花键冷滚压成形力测试与分析

根据花键冷滚压加工原理,按机床受力,将加工过程中的滚压力分为主轴转矩和径向进给力两部分。设计测试方案,用计算机数据采集系统测得了主轴转矩和径向进给力在滚压过程中的实时变化曲线,分析了它们的变化特征,得出压入阶段结束时滚压力取最大值。对不同的工艺参数进行实验,得到了工艺参数对最大滚压力的影响规律。     

两种刀具下进给速度对ER8车轮表面完整性的影响

研究了菱形和Φ25硬质合金两种刀具下进给速度对ER8车轮表面完整性的影响，并用X射线残余应力仪、硬度仪、扫描电子显微镜和三维表面轮廓仪检测不同进给速度加工车轮轮缘的残余应力值、硬度值、表面微观形貌及粗糙度值。结果表明：在进给速度从0.05 mm/r增加到0.1 mm/r，再增加到0.2 mm/r的过程中，菱形刀片加工后产生的残余应力值分别增长了179%和164%。在进给速度从0.2 mm/r增加到0.4 mm/r的过程中，Φ25硬质合金刀片加工后产生的残余应力值增长了397%。两种刀具加工后的硬度值在200～300 HV之间。在相同进给速度下，菱形刀片加工后的表面纹理宽度和深度均比Φ25硬质合金刀片加工后的表面纹理宽度和深度要大，且进给速度越大，纹理宽度和深度相差越大。     

AZ31B镁合金单点渐进热成形工艺的模拟优化

通过数值模拟研究了AZ31B镁合金在不同成形温度、压下量和进给速度下的单点渐进成形过程,建立了各参数与最大Mises应力和最大厚度减小率的响应面模型,并进行了以最大Mises应力和最大厚度减小率为约束的多目标优化。结果表明:随着成形温度的升高,板料温升逐渐减小,当成形温度超过200℃后,板料不同位置的温度变化不大;各参数按对最大Mises应力和最大厚度减小率的影响由大到小排序为成形温度、进给速度、压下量;多目标优化得到的最佳工艺参数为成形温度273℃、压下量0.51mm、进给速度1 340mm·min~(-1),在最佳工艺参数下模拟和实测成形件厚度的误差较小,证明了数值模型及响应面模型的准确性。     

基于灰色关联分析方法和熵权法的纵扭超声振动螺旋磨削制孔工艺参数优化

为优化纵扭超声振动辅助螺旋磨削制孔工艺参数和提高加工性能,以氧化锆陶瓷为研究对象,选取螺距、螺旋进给速度、主轴转速和超声振幅为工艺参数,设计了四因素三水平正交试验,并测量其磨削力、孔壁表面粗糙度和孔底表面粗糙度;借助灰色关联分析方法和熵权法得到最优工艺参数为螺距3.5μm,螺旋进给速度875mm/min,主轴转速20000r/min,超声振幅6μm;螺距、超声振幅、主轴转速、螺旋进给速度对灰色关联度的影响程度依次降低。建立了灰色关联度、目标参数与工艺参数的经验预测模型,得到最优工艺参数为螺距3.0μm,螺旋进给速度875mm/min,主轴转速22000r/min,超声振幅6μm;孔壁和孔底的表面粗糙度分别为0.12789μm和0.38137μm,磨削力为9.482N,且关联度略优于正交试验最大关联度。     

超声冲击45钢表面完整性多目标参数优化

为获得超声冲击45钢轴表面完整性工艺波动性和最佳工艺参数。对45钢开展超声冲击正交试验。采用信噪比方法,分析了转速、进给速度和过盈量对表面完整性（表面粗糙度、表面硬度和表面残余应力）影响的显著程度;结合灰关联度方法进行多目标参数优化,得到超声冲击45钢表面完整性最优工艺参数组合。试验结果表明：工艺参数影响表面完整性的重要程度依次为：转速,过盈量,进给速度;最优工艺参数为转速45 r/min,进给速度0.18 mm/r,过盈量0.025 mm。使用优化参数对工件开展验证试验发现能够显著降低表面粗糙度、提高表面硬度和表面残余压应力,进一步证明了优化参数的可靠性。     

游离磨料线锯硅晶体表面质量和加工精度实验研究

通过进行游离磨料线切割硅晶体的正交试验,分析了各工艺参数对加工表面粗糙度和总厚度偏差的影响趋势。通过对试验结果进行了方差和显著性分析,找出了这些工艺参数对表面粗糙度和总厚度偏差影响权重大小,并得到一组最优的参数组合。结果表明:表面粗糙度随着走丝速度、初始张紧力、切割液浓度的增大而减小,随着进给速度的增大而增大。走丝速度、切割液浓度、进给速度对总厚度偏差的影响与对表面粗糙度的影响趋势基本一致,而随着初始张紧力的增大,总厚度偏差先减小后增大,且这些参数中,进给速度对表面粗糙度影响最大,而初始张紧力对总厚度偏差影响最大。     

