高速列车车厢夹层板断面结构的多目标优化

为获得不同运行速度和工况下的高速列车车厢侧墙结构,在拓扑优化结构的基础上进行了多目标优化研究。将侧墙夹层板质量、柔度、最大变形作为优化目标,以侧墙5段夹层结构的面板和夹心厚度为变量、车厢气压变化梯度为约束函数,利用代理模型技术,建立了各目标、约束函数与变量之间的代理模型,通过非支配遗传算法NSGA-II,得到了多目标的Pareto解集。该Pareto解集中的夹层板结构比拓扑优化得到的夹层板结构的最大变形性能提高了8.21%到33.58%,设计时可根据具体的要求和经验从Pareto解集中进行选择,从而为不同运行速度和工况下的高速列车车厢断面结构的设计提供了多种选择方案。     

汽轮机长叶片型面双刀加工刀位轨迹优化算法

为改善汽轮机长叶片型面加工中的变形问题,提出了2种优化目标下的叶片型面双铣刀对刀加工刀位轨迹规划算法。首先建立了牛鼻刀的切削力与切削参数、刀具姿态的关系模型,在此基础上分别以最小径向切削合力和最小切削合力矩为优化目标计算了2把铣刀的切削刀位点和刀具姿态。采用有限元分析方法对比了传统单铣刀切削加工路径、未优化双刀切削加工路径和2种双铣刀切削加工路径下的叶片加工变形情况,结果显示:在一组给定的常用切削参数下,径向切削合力优化轨迹算法和切削合力矩优化轨迹算法可分别将叶片的平均加工变形减小约31%和55%;沿优化后的双刀切削加工路径加工能够有效改善叶片整体受力情况,减小叶片的加工变形,提高加工精度和效率。     

轨迹误差建模的多轴联动机床轮廓误差补偿技术

为了提高数控机床多轴联动加工精度,减小由传动机构和运动部件质量、刚度、阻尼及摩擦等因素造成的轮廓误差,针对交叉耦合控制参数难以选择及容易使系统不稳定的问题,提出了一种针对多轴联动机床进行运动轨迹误差建模和补偿的方法.该方法通过测量机床的典型实际联动轨迹,来建立轮廓误差模型,实现了加工过程轮廓误差的实时估算和补偿.通过对x、y轴工作台的联动轮廓误差建模和补偿实验,证明此方法可以显著减小圆弧及曲率连续变化曲线轨迹的加工误差,从而提高了在高速条件下的数控机床多轴联动的加工精度.     

基于客户/服务器模式的敏捷制造信息系统结构

客户／ 服务器（Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ） 采用并发服务器和ｓｏｃｋｅｔ 编程方法,完善地解决了网络通信的同步问题．基于Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ 模式,根据动态联盟的组织原则,提出了开放性的敏捷制造信息系统结构．该系统结构有如下特点：实现了动态联盟中分散的制造资源的共享;维护了联盟单元在解决问题时的自主性;通过联盟单元间的双向委托协议,可以保证信息数据的一致性;保证了联盟单元组织异构性的兼容．解决了在组织动态联盟时的几个关键问题,为进一步开展敏捷制造研究奠定了基础     

利用优化材料的凸起光栅标记提高莫尔条纹图像的对比度

在基于莫尔条纹相位匹配的纳米压印对准方案中,因阻蚀胶引入引起压印对准标记光栅副间隙介质的改变,使得莫尔条纹图像的对比度下降,恶化了压印对准精度.针对这一问题,本文提出了利用优化的标记材料来制备凸起光栅标记从而提高莫尔条纹图像对比度的方法.该方法为提高莫尔条纹图像对比度,通过FDTD(有限时域差分)软件,对玻璃模板及硅片基底上采用的光栅标记材料及光栅副间隙进行了优化计算,在采用常规压印阻蚀胶(折射率为1.6)、压印模板与基底间间隙为200nm、且光栅标记为凸起时,优化光栅标记材料为:玻璃模板上光栅标记为折射率2.0的ITO;基底下光栅标记为折射率2.7的Cr.实验结果表明:在光栅副的间隙介质分别为折射率1.6的阻蚀胶和折射率1.3的水时,采用优化材料的凸起光栅标记(周期为6和6.1μm的光栅副)得到的莫尔条纹图像的对比度与原标记相比分别提高了11.92%和4.66%.     

