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高温合金材料的切削工艺参数优选技术的研究

高温合金材料的切削工艺参数优选技术的研究

作者：于钱江苏大学

学位级别：硕士

高温合金是一种在航天飞机、运载火箭和相控阵雷达等高端产品上得到广泛应用的高性能材料,然而它也是一种典型的难加工材料,在加工过程中经常由于刀具寿命低而频繁换刀。这不仅增加了制造成本,也严重地制约了生产效率的提高,因此如何选... 详细信息

高温合金是一种在航天飞机、运载火箭和相控阵雷达等高端产品上得到广泛应用的高性能材料,然而它也是一种典型的难加工材料,在加工过程中经常由于刀具寿命低而频繁换刀。这不仅增加了制造成本,也严重地制约了生产效率的提高,因此如何选择合适的切削工艺参数是制造企业组织优质、高效、低消耗的精益生产时遇到的技术瓶颈。针对这一技术难题,本文认为在切削时由于切削高温使得刀具与工件材料的主要机械性能都发生了很大的改变,目前采用常温下得到的刀具与高温合金材料的主要机械性能作为刀具材料和切削用量的选择依据是不合适的,并由此观点开展了基于刀具与工件材料的主要高温力学性能匹配的高温合金材料的切削工艺参数优选技术的研究。本文的研究内容及结论主要有以下几点:(1)对三种典型刀具与高温合金材料在高温下的主要机械性能—硬度进行了实验检测,得到了典型刀具与高温合金材料在不同温度下的高温硬度,并以他们的高温硬度作为衡量其高温切削性能的重要指标。研究发现,高温合金的高温硬度在700℃后才开始明显下降;硬质合金与金属陶瓷的高温硬度不稳定,随着测试温度的上升,其高温硬度衰减较快;而陶瓷刀具材料的高温硬度在整个测试温度范围内均保持着较好的稳定性。(2)对三种典型刀具材料在不同切削用量下切削高温合金时的切削温度进行了测量,得到了这些刀具在切削高温合金时的切削用量与切削温度关系数据。为减少获得这一关系数据的实验工作量和成本,开展了切削仿真工作,对切削用量与切削温度关系数据进行拓展,并利用切削实验中的切削温度测量结果对仿真结果有效性进行了验证。验证结果表明,在仿真和实验测量结果的对比中,误差均不超过10%。最后利用切削仿真计算结果搭建了不同刀具加工高温合金GH4169时的切削用量与切削温度关系数据库。(3)为研究不同刀具在不同温度下切削高温合金时的切削性能,利用得到的切削用量与切削温度关系数据对高温合金进行切削实验,结果表明:硬质合金与金属陶瓷刀具的高温硬度不稳定,适合于高温合金的低温切削;而陶瓷刀具的高温性能优越,适合于高温合金的高温切削。基于这一结论,对高温合金加工中的切削工艺参数进行了推荐:首先在刀具材料的选择上,提出了以实际加工时刀具材料与工件材料高温合金在切削状况下的两者硬度比作为高温合金加工中刀具选择的一个重要指标。研究发现,该指标比值大于4时,可以保证刀具较好的耐用度;其次在切削用量的选择上,硬质合金与金属陶瓷刀具适用于高温合金GH4169的低速切削,切削速度应不高于90m/min,并适用于高温合金GH2132的中、低速切削,若要求切削效率,应适当地提高进给量与切削深度;陶瓷刀具适用于高温合金的高速切削,切削速度建议高于500m/min,不仅能够有效地降低刀具磨损,而且切削效率也得到了显著提高。研究成果有助于实现高温合金的高效、优质、低成本的加工。

关键词：刀具高温合金高温硬度匹配切削温度有限元切削用量

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A企业光刻区在加工芯片生产调度优化研究

A企业光刻区在加工芯片生产调度优化研究

作者：于钱辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

目前芯片生产行业技术复杂且需要长期投入,而在芯片生产车间中光刻区是芯片生产的主要瓶颈区,合理的生产调度可以在不影响芯片质量的情况下提高效率,减少等待成本,保障稳定性。A企业光刻区生产能力有限,需要精确计划芯片调度。优化光刻... 详细信息

