飞秒激光烧蚀面齿轮材料的齿面表层形态研究

针对面齿轮材料18Cr2Ni4WA,研究飞秒激光辐照面齿轮材料的热力效应,建立飞秒激光烧蚀面齿轮温度-应力耦合模型,分析多脉冲时不同能量密度下电子温度、晶格温度以及热应力的变化过程。结果表明：电子温度、晶格温度以及热应力随激光能量密度的增大而增大。实验和仿真的对比结果说明,烧蚀齿面表层为残余压应力,烧蚀深度和凹坑直径随激光能量密度的增加而增大,较大的激光能量密度会产生较多的熔融物,降低飞秒激光加工质量,当能量密度为1.78 J/cm2时,齿面表层形态较好。本文为提高飞秒激光精微烧蚀面齿轮质量提供了研究基础。     

数控线切割钼丝抖动的工艺影响分析

对数控线切割机实施多次切割的工艺过程进行了分析,认为影响产品质量的主要原因是运行中钼丝的动态稳定性较差。影响钼丝动态稳定性能的主要因素,包括导轮的径向跳动及轴向窜动,储丝筒的径向跳动,上、下导轮间钼丝的抖动,绕丝时预紧力不均匀等,可采用隔断导轮跳动的传播路径、合理控制钼丝的运行速度、增设钼丝张紧装置等措施降低钼丝抖动。理论分析与试验结果表明,通过对数控线切割机床进行适当改进并且采用适当的工艺方法,在数控线切割机上可以实施多次切割工艺,且加工后的产品质量满足工艺要求。     

飞秒激光烧蚀齿面表层构态分析及其控制研究

为了分析飞秒激光烧蚀面齿轮齿面表层构成及其形态影响,本文针对面齿轮材料18Cr2Ni4WA,通过建立双温传热模型,模型采用向后有限差分法进行飞秒激光烧蚀数值模拟,研究飞秒激光烧蚀齿面的加工过程,分析能量密度对重铸层和热影响层的影响规律。结果显示:能量密度由173J/cm2增加至433J/cm2,重铸层厚度从068μm增加到102μm,热影响层厚度从096μm增加到135μm。针对重铸层的控制,本文实施了对面齿轮齿面的二次加工,实验结果表明:采用能量密度173J/cm2对齿面进行二次加工,加工后的齿面几乎没有重铸物残留,齿面平均粗糙度由0365μm降到了0185μm,有效地改善了面齿轮的加工质量,为提高飞秒激光精微烧蚀面齿轮精度提供了有益参考。     

面齿轮磨削齿面力热耦合及残余应力研究

根据面齿轮磨削残余应力的产生机理和Prandtl-Reuss方法,建立磨削表层热弹塑性力学本构关系;基于面齿轮磨削方法和Gleason接触原理,得出碟形砂轮磨削点接触椭圆方程参数、磨削力和磨削热流量的数学模型。构建面齿轮磨削单齿3D有限元模型,采用小步距移动法模拟磨削载荷的移动,仿真磨削温度场,得到磨削瞬态最高温度位于磨削接触弧中心区域。采用力热耦合间接法仿真分析了磨削表层残余应力,得出磨削齿面上为残余压应力,齿面里层为残余拉应力;随磨削深度和砂轮速度增大,齿面残余应力增加显著;但随展成速度增大,齿面残余应力增幅减小。采用X射线衍射法实验,对比分析了面齿轮磨削表层残余应力的实测值与仿真值,其相对误差最大值17.8%在精度控制范围内,说明力热耦合有限元分析残余应力有效,为改善面齿轮磨削质量提供了依据。     

防爆门抗爆性能数值分析

矿用防爆耐压密闭门（简称防爆门）是矿井作业规避事故的重要安全装备。本文根据防爆门的设计要求及结构模型建立了有限元仿真分析模型,采用显式非线性动力分析方法在三角形冲击波波峰压力0.6,1.0 MPa作用下仿真分析了防爆门整体和内部结构的应力、等效塑性应变、位移等抗爆性能响应。仿真分析表明:防爆门的联接零件间无塑性变形;门体结构出现的最大应力为339.3 MPa,最大变形量为3.461 mm;抗冲击强度足够;没有产生局部断裂、裂缝等破坏形式;防爆门的各零件的联接位置的位移变化小于1 mm;门体的密封性能良好;符合防爆门的刚度需求。防爆门的结构仿真模型和数值分析为提高煤矿井下防爆门的抗爆性能提供了理论指导。     

