检索结果-内蒙古大学图书馆

第18届全国特种加工学术会议

作者：何国健顾琳董海洪赵万生上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室

近年来,电弧加工技术应用于难切削加工材料高效去除方面的研究取得了长足进展。相比于电火花加工,电弧加工具有更高的能量密度及电热转换效率,可以极大地提高材料去除率。同时,和电火花加工一样,除工件的材料去除率之外,相对电极损耗率... 详细信息

近年来,电弧加工技术应用于难切削加工材料高效去除方面的研究取得了长足进展。相比于电火花加工,电弧加工具有更高的能量密度及电热转换效率,可以极大地提高材料去除率。同时,和电火花加工一样,除工件的材料去除率之外,相对电极损耗率也是评价电弧加工性能的一个重要指标。电弧加工过程中,电极会逐渐损耗,若不针对所加工的几何特征采取相应的电极损耗补偿策略,会出现加工完成后尺寸精度差、加工余量不均匀的问题;电极损耗现象也会造成加工中存在大量非放电空走刀时间,影响加工效率。目前,电弧加工的高效性已得到广泛证实,为进一步提高该技术的成熟度,加工的尺寸精度的提升已成为目前急需解决的问题。由于电极损耗对工件尺寸精度有至关重要的影响,因此将对电弧加工中电极损耗问题进行研究,为保证电弧加工过程的连续性,采用离线预测方法确定电极损耗量。该问题属于典型的非线性回归预测问题,使用机器学习方法是解决此类问题的有效手段。机器学习方法中的支持向量机算法以统计学理论为基础,最优解基于有限的样本信息,因而特别适合小样本的分类预测。支持向量回归是支持向量机用于回归预测问题的扩展,同样适用于小样本、非线性、高维度的预测问题。将利用支持向量回归算法构建电弧加工电极损耗预测模型。该模型以径向基作为核函数,选择电源参数峰值电流、脉冲宽度及脉冲间隔为输入特征,相对电极损耗率作为输出参数,模型中需要通过训练优化的参数包括惩罚因子、核参数、不敏感损失函数ε。设计了三因子四水平L16正交实验用于获取模型训练及测试的数据样本集。训练过程中,进行三折交叉验证,并使用具有全局优化能力的网格搜索算法对模型中的参数进行优化。利用机器学习库Scikit-Learn构建了最终的预测模型,训练优化得到的模型相关参数分别为C=91.525,γ=0.062,ε=0.010。经测试集测试,所建立的模型最大误差为6.472%,平均预测误差为4.643%,达到较高的预测精度。最后,进行了未施加补偿及使用该模型进行预测并补偿的单道槽加工对比实验,实验结果证明使用该预测模型能够取得良好的补偿效果,进一步验证了该模型可作为电弧加工中电极损耗预测的有效手段。

关键词：电弧加工损耗预测支持向量回归

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裂纹叶片-弹性轮盘耦合系统振动特性分析

裂纹叶片-弹性轮盘耦合系统振动特性分析

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第十八届全国非线性振动暨第十五届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2021）

作者：吴志渊闫寒张文明上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室

航空发动机叶片长期在复杂激励的恶劣环境中工作,极易造成损伤产生裂纹,导致叶片-轮盘耦合系统的模态特性发生改变,偏离初始设计状态。本文以旋转裂纹叶片-弹性轮盘系统为研究对象,首先基于Kirchhoff和Timoshenko理论模拟弹性轮盘和旋... 详细信息

