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㶲耗散法对数控加工刀具路径能耗评估研究

机械设计与制造 2024年第4期398卷 118-124页

作者：韩军熊凤生姚晟徐睿内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古包头014010

针对数控加工中不同刀具路径加工的能耗问题进行研究,基于㶲(yòng)分析理论提出了一种㶲(yòng)耗散方法,对不同刀具路径加工进行能耗的评估;㶲耗散方法通过对加工过程中的切削热、切削液、机床待机、刀具切削磨损、压缩空气等能耗源进行... 详细信息

针对数控加工中不同刀具路径加工的能耗问题进行研究,基于㶲(yòng)分析理论提出了一种㶲(yòng)耗散方法,对不同刀具路径加工进行能耗的评估;㶲耗散方法通过对加工过程中的切削热、切削液、机床待机、刀具切削磨损、压缩空气等能耗源进行分析,并对各个能耗源进行数学建模,计算不同刀具路径加工情况下的能耗,通过比较不同刀具路径加工能耗的大小,在保证加工质量的前提下选择能耗较少的刀具路径,达到节能目的;最后分别使用三种不同的刀具路径对曲面进行加工实验,通过实验结果证明:实际加工的能耗与㶲耗散法评估的能耗一致,等间距环形刀具路径比往复刀具路径的总㶲能耗降低了10.93%,等间距环形刀具路径比斜45°刀具路径的总㶲能耗降低了15.24%,说明㶲耗散法评估刀具路径加工能耗是可行的;创新点在于提出了㶲耗散法,通过㶲耗散把电能和物料能等不同类型的能量转化为同一形式进行计算,使能耗评估更加全面。

关键词：数控加工能耗评估刀具路径耗散法能耗源分析

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机械制造与人工智能发展结合式教学

模具制造 2024年第2期24卷 121-123页

作者：袁帅林甄姚晟三亚学院海南三亚572000

机械制造教学与人工智能的发展相互影响,而传统教学理念与方法也在彼此的影响漩涡中面临着同化与淘汰二者之间的抉择。机械制造教学在人工智能迭代推动下,面临全新的教学模式和方法的转变。机械制造教学与人工智能发展相互影响的过程中... 详细信息

机械制造教学与人工智能的发展相互影响,而传统教学理念与方法也在彼此的影响漩涡中面临着同化与淘汰二者之间的抉择。机械制造教学在人工智能迭代推动下,面临全新的教学模式和方法的转变。机械制造教学与人工智能发展相互影响的过程中也带来了一些挑战。因此,如何有效地将机械制造教学与人工智能发展相结合,成为了高等教育与新型人才培养的过程中一个难题。

关键词：机械制造人工智能教学方法

基于SA-PSO混合算法的整体式叶轮数控加工技术研究

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基于SA-PSO混合算法的整体式叶轮数控加工技术研究

作者：姚晟内蒙古科技大学

学位级别：硕士

航空、航天产业作为国防工业和制造业最重要的组成部分,决定了民族的现代化程度。随着市场和国防需求的不断提高,其生产要求不断向高精度、高效率方向发展。整体式叶轮作为一种典型的复杂薄壁件,在航空、水利等领域被广泛应用,约占航空... 详细信息

航空、航天产业作为国防工业和制造业最重要的组成部分,决定了民族的现代化程度。随着市场和国防需求的不断提高,其生产要求不断向高精度、高效率方向发展。整体式叶轮作为一种典型的复杂薄壁件,在航空、水利等领域被广泛应用,约占航空发动机的30%。因此,在市场需求与国防需求同步作用下,提高叶轮整体加工水平显得尤为重要。但是由于整体式叶轮叶片薄,叶片与叶片之间间隔狭小,所以在加工时,刀具转动空间小,极易造成刀具与叶片的干涉,且非可展直纹面由于其原理性误差存在,刀具侧刃无法完全贴合叶片表面,导致刀具包络面与非可展直纹面易造成欠切或者过切误差,加工难度大。本文以NURBS曲线曲面造型为基础,以减少表面欠切和过切误差为目标,对非可展直纹面的刀具路径规划进行深入研究,提出基于SA-PSO（模拟退火算法和粒子群算法）的策略,将刀具包络曲面无限逼近非可展直纹面的过程转化为通过MATLAB进行粒子寻优的过程,并且相对于传统算法而言减少了复杂繁琐的计算过程,提高了计算效率,降低了加工误差。在UG后置处理器中进行机床后置处理的编写,在VERICUT中进行仿真机床的搭建,并将规划好的刀具路径轨迹进行程序编写,生成能用于实际加工的数控程序。通过MATLAB仿真对比单一的粒子群算法和混合算法,表明混合算法相较于单一的粒子群算法误差减小了14.7%,并通过实验加工验证了仿真的合理性。通过模拟仿真加工和实验加工,将SA-PSO混合算法和PSO算法进行对比,得出相比于单一的粒子群算法,本文所提出的算法加工误差减少了14.7%。

