高速铣削曲面工件表面粗糙度的仿真

当前采用高速铣削方式铣削具有曲面结构的零件应用非常广泛,为达到所加工的零件要求的表面粗糙度选择合适的行距和步长对生产成本、劳动生产率都有很大的影响。本文针对球头铣刀在高速铣削、低切削量的条件下,分析Bezier双三次曲面构建原理,总结出走刀轨迹的公式。以实际生产中表面粗糙度的主要影响因素主轴的回转偏心和轴向窜动,结合刀轨迹的公式提出具体仿真算法,并且在实际应用中加以验证。     

海面目标自适应实时检测

针对海面运动载体所获得的可见光序列图像及图像自身特点,提出了一种既适应于海天背景下的小目标而又适应于海岸背景下的大目标的目标快速自动检测方法.首先,量化子图像的区域复杂度以及单元区域上、下邻域的灰度差异,以预测并定位海界限区域,摒弃不含海界限区域的图像;采用周围纹理抑制方法改进的Canny算子提取海界限区域的主要轮廓,并进行Hough变换而提取海天线或海岸线;依据海界线上的灰度环境判断背景,在划定线附近的局部区域,凭借该区域内海面灰度的平缓特性而对其进行聚类提取目标;分析剩余海面灰度的统计特征,求取属于海面区域的灰度范围,快速区分海面区域和非海面区域;最后,进行后续处理,以剔除伪目标并标记真实目标.结果表明,该方法处理单帧图像的平均耗时在100 ms以内,具有较好的准确性和实时性.     

美丽的珊瑚礁渴望呵护

我国的南海诸岛像颗颗明珠撒在浩瀚的海面上,它们几乎全部是由生活在热带浅海里的珊瑚和其他生物骸骨组成,这就是珊瑚礁。虽然珊瑚这种一直被误解为植物的海洋动物,到了17世纪才被人们“验明正身”,然而它对海洋的贡献却是从它存在的那天就已经开始了。     

Zr-4合金管砂带随形磨削实验分析

采用3种不同磨料的砂带对Zr-4合金管进行了磨削工艺试验,探究了磨粒与工件间的交互创成机理,得到了Zr-4合金材料砂带磨削过程中材料去除率和表面粗糙度的主要影响因素。借助先进的测试设备,对磨削后的砂带磨粒磨损形貌、工件表面形貌进行了观测,并对Zr-4合金表面烧伤层金相组织及显微硬度变化规律做了分析研究。试验结果表明：砂带线速度、磨削压力、接触轮硬度和磨料种类对材料去除率和表面粗糙度均有较大的影响,其中砂带线速度影响最为显著;锆刚玉和氧化铝磨粒的粘附磨损较为严重,碳化硅磨粒主要以磨耗磨损为主;工件烧伤时材料表层金相组织发生变化,使得Zr-4合金物理机械性能下降。试验及研究结果为寻求高效、高精度Zr-4合金砂带磨削加工工艺提供了试验和理论依据。     

精密切削淬硬轴承钢GCr15的表面粗糙度预测与加工参数优化

建立了淬硬钢精密切削加工表面粗糙度预测模型;采用PCBN刀具对GCr15淬硬钢进行了正交切削优化试验,获得了相当于精磨加工的表面粗糙度;试验结果表明进给量和刀尖圆弧半径是影响PCBN刀具精密硬态切削表面粗糙度的主要因素。研究可为精密硬态切削工艺参数的选择提供参考和依据。     

纺丝溶液的挤出对聚丙烯腈初生纤维表面形态的影响

采用旋转流变仪并结合Tanner黏弹性流体挤出胀大方程研究了剪切对聚丙烯腈/二甲基亚砜(PAN/DMSO)溶液挤出胀大的影响,用原子力显微镜(AFM)研究了挤出速度对PAN初生纤维表面粗糙度的影响规律。结果表明：随着挤出速度的增大,体系的挤出胀大比逐渐增大,当挤出速度大于90m/h时,挤出胀大比的变化出现拐点,增大的趋势变缓;聚合物大分子链的回复是初生纤维表面形貌形成的主要原因,湿法纺丝过程中,挤出速度低于90m/h时初生纤维表面粗糙度随着挤出速度增加而减少,在较高挤出速度时,随着挤出速度增加而增加;干湿法纺丝初生纤维的表面粗糙度明显低于湿法纺丝,并且随挤出速度的增加而增大。     

