表面裂纹疲劳扩展形貌变化规律的研究

首先进行了１６Ｍｎ板材半椭圆表面裂纹疲劳扩展试验。试验结果表明，采用Ｎｅｗｍａｎ－ｒａｊｕ应力强度因子时，表面裂纹深度方向和表面方向的扩展速率均符合Ｐａｒｉｓ公式。在此基础上，从Ｎｅｗｍａｎ－Ｒａｊｕ应力强度因子计算式和Ｐａｒｉｓ疲劳裂纹扩展速率公式出发，通过理论和数值分析，建立了３类表面裂纹在受拉伸、弯曲、和拉弯组合加载下的疲劳扩展形貌统一表达式，并通过疲劳试验结果对其进行了考核。结果表明，采用统一表达式预测裂纹形貌的各项统计指标均优于其他两种表达式     

吹膜挤出机的电磁感应加热系统建模与有限元模拟研究

为实现吹膜挤出机在电磁感应加热条件下能效的定量分析,对吹膜挤出机电磁感应加热的三维有限元模型进行了研究,导出了对应于指定机筒和螺杆材料的电流透入深度与电磁感应加热器的各设计参数之间的关系;分析了挤出机的机筒与螺杆等关键部件在电磁感应三段式分区加热条件下的磁场分布、电流密度场分布及焦耳热能分布的相对趋势。结果表明,感应磁场主要分布在机筒内表面,而相应的感应电流主要分布在机筒外层,且当机筒上缠绕的3组匝数相同的电磁感应加热线圈中加载有大小相等、方向相同的交变电流时,电流密度和产生的焦耳热能集中在机筒和螺杆的中部,而适当增加进料段与计量段加热区所对应的两组线圈匝数可获得较为均匀的电磁感应加热效果。相对于电阻式加热,电磁感应加热的能量损耗较小,是一种环保节能的吹膜挤出机加热方式。     

基于模态分析的机床床身优化设计

为提高平面光学元件抛光机床的加工精度,对其床身进行模态分析,得到机床结构固有的振动特性,实现对机床床身的优化设计。首先,通过3D建模软件构建机床模型,并将其导入ANSYS有限元软件中进行模态分析,得出机床的前几阶固有频率和振型;然后,根据模态分析结果对机床横梁和立柱进行优化设计,得出优化结构;最后,对优化后结构进行模态分析,并将结果与优化前分析结果进行对比。对比可得,优化后的机床床身前三阶固有频率分别提高15.61%、14.63%和16.07%,有效提高机床稳定性,提高工件加工精度。     

海流能水轮机翼型数值模拟

海流是利用海流能发电的源泉。海流能水轮机翼型数值模拟的程序是首先用数值模拟海流流动,通过GAMBIT软件构建翼型绕流网格,然后运用FLUENT软件进行后处理。本文针对不同类型的翼型,以及同种翼型不同的弯度和不同的厚度,分别计算得到在模拟海流环境下不同攻角的升阻比等数据,并用Origin作图,比较获得所需要的翼型。     

汽车用第三代高强度钢QP980冲压成形性研究

QP钢是一种高强度高塑性的第三代高强度钢,为了论证QP980的冲压成形能力,采用虚拟成形分析和冲压实验相结合的方法研究了汽车用第三代高强度钢板QP980的冲压成形性,并与汽车常用的CR340、DP600、DP800、DP1000四种高强度钢板进行了对比研究,研究结果证明QP980的强度略高于DP1000的强度,冲压成形性则是QP980比DP600略好。应用第三代QP钢可解决高强度且形状较复杂的零件成形问题,在汽车安全性和轻量化研究中QP980可发挥重要作用。     

基于GA-BP网络的矿山路面不平度辨识

提出利用经遗传算法优化的BP神经网络辨识矿山路面的方法。建立了14自由度自卸车仿真模型,将仿真得到的座椅加速度作为网络理想输入样本,基于逆变换原理拟合出的路面不平度作为网络理想输出样本,通过网络训练,建立了两者之间非线性映射模型。对拟合出的不同等级路面、各种凹坑路面及自卸车不同载重下路面不平度进行辨识,辨识路面与测试路面相关系数高、相对误差小,验证了该方法具有对复杂矿山路面的辨识能力。通过整车道路试验,证明了该方法的准确性。与自卸车常用C级路面下的平顺性仿真结果的对比显示,采用该方法得到辨识路面更加接近实际路面,达到了提高模型仿真精度的目的。     

窄距圆弧切点直径尺寸在机测量方法

采用开发的一种新型在机检测方法测量某产品上供气嘴体零件窄直径,根据零件被测结构特征和数控车床镗刀装夹原理,设计了特殊结构的百分表测头和专用刀杆,并运用G代码编制了在机自动测量程序,实现了对无法直接用卡尺在机测量的直径尺寸进行在机自动测量,并用原光学投影测量方法验证每件产品的在机测量表头尺寸,证明了该方法的有效性.结果表...     

基于三轴测量机拓扑结构的单项几何误差模型

基于刚体模型和小角度假设,传统的几何误差模型采用传递矩阵建立几何误差与测量机空间误差的关系。但通过传递矩阵建立的几何误差模型难以清晰揭示各单项几何误差对空间误差的影响关系。为了更清楚地表达单项几何误差对空间误差的影响关系,基于三轴测量机拓扑结构建立了各单项几何误差模型,分析了测量机各项阿贝误差产生机制。利用所建立的单项几何误差模型分析各单项几何误差的影响权重,对自研测量机高权重几何误差进行辨识与补偿,结果表明,补偿后测量机测量直径150 mm平面与直径60 mm凹球面的PV值分别达到344.32 nm和161.74 nm,面形误差与波面干涉仪测量结果基本一致。单项几何误差模型有助于了解阿贝误差的产生机理;提出的几何误差权重计算方法有助于实现对测量机敏感误差的精确控制,指导高精度测量机结构设计与测量精度的提升。     

Deviation correction strategy for the earth pressure balance shield based on shield–soil interactions

The control system presently used in shield posture rectification is based on driver experience, which is marginally reliable. The study of the related theory is flawed. Therefore, a decision-making approach for the deviation correction trajectory and posture rectification load for an earth pressure balance (EPB) shield is proposed. A calculation model of posture rectification load of an EPB shield is developed by considering the interactions among the cutter head, shield shell, and ground. The additional position change during the shield attitude correction is highlighted. The posture rectification loads and shield behaviors results can be solved by the proposed method. The influences of the stratum distribution (i.e., bedrock height in the upper-soft and lower-hard strata) on shield behaviors and posture rectification loads are analyzed. Results indicated that the increase of pitch angle in the upper-soft and lower-hard strata causes a sharp rise in vertical displacement. The bedrock height increases the magnitudes of the required posture rectification moments when h_r/D > 0.5. For a tunnel with h_r/D ≤ 0.5, the variation of h_r/D has little effect on the posture rectification moments. Finally, the posture rectifying curves based on the theoretical model are compared with the target ones based on the double circular arc interpolation method. The required results can be obtained regardless of the soil–rock compound stratum distribution. The maximum rectification moment in the rock layer is almost 12.6 times that in the soil layer. Overall, this study provides a valuable reference for moment determination and the trajectory prediction of posture rectification in compound strata.