AF1410超高强度钢扩孔参数对刀具寿命及材料去除率的影响

AF1410钢作为一种低合金超高强度钢被广泛应用于飞机起落架、军工兵器制造和船舶等结构件,是典型的航空难加工材料。通过对AF1410钢进行AdvantEdge仿真和扩孔正交试验,探究分析扩孔参数对轴向力、刀具寿命和材料去除率的影响。试验结果表明,轴向力随着主轴转速的增加而降低,随着进给速度的增加而增加;在仿真试验中,主轴转速对轴向力的影响大于进给速度,实际加工时由于冷却切削液降低了高温产生的热软化效应,使进给速度对轴向力的影响大于主轴转速;加工中刀具磨损严重,寿命短,为提高刀具寿命,可选择低进给速度、高主轴转速的参数组合;进给速度与材料去除率线性相关,在综合优先考虑轴向力与刀具寿命的情况下,进给速度40mm/min以及主轴转速800r/min为最佳工艺参数。在实际生产加工中,此项研究有利于提高AF1410钢的加工质量,降低生产成本。     

基于Deform仿真平台的铣削加工切削深度和进给速度分析

为了进一步认识切削过程对温度的影响,应用Deform仿真平台,对切削参数对切削力和切削温度的影响展开仿真分析。先通过UG软件构建刀具,再将其导入ABAQUS内完成建模过程。仿真结果得到,铣削加工切削温度在刀面处获得最高的温度,此位置摩擦受热最大。在0.01～0.05mm的切削深度范围内工件形成的最高温度。随着进给速度逐渐增大,切削最高温度表现出先增加后减小的变化规律,最大值发生在进给速度20mm/min时。     

电镀金刚石砂带磨削氧化铝陶瓷的试验研究

通过单因素试验分析了氧化铝陶瓷加工中工艺参数对磨削效率的影响;通过正交试验研究了试验因素对磨削效率的影响以及砂带结构参数对磨削表面粗糙度的影响,并确定合理工艺参数。结果表明,砂带线速度增加,磨削效率增加,砂带线速度过大,磨削效率下降;磨削效率随磨削压力的增加而提高,磨削压力增大到一定值以后,磨削效率明显下降;工件进给速度增加,磨削效率增加,进给速度增加到2.2mm/s以后,磨削效率下降较快。正交试验表明:工艺参数对磨削效率的影响大小为:磨削压力工件进给速度砂带线速度;磨削表面粗糙度随着砂带粒度号和植砂密度的增加而下降。     

基于Deform的切削参数对微铣削加工切削温度的影响分析

为了进一步认识切削过程对温度的影响,应用Deform仿真平台,对切削参数对切削力和切削温度的影响展开仿真分析.通过UG软件构建刀具,将其导入ABAQUS内完成建模过程.仿真结果得到:微铣削加工切削温度在刀面处获得最高的温度,此位置摩擦受热最大.在0.01 ～ 0.05 mm的切削深度范围内工件形成最高温度,随着主轴转速逐渐增大,切削最高温度表现出单调增加的变化规律.随着进给速度逐渐增大,切削最高温度表现出先增加后减小的变化规律,最大值发生在进给速度为20 mm/min时.     

管材滚压剪切过程三维弹塑性有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,对管材滚压剪切过程进行了数值模拟,同时利用单元死活技术对管材的断裂问题进行了模拟,得到了某一时刻变形区的应力、应变的分布云图。根据有限元计算结果,分析了各种因素对滚切力及切口金属流动的影响规律,通过实验验证了用有限元法进行管材滚压剪切过程模拟的可靠性和有效性,为确定合理的刀具和工艺参数提供了理论依据。     

挤压滚切法木梗切制工艺的研究

对挤压滚切法木梗切制工艺特点、原理进行了分析,讨论了木梗挤压滚切工艺参数影响因素,为挤压滚切法木梗切制机的设计提供了工艺参数确定的依据和方法。     

压气机叶片流固耦合的强度和振动研究

为了研究流固耦合场对叶片强度与振动参数的影响,采用流体动力学和有限元方法,对压气机叶片进行了单向流固耦合分析。通过软件之间的接口,实现压力场数据的传递,并对加载气动力后的计算模型进行强度分析和模态分析,得到压气机大小叶片的应力应变云图以及固有频率和相应的模态振型,计算比较了离心力、气动力对应力和固有频率的影响。计算结果表明,流固耦合对叶片的结构强度和模态振型影响较小。通过频率分析,找出了叶片的共振频率,从而为叶片的优化提供依据。     

