工程陶瓷引弧微爆炸加工过程的高速摄像

为了研究工程陶瓷引弧微爆炸加工的工作原理,建立了高速摄像试验系统对微爆炸等离子体射流的产生过程、外观形态进行了观测,得到了微爆炸等离子体射流的产生原理.对氮化硅陶瓷和氧化铝陶瓷冲击蚀坑的形成过程进行了高速摄像观测,并利用扫描电镜观察了冲击蚀坑的截面形貌,得到了陶瓷加工的材料去除机理.实验结果表明,等离子体射流的形成过程可分为火花放电和稳定等离子体射流2个阶段,等离子体射流的直径随着电流值的增大而增大,冲击蚀坑直径随着加工时间逐渐扩展.氮化硅陶瓷加工时升华分解,蚀坑表面覆盖一层结构疏松的变质组织,在亚表面上有横向裂纹形成;氧化铝陶瓷加工时直接熔化,表面变质层成分为非晶体玻璃相.     

基于射流掩膜电解加工不锈钢注塑微结构研究

固体表面的润湿性受到表面粗造度和表面微结构的影响。在分析总结几种常用表面微结构加工技术的基础上,提出使用射流掩膜电解加工方法,在不锈钢表面加工微坑阵列结构,研究加工电压对微坑尺寸影响规律和微结构对润湿性的影响。将不锈钢微坑结构作为模具,用聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane,PDMS）注塑出微凸结构,用氟硅烷修饰后测量其静态接触角为（151.7±0.51）°。     

基于ANSYS的超声变幅杆节点优化及振动性能试验

基于波动理论进行变幅杆设计,采用ANSYS软件对变幅杆进行数值研究,分析变幅杆轴向振动位移与变幅杆边缘振动位移的关系.结果表明,轴向振动位移为0处的横截面与变幅杆边缘交点处的位移并不为0.采用MATLAB软件对变幅杆轴线到边缘位置振动位移为0的离散点进行曲线拟合,并绘制出振动位移为0的曲面,以便观察变幅杆节点位置分布情况.用ANSYS进行优化分析确定变幅杆法兰盘的位置,根据优化后的变幅杆参数进行制造,并用试验验证其振动情况,结果表明,仿真分析出的变幅杆参数与试验测得的数据吻合程度比较高,实际加工的变幅杆振动性能比较好.     

微细电火花线切割加工表面的支承与润滑特性

针对微细电火花线切割加工表面的微观特殊形貌,研究了该加工表面的支承特性和润滑性能,对微细电火花线切割加工的工程应用具有重要的参考价值.应用截面的二值图求得截面积,绘制微细电火花线切割加工表面的表面支承面积率曲线,应用MATLAB的PDETOOL工具箱得出微细电火花线切割加工单个微坑内的油膜压力场.结果表明,微细电火花线切割加工表面的峰谷分布比较规则,在支承面积率tp=49.228%时,水平截距c=8%,当tp=80%时,c=232%;微细电火花线切割加工表面的峰区材料体积增加迅速,表面具有较好的支承特性;表面越粗糙,表面的支承性能越差,而核心区液体滞留性越好;微坑储存润滑油,显著改善了加工表面的润滑状况;接触表面在油膜压力作用下接触均匀,对冲击压力有缓冲作用,提高了微细电火花线切割加工表面的耐磨性能.     

振动轨迹参数对非球面光学元件表面质量影响

定量分析了三维椭圆振动轨迹参数(形状、空间位置和振动频率)对切削加工非球面光学元件表面粗糙度的影响规律,给出了切削过程中选取椭圆形状参数和空间位置参数的方法。     

基于分形维理论的铣削振动特性实验研究

铣削加工属复杂非线性过程,其振动特性直接影响加工工件的表面粗糙度.文章以分形维理论为实验理论依据,计算工件振动信号的关联维数和盒维数,研究铣削加工振动特性.实验结果表明,铣削振动是一种混沌运动,振动信号具有分形特征;选择合适嵌入维数计算得出的关联维数反映工件表面粗糙度真实特征,关联维数可以作为检测表面粗糙度的一个特征参量;盒维数分布在很小范围内,表明铣削参数调整对工件振动的高频特性影响不大.     

水力机械过流表面空蚀程度的图像检测

在闭式循环水洞即空蚀磨损试验系统中,对铝制raf61翼型,在空化数为0.6的条件下进行空蚀程度研究.传统的量化方式难以满足测量要求,提出了数字图像检测的方法.获取翼型表面SEM空蚀图像,针对图像直方图单峰分布进行背景灰度级修正,采用Canny算子检测空蚀坑洞边缘,二值形态学方法统计计算空蚀破坏表面参数.检测结果表明:该表面蚀坑数为1.54个,空蚀破坏表面积为8.3865 ×10~4个像素,图像测量检测有较高精度.     

