激光与空气等离子弧切割镁合金的试验研究

利用高功率固体脉冲Nd:YAG激光和空气等离子弧对4 mm厚的AZ31镁合金板进行了切割试验.通过光学显微镜观察分析切缝及断面的宏观形貌和微观组织,结果表明:激光切缝窄细平直,断面波纹小且分布规律;空气等离子弧切缝较宽,且切割断面容易氧化.两种方法切割镁合金断面都形成有重熔层,激光切割重熔层厚而致密,与母材交界处无明显的热影响区;空气等离子弧切割重熔层较薄,内部有大量气孔和残渣,切缝中、下部有明显的热影响区,最宽处达50μm.为提高镁合金切割加工质量提供理论依据.     

同等功率下不同直径喷嘴射流切割性能的分析

利用自行研制的前混合式磨料射流切割机,对多种直径喷嘴射流在非淹没环境下切割铝板的性能进行了对比试验研究,探讨了射流直径对切缝宽度、切深和切割比能耗的影响.实验发现在射流功率相等的条件下,0.60mm圆射流代替1.84mm圆射流进行前混合式磨料射流切割实验,可有效地提高切割深度,大大降低切缝宽度和切割比能耗.     

一种改善激光切割表面质量的预估控制方法

激光切割质量的优劣是指切割尺寸精度高低和切割表面质量的好坏,而切割表面质量又以切口宽度及切口表面粗糙度、热影响区的宽度、切口断面的波纹和切口断面或下表面有无挂渣等为衡量指标.为进一步提高激光切割表面的质量,通过对激光切割的加工件表面轨迹进行数据采集和分析,提出了随加工物件平整度动态调整激光切割喷嘴位置的系列预估控制算法,以达到补偿提高切割精度的目的.并利用计算机仿真实验,验证了该方法能够有效地修正实际切割轨迹,从而提高激光切割的精度和质量,证明该方法可行.     

无锡地区不同埋深粉质黏土加载流变试验研究

针对无锡地区③2层、⑥2层粉质黏土,通过设置主应力轴位于水平方向和竖直方向,研究分析不同埋深粉质黏土在不同固结方式、加载方式下的流变特性,并推导了三轴应力状态下的广义Kelvin模型和Burgers模型流变方程,以Burgers模型对试验结果进行了拟合,拟合效果较好.研究分析表明：埋深相同的粉质黏土流变变形速率随偏应力的增加而增大,但当偏应力增加到一定值时流变时间很短,没有流变变形保持阶段;相同类型的土体,埋深较大的流变变形速率、流变阈值较大,流变变形趋于稳定的时间较短;受土体各向异性的影响,流变模型参数随加载方式的不同而不同,但各模型参数均随围压的增加而增大.     

偏摆角对圆周密封结构特性及泄漏的影响

根据偏摆角圆周密封分析,建立受力模型和有限元分析模型.通过结构分析与热-结构耦合分析,得到了不同偏摆角下主、辅助密封面应力和变形分布规律及泄漏间隙和泄漏量变化规律.主、辅助密封面应力和变形分布均匀,最大应力和最大变形位于凸舌处,主密封面最大变形大于辅助密封面,最大应力和最大变形随偏摆角增加而增大.热-结构耦合分析应力和变形与结构分析分布规律基本一致,但均大于结构分析.主密封面间隙从轴承腔向气腔增大,辅助密封面间隙从中心向两端增大,接头处间隙最大.泄漏量随偏摆角增加而增大.     

偏转特性对自激振荡射流的影响

分析了自激振荡射流的偏转特性 ,研究了偏转特性对射流振荡脉冲压力、射流切割性能等方面的影响。实验研究表明 ,自激振荡射流的偏转角可达 9.53°,偏转特性使其振荡脉冲幅值增大 ,频率降低。偏转特性也有效地降低了“水垫效应”的影响 ,提高自激振荡射流的切割性能。     

工艺参数对陶瓷激光热应力切割质量的影响

建立了激光热应力切割有限元仿真模型,用于研究三维对称氧化铝陶瓷基片切割过程中的温度场和热应力场分布,以及激光功率、陶瓷厚度和切割速度等工艺参数对材料表面最高温度和应力的影响,并通过对比实验验证了该模型的正确性.结果表明,随着裂纹尖端的临界正应力增加,断裂表面的微裂纹加深,并引起材料表面的颗粒剥落,使得切割断面的粗糙度增大.     

