滚磨光整加工过程中磨块的力链网络及力学行为对加工效果有重要影响。以主轴式滚磨光整加工为研究对象,主要研究滚磨过程中滚筒转速和磨块直径对滚筒内磨块群力链特性的影响,通过建立力链数目、长度、强度和准直线系数评估标准来对力链进行量化研究。研究结果表明在相同条件下,滚筒转速越高,力链数量越多,力链强度越大,力链准直线系数越大,稳定性越好,滚筒内磨块之间的相对运动越小。而磨块直径越小,力链数量越多,力链强度也越大。磨块直径越大,力链准直线系数越大,力链系统越稳定,滚筒内磨块之间的相对运动越小,磨块对工件的相对运动也越小。研究工作为从细观力链层面解释加工效果及加工效率提供理论基础。

超声复合加工的加工能力与变幅杆的振动特性有关,为了提升材料利用率,利用模态分析法对四种常用几何形状,及铝合金、钛合金和45钢三种材料的变幅杆进行了模态分析。结果表明在理想轴向振动模态下,四种几何形状中,指数形的固有频率最高,其中钛合金指数形变幅杆的仿真频率与设计频率最接近;铝合金圆锥形变幅杆的频率与泊松比、密度呈负相关,与弹性模量的呈正相关;四种几何形状中,阶梯形变幅杆固有频率范围最宽,圆锥形变幅杆最窄。对于需要频繁更换工具头的超声系统可选用固有频率的范围较大的45钢阶梯形变幅杆。以上结论为超声复合加工中变幅杆选材提供了参考。

为了解决CIMS环境下,产品设计、工艺规划、质量检验等不同环节对多元素、多尺度、多层次零件表面质量信息的应用需求,提出一种基于数字孪生的表面综合质量信息模型构建方法。以数字孪生技术的应用准则为基础,采用面向对象的建模方法创建了包含设计几何模型、表面质量模型和表面性能模型的数字孪生表面模型,为多指标综合表征零件表面质量提供一种参考。其次,研究了数字孪生表面信息模型信息的表达与管理方法,实现几何模型与表面质量信息关联式的表达与管理,并提出一种基于XML的数字孪生表面信息模型集成应用框架,采用StAX标准编程接口规范来对XML文件进行解析,从而实现孪生数据在不同系统之间的有效传输。最后,以某卫星零件的复合加工工艺为例,构建了该零件的数字孪生模型,结合UOP UB200I金相显微镜、ZeGage Plus三维轮廓仪和西门子PLM系...

探究液体磁性磨具对伺服阀阀芯光整效果的影响,找到相关因素对光整加工效果的影响规律,为阀芯的液体磁性磨具光整加工在实际生产上的应用提供指导。对阀芯的液体磁性磨具光整加工进行分析,提取了影响阀芯光整效果的主要因素并进行单因素加工实验。一定范围内,阀芯表面粗糙度下降率%ΔRa随工件转速、磨料目数和磨料质量分数的增大而增大,而Z向振动频率对表面粗糙度的变化影响小;阀芯均压槽棱边毛刺被完全去除的时间随着工件转速、振动频率和磨料质量分数的增大而缩短,随磨料目数的增大而增长。工件转速为1400r/min、Z向振动频率为2.5Hz、磨料目数为80#、磨料质量分数为25%时,光整10min后,表面粗糙度Ra由0.27μm下降到0.155μm,%ΔRa为38.89%,阀芯棱边毛刺被完全去除。阀芯的液体磁性磨具光整加工中,工件回转运动为降低Ra的主运动,工件回转运动和...

考虑到主轴式滚磨光整加工实际工况是湿式环境,为实现该环境的下主轴式滚磨光整加工工艺的仿真模拟,首先将滚抛磨块按离散相处理,基于EDEM软件的Hertz-Mindlin模型对主轴式滚磨光整加工工艺进行仿真模拟,分析滚抛磨块运动情况,然后综合考虑滚抛磨块与液体介质的双向耦合作用,采用EDEM-FLUENT的联合仿真,通过欧拉-欧拉法建立滚筒内固液两相流混合模型,探究不同加工环境下滚抛磨块与工件接触速度大小;最后通过实验测试获得滚抛磨块与工件之间的接触力,并与仿真模拟做对比分析,以滚抛磨块与工件之间的接触力为评价指标,探究滚抛磨块对工件的作用规律,验证耦合仿真的有效性,为实际工程应用提供指导。结果表明滚抛磨块成漩涡状运动轨迹,与工件接触时,运动轨迹发生变化,沿工件滑擦一段距离恢复圆周运动;湿式滚抛磨块速度小于干式情况,且靠近...

