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Large Chip Production Mechanism under the Extreme Load Cutting Conditions

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2015年第2期28卷 343-352页

作者： LIU Xianli HE Genghuang yan fugang CHENG Yaonan LIU Li Key Lab of National and Local United Engineering for "High-efficiency Cutting & Tools" Harbin University of Science and Technology Xiamen Golden Egret Special Alloy Co. Ltd.

There has existed a great deal of theory researches in term of chip production and chip breaking characteristics under conventional cutting and high speed cutting conditions,however,there isn＇t sufficient research on chip formation mechanism as well as its influence on cutting state regarding large workpieces under extreme load *** paper presents a model of large saw-tooth chip through applying finite element simulation method,which gives a profound analysis about the characteristics of the extreme load cutting as well as morphology and removal of the large *** the meantime,a calculation formula that gives a quantitative description of the saw-tooth level regarding the large chip is established on the basis of cutting experiments on high temperature and high strength *** cutting experiments are carried out by using the scanning electron microscope and super depth of field electron microscope to measure and calculate the large chip produced under different cutting parameters,which can verify the validity of the established *** calculating results show that the large saw-toothed chip is produced under the squeezing action between workpiece and cutting *** the meanwhile,the chip develops a hardened layer where contacts the cutting tool and the saw-tooth of the chip tend to form in transverse *** research creates the theoretical model for large chip and performs the cutting experiments under the extreme load cutting condition,as well as analyzes the production mechanism of the large chip in the macro and micro ***,the proposed research could provide theoretical guidance and technical support in improving productivity and cutting technology research.

关键词： extreme load cutting 2.25Cr-lMo-0.25V saw-tooth chip crimp chip breaking

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不规则形物料叠放搬运机器的设计与应用

中国高新科技 2024年第7期 90-92页

作者：姚金龙李妍闫福刚胡颖天津中德应用技术大学机械工程学院天津300350 天津中德应用技术大学中西机床技术培训中心天津300350 天津中德应用技术大学经贸管理学院天津300350

文章为生产型企业解决形状不规则、厚薄不一的物料自动摆放实现自动生产问题提出一套解决方案。为企业解决生产难题,提供自动化生产帮助。为解决现有工艺存在的工作量大、重复度高、工作效率低等多种问题和缺陷,研究了简易的帮助企业自... 详细信息

文章为生产型企业解决形状不规则、厚薄不一的物料自动摆放实现自动生产问题提出一套解决方案。为企业解决生产难题,提供自动化生产帮助。为解决现有工艺存在的工作量大、重复度高、工作效率低等多种问题和缺陷,研究了简易的帮助企业自动化转型的小型机器。为企业节省人工成本、扩大生产能力,满足市场需求。

关键词：搬运机器不规则物料工业海绵的使用

基于ADAMS与Simulink工程车辆油气悬架非线性建模分析

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机床与液压 2017年第3期45卷 172-176,180页

作者：闫福刚天津交通职业学院天津300112

工程车辆油气悬架建模存在诸多非线性影响因素,根据其结构特点和工作原理,基于气体状态方程和油液孔口出流方程建立其非线性数学模型;并以此为基础搭建Simulink数学模型和ADAMS油气悬架试验台多体动力学模型;为验证模型准确性,搭建油气... 详细信息

工程车辆油气悬架建模存在诸多非线性影响因素,根据其结构特点和工作原理,基于气体状态方程和油液孔口出流方程建立其非线性数学模型;并以此为基础搭建Simulink数学模型和ADAMS油气悬架试验台多体动力学模型;为验证模型准确性,搭建油气悬架试验台,进行油气悬架动态特性试验,获得激励频率变化对油气悬架动态特性的影响规律。对比分析联合仿真和试验结果验证了非线性数学模型和联合仿真模型的准确性与可靠性,为工程车辆油气悬架系统的特性研究及整车动力学特性研究提供了参考。

关键词：工程车辆油气悬架非线性联合仿真数学模型

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一种基于多步回溯算法的铣削稳定性预测方法

振动与冲击 2021年第1期40卷 102-109页

作者：于福航李茂月严复钢刘献礼梁越昇哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080 佐治亚理工学院乔治W.伍德拉夫机械工程学院亚特兰大30318

