自由曲面轮廓度误差评定

在总结面轮廓度误差评定原则的基础上,提出了曲面轮廓度误差最小条件几何判定准则,即“三角形准则”和“交叉准则”。对曲面轮廓度误差最小条件评定算法进行了研究,首先特征点预定位,再用最小二乘原则粗匹配,最后通过最小条件原则精匹配,实现被测曲面与理论曲面之间的自适应调整。实例证明了几何判定准则的正确性和计算方法的可行性。     

纤维丝束带复合材料的有效性能预测与实验测试

依据纤维丝束带复合材料的相关几何结构参数值和所确定的纤维丝束带特征体积单元（RVE）模型几何结构尺寸,以有限元软件MSC.Patran/Nastran为平台建立纤维丝束带复合材料RVE有限元模型并在模型中置入相应的制备缺陷。各类制备缺陷的置入均采用删除网格单元的方法,置入裂纹型制备缺陷时偏移裂纹两侧单元相对面以获得当前裂纹宽度,置入孔洞型制备缺陷时尽量模拟其真实形貌。根据复合材料力学关于材料各性能参数的定义和细观力学基本理论推导了有限元计算细观力学（FECM）方法预测复合材料有效弹性性能和有效热膨胀性能的过程。根据FECM方法预测了不含制备缺陷、含单一制备缺陷和含各类制备缺陷时的弹性常数和有效热膨胀系数。结果表明:各类制备缺陷的存在均会使弹性模量和剪切模量减小,泊松比和热膨胀系数可能增大也可能减小。通过与实验测试结果对比分析可知,数值预测结果普遍比实验测试结果偏大,但总体效果较为理想,最大相对误差为6.04%。      

复合材料非连续带材缠绕控制技术研究

为实现复合材料带缠绕大拉伸比的工艺要求,提出了非连续带材缠绕.在分析成型工艺过程和可能存在技术难点的基础上,对影响缠绕制品质量的张力、布带拉伸比、布带自动续接及自动纠偏等因素的控制方法及相互作用机理进行了研究.根据缠绕工艺要求,设计出机械装置和控制方案.为验证方案的合理性,在非连续带材缠绕机上做了工艺试验,并对缠绕样件的性能指标进行了对比分析.经应用验证,变张力控制使布带缠绕、布带续接过程具有不同张力,保证整个缠绕过程的恒拉伸比,同时不会使布带在搭接处重新断开,实现了非连续带材的自动化缠绕.     

数控缠绕机张力控制系统的研究

一、概述带状张力控制系统广泛应用于各个领域,如造纸工业的纸张力控制;纺织业的布匹张力控制;绕线机的线张力控制;缠绕机的布带张力控制等,这些张力控制系统的施力机构大都把制动器直接安装在带盘上,给带盘施加反转力矩,形成张力。由于带盘直径的变化,制动力矩也在变化,且带盘直径大时,制动力矩也较大。因此,张力控制系统为一时变系统。控制系统中的驱动电路大都采用     

复合材料机器人纤维铺放工艺参数优化

相较于复合材料结构件传统加工方法的劳动密集型和耗时性,机器人纤维铺放技术大大的提高了复合材料成型过程的灵活性,允许制造更为复杂的结构。基于热塑性复合材料机器人纤维铺放成型工艺过程研究,分别对成型过程中紧密接触过程与融合过程进行理论分析,提出影响铺放制品质量的关键工艺参数:热气炬温度、铺放压力和铺放速度;针对圆柱形零件轴向0°铺放成型过程,以层间粘结强度为优化目标,根据响应面法设计实验,建立工艺参数耦合对层间粘结强度影响模型,通过方差分析验证了模型可靠性及有效性,进而获得纤维铺放成型最优工艺参数;实验研究表明,在最优工艺参数作用下,层间剥离力最高为24.1 N,铺放制品粘结强度最高。     