多脉冲飞秒激光精修面齿轮的烧蚀形貌研究

针对材质为18Cr2Ni4WA的面齿轮,采用飞秒脉冲激光烧蚀来提高其表面质量。建立电子-自旋-晶格三温复耦合模型,预测分析面齿轮材料电子、自旋和晶格单脉冲能量效应下的温度变化过程;结合多脉冲能量累积效应,进行面齿轮材料在激光能量密度为1.035~5.252 J/cm2下烧蚀凹坑直径和深度演变规律的预测与实验分析。研究结果表明：脉冲数的增加并不会持续增大面齿轮表面的平衡温度,基本在30个脉冲时就保持不变;能量密度的增加会使烧蚀凹坑直径和深度持续变大,但变大的速率会持续降低;烧蚀凹坑形貌在能量密度为2.467 J/cm2时最好;过大的扫描道间距会使被加工表面粗糙度值增加,扫描道间距为25 μm时粗糙度值最低为0.185 μm。     

500kV侧谐波过电压分析研究

针对川藏联网工程中线路长度较长、昌都地区电网薄弱,可能会出现谐波及过电压问题。以沃卡变电站一次系统设计为例,对沃卡站500 kV侧空载合闸时产生的母线电压总谐波畸变率和各次谐波进行了详细的对比分析,验证了变电站设计的合理性,对工程实践有一定的指导意义。     

基于三维双温模型的飞秒激光烧蚀面齿轮材料形貌研究

在传统双温模型基础上,建立考虑变离焦量效应和随电子温度变化的动态吸收率效应的三维双温模型。分析烧蚀过程中电子、晶格温度的变化情况和烧蚀凹坑的形貌。对面齿轮材料18Cr2Ni4WA进行飞秒激光烧蚀实验结果表明：随着单脉冲飞秒激光能量密度的增大,电子的峰值温度升高,烧蚀凹坑的深度和直径增大;单脉冲飞秒激光的脉宽对烧蚀形貌的影响并不显著;烧蚀凹坑的直径和深度不会随脉冲数目一直增大,脉冲数目存在阈值,超过该阈值对于烧蚀凹坑的形貌影响反而不利。     

面齿轮磨削力建模与工艺影响分析

建立了碟形砂轮磨削面齿轮的理论模型.应用切斜面磨削理论,将不规则的曲面齿面等效转化为平面,结合Gleason点接触椭圆等特征,方便对磨削力进行分析求解.将砂轮上的工作磨粒数均匀划分成单颗磨粒成屑力与滑擦力个体,精确阐述砂轮在磨削面齿轮时的磨削力.经过实验结果与仿真数值的比照分析得到磨削力对磨削用量的影响参数,实验结果表明,砂轮转速与面齿轮磨削力成反比例关系,工件进给速度与磨削速度与面齿轮磨削力成正比例关系.通过磨削力的实验结果与仿真数值对比分析,可得出最大相对误差为１７.９％,此数据证明了建立的模型与实验结果较为契合,能够很好地反映磨削力与磨削用量之间的关系变化,在提高面齿轮磨削精度与工艺上提供了基础的理论依据.     

基于嵌入式的单片机智能控制应用研究

针 对 嵌 入 式 的 单 片 机 智 能 控 制 中 采 用 的 顺 序 结 构 控 制 、多 任 务 控 制 等 控 制 方 式 进 行 研 究 。 该两 种 方 式 均 需 由 单 片 机Ｐ Ｃ指 针 来 控 制 程 序 每 一 个 语 句 命 令 的 执 行 ,以 及 每 一 个 任 务 的 完 成 。 对 于 控 制 简单 、没 有 多 任 务 同 时 控 制 下 多 采 用 顺 序 结 构 控 制 方 式 。 针 对 多 任 务 控 制 的 需 要 ,为 实 现 感 觉 和 视 觉 、实 时 性等 应 用 问 题 ,通 过 运 行 速 度 高 的 单 片 机 主 程 序 进 行 合 理 的 任 务 与 等 级 安 排 、时 间 控 制 ,采 用 优 化 编 程 方 法 、定 时 检 测 和 优 先 等 级 中 断 服 务 程 序 处 理 方 式 ,实 现 了 小 车 嵌 入 式 智 能 控 制 应 用 中 多 任 务 同 时 运 行 、实 时 执行 的 效 果 。