岩石特性对掘进机破岩的影响

目的研究岩石特性对掘进机破岩的影响,提高掘进机施工效率,延长滚刀使用寿命.方法将滚刀及其掘进的岩石作为一个整体,模拟破岩过程中滚刀和岩石的应力分布,并通过实验测量了滚刀破岩时滚刀受力和切深等参数,分析了不同硬度的岩石、切深和滚刀施加力对滚刀及岩石受力的影响.结果岩石反作用于滚刀的力和岩石的切深沿切割方向呈波浪型水平线;岩石抗压强度增大,岩石的切深和破碎区体积降低.结论同种岩石破碎程度与滚刀切割力大小成正比;切割力相同时,岩石破碎程度与岩石抗压强度成反比;研究结果对提高岩石掘进机的破岩效率,及其对地质的适应性具有重要作用.     

磨料射流旋转切割套管试验及工程计算模型

针对海洋废弃井口切除的工程需求,在淹没条件下进行射流压力、喷嘴直径、喷嘴个数、切割头转速、切割持续时间、喷距、磨料质量分数、磨料种类等因素对切割影响规律的试验研究,并建立淹没条件下套管切深与时间关系的工程计算模型.结果表明:高射流压力、大直径喷嘴、较多的喷嘴个数、长作业时间、小喷距时切割深度较大;切割头最优转速为7.8 r/min;磨料质量分数在26.1%时切割效率最高;铁砂的切割效果最好;工程计算模型可为套管切割深度的预测和套管切断时机的判断提供理论依据.     

磁场强度对切缝宽度和崩边宽度的影响

为了进一步研究磁场强度对线锯切割性能的影响,根据锯丝和磁性磨粒的磁化曲线,研究了锯丝外部磁场强度和磁性磨粒所受磁力的关系.搭建了磁性磨粒吸附观测实验平台,验证了磁力对锯丝周围的磁性磨粒产生的分区吸附效果.结合磁系与线锯切割机床,搭建了磁感应游离磨粒线锯切割实验平台,并进行了不同磁场强度下的切割对比实验.研究结果表明:在0.00~1.07×105 A/m磁场强度范围内,切缝宽度和崩边宽度随外部磁场强度的增强而减小,进一步增加磁场强度之后,切缝宽度和崩边宽度增大;磁感应游离磨粒线锯切割中的最优外部匀强磁场强度为1.07×105 A/m左右.     

秸秆切割装置夹持与切割关系的分析

通过对装置中的玉米秸秆进行运动分析,找出了影响往复切割的因素．通过调节割台倾角、拨禾链角度以及往复割刀到夹持链轮中心的距离,实现了边夹持边切割,从而为提高收获质量提供了理论依据．     

正交切削的切削弯矩预报理论的研究

根据带弯矩的正交切削新模型，提出了切削弯矩的理论预报方案，其特点是考虑了第一变形区和刀－屑接触区的实际应力分布，考虑了工件材料变形强化的影响，实验表明：切削弯矩的预报结果与实测结果取和良好的一致，与切屑控制理论比说明，用切削弯矩的规律解释切屑的卷曲，折断机理是符合实际的。     

低频振动切削对加工表面影响的机理研究

为了深入研究振动切削中各因素对加工表面的影响,建立了低频振动切削实验系统.采用计算机控制的压电陶瓷为驱动元件的微驱动刀架作为振动源,对刀尖振动的幅值与输出电压之间的关系进行测量和标定,从而对振动切削的振幅进行修正;进行相同刀具几何参数条件下的低频振动切削实验和普通切削实验,得出不同的振动频率及切削速度对加工表面的影响,并与相同切削用量条件下普通切削实验相比较,在切削速度v满足v     