在加工过程中,由于薄壁件的弱刚性易发生加工颤振,从而对工件表面质量和刀具寿命等造成不良的影响,对铣削过程的稳定性进行预测是至关重要的。通过提出一种多步回溯算法来预测铣削过程的稳定性,将铣削过程离散化成时滞周期方程,在每个... 详细信息

在加工过程中,由于薄壁件的弱刚性易发生加工颤振,从而对工件表面质量和刀具寿命等造成不良的影响,对铣削过程的稳定性进行预测是至关重要的。通过提出一种多步回溯算法来预测铣削过程的稳定性,将铣削过程离散化成时滞周期方程,在每个时间间隔上采用多步回溯的方法来近似时间周期及时滞项。通过构建状态转移矩阵,根据Floquet理论获得了铣削稳定性边界参数。最后,通过仿真对比实例验证了算法的计算精度和收敛率。结果表明,多步回溯算法具有快速收敛及高计算精度等特点,尤其在低速铣削的稳定性预测中具有良好的应用前景。

关键词：稳定性预测回溯算法铣削加工多步插值 Floquet理论

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重型切削过程硬质合金刀片的冲击破损行为

机械工程学报 2014年第23期50卷 175-185页

作者：刘献礼刘铭何耿煌严复钢程耀楠刘利哈尔滨理工大学'高效切削及刀具'国家地方联合工程重点实验室哈尔滨150080 厦门金鹭特种合金有限公司厦门361006

应用机械冲击理论分析重型硬质合金车刀冲击断裂过程,并确立其产生冲击断裂的临界条件;采用有限元仿真的方法,分析研究重型硬质合金车刀冲击断裂产生机理及破损形式,并通过冲击试验揭示硬质合金车刀冲击断裂规律。对重型硬质合金车刀疲... 详细信息

应用机械冲击理论分析重型硬质合金车刀冲击断裂过程,并确立其产生冲击断裂的临界条件;采用有限元仿真的方法,分析研究重型硬质合金车刀冲击断裂产生机理及破损形式,并通过冲击试验揭示硬质合金车刀冲击断裂规律。对重型硬质合金车刀疲劳行为进行研究,通过有限元仿真分析方法,提出动态载荷下硬质合金疲劳断裂产生机制,并给出硬质合金疲劳断裂的载荷条件;通过断续切削试验,研究分析导致硬质合金刀具疲劳行为产生的本质原因,以期为预防硬质合金刀具过早出现失效提供理论支持和借鉴。

关键词：硬质合金车刀重型切削冲击断裂疲劳断裂裂纹

高职院校产学研一体化实训基地建设与实践——以天津轨道交通实训基地为例

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考试研究 2018年第5期34卷 106-110页

作者：闫福刚马小娟天津交通职业学院

通过与行业企业一线对接,构建产学研一体化的实训基地,是提升职业教育服务社会发展能力的基础。基于岗教精准对接的"纵横拉通、三位一体"轨道交通实训基地建设模式,有效破解了不同岗位间的联动、实训与实际工作无缝对接、实训载体等难题... 详细信息

通过与行业企业一线对接,构建产学研一体化的实训基地,是提升职业教育服务社会发展能力的基础。基于岗教精准对接的"纵横拉通、三位一体"轨道交通实训基地建设模式,有效破解了不同岗位间的联动、实训与实际工作无缝对接、实训载体等难题,有力地支撑了教学改革实践。

关键词：三位一体纵横拉通实训基地

基于EMD-SVM的钛合金铣削过程刀具磨损监测

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振动．测试与诊断 2022年第5期42卷 988-996,1039页

作者：谢振龙岳彩旭刘献礼严复钢刘智博穆殿方梁越昇哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080 佐治亚理工学院乔治·W·伍德拉夫机械工程学院亚特兰大30332

以硬质合金刀具铣削Ti-6Al-4V为研究对象,提出了一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)及支持向量机(support vector machine,简称SVM)的刀具磨损阶段识别方法。首先,将原始加速度信号及力信号分解为一系列模态分... 详细信息