目前芯片生产行业技术复杂且需要长期投入,而在芯片生产车间中光刻区是芯片生产的主要瓶颈区,合理的生产调度可以在不影响芯片质量的情况下提高效率,减少等待成本,保障稳定性。A企业光刻区生产能力有限,需要精确计划芯片调度。优化光刻区生产调度模式是提升产量的重要途径,但大部分芯片企业未考虑多目标优化模型,仅采用手工排序派工原则进行调度。因此,研究以A企业以生产系统为研究对象,侧重研究其现有模式调度及优化,以“现有调度模式分析—现有调度模式优化—优化后调度模式实施”为逻辑主线,对A企业生现有生产调度模式进行诊断及分析,在多目标优化理论基础上,构建芯片生产调度多目标优化模型;采用改进后的麻雀搜索算法对模型进行求解;通过进行实际生产算例分析,对比优化前后调度模式的效果;最后提出优化后的生产调度模式实施及保障策略。具体结果和结论如下:(1)分析了A企业现有生产调度模式特征及问题。结合总生产车间及光刻区的生产工艺流程,对A企业主要产品生产流程进行分析,得出了光刻区为制造车间瓶颈区。对光刻区现有生产调度模式进行研究,发现现有生产调度存在等待时间较长,机台利用率较低,在加工芯片权重评估不乐观等问题。(2)构建了A企业光刻区多目标优化模型。从待加工芯片等待时间长和设备综合利用率低的思路出发,利用多目标优化理论构建了适用于A企业目前生产状况的芯片生产调度优化模型。该模型优化目标为芯片生产等待时间最小化和设备综合利用率最大化,研究从多个角度设计多目标优化模型,凸显了该模型的优越性。(3)设计了多目标麻雀搜索求解算法。使用多目标麻雀搜索算法对多目标模型求解,不同于转化单目标求解方式,多策略改进的多目标麻雀搜索算法通过Halton序列混沌改进初值,外部存档更新机制,非支配排序,发现者多项式变异中却比例自适应控制等求解多目标优化模型,避免了数据量大,信息杂乱,随机性等相关问题。结果显示,多策略改进的多目标麻雀算法求解效果最好,在芯片权重变化同时模型依旧具有良好的稳定性。(4)进行了优化前后芯片生产调度应用分析。模拟了A企业的生产数据进行了仿真,对仿真结果和优化前后效果比较分析。利用芯片生产调度多目标模型建立优化后的调度方案,以甘特图的形式呈现;对仿真结果分析,结果表明,优化后的调度模型优于现有调度模型,多策略改进的麻雀算法在大数据求解过程中表现最优。(5)提出了优化后的生产调度保障措施。研究从管理意识和员工,制度等层面提供了思路,在生产过程中,按照系统计算结果进行芯片生产。在光刻区芯片生产调度中,存在多个目标需要同时优化,如生产效率、生产质量、设备利用率等,未来专家学者们可以综合更多方面来考虑优化光刻区现行存在的问题。该论文有图23幅,表25个,参考文献80篇。

关键词：生产调度多目标优化麻雀算法粒子群算法芯片生产

冻融循环对青藏粉砂土力学性质影响的试验研究

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岩石力学与工程学报 2014年第7期33卷 1496-1502页

作者：常丹刘建坤李旭于钱米北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 青海省交通科学研究院多年冻土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室青海研究观测基地青海西宁810000

为研究冻融循环作用对青藏粉砂土力学性质的影响,对不同冻融循环次数、冻结温度、围压下的粉砂进行常规静三轴剪切试验,研究冻融循环后土体的应力–应变关系曲线、静强度、弹性模量、抗剪强度参数的变化规律。试验结果表明：粉砂土的力... 详细信息

为研究冻融循环作用对青藏粉砂土力学性质的影响,对不同冻融循环次数、冻结温度、围压下的粉砂进行常规静三轴剪切试验,研究冻融循环后土体的应力–应变关系曲线、静强度、弹性模量、抗剪强度参数的变化规律。试验结果表明：粉砂土的力学性质受冻融循环次数的影响较大,且在经历7－9次冻融循环后达到最小值。冻结温度对粉砂力学性质的影响较弱,且无一定规律。基于显著性分析理论,研究冻融循环次数、冻结温度、围压以及各因素间的交互作用对粉砂力学性质影响的显著性大小。分析结果表明：围压和冻融循环次数对力学性质影响的显著性较强,而冻结温度的影响较弱。同时,围压与冻融循环次数、冻结温度与冻融循环次数之间的交互作用对于粉砂的力学性质的影响均比较显著。

