检索结果-内蒙古大学图书馆

2.5D-C_(f)/SiC复合材料超声椭圆振动辅助螺旋磨削运动学模型及材料去除机理研究

机械工程学报 2025年第7期61卷 229-244页

作者：周云光陈晗邹忌马文敏马廉洁李明尹国强巩亚东东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

将超声椭圆振动辅助加工方法与螺旋磨削工艺相结合并将其应用到2.5D-C_(f)/SiC复合材料制孔上,建立了超声椭圆振动辅助螺旋磨削运动学模型和最大未变形切屑厚度模型,分析了工艺参数(主轴转速、公转转速、螺距和超声振幅)对磨粒运动轨迹... 详细信息

将超声椭圆振动辅助加工方法与螺旋磨削工艺相结合并将其应用到2.5D-C_(f)/SiC复合材料制孔上,建立了超声椭圆振动辅助螺旋磨削运动学模型和最大未变形切屑厚度模型,分析了工艺参数(主轴转速、公转转速、螺距和超声振幅)对磨粒运动轨迹的影响规律,基于SPH(光滑粒子流体动力学)方法对单颗磨粒超声振动磨削不同纤维方向的复合材料进行仿真模拟,并开展了超声椭圆振动辅助螺旋磨削制孔试验,结合数值仿真和试验结果分析了超声椭圆振动辅助螺旋磨削材料去除机理,得出材料去除过程中主要发生基体脆性断裂、界面脱粘、纤维断裂、纤维拔出,纤维对裂纹扩展具有阻碍作用,亚表面损伤裂纹倾向于沿着基体-纤维界面扩展。增大主轴转速和超声振幅可减小未变形切屑厚度,增大螺距和公转转速可提升加工效率,本研究对碳纤维陶瓷基复合材料高效、低损伤螺旋磨削提供了一定的理论与实践参考。

关键词：超声振动磨削螺旋磨削加工去除机理 SPH磨削仿真

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FeCoNiCrAl_(x)高熵合金铣削表面质量影响因素实验研究

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机械工程学报 2024年第17期60卷 367-378页

作者：温雪龙赵正豪巩亚东李俊鹏东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

目前对于高熵合金的加工工艺研究多集中在非机械加工工艺方面,针对高熵合金的铣削加工研究还比较少。为获得高表面质量高熵合金零件,开展FeCoNiCrAl_(x)高熵合金铣削机理及表面质量影响因素实验研究,探寻铣削方式、工艺参数、刀具类型... 详细信息

目前对于高熵合金的加工工艺研究多集中在非机械加工工艺方面,针对高熵合金的铣削加工研究还比较少。为获得高表面质量高熵合金零件,开展FeCoNiCrAl_(x)高熵合金铣削机理及表面质量影响因素实验研究,探寻铣削方式、工艺参数、刀具类型、元素含量对高熵合金表面粗糙度及表面形貌的影响规律,找到可以获得较高表面质量的工艺参数,建立表面粗糙度回归模型,同时对比高熵合金加工前后的表面硬度,研究高熵合金的加工硬化现象。实验结果表明:FeCoNiCrAl_(0.1)和FeCoNiCrAl_(0.5)高熵合金在铣削过程发生塑性变形。随着转速提高、进给速度降低与铣削深度减小,高熵合金表面质量变好。相同工艺参数下侧铣加工的表面质量要优于槽铣加工,HMX涂层刀具铣削高熵合金的表面质量好于SGS涂层刀具。FeCoNiCrAl_(0.5)高熵合金在相同加工参数下表面质量高于FeCoNiCrAl_(0.1),且铣削参数对两种合金的表面硬度无明显影响规律,但两种合金的表面硬度在铣削后都有明显的提高。通过高熵合金铣削加工实验研究获得的高表面质量高熵合金的铣削工艺优化参数为高熵合金的工程应用提供数据支撑。