振动场下微裂材料的非线性超声调幅特征

一般在材料损伤后,其非线性力学特征更加明显.在高频声波和低频振动位移场下,开裂材料会出现非线性超声调幅现象.介绍了非线性超声调幅现象,对微裂材料的非线性超声调幅特征进行探讨,提出以旁频能量与振动输入能量之比,作为描述材料损伤的定量参数,并进行试验研究,采用碱骨料反应对2根混凝土试件引入微裂缝损伤,与1根无损试件进行对比.试验结果显示,振动场下微裂材料的非线性超声调幅特征十分明显,2根损伤试件在不同损伤水平上的相对损伤参数有较大改变,且在相同损伤水平上两者十分接近;而对比无损试件的相对损伤参数变化很小.表明该方法对微裂缝损伤极为敏感,运用相对损伤参数能够对损伤的程度给出定量化的描述,且具有较好的一致性.     

应力参数对圆柱壳声辐射影响的初探

对加筋圆柱壳由于肋骨数目改变所引起的结构应力参数变化对辐射噪声的影响进行了探索．运用Ansys软件建立不同结构参数的加筋圆柱壳有限元模型，计算了模型在激振力作用下的耦合振动响应，提取结构表面的位移，在Sysnoise软件中计算各种声学物理量．得到了各工况下模型在水下受激振动时的结构表面速度、水中辐射声压和辐射声功率等分布规律．找出了肋骨数目改变引起的结构应力参数与加筋圆柱壳振动和结构声辐射之间的关系，对舱段结构振动与噪声的控制有重要的参考意义．     

磷灰石振动光谱的研究现状

综述了近年来磷灰石红外和拉曼光谱的研究现状.根据因子群和位置群分析, 磷灰石中的磷氧四面体, 通道羟基,以及外晶格的红外和拉曼活性振动模式数分别为9,15;3,4; 和8,14个.理论预测的模式在实测的谱图中得到证实.磷氧四面体的振动特征强烈地受到四面体畸变的影响,随着畸变加大, 谱带加宽并向低频区规律性位移. 而四面体位置上的畸变也使因子群和位置群分裂值明显增加.结构通道中,随着羟基被氟的替换, 羟基的伸缩与摆动模式频率分别向低频与高频区位移,可据此对结构羟基含量进行间接测定.外晶格的拉曼振动频率一般在400 cm-1以下, 它们可以提供钙位离子的替换信息.常见的四面体替换离子如CO32-, SiO44-, 和 SO42-等的振动光谱特征则表明, 这些离子往往同时进入结构,对磷酸根离子进行耦合替换. 根据红外吸收特点, 可以确定碳酸根离子的结构占位.振动光谱不但是对磷灰石进行物相鉴定的一种技术方法,而且是重要的晶体化学研究手段.     

Investigation of the influence of ultrasonic stirring on mass transfer in the through-mask electrochemical micromachining process

Surface texturing is a widely accepted approach for friction reduction between mechanical components. Through-mask electrochemical micromachining is a simple and reliable process for metal surface texturing in which mass transport conditions have profound influence on final machined quality. An ultrasonic stirrer is usually adopted for mass transfer enhancement.However, understanding of the effects of ultrasonic stirring on mass transfer is limited, and is far from sufficient for developing guidelines for its practical application. In this work, the influences of ultrasonic stirring parameters on mass transfer have been investigated numerically and experimentally. With the numerical method, periodic pressure change in the electrolyte over time has been obtained, showing that ultrasonic stirring results in drastic transient pressure change in electrolyte fluid fields. Parameters related to ultrasonic frequency, vibration amplitude, and the depth of anode surface immersed in the electrolyte solution influence pressure amplitude. Validation experiments have been conducted and etched surface profile and morphology characterized,which show that the experimental observations are in agreement with numerical predictions. With the optimized mass transfer,well-defined micro-pits array of 30 μm and a smooth etched surface on tin-bronze substrate in large scale have been demonstrated.     

振动滚压加工的运动方程及计算机辅助分析

本文为振动滚压加工试验提供了一种新的手段。即采用微机对振动滚压的加工效果进行仿真。用计算机辅助分析产生不同结果的原因,找出得到最佳的仿真结果及其加工参数,并付之试验验证。该研究手段可以大大缩短试验次数,节省大量的材料、动力及试验时间。     

液体静压转台系统动力学分析及参数影响

为了控制液体静压转台系统的振动,将液体静压转台系统承载力进行了泰勒展开,从而将非线性油膜力等效简化为弹簧阻尼器系统,建立了液体静压转台系统的有限元模型,并对系统进行模态分析和谐响应分析,研究了油腔几何参数对系统动力学特性的影响,探讨了油腔数目、材料弹性模量、等效油膜刚度及等效油膜阻尼等参数对系统动位移的影响.结果表明:随着油腔外半径、初始油膜厚度和油腔深度的增大,系统的固有频率值将减小;封油边宽度增大,系统固有频率则增大.根据油腔布局的不同可以看到:4油腔系统的动位移最小,16油腔系统的动位移最大,系统在低频范围的动位移比高频范围大.材料弹性模量、等效油膜刚度和等效油膜阻尼对动位移有显著影响.该研究为液体静压转台系统的动态设计和提高转台的加工精度提供了参考依据.     

