推导了工艺参数与空拔力的关系公式,基于有限元分析软件Defom-3D建立了圆形铝管空拔成形的动力学模型及弹塑性有限元模型.并对空拔工艺进行了模拟分析,得出摩擦系数对拉拔力的影响曲线.阐述了空拔的变形机理,总结出空拔过程中的金属流动规律,建立了圆管坯空拔过程中的变形区划.针对某一规格的圆形铝管完成成形模拟,对每个变形区的壁厚变化做了定量的分析,对出模后的径缩现象给予了定量分析.文章对变形区划、变形区壁厚变化的研究具有一定的创新性,研究取得的成果对实际生产具有一定的指导作用.     

基于PAM-STAMP的进油管成形有限元分析

一、引言 导管弯曲成形是管子完成所需形状尺寸的二次塑性加工,是一种典型的材料非线性、几何非线性且边界条件非线性的多重非线性耦合变形,其弯曲过程属于三维非稳定变形.弯曲时管子大部分形面为无约束自由表面,沿弯曲半径方向材料中断而失去相互约束和支撑,材料流动变形易于形成壁厚减薄、波纹度超差及圆度超差等弯曲缺陷.加力总管的成形质量直接关系到后续装配质量以及使用性能.以某型加力总管的进油管为例,利用专业金属板料成形有限元模拟分析软件PAM-STAMP对其弯曲成形过程进行了数值模拟分析,以得到工艺可行性、工装可行性以及成形危险区域等结果,为后续的工艺制定提供了重要指导.     

基于PAM-STAMP的进油管成形有限元分析

一、引言 导管弯曲成形是管子完成所需形状尺寸的二次塑性加工,是一种典型的材料非线性、几何非线性、边界条件非线性的多重非线性耦合变形,其弯曲过程属于三维非稳定变形.弯曲时管子大部分形面为无约束自由表面,沿弯曲半径方向材料中断而失去相互约束和支撑,材料流动变形易于形成壁厚减薄、波纹度超差及圆度超差等弯曲缺陷.加力总管的成形质量直接关系到后续装配质量以及使用性能.以某型加力总管的进油管为例,利用专业金属板料成形的有限元模拟分析软件PAM-STAMP对其弯曲成形过程进行了数值模拟分析,以得到工艺可行性、工装可行性以及成形危险区域等结果,为后续的工艺制定提供了重要的指导作用.     

板料在单拉及双拉受力状态下的仿真及分析

研究板料加工成形优化问题,由于板料成形过程中,存在性能具有明显各向异性,且加载路径变化实现不方便的问题,造成板料变形.为解决上述问题,给出了一种利用十字形试件进行双向拉伸的试验方法.建立了2A12板料单向拉伸仿真试验模型,与试验数据进行比较,验证了方法的正确性.用应力函数法分析了双向拉伸的应力分布,建立了十字形试件双向拉伸试验在倒圆角及臂上开缝前后的有限元模型,并用通用有限元软件abaqus6.6对2A12进行了仿真,对不同情况下双拉的不均匀度进行实验,证明了在臂上开缝使得十字形试件中心区应力均布情况明显改善.     

基于JSTAMP/NV的冲压模具变形分析

随着高强度钢在汽车车身上的广泛应用,冲压模具结构变形问题也日益突出.采用JSTAMP/NV和HyperMesh,对冲压成形和模具结构进行解耦有限元分析,研究模具各部件在成形过程中的应力分布规律和变形结果.结果表明：最大等效应力发生在曲率比较大的区域,而且不一定发生在模具的最终闭合阶段.该分析结果为优化模具结构设计和模具疲劳校核提供参考.在冲压成形仿真过程考虑模具结构变形的影响,结果显示模具结构的变形对材料的流入有很大影响,最终影响制品的成形精度.     

基于PLC的光栅刻划机环境温度监控的实现

在光栅刻划中,为了提高光栅的刻划精度,光栅刻划时的环境温度的稳定是非常重要的。运用PLC实现了中阶梯光栅刻划机工作环境温度的控制．并通过编程口实现了计算机对PLC控制过程的实时监控与数据采集,对系统的构成、功能作了介绍。较详细地讨论了系统中PLC的程序设计,编程口通信协议;给出了相应的PLC梯形图和实际监控曲线。     

基于Matlab的七色光仿真白光干涉与衍射实验

依据七色光可合成为白光的原理,基于Matlab仿真白光干涉与衍射实验。首先利用Matlab语言编写白光光栅衍射仿真程序,然后通过改变可调参数实现利用一个程序同时仿真白光光栅衍射、单缝衍射及双光束干涉实验。结果表明,白光光栅衍射实验仿真图像为七彩色,白光单缝衍射及双光束干涉实验仿真图像色彩连续而逼真。     

FBG可变灵敏度压力传感器设计

为了实现对压力的多灵敏度状态下监测,设计了一种利用光纤Bragg光栅（ FBG）的可变灵敏度压力传感探头。将裸光栅固定在薄膜片中心与下部外壳之间,传感器探头表面的压力通过薄膜片传递给裸光栅,并可通过灵敏度变换阀改变膜片大小从而改变传感器的灵敏度。对薄膜片进行有限元仿真优化计算,得到其变形特性。薄膜片厚1 mm,工作半径分别调节为10,9,8 cm状态下,最大变形出现在膜片中心区域,在0.1 MPa的表面压力作用下,膜片中心处变形分别为3.875,2.561,1.579 mm,裸光栅固定后,对应的灵敏度分别为：38.44,25.62,15.79 mm/ MPa,实现灵敏度变换。     

