鲜莲子剪切力学特性研究

测定了鲜莲子的剪切力学特性,为鲜莲子去壳机的研制提供重要依据。结果表明：鲜莲子大小等级对剪切破裂力和变形量没有显著影响;含水率对鲜莲子剪切破裂力和变形量有极显著的影响,并呈负相关,在试验的含水率范围内剪切破裂力在9.5~63.6 N 范围内变化,变形量在2.31~6.22 mm 范围内变化;莲子放置时间对剪切破裂力有显著影响,对变形量有极显著影响,并呈正相关,在试验的放置时间范围,剪切破裂时的变形量在2.06~5.67 mm范围内变化;刀具角度对剪切破裂力和变形量有极显著的影响,并呈现正相关性,当刀具角度为90°时剪切破裂力最大、达50.1 N,当刀具角度为60°时剪切力最小、为14.6 N。     

鲜莲子剪切力学特性研究

测定了鲜莲子的剪切力学特性,为鲜莲子去壳机的研制提供重要依据.结果表明:鲜莲子大小等级对剪切破裂力和变形量没有显著影响;含水率对鲜莲子剪切破裂力和变形量有极显著的影响,并呈负相关,在试验的含水率范围内剪切破裂力在9.5～63.6 N范围内变化,变形量在2.31～6.22 mm范围内变化;莲子放置时间对剪切破裂力有显著影响,对变形量有极显著影响,并呈正相关,在试验的放置时间范围内,剪切破裂时的变形量在2.06～5.67 mm范围内变化;刀具角度对剪切破裂力和变形量有极显著的影响,并呈现正相关性,当刀具角度为90°时剪切破裂力最大、达50.1 N,当刀具角度为60°时剪切力最小、为14.6 N.     

柠条剪断力与刀具前角之间关系的研究

设计了前角分别为300、30°、45°、50°、60°、70°的切刀,对含水率为55%左右,直径为10、11、12、13、14、15 mm的鲜柠条进行了剪切实验,分析了刀具前角对柠条剪切力的影响.结果表明,相同直径的柠条剪断力平均值有随刀具角度增大而增大的趋势,相同前角的刀具剪切柠条时,剪断力半均值有随柠条直径的增大而增大的趋势.     

基于有限单元法和正交试验的灌木平茬机切削刃具的优化

为解决在沙柳平茬过程中,由于刀具的不合理选择造成的进锯困难、平茬效果不佳和圆锯片磨损严重等问题,应用正交试验法对圆锯片平茬沙柳时受到的切削力进行有限元分析。通过对正交试验的结果进行极差分析,得到影响平茬过程中锯切力的主次顺序:入切角刀具前角刀具后角,同时得到在同样锯切条件下入切角、刀具前角和刀具后角的最佳组合,即刀具前角10°、刀具后角32°、入切角30°。     

大切深可转位车刀的结构设计及热—力评价分析

以UG三维建模平台为设计手段,针对加工大型不锈钢化工件,设计了相匹配的大切深硬质合金可转位车刀的结构;基于有限元分析平台,对所设计的可转位车刀分别进行了结构静力分析和热—力耦合分析,通过对仿真结果的纵向个体和横向总体对比分析,得到只受切削力作用、受切削力与切削热的联合作用的车刀变形及应力变化趋势。从变形和应力角度考虑,评价刀具结构和选材的合理性、温度对刀具寿命的影响。由此可以得出:切削温度对刀具寿命具有重要影响,且在一定条件下,存在一个使刀具变形量为最小的刀杆悬伸量。     

青饲料收获机切碎辊刀具的优化设计及试验

青饲料收获机切碎辊刀具的设计直接影响秸秆的切割质量。刀具与秸秆接触时的受力分析表明,切割力与秸秆的压应力有关,而压应力不仅与秸秆物理特性有关,也与刀刃的倾斜角有关。利用Ansys-Workbench有限元软件进行仿真分析,结果表明,当刀具材料为65Mn、刀具厚度为8 mm、刀尖倾斜角度为30°时,刀具的等效应力最小。以秸秆层厚度、刀具倾斜角、秸秆含水率为试验因素,以切割装置切割秸秆时的扭矩值为试验指标,通过正交试验及交互作用分析,确定了因素对指标影响的主次关系为：A2>C2>B2>A>BC>AC>C>B,当秸秆层厚度7.5 cm、刀具倾斜角度35°、秸秆含水率35%时,刀辊扭矩值最小。验证试验结果表明选取的较优参数组合真实可行。该研究为新型刀具及防堵刀辊的机理研究提供了理论和试验借鉴。     

