3D打印混凝土打印喷头的研究进展

3D打印混凝土技术是一种利用打印喷头选择性地叠加混凝土材料的成型方法,该技术以数字制造、降维制造、堆积制造、直接制造、快速制造等特点为绿色建筑业发展提供了新思路。3D打印混凝土设备的机械系统具备材料混合、搅拌和挤出打印3个主要功能,主要由混料装置、供料传送装置、打印装置和机架组成。打印喷头是3D打印混凝土设备机械系统的关键部件,不仅要满足均质浆料能够顺利挤出的需求,还应保证打印出的构件不坍塌并具备良好的层间结合强度等。因此,打印喷头的结构设计也是设备研制的重要任务之一。本文系统地总结了国内外3D打印混凝土成型工艺,按照功能特征分类介绍了3D打印混凝土设备的打印喷头,对其结构及工作原理进行了分析。     

两步法电化学加工薄壁钼长管的数学建模与实验研究

针对某反应堆用高温燃料包壳加工难题,研究了钼合金薄壁长管部件的电化学加工技术,提出了固定阴极及移动阴极的两步电化学加工方法,建立了移动窄阴极电化学加工的数学模型,针对实施方式、工艺参数等进行了实验。实验结果表明:固定宽电极的电化学加工可大量去除材料,移动窄电极的电化学加工可进行表面精修,采用这两种工艺对直径25.4 mm、长度800 mm的钼管进行加工,获得的直径偏差在0.05 mm以内。     

磨削诱导单晶高温合金微观组织演化机制研究

目的 通过对零件磨削表面的微观组织进行表征,探讨高温和大应变条件下单晶高温合金晶体取向和位错的演化机制。方法 采用场发射扫描电子显微镜对磨削亚表面微观组织形貌进行观察,通过X射线衍射技术对磨削前后表面晶体取向进行分析。利用聚焦离子束定向切割技术制备了磨削表面透射电子扫描样品,采用透射电子显微镜和透射菊池衍射方法对表面白层以及塑性变形层晶体取向以及位错分布进行了表征。结果 磨削后单晶高温合金表面形成强烈塑性变形,原始单一取向发生改变,形成多晶衍射峰特征。磨削表面深度方向上形成具有不同晶粒尺寸和取向的梯度组织结构。选区衍射花样显示原始单晶材料的衍射斑点转变为多晶材料的衍射环。磨削表面由于强烈剪切变形和磨削热产生微纳尺度的动态再结晶现象,同时形成高密度位错结构。磨削表面产生强烈的剪切应变,使晶体向有利于剪切变形的方向旋转,形成了R-Cube织构和F剪切织构。结论 单晶高温合金磨削表面微观组织演化是基于微纳尺度的动态再结晶和位错滑移运动进行的。     

基于正交试验法沾浆机浆拐结构的优化改进

按照生产工艺和设计要求,选择对沾浆机搅拌性能影响最为关键的料桶转速、浆拐形状和桨径比3个参数为变化因素,按正交方案设计了9台沾浆机模型。采用Fluent滑移网格方法对设计的9台模型进行仿真模拟,得到了各几何参数对沾浆机搅拌性能影响程度的主次顺序,并得出模型沾浆机浆拐的截面夹角为30°、桨径比为0.35为最优设计方案。     

阴极表面微观几何形貌对脉冲电化学光整加工的影响

阴极表面微观几何形貌是影响脉冲电化学光整加工质量因素之一,以电化学光整的加工机理研究为基础,通过理论与实验探讨阴极表面微观形貌对加工质量的影响规律.     

