基于应力集中理论的磨削力模型

将应力集中理论引入磨削过程研究,分析了磨削过程中的应力集中现象,建立了基于应力集中的单颗磨粒磨削力模型,应用该模型分析了磨削力随磨粒磨损面积率的变化机理,并分别建立了单颗磨粒磨削法向力、切向力随磨粒磨损面积率变化的解析式,由解析式可知磨削法向力、切向力都与磨粒磨损面积率呈二次函数关系,得出了磨削后工件材料的累积残切厚度增大是磨削法向力增大的重要原因.在此基础上,结合实际生产中使用的砂轮特点,推导出了适用于实际磨削过程的基于应力集中的多颗磨粒砂轮磨削力随磨粒磨损面积率变化的解析式,用所建模型计算的结果与试验数据吻合较好.     

预紧力和电极直径对库尔勒香梨电学参数测量影响规律研究

以库尔勒香梨为材料,研究了香梨在不同预紧力和电极直径下电学参数并联等效电阻、损耗因数、复阻抗相角、导纳的变化规律;建立了不同电极直径下预紧力与电学参数间的数学关系,对比分析了电学参数的变化速率。结果发现,不同预紧力下随着电极直径的增大并联等效电阻、损耗因数、复阻抗相角,导纳逐渐增加,当预紧力在0～1.5 N范围内,电学参数变化不明显。当预紧力大于1.5 N时,电学参数变化较为明显。且当电极直径为20 mm时,四种电学参数变化率最大;在不同电极直径下随着预紧力的增大并联等效电阻、损耗因数、复阻抗相角,导纳逐渐增加,预紧力越大香梨电学参数的变化率越高;电极直径和预紧力大小对香梨电学参数测量均有一定的影响,且预紧力变化对电学参数影响更显著。试验结果可为库尔勒香梨电学参数测量研究提供参考依据。     

薄壁封闭环磨削回弹的建模与数值研究

提出了卡环制造过程中磨削回弹的计算模型。根据卡环的精度和啮合力要求,设计了特殊制造工艺。考虑弯曲残余应力,对磨削工序进行力学分析,提出了磨削回弹弯矩、磨削回弹后搭叠长度和啮合力变化的计算模型;开发了卡环制造辅助工艺系统——Shuttle,对卡环磨削工序进行了模拟,并结合实验讨论了磨削前后曲率半径、啮合力和搭叠长度随余量的变化规律。研究表明：随着磨削余量的增加,试样磨削前的啮合力增加,而磨削回弹后的啮合力呈下降趋势;试样磨削前后的搭叠长度均呈下降趋势,并且试样截面惯性矩越大,磨削回弹后试样的搭叠长度下降速度越慢;在各工序阶段,试样的曲率半径有不同程度的增加。     

平面磨削淬硬薄工件磨削力研究

平面磨削淬硬薄工件实验测定的磨削力曲线呈现凸形,磨削后的工件表面呈现凹形,分析了曲线变化原因,并对磨削力变化进行了预测。通过磨削热力耦合有限元分析了工件变形,并对变形量影响磨削力的变化进行了分析。结果表明:工件变形导致磨削用量增大,是引起磨削力变化的主要原因,而且工件装夹方式对变形有很大影响。磨削力的变化又改变了流入工件的磨削热流密度,从而影响磨削温度场,导致磨削淬硬层分布不均。根据磨削力、磨削温度和工件变形之间的相互影响关系,通过逐步迭代法预测出磨削力变化曲线,并与实验曲线进行了对比。     

基于AE信号的切入式磨削模型及工艺试验

针对切入式磨削数控机床的在线监测需求,根据声发射信号强度与磨削力的关系以及传统磨削力理论模型,建立了基于AE信号的切入式磨削均方根曲线理论模型。开展了基于AE信号的磨削工艺试验,分析了不同工装方式、不同加工位置、不同工件材质等磨削重要因素对磨削过程中AE信号的影响规律。对AE信号均方根曲线理论模型进行了试验验证。试验结果表明,所建立的基于AE信号的切入式磨削曲线模型对磨削过程中的AE信号具有良好的预测精度。     