关键词：高熵合金铣削机理表面形貌表面粗糙度表面硬度

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TC4钛合金材料铣削加工分析及参数优化

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吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 917-925页

作者：巩亚东丁明祥李响田近民东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

为探究加工TC4钛合金材料时铣削加工参数对铣削力及材料去除率的影响规律并寻求最佳参数组合,基于正交实验方法设计实验,采用四刃球头铣刀进行侧铣实验。以铣削速度、每齿进给量、铣削深度和铣削宽度为变量,以铣削力和材料去除率为评价... 详细信息

为探究加工TC4钛合金材料时铣削加工参数对铣削力及材料去除率的影响规律并寻求最佳参数组合,基于正交实验方法设计实验,采用四刃球头铣刀进行侧铣实验。以铣削速度、每齿进给量、铣削深度和铣削宽度为变量,以铣削力和材料去除率为评价指标,基于极差分析法,揭示加工参数对铣削力和材料去除率的影响规律。分别采用灰色关联分析法(GRA)和粒子群优化(PSO)算法进行参数优化,基于回归分析方法建立铣削力预测模型,为PSO做准备。最后,经过试验验证,对两种优化方法进行对比分析,并对预测模型进行验证。结果表明,本文所建立的预测模型可准确高效地对铣削力进行预测,PSO优化效果更好。

关键词：机械制造钛合金铣削力材料去除率灰色关联分析粒子群优化

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基于多磨粒同路径划擦仿真的自由磨粒抛光材料去除行为

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中国表面工程 2024年第4期37卷 240-250页

作者：李奇张超于天彪王宛山东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

传统对自由磨粒抛光材料去除机理研究的建模方法为单磨粒划擦仿真,针对磨粒数量对材料去除行为的研究还比较少,抛光过程中材料去除机理的研究对工艺参数选择和优化意义重大。建立纳米级材料去除尺度下多磨粒同路径划擦钛合金热力耦合有... 详细信息

传统对自由磨粒抛光材料去除机理研究的建模方法为单磨粒划擦仿真,针对磨粒数量对材料去除行为的研究还比较少,抛光过程中材料去除机理的研究对工艺参数选择和优化意义重大。建立纳米级材料去除尺度下多磨粒同路径划擦钛合金热力耦合有限元模型,对比分析不同抛光工艺参数下,磨粒数量对工件表面材料去除行为的变化规律,并对抛光过程中材料去除深度、应变及应力等指标进行对比分析,研究工艺参数及磨粒数量对划擦接触区物理场的影响。结果表明:磨粒低速划擦时,材料为连续式去除,磨粒高速划擦时,材料为间断式去除,多磨粒相对于单磨粒可以提高材料去除深度的均匀性。揭示了抛光微观材料去除过程中磨粒数量对材料去除行为的影响机制。

关键词：抛光多磨粒同路径材料去除划擦

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可变重心线路巡检机器人摆振分析及抑制

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振动与冲击 2024年第2期43卷 323-333页

作者：樊星李小彭彭健文刘炳斐东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

针对野外输电线巡检机器人(power transmission line inspection robot,PTLIR)受自然风影响出现的机身摆动问题,提出一种在机器人的可变重心箱体中加装摆式动力吸振器(dynamic vibration absorber,DVA)的摆振抑制策略。描述了输电线系... 详细信息

针对野外输电线巡检机器人(power transmission line inspection robot,PTLIR)受自然风影响出现的机身摆动问题,提出一种在机器人的可变重心箱体中加装摆式动力吸振器(dynamic vibration absorber,DVA)的摆振抑制策略。描述了输电线系统与巡检机器人加装摆式动力吸振器的结构特点。基于Davenport风速谱与输电线系统的特点建立了风扰动模型。分析了机器人行走对输电线的影响,建立了简化后风扰动影响下机器人摆动的动力学模型,仿真了抑振前机器人在风扰动影响下的风振响应;基于拉格朗日方程建立了加装动力吸振器优化后的巡检机器人动力学模型,并完成了吸振器的参数设计。通过仿真不同风速下机器人的风振响应,验证所提出的振动抑制策略的有效性。基于改进结构下的巡检机器人样机,开展了室内风扰动试验。结果表明,所提出的吸振器抑振策略可在一定程度上抑制机器人的机身摆动,提高工作稳定性。该研究过程对其他摆式结构设备的振动抑制具有一定的参考价值。