扫描式阴极电化学光整加工对车削外圆面边缘毛刺的去除

目的 通过电化学光整加工,在改善车削零件表面粗糙度的同时,有效去除工件边缘两侧方向的微小毛刺,提高零件表面的完整性.方法 在扫描式阴极电化学光整加工能实现表面良好光整加工效果的参数范围内,通过改变阴极局部形状,改变毛刺部位的电场分布,进而改变其材料去除速度,实现毛刺去除.对不同形状阴极条件下,毛刺表面的电流密度分布及毛刺顶端和底部的电流密度差值进行仿真分析,得到使毛刺高度值下降较快的阴极形状.对工件进行扫描式阴极电化学光整加工,获得表面粗糙度Ra与毛刺高度值的变化规律.结果 使用凸圆角阴极时,毛刺顶端和底部的电流密度差值较大,去除效率较高.Ra值在加工时间为16～18 min时出现拐点,加工20 min时,Ra值由2.76μm降低至0.32μm;毛刺高度值在加工时间为10～14 min时出现拐点,加工20 min时,从17.10μm降低至2.64μm,与表面粗糙度Rz值为同一量级.结论 通过改变阴极形状,在电化学光整加工过程中能有效降低车削工件边缘两侧方向的微小毛刺,实现零件使用性能的提高,具有实际应用中的可行性.     

GCr15轴承钢脉冲电化学光整加工实验研究

对GCrl5轴承钢的脉冲电化学光整加工进行了实验研究，重点讨论了加工间隙、电流密度、脉冲参数、电解液浓度、加工温度等主要工艺参数对加工表面质量的影响规律。研究结果表明：用脉冲电化学光整加工技术加工GCrl5轴承钢能取得很好的效果，在轴承滚道光整加工中具有良好的应用前景。     

电化学砂带复合加工回转沟槽表面的形貌与精度特性

目的通过电化学砂带复合加工实现回转表面上沟槽结构的光整。方法针对沟槽结构的特殊性,提出阴极悬浮定位方式控制加工间隙。通过对比有无电化学作用条件下砂带抛磨加工获得的表面形貌差异,以及分析加工过程中表面形貌的变化规律,研究电化学作用和机械作用对表面形貌与精度特性的影响机理。进行工艺参数对表面粗糙度和圆度影响的实验,获得单因素条件下各工艺参数的优化取值范围。进行正交实验和极差分析,获得各工艺参数对表面粗糙度和圆度影响重要性的排序。综合单因素和正交实验结果,确定面向表面粗糙度和圆度的工艺参数优化取值范围。结果砂带无轴向运动时,该工艺能实现小极间间隙条件下的稳定加工,同时获得良好的表面质量和加工精度。机械作用参数对表面粗糙度的影响程度大于电化学作用参数,砂带压力为主要因素;电化学作用参数对圆度的影响程度大于机械作用参数,加工电流为主要因素。结论对回转沟槽表面等磨具难以实现轴向运动的部位进行表面光整加工,电化学砂带复合加工是一种有效方法。     

基于神经网络的电化学加工表面粗糙度预测与加工参数正交优化

电化学加工的表面粗糙度与加工电流、加工间隙、电解液温度、加工时间、电解液配比等工艺参数密切相关,而这些工艺参数与工件表面粗糙度之间为复杂的非线性关系,建立其关联一直是电化学加工中的难题。以BP神经网络为基本工具,建立了加工参数与表面粗糙度之间关系的数学模型,利用实验数据训练网络,结果表明可实现较小的预测误差;应用正交法分析实验数据,实现了可使表面粗糙度参数变化幅度较大的加工参数的优化配置。     

基于HOUGH变换的指针式压力表自动识别算法

目前压力仪表计量读数以人工读数为主,存在读取数值偏差问题,通过计算机自动识别压力表示数代替人工读数,可提高读数精度和工作效率,进而实现无人工操作的实时监测。为实现压力仪表的自动化精准高效读数,研究了基于Hough变换算法的计算机视觉读数,开发了相应的程序。首先采集压力表示数变化照片,通过Hough变换检测圆形表盘,采用二值化算法进行前期预处理,然后进行指针细化,将呈现长三角形的指针细化成一条直线,并通过Hough变换检测直线确定细化后的指针所在象限位置以及斜率,根据斜率判断指针偏转角度,并采用最小二乘法拟合压力值与偏转角度的关系,最终计算出指针在任意位置时的压力表示值。实验结果显示:采用该方法的判读值与压力表实际示值的误差在-0.17^+0.21 MPa之间,证明了算法的有效性。