砂轮磨削过程信号监测的试验研究

为了判断砂轮的磨损状态,需要对砂轮修整的监测,分析了砂轮磨削过程与声发射和磨削力的关系,试验研究了声发射和磨削力信号监测砂轮磨削工件的过程,通过对声发射信号进行离散小波包分解,获得表征砂轮磨损的声发射信号特征值,研究砂轮磨削工件过程中,法向力和切向力的变化历程,提取砂轮磨损的磨削力信号特征值。结果表明:可以将磨削过程中磨削力和法向力与切向力的比值,作为判断砂轮磨损剧烈程度的特征值。     

电镍导电棒抛光参数对抛光效果的影响研究

针对电镍导电棒抛光在实际生产中存在的问题,对抛光辊压入量与导电棒表面受到的去除力的关系进行了研究。进行了ADAMS运动学仿真和实验效果分析,讨论了导电棒与抛光辊压入量的大小对导电棒所受压力和去除力的影响,得出不同压入量下导电棒所受去除力的值。研究结果表明,随着导电棒与抛光辊压入量的增加,在抛光时导电棒受到的压力与去除力也随之增大,且摩擦力去除力并不恒定,而是在一定范围内波动,最后通过实验得出导电棒表面抛光最优的压入量。     

基于时间常数的砂轮与工件接触刚度的测量研究

在切入磨削过程中,接触刚度是一个重要参数。研究了一种基于时间常数的切入磨削接触刚度的测量方法。通过建立切入磨削系统力学模型,推导出计算接触刚度的公式,并设计相应实验,运用力和位移传感器直接采集切入磨削力信号,利用磨削去除率模型中的时间常数准确获得磨削加工过程中的接触刚度。该方法简单高效,实用性强,对于测量磨削接触刚度有重要参考价值。     

灌溉用压力调节器性能试验与受力分析

为了研究灌溉系统压力调节器的工作特性与结构参数的关系,对7种内置弹簧式规格的低流量压力调节器进行了调压特性试验,对压力调节器的弹簧参数与出口预置压力的关系以及内部运动部件的受力情况进行了分析.结果表明,压力调节器的出口预置压力越低,调压性能越优良,测得的临界工作压力与出口预置压力之差随着出口预置压力的增大而增大,并非常数0.034 MPa;随着出口预置压力的上升,内置弹簧丝直径越粗,弹簧自由长度越短,其弹簧刚度系数越大;压力调节器调节组件所受的初始弹簧力和最大弹簧力与出口预置压力存在近似的线性关系,而且在向压力调节器进口端运动的过程中,调节组件所受的弹簧力占其出口所受水压作用力从57.9%逐渐增大至66.5%,而密封圈摩擦力和橡胶膜片变形力之和占出口所受水压作用力则从39.9%下降至31.3%.     

基于EDEM-Fluent耦合的“淹没式”水射流冲击土壤仿真

喷水系统是挖藕机重要的组成部分,其结构参数对挖藕效率有很大影响。为了分析挖藕机喷水系统各种关键参数和土壤颗粒直径对土壤冲击效果的影响,提出一种基于EDEM-Fluent的方法。首先,通过Fluent模拟不同喷射角度、不同并排出水管个数条件下的多股水射流冲击土壤上方水层的过程,得到水射流冲击水层后速度衰减、方向变化情况;然后,利用EDEM-Fluent耦合模拟射流冲击不同颗粒直径的土壤的过程。仿真结果表明:随着出水管喷射角度的增大,射流穿过水层后速度减小,最大冲击深度减小;随着并排出水管个数的增多,射流穿过水层后的速度及土壤冲击深度先增长后减小;随着土壤颗粒直径增大,土壤冲击深度先增大后减小;在喷射角度30°、并排出水管个数7、土壤颗粒直径4mm时,对土壤的冲击效果最好。     

PCBN刀具切削淬硬钢时倒棱参数对切削过程的影响

研究了聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具切削淬硬钢GCr15时,倒棱刃口几何参数(倒棱宽度和倒棱角度)变化对切削力、切削温度和锯齿形切屑形态的影响规律.结果表明:随着倒棱宽度的增大,主切削力、径向力和切削温度逐渐增大,但倒棱宽度对切屑锯齿化程度影响并不明显;随着倒棱角度的增大,主切削力、径向力和切削温度随之增大,径向力增加尤为显著,倒棱角为20°时,切屑锯齿化程度最低.     