航空发动机叶片长期在复杂激励的恶劣环境中工作,极易造成损伤产生裂纹,导致叶片-轮盘耦合系统的模态特性发生改变,偏离初始设计状态。本文以旋转裂纹叶片-弹性轮盘系统为研究对象,首先基于Kirchhoff和Timoshenko理论模拟弹性轮盘和旋转叶片,基于释放应变能和Castigliano原理将叶片裂纹等效为旋转刚度,通过Hamilton原理和Galerkin方法建立了裂纹叶片-弹性轮盘耦合系统动力学模型;并通过模态实验和有限元方法模态分析,从固有频率及振型上验证了提出方法的正确性;最终分析了裂纹深度、裂纹位置、轮盘厚度和旋转速度对裂纹叶片-弹性轮盘耦合系统固有特性的影响。研究结果表明:(1)叶片裂纹导致初始正交的叶片-轮盘耦合模态振型破坏,出现模态局部化现象,且随着裂纹深度增大,相应的频率减小;(2)裂纹位置靠近叶尖,模态局部化现象消失,形成两阶正交模态;(3)随着轮盘厚度的增加,发生频率转向现象,叶片弯曲模态与多个轮盘振型相关;(3)随着转速的增加,发生频率转向现象,以及在高转速下叶片弯曲模态与其余叶片弯曲模态相关。

关键词：裂纹叶片弹性轮盘频率转向模态局部化

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新型全自动抓斗卸船系统

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解放军理工大学学报（自然科学版） 2010年第3期11卷 284-289页

作者：王建姚振强包起帆孙斌葛中雄芦清上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海国际港务(集团)股份有限公司上海200082 ABB(中国)有限公司起重机与港口自动化部上海200001

针对抓斗卸船机司机劳动强度大、安全性低、机械可靠性无法保证等一系列难题,首创性地提出了一套全自动化卸船作业方案。对该方案做出了详细阐述,包括系统运行模式、作业流程和几种策略优化方法,并与传统卸船工艺做了综合详尽的对比分... 详细信息

针对抓斗卸船机司机劳动强度大、安全性低、机械可靠性无法保证等一系列难题,首创性地提出了一套全自动化卸船作业方案。对该方案做出了详细阐述,包括系统运行模式、作业流程和几种策略优化方法,并与传统卸船工艺做了综合详尽的对比分析。该全自动抓斗卸船机在上海港罗泾矿石码头实施后,经过轻重载调试目前已投入正式生产。对装备性能的全面测试结果证明,与传统作业方式相比,该系统作业效率显著提高,人员劳动强度大幅降低,同时为机械运行可靠性和安全性提供了有力保障。

关键词：全自动抓斗卸船机工艺分析工艺优化策略散货装卸装备自动化性能评估

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往复走丝线切割多次切割加工工艺预测模型的比较研究

往复走丝线切割多次切割加工工艺预测模型的比较研究

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第18届全国特种加工学术会议

作者：谷文婷沈桂旭张瑞雪王俊阳赵万生上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室

我国自主创造出的往复走丝线切割机,凭借其结构简单、加工高效的优势在国内迅速发展,然而由于电极丝的抖动和损耗,其单次切割的加工效果往往达不到工艺要求。为了兼顾往复走丝电火花线切割加工(WEDM)的表面质量和加工效率,多次切割工艺... 详细信息