关键词：可变重心输电线巡检机器人(PTLIR) 动力吸振器(DVA) 风扰动振动控制

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2.5D C_(f)/SiC复合材料与SiC陶瓷微磨削性能对比试验研究

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东北大学学报(自然科学版) 2025年第1期46卷 52-60页

作者：巩亚东李远峰温泉任启震东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

为探究2.5D C_(f)/SiC复合材料与SiC陶瓷的微尺度磨削过程,对比2种材料在同一工艺参数下表面显微形貌、表面粗糙度与磨削力的差异,并分析工艺参数变化对磨削性能评价参数的影响;采用直径为0.9 mm的500#电镀金刚石微磨具对2种材料分别进... 详细信息

为探究2.5D C_(f)/SiC复合材料与SiC陶瓷的微尺度磨削过程,对比2种材料在同一工艺参数下表面显微形貌、表面粗糙度与磨削力的差异,并分析工艺参数变化对磨削性能评价参数的影响;采用直径为0.9 mm的500#电镀金刚石微磨具对2种材料分别进行单因素微磨削试验.结果表明,2.5D C_(f)/SiC复合材料去除过程不同于SiC陶瓷,这是因为复合材料增强纤维的存在,有效抑制了微磨削过程中裂纹的扩展;在同一工艺参数下,2.5D C_(f)/SiC复合材料表面微观形貌较好、缺陷少、表面粗糙度小,而无纤维增强的SiC陶瓷表面微观形貌较差、缺陷多、表面粗糙度大;SiC陶瓷的平均磨削力大于2.5D C_(f)/SiC,并且在微磨削过程中,2.5D C_(f)/SiC的实时磨削力信号较平稳,而SiC陶瓷的实时磨削力信号存在尖刺.

关键词： 2.5D C_(f)/SiC复合材料 SiC陶瓷微磨削过程表面微观形貌表面粗糙度磨削力

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光学自由曲面铣床重力/惯性力误差补偿

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东北大学学报(自然科学版) 2025年第2期46卷 104-110,125页

作者：李奇张超于天彪王宛山东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

为了提高光学自由曲面的加工精度,针对传统机床在热和力方面的不足,构建了一种新的五轴机床拓扑结构,该拓扑结构可以有效减少热变形对机床精度的影响,并提出了重力/惯性力误差同步补偿方法.基于所建立的误差补偿模型对不同误差补偿方法... 详细信息

为了提高光学自由曲面的加工精度,针对传统机床在热和力方面的不足,构建了一种新的五轴机床拓扑结构,该拓扑结构可以有效减少热变形对机床精度的影响,并提出了重力/惯性力误差同步补偿方法.基于所建立的误差补偿模型对不同误差补偿方法的误差补偿效果进行了比较研究.结果表明,重力平衡结合力学分流立柱可以提高铣床精度,变力(variable force,VF)的误差补偿效果显著优于定力(constant force,CF),二维运动重力平衡(two-dimensional motion gravity balance,TMGB)的误差补偿效果显著优于固定重力平衡(fixed gravity balance,FGB).最差的补偿方法为固定重力平衡结合定力,最好的补偿方法为二维运动重力平衡结合变力.固定重力平衡结合变力与二维运动重力平衡结合定力在不同条件下各有优缺点.