青饲料收获机切碎辊刀具的优化设计及试验

青饲料收获机切碎辊刀具的设计直接影响秸秆的切割质量。刀具与秸秆接触时的受力分析表明，切割力与秸秆的压应力有关，而压应力不仅与秸秆物理特性有关，也与刀刃的倾斜角有关。利用Ansys-Workbench有限元软件进行仿真分析，结果表明,当刀具材料为65Mn、刀具厚度为8 mm、刀尖倾斜角度为30°时，刀具的等效应力最小。以秸秆层厚度、刀具倾斜角、秸秆含水率为试验因素，以切割装置切割秸秆时的扭矩值为试验指标，通过正交试验及交互作用分析，确定了因素对指标影响的主次关系为：A2>C2>B2>A>BC>AC>C>B，当秸秆层厚度7.5 cm、刀具倾斜角度35°、秸秆含水率35%时，刀辊扭矩值最小。验证试验结果表明选取的较优参数组合真实可行。该研究为新型刀具及防堵刀辊的机理研究提供了理论和试验借鉴。     

白鲢鱼头切割力学特性的试验与分析

以白鲢(Hypophthalmichthys molitrix)为试验对象进行鱼体鱼头切割力学特性试验。通过对白鲢鱼头的长、宽、厚等基础体征参数的统计分析,确定在白鲢去头加工定位时可以分别以鱼体头部吻端和鱼体背部边线为定位基准。对影响鱼体去头切割力的鱼体冷藏时间、切割刀具的滑切角度、鱼体放置方式、刀具厚度等关键因素进行试验研究。通过鱼体去头切割力的测定和去头切断面的感官评定分析,并进行试验优化,确定鱼体去头最佳切割方案:将鲜活鱼体冷藏6 h后,鱼体水平放置,采用厚度为2 mm的弧形刃的切割刀具进行淡水鱼去头加工时,鱼体鱼头切割力值最小为186.7 N,鱼头切断面最平整光滑,去头后鱼肉无明显缺损。     

复杂地层中小断面盾构机刀盘刀具的优化设计

盾构机刀盘刀具是保证盾构施工的重要部件,刀具的选择配备取决于盾构机掘进的地层条件。针对西气东输二线北江盾构工程典型泥质砂岩的特点,对盾构机刀盘刀具的配备进行了研究,分析了刀具的切削原理和刀具之间的差异,并对刀盘刀具的切削原理进行了有限元模拟。工程实践表明:通过优化刀具配备,减少泥饼产生,泥质砂岩地层盾构机盾构掘进综合效率提高了12%,延长了刀具的使用寿命,降低了工程成本和风险,验证了刀具配置的合理性。     

高速铣削NAK80模具钢的铣削力试验研究

为获得铣削速度v、背吃刀量ap、每齿进给量fz和径向铣削深度ae对铣削力的影响规律,利用Ti Al N涂层刀具进行了高速铣削NAK80模具钢试验.结果表明,铣削力随着铣削速度的增加而减小,随背吃刀量的增大而增大,并随每齿进给量和径向铣削深度的增加而增加.在单因素试验结果的基础上,应用线性回归分析方法,建立了铣削力的回归数学预测模型.     

基于机器人采摘的柑橘果柄切割力学特性研究

为了给柑橘采摘机器人切割装置设计提供依据,根据采摘时被切割果柄弯曲的工作状态,设计了果柄切割夹持试验架,对柑橘果柄进行了不同切割条件的切割试验。结果表明:切割过程中,柑橘果柄发生弯曲,随着滑切角增大,果柄产生的起始裂纹从外侧转移到内侧,同时果柄切口更光滑;切割速度、刀具形式和滑切角均显著影响柑橘果柄的切割力学参数;随着切割速度的增大,峰值切割力、切割功率和切割位移均先快速减小,然后缓慢减小;随着滑切角的增大,峰值切割力减小,但切割位移先减少后增大;当滑切角为0°时,相比平刀和齿刀,弧刀对柑橘果柄的峰值切割力和切割位移最少;采用平刀切割,滑切角不应太大,以免切割位移过大,降低采摘速度;使用齿刀切割,滑切角应大于30°,不但峰值切割力大大减小,而且切割位移增加也较小。     