Dimensional precision simulation of the formed picture tube panel

In the forming process of picture tube panel, the accumulated residual stresses cause the formed part to shrink, and the thermal and mechanical loads cause the mold blocks to deform. These two factors result in large deviations on the dimensions of the formed panel, which are both modeled and simulated in this paper. For residual stresses analysis, a thermo-rheologically simple viscoelastic material model is introduced to consider the stresses relaxation effect and to describe the mechanical behavior according to the temperature change. The shrinkage of formed parts induced by the residual stresses is calculated based on the theory of shells, represented as an assembly of flat elements formed by combining the constant strain and the discrete Kirchhoff triangular elements. A thermoelastic model is presented to predict the deformation of the mold blocks during pressing, which is based on the steady mold temperature field and thermoelastic boundary element method. The integrated simulation results suggest the amounts that the mold cavity should be machined by, and have been verified by comparing the dimensional precision of the panels produced by the mold considering a uniform part shrinkage and mold expansion or the mold considering the predicted ununiform part shrinkage and mold deformation.     

平底刀底面加工叶片进排气边

平底刀加工叶片进排气边的传统方法以刀具侧刃切削工件,由于叶片进排气边处曲 面沿着截型线切线方向曲率半径较小,当走刀方向沿着截型线切向时,加工带宽较小。对影响凸 曲面加工带宽的因素进行研究发现,使用平底刀底面进行切削可以提高叶片进排气边处加工带 宽,由此提出了用平底刀底面加工进排气边的刀具定位方法,通过优化两个刀具定位参数使加工 带宽达到最大。以某航空发动机叶片进排气边为例进行仿真加工,结果表明该方法可有效增大叶 片进排气边处的加工带宽。     

纸浆浓度流量计算机控制系统设计

针对制浆生产过程中与产品质量密切相关的纸浆浓度和流量的稳定性,为解决纸浆浓度控制和测量存在的问题,设计了基于模糊控制技术的纸浆浓度流量计算机控制系统。该系统根据生产工艺要求采用计算机控制和浓度、流量模糊控制器,利用组态王6．0编制了相应的控制程序,对制浆生产过程需要的纸浆浓度、流量以及计算绝干量进行控制。实际运行结果表明,系统运行可靠,浓度、流量等控制量波动小、精度高,能够满足生产要求,达到了设计目的。     

基于Pro/E Custom Load的运动控制仿真研究

基于虚拟样机技术,提出一种新的运动控制仿真的方法。利用Pro/Engineer的二次开发工具Pro/Toolkit,开发一个Pro/Mechanism模块中的Custom Load(定制负荷)插件,在插件中实现具体的控制算法,并利用插件在Pro/Mechanism中对虚拟样机进行机构运动仿真,从而在虚拟样机上实现控制算法的仿真。详细阐述其实现过程,并给出一个采用这种方法进行衍射光栅刻划机精密定位控制算法仿真的应用实例。     

Real time 3D simulation for nose surgery and automatic individual prosthesis design

This paper presents an intuitive nose surgery planning and simulation system, using 3D laser scan image and lateral X-ray image, to provide high quality prediction of the postoperative appearance, and design the patient specific prosthesis model automatically. After initial registration, the internal surface of soft tissue at the nose region was generated by the statistical data for soft tissue thickness adapted by the individual thickness information from the X-ray image. Then, the sketch contour of the 3D scan data on the lateral X-ray image was modified manually or adjusted automatically according to some aesthetic statistical data, to drive the simulation in real time by the state-of-the-art Laplacian surface deformation method. When satisfied with the 3D postoperative appearance, the deformation was mapped to the internal surface of soft tissue, and the change before and after simulation was utilized to generate the patient specific prosthesis model automatically. The surgeons who used the system confirmed that this planning system is attractive and has potential for daily clinical practice.     

织物模拟中的自适应网格剖分研究

本文提出一种在织物模拟中的动态网格剖分方法，针对传统模拟算法中因网格剖分固定和曲面整体网格均匀剖分造成模拟误差与计算耗费，分别从织物物理和几何角度出发，提出在动态模拟过程中的自适应的网格剖分方法。利用模拟过程中曲面片局部形变信息，对网格进行动态剖分与合并，有效提高了模拟效率。经实际应用表明：该算法具有模拟效率高、易于计算机实现等优点，特别在对非均匀形变物体模拟中，该算法从模拟效率和精度均得到满意结果。     

圆形磁耦合截面构建的新型时栅位移传感器

现有磁场式时栅位移传感器暴露出机械加工齿槽等分性差和线圈绕制参数一致性差,导致耦合磁场形成的电信号质量较差的问题.针对以上问题,提出了一种以圆形截面铁磁材料替代传统类矩形截面铁磁材料构建耦合磁场形式的传感器设计方法,该方法采用标准件作为基本阵列导磁单元,并以定制的精密线圈绕组设计一种新型的变磁阻式时栅位移传感器.文中首先利用有限元软件ANSYS Maxwell对理论模型的可行性进行了仿真验证,然后通过精度实验获取了误差范围在±1.3"内的误差曲线,仿真与样机实验验证了新型传感器设计方案的可行性.该方法的应用规避了传统的线切割开槽绕线的机械加工形式,可以在有效提高电信号质量的同时大大提高了时栅的生产效率,有利于时栅位移传感器产品化进程的推进.