关键词：光学自由曲面热误差惯性力误差重力误差误差补偿误差预防

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超声旋转微锻造增材件数值模拟

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东北大学学报(自然科学版) 2025年第2期46卷 57-63页

作者：任朝晖贾昌烨武志伦王云贺东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

针对目前金属增材制造中复杂的温度变化导致制件产生残余应力,进而引起孔洞、裂纹等缺陷问题,以圆形轨迹TC4钛合金件作为研究对象,利用超声微锻造技术,对工件表面施加高频的微小振动,进而达到细化晶粒、降低残余应力的效果.通过研究单... 详细信息

针对目前金属增材制造中复杂的温度变化导致制件产生残余应力,进而引起孔洞、裂纹等缺陷问题,以圆形轨迹TC4钛合金件作为研究对象,利用超声微锻造技术,对工件表面施加高频的微小振动,进而达到细化晶粒、降低残余应力的效果.通过研究单层激光熔覆层的不同特征点的热应力变化,得到热应力场结果后导入超声旋转微锻造系统中,进而研究微锻头直径、工具头转速、振幅、锻造温度对于熔覆层残余应力的影响效果.结果表明:激光熔丝增材制造具有“快冷快热”的特点,在锻造系统中,不同的锻造参数对于提升增材件的性能都有着不同的影响.

关键词：金属增材制造残余应力超声旋转微锻造 TC4钛合金热应力

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刀具前刀面织构倾斜角度对切削AISI 304的影响

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东北大学学报(自然科学版) 2025年第1期46卷 110-118页

作者：周亮邹平杨振宇东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

为探索织构方向在改善刀具性能方面产生差异的原因,首先分析了前刀面织构对切削力的影响以及织构倾斜角对衍生切削的影响机理.其次采用激光加工方法在前刀面制备了具有不同方向的织构.从切削力、切削温度、刀具磨损、工件表面粗糙度和... 详细信息

为探索织构方向在改善刀具性能方面产生差异的原因,首先分析了前刀面织构对切削力的影响以及织构倾斜角对衍生切削的影响机理.其次采用激光加工方法在前刀面制备了具有不同方向的织构.从切削力、切削温度、刀具磨损、工件表面粗糙度和切屑形态方面比较了织构刀具切削AISI 304的性能.结果表明,织构刀具性能由织构减小的刀-屑接触面积和织构造成的衍生切削共同决定.织构倾斜角度对衍生切削具有较大影响,具有较小织构倾斜角的织构刀具切削性能最优,相较于普通刀具,切削力、切削温度和工件表面粗糙度的最大降幅分别达到了13.2%,16.7%和3.76%.

关键词：织构刀具织构排列方向切削性能衍生切削 AISI 304

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电火花线切割Inconel 718温度场分析与加工建模

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东北大学学报(自然科学版) 2025年第3期46卷 88-96页

作者：张耀满吴双金饶兆峰东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

针对Inconel 718材料的高加工硬化率和切削温度变化大等特点,以电火花线切割(WEDM)加工Inconel 718的放电加工过程为研究对象,对其加工机理和建模进行深入研究.采用有限差分法和有限元仿真对单脉冲放电温度场进行分析,得到了给定参数下... 详细信息

针对Inconel 718材料的高加工硬化率和切削温度变化大等特点,以电火花线切割(WEDM)加工Inconel 718的放电加工过程为研究对象,对其加工机理和建模进行深入研究.采用有限差分法和有限元仿真对单脉冲放电温度场进行分析,得到了给定参数下的理论、仿真温度分布结果,并进一步探究了脉冲宽度对电蚀坑尺寸与形状的影响规律.在考虑重铸层对电蚀坑尺寸影响的基础上,预测了加工的表面粗糙度和材料去除率,并与实验数据进行对比.结果表明:随着脉冲宽度的变化,理论与仿真的电蚀坑尺寸变化趋势一致,所建立工艺目标预测模型的理论和仿真数据与实验结果的最大误差为9.88%.

关键词：电火花线切割 Inconel 718 有限差分法有限元法温度场分析重铸层

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