变截面细长杆超声波振动车削技术

许多机械制造工厂一直沿用“车削—锉削—抛光”的传统工艺加工变截面细长杆.这种工艺不但加工效率低,而且不易保证加工质量.作者利用自行设计和研制的超声波振动车削装置,研究了超声波振动车削变截面细长杆技术,确定了合理的工艺参数,从根本上解决了变截面细长杆的精密加工问题.     

激光加工参数对频率选择表面质量影响的实验研究

针对大幅面频率选择表面(frequency selective surface,FSS)加工效率低、质量不统一的问题,采用自主研制的功能表面激光加工平台,选取不同的工艺参数,进行了铝质FSS的单因素加工实验.通过显微镜观察FSS单元加工质量,并使用去除率和畸变率进行量化表征,探讨峰值功率、填充密度、延时参数与镀铝涂层加...     

基于有限元分析的超声椭圆振动切削装置设计

超声椭圆振动切削技术(Ultrasonic Elliptical Vibration Cutting, UEVC)是近年来发展起来的一种超精密加工技术,其加工装置的结构设计是当前研究的难点之一。本文通过分析现有的超声椭圆振动切削装置,设计了一种基于圆弧型柔性铰链结构的超声椭圆振动装置,利用有限元分析工具对该装置进行模态分析,找出了影响其谐振频率的关键结构参数并用全局优化模块优化参数,使装置的某一阶纵振和弯振模态的谐振频率一致,同时对该装置进行了多场耦合分析以预测不同相位下的刀尖运动轨迹。仿真分析表明,后盖板长度的变化会引起纵振和弯振模态谐振频率的显著改变,而底座厚度的变化对纵振和弯振模态的谐振频率几乎都没有影响,顶端长度的变化仅对弯振模态的谐振频率有一定程度的影响。基于上述仿真分析及优化,制造出UEVC装置的样机并测量其谐振频率和振动特性,测量结果显示该装置的谐振频率测量值与仿真结果吻合较好,所开发的装置能在谐振状态下输出椭圆轨迹,同时可通过调节施加电压的幅值和相位来使刀尖输出不同的椭圆轨迹,能用于脆性材料微结构曲面的加工。此外,对该超声椭圆振动切削装置施加频率与装置谐振频率一致的交流电时,其纵振和弯振的振幅将随电压幅值的增加而线性增大,其中弯振振幅对电压幅值的变化更为敏感。     

基于MATLAB/SIMULINK的超声波振动加工过程仿真研究

在建立超声波振动加工过程中“刀具—工件”系统的动力学模型的基础上,应用MATLAB软件中的Simulink建立了该系统的控制系统模型,并对振动加工过程中工件的运动规律进行了仿真分析.仿真结果表明,超声波振动加工方法能够极大地降低普通切削过程中工件的振动,对提高工件的加工表面质量和加工精度具有重要意义,是实现精密切削加工的一种有效方法.     

变参数振动钻削微孔的最佳振动参数的非线性回归

提出了三区段变参数振动钻削微孔的新工艺 ;探讨了用非线性回归求取各区段最佳振动参数的方法 ;验证了以三区段最佳振动参数做变参数时 ,用振动钻孔可以全面降低微孔加工误差的优良工艺效果     

柴油机正时齿轮系动力学特性分析

为了分析柴油机正时齿轮系的动力学特性以及对前端噪声的影响,建立正时齿轮系的多体动力学模型.分析考虑各齿轮负载及曲轴角速度波动时的齿轮扭转角位移、啮合齿对相对运动以及动态啮合力,并对比了不考虑曲轴角速度波动时的计算结果.结果表明,由曲轴扭振引起的角速度波动能够明显加大齿轮系的振动与冲击.凸轮轴齿轮扭转角位移的实验结果与计算结果较为一致.前端声强实验表明在1 000Hz以下,齿轮系动态特性对噪声影响较大,高频处由齿轮加工精度影响的传递误差引起的噪声较大.通过设计曲轴扭振减振器,可以改善齿轮系的啮合振动与冲击,相应地减小前端的辐射噪声.     

SUS304钢的振动滚压加工表面粗糙度的推算

本文在用振动滚压超精加工新工艺对 SUS304不锈钢零件表面进行精加工实验的基础上,建立了振动滚压加工的力学-数学模型.依据该模型和大量试验数据推导出振动滚压加工后表面粗糙度的经验计算公式.还分析了加工参数(滚压力,进给量,振动颓率,振幅等)对表面粗糙度的影响。