高速列车进出隧道所诱发的空气动力学效应会给车辆、隧道结构安全及周围环境造成不利影响,为此,采用三维、非定常、可压缩雷诺时均方程和RNG k-ε双方程湍流模型,对新型变截面隧道和典型缓冲结构在气动效应缓解效果方面进行模拟对比,并辅以动模型试验验证。研究结果表明变截面隧道对于车体表面和隧道洞壁的压力缓解效果比增设缓冲结构的等截面隧道更好,而对于洞口微气压波的缓解效果则不如缓冲结构的显著;断面扩大型缓冲结构隧道、断面扩大开孔型缓冲结构隧道、变截面隧道与等截面隧道相比,洞壁最大压力峰峰值分别减小2.0%,2.3%和7.6%,车体表面最大压力峰峰值分别减小3.2%,3.7%和9.3%。

针对主轴式滚磨光整加工中高转速下滚抛磨块会甩出滚筒的问题,为确定滚筒在一定转速下的最大填料高度,利用离散元法模拟主轴式滚磨光整加工过程,采用拟合曲线表征滚抛磨块群上界面的几何形状,借助正交模拟试验分析几何形状的主要影响因素,通过单因素模拟试验探究滚筒转速的影响规律并进行实验验证。滚抛磨块群上界面为抛物面,滚筒转速、滚抛磨块形状对抛物面几何形状有决定性影响;当其他条件一定时,不同滚筒转速下的抛物面在填料高度处近似交于一圆,圆半径为滚筒半径的5/7,基于此推导出了一定转速下筒内最大填料高度计算公式。

卷烟厂过滤嘴发射管道因胶致堵后的清理是生产过程中的一个实际难题。目前普遍采用的梭标法其清理效果欠佳,导致清理周期较短,直接影响生产效率。借鉴多用于大型管道清理的清管器原理,设计试制了一种适用于管径10.4mm的清管器,针对现场使用的6m长铜管模拟胶垢,分别使用新试制的清管器和工厂现用的梭标法实施30次清理对比,清管器清理出的胶垢占总量的48.58%,梭标清理出的胶垢占总量的8.25%,实验证明清管器清理效果明显好于梭标。在生产现场使用清管器分别对50m、100m、150m组合联接管进行试验,均能一次性有效通过。

为分析高速动车组斜齿轮的齿根裂纹萌生寿命,采用UG建模软件建立了斜齿轮副的三维模型,并通过ABAQUS软件确定了裂纹萌生位置。基于疲劳损伤累积理论,对试验齿轮分别采用名义应力法和局部应力应变法模拟计算出裂纹萌生寿命;进行了高频疲劳试验,得到了裂纹萌生寿命,通过对比模拟结果与试验结果,确定了最佳损伤模型,计算得出了斜齿轮齿根的裂纹萌生寿命。分析了载荷、表面粗糙度、残余应力、齿顶修缘等因素对裂纹萌生寿命的影响规律。研究结果表明,载荷及表面粗糙度对裂纹萌生寿命的影响比较显著;裂纹萌生寿命随着残余压应力的增大而延长;适当的修形可延长斜齿轮裂纹萌生寿命。

目的为解决当前粘弹性磁性磨具制备工艺复杂、使用寿命短且加工过程易分解等问题,研制一种以107硅橡胶为基体的粘弹性磁性磨具,并通过加工实验研究了粘弹性磁性磨具流动性、自身配比和加工转速对工件光整加工效果的影响。方法选用新制备的粘弹性磁性磨具对铝合金管外圆表面进行光整加工实验,选取不同交联剂含量的新磨具对其进行加工实验,分析基体流动性对光整加工效果的影响;选取不同的工件转速进行加工实验,分析工转速对光整加工效果的影响;选取铁磁相和磨粒相比例不同的新磨具进行加工实验,分析铁磁相和磨粒相比例对粘弹性磁性磨具光整加工效果的影响;选取磨粒相粒径不同的新磨具进行加工实验,分析磨粒相粒径对光整加工效果的影响。结果当107硅橡胶为20 g、羰基铁粉为15 g、碳化硅为5 g、甲基硅油为1 g、软化剂为1 g、交联剂为0.14...