磨削深度对65Mn钢磨削硬化层的影响

在普通平面磨床上采用刚玉砂轮对65Mn钢进行了磨削淬硬试验，研究了磨削深度对其硬化层组织与性能的影响。结果表明，在不同磨削深度条件下，硬化层的马氏体组织形貌及显微硬度无显著变化，完全硬化区显微硬度均在810～870HV之间；但随着磨削深度增加，马氏体和碳化物含量减少，残余奥氏体含量增多，完全硬化区厚度增大；在磨削深度为1mm时，完全硬化区厚度可达1．7mm。     

ELID磨削技术在硬脆材料精密超精密加工中的应用分析

硬脆材料带有偏大的加工难度。这样的材料,涵盖了硬质合金、特有规格的光学玻璃、陶瓷及特有的半导体。在加工这些原料时,磨削技术被接纳和运用。然而,惯用的磨削工艺,带有偏低的实效,且砂轮很易损毁,或者被阻塞掉。这样的状态,破坏掉了脆性的表层。ELID这样的磨削办法,带有在线电解的特性,在磨削流程以内,维护了微粒应有的锋利状况。因此,有必要摸索ELID涵盖着的原理,在精密加工这一领域,运用如上的技术。     

单颗磨粒磨削过程的有限元分析

单颗磨粒磨削试验是认识复杂磨削过程的重要手段,但具体的试验实施和物理量的测量存在一定的难度,而有限元模拟可以解决这个难题。本文通过分析实际磨削过程及磨削用量,简化并建立单颗磨粒磨削的有限元模型。采用Workbench的Explicit Dynamics模块对其进行模拟,得出磨削过程的三个阶段以及影响临界磨削深度和塑性变形区的因素。模拟结果表明:磨削过程有三个阶段;产生切屑的临界磨削深度与实际切削刃半径、磨削速度有关;其他参数相同时,实际切削刃半径越大,塑性变形区越大。     

ELID磨削技术在硬脆材料精密超精密另工中的应用分析

硬脆材料带有偏大的加工难度．这样的材料，涵盖了硬质合金、特有规格的光学玻璃、陶瓷及特有的半导体在加工这些原料时，磨削技术被接纳和运用。然而，惯用的磨削工艺，带有偏低的实效，且砂轮很易损毁，或者被阻塞掉这样的状态，破坏掉了脆性的表层，ELID这样的磨削办法，带有在线电解的特性，在磨削流程以内，维护了微粒应有的锋利状况因此，有必要摸索ELID涵盖着的原理，在精密加工这一领域，运用如上的技术。     

跨行自走式除草机器人设计及仿真分析——基于EDEM

杂草去除是农业生产中不可避免的问题,因此设计了一种跨行自走式除草机器人,能够同时实现行间和株间除草,且行间除草的同时能够起到深松土壤的作用。通过曲柄摇杆机构实现除草刀的摆动,来避开农作物。利用EDEM软件对固定除草深度和速度下不同入土角度的除草过程进行仿真分析,结果表明：相同除草深度和速度下,除草刀具受力随着入土角度的增大而先减小后增大;行间除草刀具选取45°入土角为最优工作参数,株间除草刀具选取60°入土角为最优工作参数;通过仿真计算土壤蓬松度和土壤扰动系数,得到的结果是土壤蓬松度在10%～40%之间、土壤扰动系数大于50%,符合松土壤扰动效果的评价指标。     