我国自主创造出的往复走丝线切割机,凭借其结构简单、加工高效的优势在国内迅速发展,然而由于电极丝的抖动和损耗,其单次切割的加工效果往往达不到工艺要求。为了兼顾往复走丝电火花线切割加工(WEDM)的表面质量和加工效率,多次切割工艺已经被广泛采用。线切割加工的工艺指标有切割速度、加工精度、表面粗糙度、电极损耗等。影响线切割工艺效果的电参数有每次切割的脉冲宽度、脉冲峰值电流、脉冲间隔比以及伺服跟踪间隙等,众多影响因素相互影响、制约,这对工艺参数的选取以及工艺效果的预测带来较大的困难。因此,构建基于更少的实验量、预测结果更加准确的加工效果预测模型具有深远的应用价值和科学意义。基于DOE方法,在具备数控功能的HF320MZQ的往复走丝线切割机床上对Cr12MoV模具钢进行多次切割,开展26-1部分析因实验,确定出对切割速度MRR、表面粗糙度Ra两项加工指标的影响显著的四项因子。分别选取显著影响因子的高、中、低三个水平,并据此开展34全因子实验,获得了可用于加工预测模型构建的81组典型工艺数据。以该典型工艺数据作为模型训练的样本数据,分别基于五种具体形式的传统回归分析方法、RBF神经网络回归分析方法和SVR分析方法构建出对应的三类加工预测模型。对五种传统回归分析模型进行评价,选择出最优传统回归模型为交叉二次多项式回归模型,对RBF神经网络模型、SVR模型分别采用模型均方误差对比、核参数选优的方式进行模型优化。为了在优化后的三类加工预测模型中选择出工艺效果预测准确度最高的模型,在未用于预测模型构建的加工参数组合中选取离散程度较高的五组工艺参数组合开展模型选优实验。通过对以上三类模型的预测值相较于加工实际值的误差进行分析比较,最终选择出最优模型为SVR加工预测模型,其在两项加工指标的偏差均值和偏差标准差上均具有较好表现。在本实验范围内,该模型具有最佳的泛化能力,可在此基础上对WEDM多次切割进行工艺数据库的建立和加工工艺的规划,所采用的典型工艺数据的获取方法、加工预测模型的构建方法等研究方法对类似的工程应用也具有一定的参考价值。

关键词：往复走丝线切割加工多次切割加工预测模型回归分析 RBF神经网络支持向量回归(SVR)

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影响场致射流微细放电加工深度的因素实验研究

影响场致射流微细放电加工深度的因素实验研究

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第16届全国特种加工学术会议

作者：张亚欧康小明赵万生韩宁上海交通大学机械与动力工程学院/机械系统与振动国家重点实验室

场致射流微细放电加工利用泰勒锥在强电场作用下会从其尖端喷射出带电射流,射流尖端与工件表面发生周期性放电来蚀除材料。为了研究该放电加工的特性,以NaCl溶液作为射流溶液,采用硅作为工件,进行了一系列单次放电实验来研究加工极性、... 详细信息

场致射流微细放电加工利用泰勒锥在强电场作用下会从其尖端喷射出带电射流,射流尖端与工件表面发生周期性放电来蚀除材料。为了研究该放电加工的特性,以NaCl溶液作为射流溶液,采用硅作为工件,进行了一系列单次放电实验来研究加工极性、极间距离、极间电压和电解液浓度对单次放电蚀坑加工深度的影响。

关键词：场致射流放电加工微细加工

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电化学放电微孔加工材料去除过程建模

电化学放电微孔加工材料去除过程建模

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特种加工技术智能化与精密化——第17届全国特种加工学术会议

作者：唐伟东康小明赵万生上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室

电化学放电加工是最近出现的加工陶瓷、玻璃等非导电材料的有效方法。当加工电压超过临界电压时,工具电极上由电解产生的气膜被击穿,发生电化学放电,释放热量,当工件离工具电极足够近时(一般小于25μm),发生材料去除。电化学放电加工是... 详细信息