网络化决策支持体系中分布式动态决策建模系统的研究

在高速动态变化的企业生存环境条件下，为了实现快速而准确的决策。本文提出了一种基于Internet和虚拟组织的网络化决策支持模式，论述了其结构体系和主要过程，根据集成化程度的不同。提出了2种基于动态建模的动态建模的系统软件构架及其通讯模型，并分析比较了两者的优缺点。     

同轴送粉喷嘴气固两相流流场的数值模拟

在激光金属直接制造过程中,为获得较小特征尺寸和组织致密的熔覆零件,采用气固两相流理论对载气式同轴送粉喷嘴的内外流场进行了数值模拟,应用FLUENT软件中的离散相模型计算了粉末的流场浓度分布规律及汇聚特性.计算结果表明,同轴送粉喷嘴的焦点浓度在径向和轴向都近似服从高斯分布,在同轴送粉喷嘴锥角不变时,锥环间隙越小,粉末流场焦点处的浓度越大,聚焦半径和焦距越小,汇聚特性就越好.在同轴送粉喷嘴锥环间隙不变时,锥角过大或过小均不利于粉末汇聚,选择最佳锥角有利于获得最佳汇聚特性.在其他条件不变时,外层保护气体流速过大或过小也不利于粉末汇聚,当外层保护气体流速为6 m/s时,同轴送粉喷嘴粉末的汇聚特性最佳.因此,所建模型和模拟结果对同轴送粉喷嘴的设计和结构优化具有参考价值.     

紫外光快速成型中辐射能的汇聚分析

基于光的波动理论,对紫外光快速成型技术中的聚焦光有量场进行了深入的理论分析,阐明了点光源所辐射的连续球波在凹椭球面上的反射聚焦理论,及其反射光波场轴向和侧向的能量分布形式,理论分析表明,焦点光强随偏心率增加而上升,轴上的光强分布曲线近似于高斯曲线,在聚焦点域的能量分布呈双曲面体形式,焦平面中强度侧向分布曲线服从正态分布,研究为在快速成型技术中有效地利用紫外点光源的辐射能提供了充分的理论依据。同时对紫外光快速成型的实际光学系统的设计具有重要的指导作用。     

气压熔融挤压快速成形材料及成形工艺研究

为了拓宽气压熔融挤压快速成形工艺的应用领域,开发了可应用于气压熔融挤压快速成形的改性石蜡材料,并对成形工艺进行了研究.研究结果表明,改性石蜡熔融挤丝的黏度随硬脂酸镁含量的增加而增大,当挤丝直径增加时,丝径的均匀程度降低,使成丝性能也降低.当硬脂酸镁的质量分数降低至1/10时,材料黏度降低,丝材之间表现出脱黏现象,从而影响了成形性能.实验表明,石蜡与硬脂酸镁的质量比为8:1,通过建立的熔融挤丝宽度与熔融挤出丝速率、扫描速度和分层厚度之间的数学模型,得到了挤出丝速率、扫描速度和分层厚度相匹配的工艺参数,并验证了挤丝宽度和扫描间距对制件质量的影响.     

基于二次曝光原理的光固化快速成型工艺研究

针对光固化立体造型技术中因层间收缩力所引起的原型翘曲变形问题，深入研究了激光功率、扫描速率、扫描间距等因素对固化深度、固化线宽的影响，并在此基础上实现了二次曝光法。利用分区域、变速度扫描等方法对传统的二次曝光法进行了改进，提出了改进的二次曝光法。实验证明，改进的二次曝光法不仅可以减小原型的翘曲变形，而且还消除了传统二次曝光法的层间错位缺陷，从而提高了原型的制作精度。