超声振动切削皮质骨切削力的仿真研究

骨钻孔手术中过大的力和扭矩易造成钻头折断、骨组织损伤等问题.在普通钻削上加载超声振动,有助于改善手术效果.将钻削过程简化为二维正交切削,研究超声振动辅助切削机理,利用Abaqus建立皮质骨切削模型,对比分析了有无超声振动的切削力情况,通过正交试验研究不同参数对切削力的影响并建立预测模型.结果表明:在超声振动条件下切削力明显小于普通切削,且切削层厚度和振幅对切削力的影响较大,切削速度和频率影响较小,合理选用参数可以降低切削力.     

纵轴式掘进机截割头随机截割载荷识别方法研究

针对纵轴式掘进机截割头随机截割载荷难以准确测定的问题,根据随机过程理论,推导出截割头随机截割载荷的自功率谱表达式,并根据截割功率谱结合虚拟激励法确定截割头的虚拟激励;然后利用求得的响应结合精细积分算法反向推导识别截割头随机截割载荷的表达式,由此建立了精确的截割头时域随机截割载荷的反演数学模型;最后由最小二乘法计算出截割头随机截割载荷的时间历程,并通过正则化方法来减小噪声的干扰。实例验证结果表明,该方法能有效减小噪声干扰,准确地识别截割头的随机截割载荷。     

确定三维切削动态切削力系数的新方法

建立了三维切削的三维动力学模型，通过对切削过程的动态分析，给出了一种确定动态切削力系数的稳态切削参数解析新方法．该法适合于一般切削加工系统与条件，具有通用性，可以获得较完整的数据．比较现有的其他方法，表明二维切削的动态切削力系数是本方法所确定的三维切削的动态切削力系数的特例．最后给出正交切削和三维切削2个实例，并与前人的研究成果相比较，结果证明了该法的正确性．     

数控刀具磨损智能检测及其切削试验研究

在数控机床切削加工过程中,对刀具磨损导致的振动及切削温度的变化特征进行了理论分析,得到刀具的磨损与振动及其切削温度的关系.利用这些关系,设计并研制了基于STC89S52的数控刀具磨损智能检测与报警装置.试验验证表明该装置能够有效地实现对数控刀具磨损情况的在线检测.     

纳米改性金属陶瓷刀具切削参数优化

文章系统地讨论了 Ti( C,N)基金属陶瓷刀具及 YG8刀具切削灰铸铁时的失效形式和磨损机理 ,研究了切削用量、Ni含量及纳米改性对刀具耐用度的影响。结果表明 ,刀具耐用度随切削用量 f、ap及 vc的增大而降低 ,纳米 Ti N改性 Ti C基金属陶瓷刀具的效果明显 ,最后通过一元线性回归分析给出了 Ti( C,N)基金属陶瓷刀具耐用度的广义 Taylor公式。     

采煤机自适应记忆切割

针对以往的采煤机记忆切割技术在我国复杂地质条件下不适用的情况,提出了基于模糊控制理论的采煤机自适应记忆切割技术,设计出了采煤机位置、姿态定位系统和采煤机自适应切割模糊控制系统.该系统可以获取采煤机任意位置处的姿态和状态信息,自动跟踪所记忆的切割路径,基于模糊控制理论对是否截割到岩石进行判断并做出最优的处理方案.通过实验室的路径跟踪实验和西安煤矿机械有限公司的自适应调节实验证明:该技术在实现采煤机记忆切割的基础上能够识别出滚筒到切割岩石时的异常状态,并对牵引速度和滚筒高度做自适应调节,能够满足复杂地质条件下对采煤机的控制要求.     

截齿截割阻力的实测方法及其结果分析

为了防止截齿过度磨损造成截割工况的恶化,对刀形齿、镐形齿的截割阻力波形、概率密度、频谱等曲线以及两种齿形的实验数据进行对比分析.结果表明:在截割阻力相同的情况下,镐形齿具有不易被击碎、齿耗低、耐磨等优点,其综合性能优于刀形齿.