电化学放电加工是最近出现的加工陶瓷、玻璃等非导电材料的有效方法。当加工电压超过临界电压时,工具电极上由电解产生的气膜被击穿,发生电化学放电,释放热量,当工件离工具电极足够近时(一般小于25μm),发生材料去除。电化学放电加工是受多个因素综合影响的复杂过程。为了深入理解电化学放电加工材料去除机理和机制,国内外学者对电化学放电加工进行了数学建模。不过目前的模型主要研究单火花蚀除情况,而实际加工中,电极上特别是电极底部有多个火花依次发生,且宏观上来看,火花出现在电极上的位置有随机性。为了更深入理解微孔加工中的材料去除机制,建立了一个三维有限元模型。该模型能反应电极底部火花出现的随机性,能更准确的体现电化学放电微孔加工实际情况。电化学放电加工数学建模中工件为一长方体,几何尺寸为1mm×1mm×0.4mm。工件上表面是火花作用的表面,其余5个表面绝热,加工时电极底部的放电火花直接作用于工件上,火花释放的热能在工件材料中传递,进而去除材料,火花的能量符合高斯分布。火花在电极底部产生的位置呈随机分布的特性,因此,可用一组随机函数来描述火花的位置。工件表面的热流密度体现了单个火花能量呈高斯分布的特点,又体现了火花放电位置随机产生的特性,接近实际电化学放电现象。基于推导的模型进行仿真,研究工件上表面坐标为(0.3、0.3、0.4mm)的a点的温度随时间的变化。研究发现,工件上某点的温度在上升后,如果长时间没有火花侵蚀,其温度下降得很快,为了提高材料去除效率,应该加强火花在工件上的积累叠加。一方面可采取缩小火花产生的范围,使火花在小范围内多次叠加,从而提高能量利用率,提升材料去除速度;另一方面可提高火花产生频率,增加单位时间内的火花数量,从而增大放电功率,提高加工效率。基于模型仿真,研究整个工件的全局加权平均温度随时间的变化。发现在初始的0-1.5ms区间,温度的平均增长速度为30K/ms,之后1.5-10ms的区间,温度的增长速度降为10.6 K/ms。这是由于加工开始时,工件为初始温度,火花温度与工件的温差大,并且火花与工件完全接触,这时火花的能量可完全传递到工件中,能量利用率高。随后,工件温度升高,火花与工件的温差变小,此外,工件表面的材料开始被去除,被去除的材料被空气填充,当火花再次发生时,由于有空气的隔离,而空气的热导率相对工件较小,因而能量利用率低,温度升高的速度也变慢。因此,加工中,应尽可能减小电极与工件间的间隙,使火花能完全达到工件表面,提高能量利用率,从而提升加工效率。

关键词：电化学放电多火花材料去除三维建模

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特种加工技术的研究进展

特种加工技术的研究进展

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第14届全国特种加工学术会议

作者：赵万生康小明郭常宁奚学程张亚欧裴景玉韦红雨顾琳上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室

通过对第16届国际电加工会议论文的综述,并有所补充,介绍了近几年国际特种加工领域的最新研究进展。主要概括了电火花加工(EDM)、电火花线切割加工(WEDM)、电化学加工(ECM)、电化学放电加工(ECDM)、高能束加工和微细加工等研究成果。

关键词：特种加工电火花加工电火花线切割加工电化学加工电化学放电加工高能束加工微细加工

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大气环境中基于扫描隧道显微镜的纳米尺度放电加工技术的基础研究

大气环境中基于扫描隧道显微镜的纳米尺度放电加工技术的基础研究

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第14届全国特种加工学术会议

作者：杨晔赵万生上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室

纳米/微米尺度的金属和非金属材料加工需求不断提高,对于微纳米尺度的加工方法提出了更高的要求。但普通的微细电火花和电化学方法受到尺度的限制,很难在工件或样品上加工出100nm以下的结构或图形。对基于扫描隧道显微镜(STM)的纳米尺... 详细信息

纳米/微米尺度的金属和非金属材料加工需求不断提高,对于微纳米尺度的加工方法提出了更高的要求。但普通的微细电火花和电化学方法受到尺度的限制,很难在工件或样品上加工出100nm以下的结构或图形。对基于扫描隧道显微镜(STM)的纳米尺度放电加工方法进行了研究,介绍了其方法和原理。通过在石墨样品上施加的偏压加工,调整电压参数,研究其放电特性和纳米尺度的材料蚀除性能。获得了小于100nm的加工孔径,分析了加工表面的形貌,对基于扫描隧道显微镜进行纳米尺度的放电加工方法的可行性和精度进行了研究。

