为了研究不同铣削参数对7075铝合金铣削过程中铣削力和铣削温度的影响,进行铣削参数优化。采用仿真与试验验证结合的方法,利用有限元建立2D铣削仿真模型,研究铣削过程中铣削力和铣削温度的变化,并在相同的切削条件下进行铣削试验测量铣削力,通过正交试验和单因素试验进行铣削参数优化。结果表明,有限元仿真结果与试验结果数据相近,验证了有限元模型的准确性,通过正交试验选出最优的铣削工艺参数为主轴转速6000r/min、每齿进给量0.05mm/z、铣削宽度2mm、铣削深度0.5mm;铣削7075铝合金时,在不影响生产的条件下,应采用较高的主轴转速,较低的进给量、铣削深度和铣削宽度,铣削温度随每齿进给量、主轴转速和铣削宽度升高而变大,铣削深度对铣削温度的影响极小。

降低输电杆塔挂点焊接的变形和残余应力有利于提高输电杆塔挂点低温服役寿命。采用ABAQUS建立输电杆塔挂点有限元模型,采用双椭球热源模型模拟焊接热输入,采用生死单元技术模拟焊接材料的增长过程,考虑材料随温度变化的物理性能参数、辐射散热及对流等因素的影响,对挂点焊接温度场、变形和残余应力场进行数值模拟,分析了不同焊接工艺方法下输电杆塔挂点多层堆焊的多位置焊接变形和残余应力分布。结果表明,与原方案相比,焊道交错和层间交错方式的焊接改进方案有利于减少输电杆塔挂点的变形和焊接残余应力,从而有利于提高其在极端环境下的使役性能。

我国薄煤层工作面的数量在不断增多,传统的两柱掩护式四连杆支架在薄煤层工作面使用过程中存在诸多问题,如同等规格型号的传统支架吨位大、结构复杂、井下运用及安装困难等。结合我国薄煤层开采矿井的现状,有针对性地开发了一款直线式结构的轻型薄煤层支架,具有支护强度高,质量减少40%以上,搬家倒面周期缩短30%,一次投入成本降低35%等特点,尤其是遥控智能控制系统的成功应用,不但使工作面支架操作工人由原来10人/班减少到3人/班,还较大程度地降低了采煤工人的劳动强度,在薄煤层开采支护过程中具有较高的使用及推广价值。

利用正交试验法,设计并制作了不同配合比的混杂纤维人造花岗岩试件,并对试件进行了抗压强度测试。利用SolidWorks建立了超精密摆线轮成形磨床三维模型,在ANSYS Workbench平台对相似结构的混杂纤维人造花岗岩、未添加纤维人造花岗岩以及铸铁(HT250)摆线轮成形磨床床身分别进行有限元分析。结果表明:(1)添加混杂纤维可以提高人造花岗岩材料强度;(2)混杂纤维人造花岗岩床身的等效变形最小,等效应力低,床身前5阶固有频率最高。

为了研究毛坯初始残余应力对7075铝合金薄壁回转结构件加工变形的影响,采用有限元仿真和试验验证结合的方法,利用ABAQUS顺序耦合热应力分析对铝合金薄壁回转结构件的淬火过程进行研究,得到毛坯的初始残余应力,并进行了毛坯的初始残余应力测量试验,再用有限元方法仿真了切削过程,并进行切削试验。结果表明,有限元仿真结果与测量结果数据相近,初始残余应力误差最大为16.85%,工件的径向变形量误差最大为0.033mm,毛坯初始残余应力对7075铝合金薄壁回转结构件的加工变形有着显著的影响,同时验证了有限元模型的准确性,可为后续的加工参数进行优化和预测,对实际生产具有一定的参考价值。

运用ANSYS建立输电杆塔塔脚焊接的有限元模型,采用双椭球体热源模型模拟焊接热源,通过定义初始条件以及对流、辐射边界条件,分析了输电塔塔脚主筋板多层堆焊传热过程和温度场分布。结果表明:在整个焊接过程中不同节点温度随时间变化曲线的形状大致相同,遵循相同的热变化规律,由于热累积作用,后施焊的焊缝焊接过程中熔池的温度峰值有所增加,而筋板中心温度梯度先升后降。模拟结果和结论可以作为后续应力分析的基础以及工艺优化的指导。