基于Copula EDA优化BP神经网络的表面粗糙度预测

为了提高预测机械加工表面粗糙度的精度,提出了基于Copula分布估计算法(estimation of distribution algorithm,EDA)优化BP神经网络的方法.以铣削45#钢为试验对象,采用控制变量法进行切削试验.在线测量主切削力、轴向力、径向力和振幅,并进行数据处理,得到相应切削力的平均值、标准差、均方根值及振幅,同时离线测量二维粗糙度R_a、三维粗糙度平均值S_a和均方根值S_q.对切削分力的平均值、标准差、均方根值及振幅与粗糙度做相关性分析,选择Kendall秩相关系数最大的主切削力平均值作为输入变量,输入BP神经网络和基于Copula EDA优化BP神经网络,进行训练和预测.试验结果表明:基于Copula EDA优化BP神经网络的预测精度总体高于BP神经网络的预测精度,对R_a,S_a和S_q的平均预测精度分别达到91.98%,91.03%和89.10%.     

初始粗糙面对切向微动行为影响数值研究

利用python和二维W-M分形函数建立二维粗糙表面,基于ABAQUS用户子例程UMESHMOTION引入Achard磨损准则建立二维柱-平面接触下的切向微动数值模型,通过改变法向载荷F和切向位移幅值U对二维切向微动磨损中的磨损量、磨损形貌和应力应变进行分析研究。结果表明,光滑表面磨损量明显比粗糙表面磨损量小,光滑表面和粗糙表面磨损量分布均呈现出自中心区域逐渐减小的趋势,且粗糙表面磨损量分布有很大的的离散性;由于应力集中导致的塑性变形使得粗糙表面和光滑表面在磨损形貌上差异不大;一定范围内的法向载荷对接触边缘区域磨损影响较大,切向位移幅值的增加使得粗糙面磨损程度显著变大。     

城市冠层粗糙度对暴雨云团运动和降雨落区的影响

城市下垫面因其特殊的动力学和热力学特性,会对降雨产生影响。该研究以雄安新区为例,利用中尺度气象模式(WRF)对2016年7月20日的大规模暴雨事件进行模拟,采用不同城市冠层粗糙度方案设置,研究城市冠层粗糙度对暴雨云团运动和降雨落区的影响。结果表明,城市冠层粗糙度对暴雨云团的运动和降雨落区有显著影响:当城市冠层粗糙度较小时,云团经过城市时被加热,产生水汽辐合和雨岛效应,从而增加城区和下风向的降雨;当城市冠层粗糙度较大时,云团在城市上风向停留,使城市上风向降雨增加;城市冠层粗糙度进一步增加会改变暴雨云团的运动方向,使城市周边降雨增加。该研究评估了城市冠层粗糙度对降雨的影响,为未来城市规划与建设提供了科学依据,对城市降雨模拟的参数选择具有参考意义。     

软质印章石抛光工艺

为了提升软质印章石的加工质量,在不同型号砂纸和溶胶-凝胶(SG)抛光膜上磨抛巴林石、高山石、芙蓉石3种印章石,探讨研磨盘和载物盘的转动方向、转速,加工压力,加工时间等工艺参数及工艺路线,并确定每道工序的最大光泽度值,以及印章石表面形貌和粗糙度之间的关系.结果表明:最终优化工艺的研磨盘、载物盘分别以300,120 r·min^-1同向转动,加工压力为15 MPa;最佳工艺路线是通过在400#砂纸半精磨、在2 000#砂纸的精磨和在SG抛光膜上抛光,使印章石表面光泽度达到50以上,粗糙度在100 nm左右,表面形貌在放大100倍时无明显划痕.