关键词：扫描隧道显微镜纳米放电加工石墨表面纳米加工

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复杂型面激光喷丸成形毛坯展开方法

复杂型面激光喷丸成形毛坯展开方法

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第18届全国特种加工学术会议

作者：江剑成胡永祥姚振强上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室

激光喷丸成形是大型壁板成形工艺的重要发展方向,大型壁板设计通常直接给出最终的目标形状,目标壁板的成形精度一方面取决于激光喷丸成形的工艺规划,同时也与初始毛坯的精度有关。在激光喷丸成形工艺中,获得精确毛坯形状过程的本质是结... 详细信息

激光喷丸成形是大型壁板成形工艺的重要发展方向,大型壁板设计通常直接给出最终的目标形状,目标壁板的成形精度一方面取决于激光喷丸成形的工艺规划,同时也与初始毛坯的精度有关。在激光喷丸成形工艺中,获得精确毛坯形状过程的本质是结合激光喷丸的成形机理,对空间复杂曲面进行展平,目前已有的展平方法主要包括几何展平法和力学展平法,几何展平法完全基于曲面的几何特征结合相应的几何原则进行展平,很难反映出激光喷丸成形中的力学过程;而力学展平法都基于简单的弹簧质子模型,采用不同的优化算法使展平前后系统的总变形能最小,两者都没有考虑激光喷丸成形过程中的变形机制,直接使用几何展平法或力学展平法展平,获得的毛坯形状误差较大。基于激光喷丸的变形机制,提出一套适用于激光喷丸成形工艺的成形件展平方法,对成形件的展平操作位于材料的中性层上。整套展平方法需要结合喷丸成形优化算法,获取目标件上的喷丸区域和未喷丸区域,将目标件离散成三角形单元的曲面网格,对喷丸区域和未喷丸区域进行分割,采用不同的方法分别展平两部分。在未喷丸区域,由于没有引入固有应变,因而认为这一部分只存在纯弯曲变形,所以采用三角形单元等面积展开的方法,对该部分进行展平;而在喷丸区域,引入了均匀的固有应变,经过理论分析和计算,推导出喷丸区域在成形前后,x和y方向上的变形基本均匀,所有单元在变形前后的面积变化均匀,在喷丸条件不变的情况下,两个方向分别具有固定的变形率。在不同变形率条件下进行展平,结合有限元理论求解喷丸区域每个单元的固有应变,认为当固有应变分布最均匀时对应的变形率为喷丸区域的实际变形率,采用求解出的变形率对喷丸区域进行等变形率展平,再与未喷丸区域得到的展平面缝合,获得最终的毛坯形状。该套展平方法适用于激光喷丸成形的毛坯获取,经过有限元仿真验证,该方法获得的毛坯精度明显高于传统的展平方法,也有进一步优化的空间。

关键词：曲面展平激光喷丸变形机制大型壁板

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动力电池化成工艺的节能型自动充放电系统设计

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机电一体化 2013年第5期19卷 56-61页

作者：明志峰钱欢付庄赵言正闫维新机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150006

针对传统的电阻放电式动力电池化成方法,设计了一种基于电池对充化成的节能型自动充放电系统。该系统以dsPIC5015单片机为控制核心,构建了1个较智能的软硬件平台,通过Boost升压整流电路,将需要放电的电池进行升压整流,再向需要充电的电... 详细信息

针对传统的电阻放电式动力电池化成方法,设计了一种基于电池对充化成的节能型自动充放电系统。该系统以dsPIC5015单片机为控制核心,构建了1个较智能的软硬件平台,通过Boost升压整流电路,将需要放电的电池进行升压整流,再向需要充电的电池充电,从而充分利用电池放电的电能。实验证明该系统的能量利用率可达到72%以上,相对于电阻放电模式有效地降低了电能损耗,同时实现了系统工作自动化,极大地减轻了操作人员的工作压力,具有很好的应用前景。

关键词：电池化成节能自动充放电升压电路

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