关键词：土力学冻融循环静强度弹性模量抗剪强度显著性分析

基于最大似然估计的远紫外遥感反演电离层电子密度算法

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空间科学学报 2022年第6期42卷 1100-1110页

作者：冯桃君于钱张凯北京卫星环境工程研究所北京100094

原子氧135.6 nm夜气辉主要由氧离子O^(+)与电子的辐射复合反应生成,一些星载远紫外遥感观测任务证实135.6 nm夜气辉可用于反演电离层电子密度。针对远紫外临边遥感观测反演电离层电子密度,分析了135.6 nm夜气辉辐射强度与电子密度之间... 详细信息

原子氧135.6 nm夜气辉主要由氧离子O^(+)与电子的辐射复合反应生成,一些星载远紫外遥感观测任务证实135.6 nm夜气辉可用于反演电离层电子密度。针对远紫外临边遥感观测反演电离层电子密度,分析了135.6 nm夜气辉辐射强度与电子密度之间的非线型前向模型,基于离散反演理论设计了从夜间135.6 nm临边观测数据反演电子密度高度分布的反演算法,算法应用最大似然估计通过迭代求解电离层参数的最佳拟合值。通过仿真计算了TIMED卫星上全球紫外成像仪GUVI观测的反演结果,验证了本反演算法的可行性。对GUVI的实际观测数据进行反演,获得了电子密度高度分布。通过与GUVI数据的电离层参数对比分析得出,本文建立的反演模型使N_(m)F_(2)被高估,同时使h_(m)F_(2)被低估。对于不同的太阳活动强度,N_(m)F_(2)和h_(m)F_(2)的系统误差分别在10%和5%以内,能较精确地获得电离层参数。精确获得电离层电子密度信息对于提高空间天气预报及电离层模型的修正具有重要意义。

关键词：远紫外遥感电离层反演算法电子密度

基于改进粒子群优化的多目标装备保障任务规划方法

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系统工程与电子技术 2017年第3期39卷 562-568页

作者：彭鹏菲于钱李启元海军工程大学电子工程学院中国人民解放军92941部队95分队

针对装备保障任务多目标规划过程中任务与资源匹配复杂、目标权重获取困难和非劣解过多等问题,建立了装备保障任务多目标规划的目标模型和约束模型,提出了一种基于改进粒子群优化的交互式多目标装备保障任务规划方法。通过离散化编码方... 详细信息

针对装备保障任务多目标规划过程中任务与资源匹配复杂、目标权重获取困难和非劣解过多等问题,建立了装备保障任务多目标规划的目标模型和约束模型,提出了一种基于改进粒子群优化的交互式多目标装备保障任务规划方法。通过离散化编码方式和任务优先排序,完成了任务与资源的匹配及任务时序的调整;通过建立目标权重调整模型,实现了根据评价结果调整目标权重的交互过程,解决了目标权重无法精确获取的问题;通过调整后的目标权重构造适应度函数获取一个相对最优解,从而避免了因过多非劣解而导致决策困难的问题。该方法能够较好地实现装备保障的精确化和高效化,在信息化条件下装备保障辅助决策及方案生成中具有重要的参考价值。

关键词：装备保障任务规划多目标粒子群优化交互式

基于优先排序与粒子群优化的装备保障任务规划方法

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兵工学报 2016年第6期37卷 1082-1088页

作者：彭鹏菲于钱李启元海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033

针对装备保障任务规划过程中保障资源占用冲突及保障任务逻辑关系约束的实际问题,构建基于任务优先排序的解空间模型,并进一步提出基于优先排序与改进粒子群优化的装备保障任务规划方法。该方法将分解后的保障任务按照其重要性和逻辑顺... 详细信息

