激光直接金属沉积工艺能效的田口试验研究

为了研究金属激光直接沉积工艺过程中工艺参量对工艺能效的影响,采用自主研发的HCX60五轴激光复合制造机床开展工艺能效田口试验,并对其结果进行了信噪比分析、极差分析以及方差分析,得到激光功率、送粉量、扫描速率、提升量以及搭接率对工艺能效的影响主次关系,提出了工艺因素优化组合。结果表明,送粉量对工艺能效的影响最为显著,最佳参量组合为激光功率P=500W,送粉量f=28g/min,扫描速率v=600mm/min,提升量h=0.6mm和搭接率λ=30%。这为研究增材制造工艺参量对工艺能效的作用及影响规律提供了理论借鉴和实验基础。     

含不确定参数的盘式制动器稳定性分析

针对汽车盘式制动器的制动降噪问题,结合响应面法、复特征值分析法与可靠性分析方法,提出一种含随机模糊混合不确定参数的盘式制动器稳定性分析方法。该方法针对含随机和模糊参数的盘式制动器,建立其不稳定阶次模态的复特征值阻尼比响应面模型,实现模型参数化;基于可靠性分析原理,建立制动器稳定可靠性的功能函数,通过混合参数可靠度计算方法对制动器进行稳定可靠性分析,并用Morris方法对参数化模型的不确定参数进行全局灵敏度分析。用该方法对某型轿车的盘式制动器进行研究,分析得到该制动器系统的稳定可靠度与不确定参数的灵敏度;在稳定可靠度不理想的情况下,根据灵敏度分析结果,通过降低支撑背板密度和增加支撑背板厚度提高盘式制动器系统的稳定性。     

基于Simscape的AMT车辆传动系统仿真研究及试验验证

传统的AMT车辆传动系统建模方法多是通过搭建数学模型来实现的,但该方法工作量较大。针对上述问题,提出一种基于Simscape搭建AMT车辆传动系统物理模型的方法。为验证所搭建模型的准确性,制定了基于发动机转速协调控制的AMT换挡控制策略,基于该策略进行了换挡过程的仿真及实车试验验证,给出了换挡期间相关参数的仿真和试验结果。仿真和试验结果表明,基于Simscape搭建的物理模型,结构简单,并具有较高的准确性,有效提高了AMT控制系统的开发效率。     

汽车覆盖件模具数控加工工艺模板开发及应用

研究了汽车覆盖件模具的工艺结构特征、分类及其加工工艺,基于PowerMILL软件环境开发了汽车覆盖件模具各种结构特征的数控加工工艺及模板,以提高NC编程的质量和效率,规范汽车覆盖件模具加工工艺路线、工艺参数等。实际应用证明了该工艺模板具有可行性和实用性。     

基于板料网格变形的翻边工序修边线确定方法

车身零件翻边前一般有修边工序,需要准确的修边线,否则翻边后零件达不到零件尺寸要求。为减少修边模的开发周期和成本,提出一种基于板料网格变形的修边线确定方法。在零件毛坯上蚀刻上正方形网格,进行翻边前的一些工序;根据估计的修边线,得到翻边前的零件形状,测量出翻边前在修边区域上各网格点的坐标;对零件进行翻边,测量出翻边前后在修边区域上各网格点的坐标;根据翻边前后的零件网格以及翻边后零件的边缘线,通过翻边前后网格比例变形关系确定出翻边前修边线位置。如果试冲零件边缘线有误差,可反复采用这种方法优化修边线。这种方法可在模具调试或在仿真中采用。采用一个汽车地板零件的修边线确定算例,验证了上面提出的方法的可行性。     