核主泵密封间隙对轴向力影响的敏感度分析

为了揭示密封间隙几何参数对核主泵轴向力的影响规律,基于DDES湍流模型,对不同几何参数组合的核主泵密封间隙进行了数值分析,研究了后密封间隙和长度对核主泵轴向力的影响,获得了额定工况下若干几何参数对核主泵轴向力的定量关系.结果表明:叶轮后盖板外侧轴向力分量F4对后密封间隙和后密封间隙长度敏感度较为显著,而后盖板外侧轴向力分量F4跟流入后泵腔流体的上限压力值密切相关.随着后密封间隙值的增大,流体流经间隙的水力损失逐步减小,流出间隙液流在后泵腔中的压力上限值逐步增大,因此其作用于后盖板压力增大,使总的轴向力在不断增大,即密封间隙对轴向力的敏感度降低,密封间隙在0.3～0.6 mm时,密封间隙对轴向力影响较为显著.而随着密封间隙长度增加,流体经间隙的水力损失增加,流出间隙流体在后泵腔中的压力上限值减小,因此其作用于后盖板的压力减小,总轴向力减小,即密封间隙对轴向力影响的敏感度增强.     

尿素浓度对土壤水分特征曲线及持水性的影响研究

为了研究尿素浓度对砂型土壤水分特征曲线及持水性的影响,使用离心机测量了含0%、1%、4%、7%尿素质量浓度土壤的水分特征曲线,将测量结果与VG经典模型拟合,通过拟合结果讨论了尿素质量浓度对该试验条件下VG模型参数的影响,进而从不同角度分析尿素质量浓度持水性指标的影响。结果表明:随着土壤中尿素浓度和基质吸力的增大的土壤水分特征曲线向左运动明显且差异性增大,持水能力逐渐减弱。随着尿素浓度增大参数,α逐渐减小,受尿素影响程度相对较大;随着尿素浓度增大参数n逐渐增大,θs和θr逐渐减小,受尿素影响程度都相对较小。随着尿素浓度的增大,容水度、田间持水量、凋萎系数、全有效水范围梯级减小,持水能力减弱。     

旋转轴唇形油封泵汲效应

基于旋转轴唇形油封的微观和宏观泵汲原理,应用流体动力学一维雷诺方程及油膜厚度表达式,假设唇口接触压力分布近似为三角形推导出泵汲率方程,计算分析了安装相关参数(接触宽度、抱轴力)、结构参数(油侧唇角、空气侧唇角)及运行参数(转速)等对泵汲率和密封性能的影响.结果表明,优化前和优化后2种油封模型的泵汲率均大于0,满足密封要求.抱轴力一定时,接触宽度增加,泵汲率增加;接触宽度不变时,随抱轴力的增加,油封唇口摩擦扭矩增大,泵汲率逐渐变小,但变化幅度不大.空气侧唇角不变时,随着油侧唇角增加,2种油封的泵汲率均显著增加;油侧唇角一定时,空气侧唇角增加,泵汲率逐渐减小.随着转速增大,唇口动压效应增强,泵汲率随之增大.2种油封相比较,优化后油封明显具有更好的泵汲效应和密封性能.     

离心式消防泵内流特性

为了研究离心式消防泵外特性、内流特性及空化特性,基于RNG k-ε湍流模型对某一比转数为24.7的离心式消防泵不同工况下的内部非定常流动进行数值模拟.结果表明:在关死点工况下,离心泵消防泵叶轮内部产生大量的失速旋涡,尤其在叶轮出口位置出现面积较大且极高湍动能的涡核分布,严重影响流道的通流能力,且造成较大的能量损失;随着流量增大,流道内的旋涡逐渐消失,流场趋于稳定,涡核分布基本保持稳定且对称;随着流量持续增大,离心式消防泵轴向力逐渐增大,在极小流量和极大流量工况下的轴向力波动相对较强;随着流量增大,径向力逐渐降低,且不同工况下径向力的矢量分布均呈现六齿形分布;随着流量的增大,离心式消防泵扬程特性曲线受空化的影响更加明显,随扬程曲线开始下降时的NPSHR也逐渐增大,但下降速度相对较慢.