关键词：非可展直纹面模拟退火算法和粒子群算法后置处理 VERICUT仿真实验加工

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装配式混凝土剪力墙住宅施工技术研究

居舍 2024年第16期 91-94页

作者：姚晟盛浙江同安建设有限公司

随着绿色建筑理念的兴起与普及，装配式建筑逐渐崭露头角，并取得了成功的应用实践。文章深入研究了装配式混凝土剪力墙住宅的施工技术，详细阐述了装配式混凝土剪力墙的结构特点与设计原理，探讨了装配式混凝土剪力墙住宅的施工技术优... 详细信息

随着绿色建筑理念的兴起与普及，装配式建筑逐渐崭露头角，并取得了成功的应用实践。文章深入研究了装配式混凝土剪力墙住宅的施工技术，详细阐述了装配式混凝土剪力墙的结构特点与设计原理，探讨了装配式混凝土剪力墙住宅的施工技术优势与应用要点，并详细解析了施工过程中的关键应用要点。文章通过具体的工程案例，展示了预制混凝土剪力墙的施工准备工作和技术要点，为实际工程应用提供了参考。本文研究对于推动装配式混凝土剪力墙住宅的广泛应用与发展具有重要意义。

关键词：装配式住宅混凝土剪力墙结构特点设计原理施工技术工程案例

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SA-PSO混合算法的侧铣刀轴轨迹规划

制造技术与机床 2022年第6期 92-99页

作者：韩军姚晟内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古包头014010

针对非可展直纹面的原理性误差问题,采用单个刀轴位置的误差判定函数作为目标函数,即单个刀轴上的各点到非可展直纹面的距离减去刀轴半径的平方最小。在MATLAB中利用SAPSO(模拟退火算法和粒子群算法)混合算法对其进行求解,该混合算法解... 详细信息

针对非可展直纹面的原理性误差问题,采用单个刀轴位置的误差判定函数作为目标函数,即单个刀轴上的各点到非可展直纹面的距离减去刀轴半径的平方最小。在MATLAB中利用SAPSO(模拟退火算法和粒子群算法)混合算法对其进行求解,该混合算法解决了单刀位情况下刀轴最优位置的寻求问题。通过对比PSO算法和SA-PSO算法包络误差的极差值均值表明:SAPSO混合算法欠切和过切误差对比于单一的粒子群算法减少了14.7%,实际加工并检测叶片精加工的表面误差验证了方法的可行性。

关键词：侧铣加工非可展直纹面刀轴轨迹规划模拟退火算法和粒子群算法实验加工

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?耗散法对数控加工刀具路径能耗评估研究

机械设计与制造 2023年

作者：韩军熊凤生姚晟徐睿内蒙古科技大学机械工程学院

针对数控加工中不同刀具路径加工的能耗问题进行研究，基于?（yòng）分析理论提出了一种?（yòng）耗散方法，对不同刀具路径加工进行能耗的评估；?耗散方法通过对加工过程中的切削热、切削液、机床待机、刀具切削磨损、压缩空气等能... 详细信息

针对数控加工中不同刀具路径加工的能耗问题进行研究，基于?（yòng）分析理论提出了一种?（yòng）耗散方法，对不同刀具路径加工进行能耗的评估；?耗散方法通过对加工过程中的切削热、切削液、机床待机、刀具切削磨损、压缩空气等能耗源进行分析，并对各个能耗源进行数学建模，计算不同刀具路径加工情况下的能耗，通过比较不同刀具路径加工能耗的大小，在保证加工质量的前提下选择能耗较少的刀具路径，达到节能目的；最后分别使用三种不同的刀具路径对曲面进行加工实验，通过实验结果证明：实际加工的能耗与?耗散法评估的能耗一致，等间距环形刀具路径比往复刀具路径的总?能耗降低了10.93%，等间距环形刀具路径比斜45度刀具路径的总?能耗降低了15.24%，说明?耗散法评估刀具路径加工能耗是可行的；创新点在于提出了?耗散法，通过?耗散把电能和物料能等不同类型的能量转化为同一形式进行计算，使能耗评估更加全面。