复合材料带缠绕成型工艺参数耦合机制及优化

基于复合材料缠绕成型工艺过程研究,分别对成型过程中紧密接触与自粘接过程进行理论分析,提出影响复合材料缠绕制品质量的关键工艺参数:缠绕温度、缠绕压力和缠绕张力;以层间剪切强度(ILSS)为优化目标,根据响应面法Box-Behnken Design(BBD)原理设计实验,建立工艺参数耦合对剪切强度的回归模型,通过对残差、方差(ANVOA)、预测值与实际值对比等检验分析,验证回归模型的可靠性及有效性,进而获得缠绕成型最优工艺参数。结果表明:在最优工艺参数作用下,层间剪切强度达到22.9 MPa,缠绕制品结合强度最高。     

汽轮机喷嘴环磨粒流抛光工艺参数优化

为解决大型汽轮机喷嘴环磨粒流抛光的工艺技术问题,研究了喷嘴环磨粒流抛光工艺,分析了抛光工艺因素对表面质量的影响。根据喷嘴环结构的特点,结合抛光压力损失规律,设计了喷嘴环磨粒流抛光专用夹具;利用ANSYS有限元软件对叶片进行压力载荷静态分析,确定了合理的磨粒流抛光压强范围;采用信噪比实验设计法对工艺参数进行分析,得出工艺参数对表面粗糙度的影响关系及最优抛光工艺参数。通过实验验证可知,喷嘴环表面质量得到显著提升,可满足喷嘴环抛光表面粗糙度小于0.4μm以及允许变形量小于0.1mm的图纸要求。     

B和Si掺杂对CrAlN涂层结构和切削钛合金寿命的影响

目的 CrAlN涂层以其优异的抗氧化性能被广泛应用于切削刀具涂层领域，针对CrAlN涂层热稳定性较低，在超过900 ℃后会发生热分解，导致其力学性能显著下降的问题，通过B、Si共掺杂方法改善CrAlN涂层的性能。方法 采用阴极弧蒸发方法制备Cr0.42Al0.58N、Cr0.35Al0.59B0.06N、Cr0.37Al0.54Si0.09N涂层，借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕仪，通过划痕和切削实验研究B和Si掺杂对CrAlN涂层晶体结构、硬度、结合力、热性能和切削寿命的影响。结果 Cr0.42Al0.58N和Cr0.35Al0.59B0.06N涂层为单相立方结构，Cr0.37Al0.54Si0.09N涂层为立方和六方的两相结构;Cr0.42Al0.58N、Cr0.35Al0.59B0.06N、Cr0.37Al0.54Si0.09N涂层的硬度分别为(29.8±1.5)、(36.9±1.4)、(33.8±1.6)GPa，与基体的结合力分别为116.2、58.3、58.0 N;通过B和Si掺杂抑制了CrAlN涂层的热分解过程，Cr-N键的断裂起始温度由Cr0.42Al0.58N的1 000 ^oC提高到Cr0.35Al0.59B0.06N的1 200 ℃和Cr0.37Al0.54Si0.09N的1 100 ℃;在1 100 ℃下氧化15 h后，Cr0.42Al0.58N、Cr0.35Al0.59B0.06N、Cr0.37Al0.54Si0.09N涂层的氧化层厚度分别为2.38、1.80、0.53 μm。结论 通过B和Si掺杂提高了CrAlN涂层的力学性能、热稳定性和抗氧化性，其中CrAlBN涂层呈现出最优异的热稳定性和切削性能，CrAlSiN涂层的抗氧化性最佳。     

二维刀具半径补偿数控加工编程系统

本文针对常用的数控系统发那科、西门子、飞利浦研究二维刀具半径补偿数控程序自动编程系统。系统通过UG和AutoCAD输出加工轮廓和进、退刀路线信息，然后通过VC编写的程序处理并输出数控加工程序。该系统提高了编程效率，大大降低了人为因素造成的出错率。