有限元技术在航空薄壁件立铣变形分析中的应用

提出了研究薄壁件加工精度的系统方案,并运用ANSYS5.7有限元分析软件,结合受力模型,对薄壁件加工变形进行了分析计算,结果与实际加工情况相符.     

超声振动切削温度场的建模及试验研究

本文针对超声振动切削温度场进行了计算和分析研究,从解析法入手,建立了关于超声切削温度场的传热学模型;并根据现场情况和试验条件,简化处理了该模型,最终求得了一个符合实际加工要求的超声切削传热学模型;根据试验条件确定了模型中的参数值,并进行了理论公式计算结果和试验结果的对比,验证了该模型的正确性。     

基于PFC的沥青混凝土铣削仿真及刀具安装优化

基于离散元对沥青混凝土流变特性模拟的优越性,对其切削过程进行动态仿真,克服了传统连续介质力学模型的宏观连续性假设的局限性,可以从微观角度对切削过程进行可视化的数值模拟.研究结果表明：通过单轴压缩试验校正后的模型,得到在不同切削角下切削过程中刀具前刀面受力变化规律,并得出刀具在安装工程中优先选择5～20°切削角的结论,为工程实际提供了参考.     

RPFEM在正交切削分析中的应用研究

针对典型的正交切削工艺过程,采用分析静态大变形过程的Lagrange描述法,建立了基于平面应变假设的正交切削过程的刚塑性有限元(RPFEM)分析模型;自行开发了模拟切削变形过程的刚塑性有限元分析程序,详细分析了正交切削变形全过程,计算出了变形体内部的网格变形图和速度场、应力场和应变场的分布结果和成形力随行程(时间)的变化曲线;对切削模拟过程中相关技术问题如切屑与基体材料分离准则、切屑与前刀面脱离判据等进行了系统的探讨;在网格重新划分时,采用面积加权平均和体积加权平均相结合的算法,实现新、旧网格体系之间参数的传递;以刨削为例完成了常温条件下铝试件模拟试验,试验结果证明了数值模拟的正确性.     

绞刀片大角度切削水饱和沙的力学模型

水下土质在大切削角条件下,在刀片前会存在滞留的楔形块,楔形块的存在会对切削层界面上空隙水压力的大小和分布产生影响.建立绞刀片在大切削角度下的力学模型,通过“楔块”的力矩平衡方程,封闭绞刀片大角度切削水饱和沙的力学模型,解出了力学模型中的新变量——楔角,所得结果与实验观察一致.     

软岩卸荷流变及非线性本构模型研究

为模拟隧洞开挖过程中围岩应力调整所产生的问题,对贵州某电站引水隧洞泥质粉砂岩进行了恒定轴压下的围压卸荷试验。结果表明:在一定偏应力的影响下,试样表现出了明显的流变力学特性;降低围压时,随着偏应力增大,试样轴向变形速率每级增长幅度在11%~34%之间,横向变形速率每级增长幅度在8%~27%之间,表明围压卸荷能够减弱对岩石内部颗粒滑移的束缚,从而增大变形速率。在三维Burgers模型的基础上,通过引入流变加速阶段的损伤修正系数,建立了软岩非线性阶段的本构模型,并与试验结果进行拟合分析,发现该模型能够很好地反映流变非线性阶段。     

钢纤维高强混凝土薄壁箱梁纯扭全过程分析

在钢纤维高强混凝土薄壁箱梁纯扭试验研究的基础上,利用ANSYS软件对试验构件进行了全过程分析,并与试验进行了对比验证.结果表明,ANSYS软件分析结果与试验结果吻合较好,证实了ANSYS软件可以较好地用来模拟钢纤维高强混凝土薄壁箱梁的受力-变形全过程,为ANSYS软件在后续研究工作中的应用提供了可靠依据.在此基础上,对试验构件在各级扭矩作用下,沿跨度方向各截面的线扭转角与畸变角进行了计算分析,得到了线扭转角与畸变角在构件受力-变形全过程中沿跨度方向的变化规律.     

基于能量法的球头铣刀力学建模技术的研究

从球头铣刀切削过程中能量不变这一机理出发,系统地研究了球头铣刀切削刀的力学性能,并以严格的数学手段推导出一种基于能量法的新型力学模型,以克服目前国内外铣刀力学建模主要依赖于正交切削实验的缺陷.试验结果表明本文所提出的力学模型能精确地预测球头铣刀切削时的三向受力,具有重要的工程实用价值.     