Wear of the blade diamond tools in truing vitreous bond grinding wheels: Part II. Truing and grinding forces and wear mechanism

Truing and grinding forces and the wear mechanism of particle and rod diamond blade tools used to generate precise and intricate forms on rotating vitreous bond silicon carbide grinding wheels are presented. A Hall effect sensor was used to measure the change of grinding spindle power during truing and grinding. A signal processing procedure was developed to identify individual truing passes and to extract the average, peak-to-valley, and standard deviation of the variation of truing force for each pass. The truing force data and SEM micrographs of worn surfaces on blade tools reveal micro- and macro-fracturing of the diamond. The attritious and erosion wear of the diamond rod and particle, erosion of the metal bond, and pulling-out of the diamond particle are also identified. Grinding force data shows that, for the same truing parameters, a wheel trued by the rod diamond blade tool has higher grinding forces than one trued by a particle diamond blade tool.     

半开式离心压缩机叶轮叶片单向流固耦合分析

采用非结构化网格有限体积法和有限元方法,进行了不同工况半开式离心叶轮叶片单向气动与强度流固耦合分析。根据计算结果,分析了设计工况下叶片分别在气动载荷、离心惯性力载荷和耦合前两种载荷下的变形、应力分布。并对比分析了不同工况下气动载荷和耦合气动载荷和离心惯性力载荷情况下叶片的最大总变形和最大应力。得出了3种载荷情况下半开式离心叶轮叶片变形和应力的分布特征,探讨了工况变化对叶片的最大总变形和最大应力的影响。     

三角形刀片切削过程的有限元分析

通过对三角形车削刀片的切削过程进行有限元分析,获得到出不同切削用量对切削力、切削温度、刀片应力的影响。可据此选择合理的切削用量以延长刀具寿命。对比有限元模拟数据与切削试验数据,发现模拟值和试验值有合理的一致性。     

氧化铝空心球砂带磨削钛合金的材料去除及表面质量研究

为了解决航空发动机钛合金叶片磨削加工中砂带使用寿命不足的问题,采用新型氧化铝空心球开展钛合金试样砂带磨削的相关工艺试验研究。通过单因素试验分析氧化铝空心球砂带加工钛合金板材中工艺参数对表面粗糙度和磨削比的影响,确定空心球砂带磨削钛合金参数的合理范围,进而通过正交试验研究磨削压力、磨削线速度、进给速度以及磨粒粒度等因素对表面粗糙度和磨削比的影响程度,确定空心球砂带磨削钛合金的最优工艺参数组合。     

Effect of the blade loading distribution on hydrodynamic performance of a centrifugal pump with cylindrical blades

The effect of the blade loading distribution on head, radial force and pressure pulsation of a low specific-speed centrifugal pump with cylindrical impeller blades were investigated in the present study. Blade shapes were obtained by adopting the 1D inverse design method, impellers with different blade loading curves were obtained while the distribution of the blade loading was carefully tailored. Threedimensional URANS simulation method based on the Shear stress transport (SST) k-ω turbulence model was employed for the analyzation of flow patterns. Numerical results including the pressure distribution and velocity profile were validated by comparing with the available experimental data, and an acceptable agreement was obtained. Three typical parameters of the blade loading curve, including the location of the fore-loading point (m_pre), location of the aft-loading point (m_post) and slope of the rectilinear segment (K), were analyzed. Results showed that the well-designed blade loading curve, such as the fore-loading impeller, can effectively reduce the pressure pulsation amplitude and the radial force. The significant effect of the variation of the aft-loading point on pump hydrodynamic performance was also investigated. Meanwhile, pressure and velocity distributions at different slopes of the blade loading curves show that the fore-loading impeller produces more uniform flow issuing from the impeller than that of the pump with aft-loading impeller, thus reduces the radial force and pressure pulsation of the pump.     

风力机叶片根部孔缺陷应力分析

大型风力发电机的叶片几乎都是复合材料加工而成,由于各种原因,叶片在加工过程可能会出现各种质量问题。以1.5MW根部T型螺栓孔打孔损伤叶片为例,应用ANSYS软件建立了叶片根部与T型螺栓的有限元模型。对其根部和T型连接螺栓进行了受力分析,并分别比较了正常结构和损伤结构两种情况下叶片根部T型螺栓孔和螺栓的应力。计算结果表明,叶片根部缺陷孔应力还处在可接受范围内,对T型螺栓的受力也影响不大,受损叶片可通过进一步补强后正常使用。     

不锈钢锅体的砂带千页轮研抛加工性能研究

通过实验观察分析了砂带千页轮的研抛加工原理和特点,通过加工实验和理论推导得出砂带千页轮研抛加工所需的合理切向线速度,针对不锈钢锅体本身特性提出了适合其加工的合理切向线速度和吃刀深度等加工参数。