针对装备保障任务规划过程中保障资源占用冲突及保障任务逻辑关系约束的实际问题,构建基于任务优先排序的解空间模型,并进一步提出基于优先排序与改进粒子群优化的装备保障任务规划方法。该方法将分解后的保障任务按照其重要性和逻辑顺序进行优先排序,并根据排序结果对粒子群优化算法得到的任务与资源匹配解空间进行调整,以解决资源占用冲突和逻辑顺序问题。为保证每次迭代后的粒子为可行解,提出不可行粒子的多维异步处理机制,提高了粒子群优化算法的搜索效率。通过实例应用仿真分析,验证了该方法在装备保障任务规划中的有效性和优越性。

关键词：兵器科学与技术装备保障任务规划优先排序粒子群优化异步处理

沸石分子筛对航天器分子污染物的吸附性能研究

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宇航学报 2016年第4期37卷 494-498页

作者：李娜院小雪孟立飞于钱臧卫国北京卫星环境工程研究所北京100094

针对空间环境中有机污染物沉积在航天器敏感部件上造成相关功能失效问题,提出一种利用沸石分子筛多孔结构在轨清除有机污染物的新方法。研究了真空环境中,Naβ、NaY、13X三种分子筛对某型号电缆真空放气产物的吸附能力,结果表明13X的吸... 详细信息

针对空间环境中有机污染物沉积在航天器敏感部件上造成相关功能失效问题,提出一种利用沸石分子筛多孔结构在轨清除有机污染物的新方法。研究了真空环境中,Naβ、NaY、13X三种分子筛对某型号电缆真空放气产物的吸附能力,结果表明13X的吸附能力优于其它两种分子筛,饱和吸收率为14.03%。将其作为分子吸附器的吸附材料应用到航天器易污染的部位,将会有效控制航天器在轨运行的污染水平,提高可靠性。

关键词：航天器分子筛真空吸附污染物

“新技术验证一号”卫星在轨污染探测数据分析

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宇航学报 2016年第2期37卷 240-244页

作者：院小雪庞寿成杨东升于钱北京卫星环境工程研究所北京100094 中国空间技术研究院北京100094

本文分析了"新技术验证一号"卫星搭载的空间污染效应探测器的在轨探测数据。该探测器是利用镓铟磷太阳电池在空间污染环境下的性能变化情况来分析空间污染环境及效应,根据其探测原理,通过分析卫星下传的原始数据及修正后数据,结合地面... 详细信息

本文分析了"新技术验证一号"卫星搭载的空间污染效应探测器的在轨探测数据。该探测器是利用镓铟磷太阳电池在空间污染环境下的性能变化情况来分析空间污染环境及效应,根据其探测原理,通过分析卫星下传的原始数据及修正后数据,结合地面标定试验得到的污染沉积量和镓铟磷电池性能变化之间的关系式,分析探测器一年的探测数据。结果表明:我国航天器用材料放气筛选控制有效,满足卫星全过程污染控制的要求,而在硅氧烷类污染物控制方面,尚有提升的空间。该研究结果可以为太阳电池防护设计提供参考,同时可以和地面分析数据进行比对,检验和修正地面污染控制措施。

关键词：污染在轨探测太阳电池

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利用颗粒堆积在有限空间内取水规律研究

数学的实践与认识 2024年第3期54卷 160-174页

作者：于钱米常丹宁波华东核工业勘察设计院集团有限公司浙江工宁波315040 中山大学土木工程学院广东广州510275

为了探明利用颗粒堆积在有限空间内取水的规律,研究分析了玻璃球堆积体的表观体积、堆积体中已有水体积、颗粒数量、粒组质量和固体颗粒堆积体积对取水过程和结果的影响,深入探讨了不同影响因素条件下取水成功的临界状态.研究发现,有限... 详细信息

为了探明利用颗粒堆积在有限空间内取水的规律,研究分析了玻璃球堆积体的表观体积、堆积体中已有水体积、颗粒数量、粒组质量和固体颗粒堆积体积对取水过程和结果的影响,深入探讨了不同影响因素条件下取水成功的临界状态.研究发现,有限空间内已有水量越多,投入到容器内的颗粒越小,取到水的可能性越高.颗粒数量和粒组质量的增加会增大取水难度.混合体堆积过程中沿竖直方向做功大于单一粒径粒组的堆积做功.

关键词：颗粒学颗粒堆积有限空间孔隙率粒组