以硬质合金刀具铣削Ti-6Al-4V为研究对象,提出了一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)及支持向量机(support vector machine,简称SVM)的刀具磨损阶段识别方法。首先,将原始加速度信号及力信号分解为一系列模态分量(intrinsic mode function,简称IMF),选择了有效的IMF来组合一个新的信号;其次,计算新信号的多评价指标矩阵,将得到的多指标矩阵(Ikaz^(TM)、功率谱熵及均方根)作为输入特征向量,得到了基于线性分类器的刀具磨损识别模型;最后,将检测信号输入模型中进行识别,对刀具磨损阶段的识别精度达到了99.17%。EMD-SVM相较于SVM、BP神经网络及小波包-SVM模型,运算时间减少,运算精度提高。实验结果表明,该模式对钛合金铣削过程中的刀具磨损具有良好的识别效果,为刀具磨损状态的监测提供了一种新方法。

关键词：经验模态分解支持向量机刀具磨损监测切削力信号振动信号

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基于解析方法的TANH材料本构模型研究

机械工程学报 2020年第9期56卷 252-264页

作者：郝小乐岳彩旭陈志涛刘献礼 LIANG SY WANG Lihui 严复钢哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080 佐治亚理工学院乔治•伍德拉夫机械工程学院美国亚特兰大30332 瑞典皇家理工学院斯德哥尔摩25175瑞典

TANH材料本构模型在Johnson-Cook(J-C)材料本构模型基础上考虑了应变软化,可以进一步揭示切削过程中大变形高应变速率下材料的本质属性。为了验证TANH材料本构模型修正系数优化方法的精度,针对典型难加工材料Ti6Al4V的车削过程,在考虑... 详细信息

TANH材料本构模型在Johnson-Cook(J-C)材料本构模型基础上考虑了应变软化,可以进一步揭示切削过程中大变形高应变速率下材料的本质属性。为了验证TANH材料本构模型修正系数优化方法的精度,针对典型难加工材料Ti6Al4V的车削过程,在考虑热力耦合效应的基础上建立了基于TANH材料本构模型的正交切削力预测模型,切削力试验结果与预测结果吻合良好。同时,揭示了TANH材料本构模型修正系数与切削力之间的联系。基于TANH材料本构模型所建立的切削力预测模型输入参数仅包括切削用量、刀具几何参数和材料物理参数。提出了一种TANH材料本构模型修正系数选择区间的优化方法,并分析了切削力受TANH材料本构模型修正系数变化的敏感度,然后对修正系数进行了优化,在保证精度的前提下提高了切削力仿真效率。修正系数优化后的TANH材料本构模型明显捕捉到了应变硬化率对应变速率的依赖特性。研究结果为TANH本构模型深入研究及应用提供了理论基础。

关键词： TANH材料本构模型热力耦合切削力预测模型应变硬化率敏感度分析

高强度钢加工不同槽型铣刀片冲击破损实验研究

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制造技术与机床 2011年第1期 36-38,43页

作者：程耀楠严复钢高军李振加哈尔滨理工大学机械动力工程学院黑龙江哈尔滨150080

采用几种适合加工高强度钢的不同槽型铣刀片,通过对大型化工设备热壁加氢反应器的主体件——筒节材料3Cr-1Mo-1/4V(2.25Cr-1Mo-1/4V)钢的面铣加工,进行铣刀片冲击破损的实验研究。首先,采用正交试验设计法,进行几种不同槽型铣刀片加工... 详细信息

采用几种适合加工高强度钢的不同槽型铣刀片,通过对大型化工设备热壁加氢反应器的主体件——筒节材料3Cr-1Mo-1/4V(2.25Cr-1Mo-1/4V)钢的面铣加工,进行铣刀片冲击破损的实验研究。首先,采用正交试验设计法,进行几种不同槽型铣刀片加工高强度钢试验,通过试验揭示不同铣刀片冲击破损失效形式的差异;其次,在大量、系统的冲击破损试验基础上,采用数理统计的方法建立冲击破损寿命累积分布函数数学模型;进行冲击破损平均寿命比较,从而对不同槽型铣刀片进行优选。研究成果为实际生产中刀具破损这一关键技术问题及槽型优选技术的研究打下理论与试验基础。

关键词：高强度钢铣刀片冲击破损威布尔分布