斜角切削的理论分析

就刀具λ_s≠0°时刀具的标注角度、实际工作角度进行了理论分析，推导了λ_s影响下的工作角度计算公式，并给出了λ_s对刀具工作角度的影响曲线。     

鞭式秸秆根茬切碎还田机的研制

对采用几种不同刀具的秸秆还田机进行分析比较，提出了采用鞭式刀具的新机型。采用该刀具既可切碎秸秆，又能同时入土破茬，并实现与土壤均匀搅拌，对鞭式刀具的结构与工作原理进行了深入的探讨。     

PCD刀具微细切削加工研究

对PCD刀具微细切削加工刃下区的弹性应力、弹性位移和弹塑性分界线方程进行了推导，利用PCD刀具进行微细切削无氧铜和硬铝的实验，并对工件表面进行了SEM分析，指出侧向塑流和纵向塑流是影响工件表面粗糙度的主要因素，通过对后刀面熨压作用的分析，提出了PCD刀具后刀面刃磨方向应平行于刀具刃口的建议。     

烟片分切刀具安全高效技术研究

烟片分切机普遍存在烟片切削不到位、烟块粘连等问题。产生该类问题的关键因素是烟片分切刀具在结构设计、材料应用的不合理,无法满足烟片物理、化学方面的特性。现通过对刀具自身的研究分析来解决以上的问题。本文阐述了烟片分切刀具的现状,介绍了分切刀具的改进措施,并对改进效果进行了验证,以期为烟片分切刀具安全高效的应用提供科学参考。     

硬质合金刀具高速铣削航空铝合金时的磨损形态及磨损机理

对硬质合金整体立铣刀高速铣削加工航空铝合金时的刀具磨损形态及其磨损机理进行了观察和分析.结果表明:在高速切削条件下,硬质合金整体立铣刀的磨损形态主要表现为涂层破坏、月牙洼磨损、微崩刃、剥落和破损等.磨损机理主要是粘结磨损、扩散磨损以及疲劳磨损.与常速铣削磨损机理的不同之处在于高速旋转形成的热、力耦合的应力场对硬质合金刀具的作用与冲击影响占主导地位.     

基于ANSYS／LS_DYNA的螺旋刀具土壤切削的数值模拟

选择黄棕壤为土壤类型,观察螺旋刀具对土壤的破坏过程,建立了螺旋刀具的实体模型和MAT147(MAT FHWA_SOIL)的土壤材料模型;借助有限元ANSYS/LS_DYNA(显式非线性动力分析有限元软件)模块,构建了螺旋刀具切削土壤的有限元模型,并进行螺旋刀具切削土壤过程的三维动力学仿真,得出了开沟机螺旋刀具切削土壤功耗的大小和螺旋叶片的等效应力(von Mises stress)的变化规律及其力学特性.     

高速钻削复合材料的切削力

采用多种硬质合金钻头,在高转速和不同进给速度条件下对碳纤维/环氧树脂复合材料进行孔加工正交试验,通过研究其轴向力和扭矩以分析刀具条件和切削参数的适应性.结果表明:主轴转速是影响轴向力和扭矩的最主要因素,高转速钻削时轴向力和扭矩都显著减小;减小进给速度也使轴向力和扭矩减小,但其影响小于主轴转速.此外,钻头材质对轴向力和扭矩的影响大于钻头几何形状和进给速度;进给速度对轴向力的影响较大,而钻头几何形状对扭矩的影响较大.     

莲籽穿芯部件的设计及相关参数的试验分析

在模仿人工进行莲籽穿芯的基础上,对莲籽穿芯脱壳样机的穿芯部件进行了改进设计;进而对莲籽穿芯过程中,作用在莲籽表面的夹紧力、穿芯刀具的转速和进给速度的参数进行了试验分析;通过应用3因素3水平的正交试验方法,确定了3因素的最佳组合。     

切削刀具几何角度计算与测量方法的研究

 介绍了坐标变换法、三棱柱模型法和矢量法等3种计算和测量切削刀具几何角度的方法,并与利用虚拟技术建立三维参数模型来确定刀具几何角度的方法进行分析比较,结果表明利用虚拟设计技术将是今后最快确定刀具几何角度的主要方法之一。