关键词：数控加工能耗评估刀具路径 ?耗散法能耗源分析

考虑节能低铣削热条件下加工参数多目标优化研究

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机械科学与技术 2023年

作者：韩军熊凤生姚晟曹龙凯李贞杰内蒙古科技大学机械工程学院

加工参数（主轴转速、每齿进给量、径向切深、轴向切深）在加工过程中有着重要的作用，研究目的是为了降低能耗提高能量利用效率，降低铣削热提高加工质量和刀具寿命。研究过程从节能和铣削热两个方面对加工参数进行优化，建立加工参... 详细信息

加工参数（主轴转速、每齿进给量、径向切深、轴向切深）在加工过程中有着重要的作用，研究目的是为了降低能耗提高能量利用效率，降低铣削热提高加工质量和刀具寿命。研究过程从节能和铣削热两个方面对加工参数进行优化，建立加工参数与能耗及铣削热的数学模型，以主轴转速、每齿进给量、径向切深和轴向切深为优化变量，以机床设备性能和工艺参数取值范围为约束条件，以节能和低铣削热为目标对加工参数进行优化，采用带精英策略的非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对数学模型进行求解。用层次分析法找出Pareto解集中的最优解，通过正交实验响应曲面法对本次优化结果进行验证，最后用优化后的加工参数与经验加工参数进行实验对比分析，研究结果表明优化后加工参数在节能和低铣削热方面效果明显。

关键词：数控加工优化模型 NSGA-Ⅱ算法正交实验参数优化

基于多岛遗传算法的环形薄壁铝合金零件铣削参数优化

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机电工程 2022年第1期39卷 100-106页

作者：韩军曹龙凯徐睿姚晟内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古包头014010 青岛港(集团)有限公司山东青岛266000

在对环形薄壁铝合金零件进行铣削加工过程时,薄壁铝合金零件局部区域存在变形量大的问题,为此,提出了一种采用多岛遗传算法对薄壁零件铣削参数进行优化的方法。采用有限元分析软件,对该区域进行了三维铣削仿真,获取了铣削力参数;基于Isi... 详细信息

在对环形薄壁铝合金零件进行铣削加工过程时,薄壁铝合金零件局部区域存在变形量大的问题,为此,提出了一种采用多岛遗传算法对薄壁零件铣削参数进行优化的方法。采用有限元分析软件,对该区域进行了三维铣削仿真,获取了铣削力参数;基于Isight平台,以铣削力为优化目标,以主轴转速、径向切深、轴向切深3个铣削参数作为优化变量,采用最优拉丁超立方试验方法设计了样本点;采用响应面近似模型方法拟合了近似模型,通过多岛遗传算法对近似模型进行了优化。研究结果表明:采用响应面近似模型能够准确地拟合出铣削参数与铣削力之间的函数关系,结合多岛遗传算法优化,可使加工过程中的铣削力降低38.2%,可有效减小薄壁件半精加工阶段的铣削力,明显减小环形薄壁铝合金零件的变形量;该结果验证了采用多岛遗传算法对铣削参数进行优化的可行性。

关键词：薄壁件加工变形多岛遗传算法优化拉丁超立方近似模型 Isight

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相对邻域与剪枝策略优化的密度峰值聚类算法

自动化学报 2020年第3期46卷 562-575页

作者：纪霞姚晟赵鹏安徽大学计算机科学与技术学院合肥230601 安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室合肥230601

针对Science发表的密度峰值聚类(Density peaks clustering,DPC)算法及其改进算法效率不高的缺陷,提出一种相对邻域和剪枝策略优化的密度峰值聚类(Relative neighborhood and pruning strategy optimized DPC,RP-DPC)算法.DPC聚类算法主要有两个阶段:聚类中心点的确定和非聚类中心点样本的类簇分配,并且时间复杂度集中在第1个阶段,因此RP-DPC算法针对该阶段做出改进研究.RP-DPC算法去掉了DPC算法预先计算距离矩阵的步骤,首先利用相对距离将样本映射到相对邻域中,再从相对邻域来计算各样本的密度,从而缩小各样本距离计算及密度统计的范围;然后在计算各样本的δ值时加入剪枝策略,将大量被剪枝样本δ值的计算范围从样本集缩小至邻域以内,极大地提高了算法的效率.理论分析和在人工数据集及UCI数据集的对比实验均表明,与DPC算法及其改进算法相比,RP-DPC算法在保证聚类质量的同时可以实现有效的时间性能提升.

关键词：聚类算法密度峰值相对邻域剪枝策略