扁钻加工过程的分析模型──2任意钻尖角扁钻切削力的计算(英文)

钻尖的几何参数对扁钻的切削性能有着显著的影响．文中对扁钻主切削刃和横刃的几何角度进行了精确的分析，并建立了主切削刃的轴向力和扭矩的计算模型．在该模型中考虑了切削速度和进给速度沿主切削刃变化的影响，可应用于任意钻尖角的扁钻加工过程的分析．研究和试验表明，主切削刃的轴向力和扭矩的预测值与实际加工的测量值具有较好的一致性．     

扁钻加工过程的分析模型

钻尖的几何参数对扁钻的切削性能有着显著的影响。文中对扁钻对主切削刃和横刃的几何角度进行了精确的分析，并建立了主切削刃的轴和和扭矩的计算模型，在该模型中考虑了切削速度和进给速度沿主切削刃变化的影响，可应用于任意钻尖角的扁钻加工过程的分析，研究和试验表明，主切削刃的轴向力和扭矩的预测值与实际加工的测量值具有较好的一致性。     

数控机床力-几何误差的PSO-SVM建模

为了提高数控机床几何误差建模精度,改进补偿效果,先用测力环等仪器模拟施加并测量机床主切削力,再用激光干涉仪同步测量机床俯仰角和偏摆角误差. 根据粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)优化支持向量机(support vector machine, SVM)的相应参数,并以实际测量数据进行训练,从而建立
了PSO-SVM力-几何误差预测模型. 实际试验表明,PSO-SVM误差预测模型输出的偏摆角误差预测值与实测数据的最大差值仅为0.6 μrad,俯仰角误差预测值与实测数据的最大差值仅为0.21 μrad,远小于利用BP神经网络以及常规方法优化的SVM所建立的力-几何误差预测模型的误差,因此该模型可用于数控机床几何误差的高精度实时补偿.     

分形在钻头磨损切削力特征提取中的应用

针对钻削过程切削力的变化特点,提出一种用分维数描述信号复杂性的新方法.从工程应用角度介绍了离散时间序列盒维数和信息维数的计算方法,通过对三种仿真信号分维数的计算,揭示出分维数与信号复杂程度之间的内在联系,并通过实验研究了刀具在整个磨损历程中切削力信号分维数的变化规律.结果表明:随着钻头磨损的增加,切削力信号分维数呈下降趋势,运用切削力信号的分维数特征可有效实现钻头磨损状态的监测.     

基于离散元法对冷硬铸铁切削过程的模拟与工艺优化

运用离散元方法对冷硬铸铁正交切削过程进行了模拟.利用PFC2D商业离散元软件建立了二维平面模型,分析了低速切削时不同的切削速度、不同的切削深度对切削力的影响.模拟结果表明,在低速切削时,切削力随切削速度的提高而增大,随切削深度的增大而增大.将计算结果与其他结果进行了比较,发现二者比较接近.进而说明离散元方法模拟脆性金属低速切削过程是可行的.利用模拟的结果对切削工艺进行了优化.     

基于有限元的麻花钻钻孔过程研究

为了研究麻花钻钻孔成形机理,将麻花钻的钻孔过程划分成三个阶段.采用有限元分析软件Deform3D对麻花钻的钻孔过程进行仿真研究.对仿真过程中涉及的相关技术与关键参数的设置进行了分析,通过建立钻孔有限元模型,模拟麻花钻钻孔过程中切屑的形成,分析了麻花钻钻孔过程中切削力的变化规律,并对钻孔过程中切削温度和刀具磨损的分布情况进行了预测.     

数控切割凸轮的数学模型和计算机算法

精密凸轮作为一种函数解算元件用途甚广,但种类繁多,形状较复杂,精度要求高,因而加工比较困难.采用数控线切割技术加工精密凸轮虽较其他方法有较多的优点,但要进一步提高其加工精度又常受到难以精确找出钼丝轴心运动轨迹的限制.过去多采用近似的方法在凸轮的极径上直接加上钼丝之半径和钼丝与工件间的放电间隙,作为钼丝轴心的极坐标值.     

腕力传感器的一种动态解耦方法

提出了一种传感器不变性动态解耦方法。基于动态标定实验,进行传感器动态建模,在离散域设计解耦网络,分别对构造模型和腕力传感器进行解耦,效果良好。该方法简单、实验,用解决多维传感器和复合型传感器研制中关键问题的一种新方法。     

大粒径颗粒材料结构的实验分析及模型建立

设计并实施了大粒径散体颗粒材料结构传力的定量实验,研究了散体材料结构中在不同边界条件下,力的扩散、荷载应力、自重应力的分布状况及沿深度的变化规律．并根据散体颗粒材料结构的力学特性,应用随机理论,探讨了不同于传统理念的新理论模型,所得结果对于岩土工程中散体材料结构工程均具有重要的参考价值．