2060铝锂合金扫描填丝焊接工艺

针对铝锂合金焊后易产生气孔、抗拉强度低的缺点,提出“∞”形激光扫描填丝焊接工艺方法,以2 mm厚2060铝锂合金为研究对象开展对接焊接试验研究,探究激光扫描填丝焊接方法对铝锂合金焊接缺陷抑制作用. 借助高速相机摄像系统,探究了激光扫描填丝焊接工艺下熔池的动态演变过程,同时探究了扫描参数对焊缝气孔的影响规律及扫描填丝工艺对气孔的抑制机理. 采用曲面响应统计方法探究工艺参数对抗拉强度的影响,并给出工艺参数组合与抗拉强度的定量关系及最优参数组合,焊接接头最大抗拉强度可达382 MPa,为母材的76.4%. 结果表明,“∞”形激光扫描填丝焊接工艺下熔池流动平稳,小孔喷发强度较弱且呈现出周期性;“∞”形激光扫描填丝焊接工艺可以有效抑制焊缝气孔,提高铝锂合金焊接质量.     

退火温度对新型锆合金薄板带材析出相和织构的影响

采用扫描电镜和超高分辨透射电镜,对具有良好冲制性能的新型锆合金薄板成品带材进行含晶粒、第二相粒子等在内的显微组织研究,并探索真空退火处理条件下温度对带材显微组织的影响。结果显示:新型锆合金薄板成品带材晶粒平均尺寸2.17 μm,存在{0001}<1010>和{0001}<1120>两种织构,大部分晶粒<1120>平行带材RD方向,较少晶粒<1010>平行带材RD方向;第二相粒子分布在晶粒内部及晶界,平均尺寸114 nm,尺寸较大的为不规则椭圆形的Zr-Nb-Fe相,尺寸较小的为圆形的β-Nb相;热处理退火温度降低,带材晶粒尺寸减小,第二相粒子细小弥散分布;新型锆合金薄板成品带材良好冲制性能主要源于轧制积累应变诱发再结晶过程进行充分,导致晶粒细小及孪晶发生破碎;相对轧制变形,退火对带材冲制性能影响不显著。     

基于Kriging近似模型的轨道主冷叶轮多目标遗传优化

为最大限度地减小叶轮质量,通过反求模型和网格密度精度的分析,对叶轮结构进行数值计算,并构造了拉丁超立方试验设计模型和Kriging近似模型,得到叶轮结构的采样空间和高精度的近似模型用来代替数值分析,提出了轨道轴流风机叶轮结构多目标遗传优化方法。采用该方法分析了主要技术参数对叶轮结构受力的灵敏性,并找出了对叶轮结构应力影响最大的参数。叶轮结构通过优化后,质量减小了31.7%,大大节省了材料的成本,最大应力值也由初始方案的21.5MPa变为16.5MPa,有效地提高了叶轮的力学性能。优化后通过滑环引电器和动静态应变测试系统对风机叶轮进行动静态试验,并设计了叶轮旋转机械的工艺工装和试验方案,试验结果与计算结果十分吻合,且动应力相对很小,因此,叶轮具有良好的力学和振动性能,在工程应用中具有较高的价值。     

考虑平均应力效应的Tovo-Benasciutti疲劳寿命预测模型

为了考虑平均应力对循环载荷作用下结构振动疲劳寿命的影响,对Tovo-Benasciutti疲劳损伤模型进行了平均应力修正。采用径向基函数法构造平均应力修正系数与随机应力带宽系数之间的近似模型,建立了考虑平均应力的Tovo-Benasciutti疲劳损伤模型。利用所建立的模型对某简单梁进行了疲劳寿命估计。结果表明：考虑平均应力效应的Tovo-Benasciutti模型能得到与试验更一致的结果。     

基于大挠度理论的减振器阀片精确变形模拟和研究

为获得筒式减振器环形阀片弯曲变形的大挠度表达式与半径的关系,基于圆薄板大挠度理论,提出了薄板变形问题表达式内在统一的表示,结合针对环板外边缘挠度的大挠曲变形解析式与小挠曲变形方程,推导出环形阀片大挠曲变形与半径相关的混合解法解析式与变形修正系数。利用ABAQUS有限元软件对环形阀片进行了仿真分析,验证了混合解法解析式的精确度。分析了基于混合解法的叠加阀片弯曲变形,对叠加阀片的等效厚度与弯曲变形刚度进行了研究,得出的解析式与结论可用于减振器阀片的设计、调校与仿真分析。