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大尺寸涡轮铸件工艺仿真设计及验证

热加工工艺 2024年第5期53卷 73-76页

作者：马敏团夏鹏举杨小建曹鑫中国船舶集团有限公司第十二研究所陕西兴平713102 重庆江增船舶重工有限公司重庆402263

涡轮是增压器上具有复杂曲面结构的高速旋转部件,质量要求高。采用ProCAST软件对大尺寸涡轮铸造工艺进行了仿真设计,实现了涡轮铸件铸造工艺的优化,并结合生产实际开展了细晶工艺研究,生产出组织、性能和尺寸精度满足要求的大尺寸涡轮... 详细信息

涡轮是增压器上具有复杂曲面结构的高速旋转部件,质量要求高。采用ProCAST软件对大尺寸涡轮铸造工艺进行了仿真设计,实现了涡轮铸件铸造工艺的优化,并结合生产实际开展了细晶工艺研究,生产出组织、性能和尺寸精度满足要求的大尺寸涡轮铸件。

关键词：工艺仿真涡轮铸造

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碳纤维H型截面支撑环脱模工艺仿真及优化

复合材料科学与工程 2024年

作者：刘佳鑫林再文邹志伟程显贺曹延君田涯 1.长春长光宇航复合材料有限公司 2.大连理工大学力学与航空航天学院长春长光宇航复合材料有限公司大连理工大学力学与航空航天学院

针对碳纤维H型截面支撑环（H环）结构件在模压工艺成型的脱模过程中发生断裂破坏的问题，提出了工艺仿真方法揭示了H环脱模过程中的破坏机理。该方法按照H环的工艺分区进行分块独立建模，分区之间通过胶粘连接方式模拟。首先采用该方法... 详细信息

针对碳纤维H型截面支撑环（H环）结构件在模压工艺成型的脱模过程中发生断裂破坏的问题，提出了工艺仿真方法揭示了H环脱模过程中的破坏机理。该方法按照H环的工艺分区进行分块独立建模，分区之间通过胶粘连接方式模拟。首先采用该方法分析了H环在初始脱模方案下各阶段的损伤状态，验证了本文方法的正确性和有效性，然后对H环脱模顺序进行优化，在确定新脱模方案后，后续生产的H环使用该脱模方案均顺利出模，并满足GJB2895-B级质量要求，再次验证了该工艺仿真方法对模压工艺成型脱模预测的有效性和实用性。

关键词：碳纤维复合材料工艺仿真模压成型工艺优化有限元分析

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自动化生产线工业机器人的装调工艺仿真

武汉工程职业技术学院学报 2024年第2期36卷 39-43页

作者：骆峰杨帆胡菡李智武汉软件工程职业学院机械工程学院湖北武汉430205

在自动化生产线安装调试工作中,工业机器人的装调费时费力且难以迅速满足生产线工艺要求,提出了使用Process Simulate软件对自动化生产线中的工业机器人进行工艺仿真的解决方案。文章介绍了使用Process Simulate软件对自动化生产线中的... 详细信息

在自动化生产线安装调试工作中,工业机器人的装调费时费力且难以迅速满足生产线工艺要求,提出了使用Process Simulate软件对自动化生产线中的工业机器人进行工艺仿真的解决方案。文章介绍了使用Process Simulate软件对自动化生产线中的工业机器人进行工艺仿真的基本方法和过程,从而实现工业机器人装调效率和自动化生产线生产效率的提高。

关键词：工业机器人工艺仿真安装调试 Process Simulate 虚拟仿真

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纤维缠绕管的挂钉工艺参数研究

纤维复合材料 2024年第2期41卷 78-84页

作者：陈东方崔启玉张恒任俊伟中车青岛四方机车车辆股份有限公司青岛266111 北京创联智软科技有限公司北京100027

小缠绕角度的纤维缠绕圆管,因缠绕转向区长度过长而常采用挂钉缠绕工艺。转向区长度是挂钉缠绕工艺的关键技术参数,其由圆管直径、缠绕角、摩擦系数决定。除此之外,纤维缠绕挂钉工艺参数还包括转向区(挂钉区)的挂钉轴向排数、挂钉轴向... 详细信息

小缠绕角度的纤维缠绕圆管,因缠绕转向区长度过长而常采用挂钉缠绕工艺。转向区长度是挂钉缠绕工艺的关键技术参数,其由圆管直径、缠绕角、摩擦系数决定。除此之外,纤维缠绕挂钉工艺参数还包括转向区(挂钉区)的挂钉轴向排数、挂钉轴向位置、挂钉环向钉距(或钉数)、挂钉的钉高钉径等工艺参数。本文通过纤维缠绕基础理论公式和数值模拟仿真方法,研究缠绕角度、摩擦系数对于缠绕转向区转长直径比的影响变化规律,使得工程师可以快速根据缠绕角和摩擦系数计算出转长直径比,进而结合圆管直径评估出转向区长度。通过公式计算和软件模拟验证,54.7°缠绕角且0.12摩擦系数时,转长直径比为0.94;45°缠绕角且0.12摩擦系数时,转长直径比为1.73。最后基于临界转长直径比(k_(L)=1),给出圆管类纤维缠绕工艺的三种技术路线,即传统圆管缠绕工艺、柱面转向挂钉工艺、端面转向挂钉工艺。

关键词：纤维缠绕工艺仿真转长直径比挂钉缠绕工艺

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基于Unity3D的草坪毯修补机器人半物理仿真系统

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东华大学学报（自然科学版） 2024年第1期50卷 85-92页

作者：吴昊邹鲲唐龙闵康尧东华大学机械工程学院上海201620

机电一体化纺织机械的研发普遍存在现场调试工作量大、周期长及成本高等问题,针对目前主流仿真软件存在的三维展示效果差,或实时性不足,或无法连接机械电子软件进行综合仿真等缺点,研究设计了一套半物理仿真系统。基于Unity3D虚拟现实... 详细信息

机电一体化纺织机械的研发普遍存在现场调试工作量大、周期长及成本高等问题,针对目前主流仿真软件存在的三维展示效果差,或实时性不足,或无法连接机械电子软件进行综合仿真等缺点,研究设计了一套半物理仿真系统。基于Unity3D虚拟现实引擎搭建了仿真平台,以仿真电路板为载体,实现了虚拟机械与控制系统间数据的实时交互;以草坪毯自动修补机器人为仿真对象,证明该半物理仿真系统具有较好的实时性及三维展示效果;通过输出修补机器人关键结构的运动时序图、空间轨迹图,验证了修补机器人机电系统的工艺仿真可行性,可替代部分现场调试工作,减少工作量、缩短研发周期、节约成本,提高设备的研发效率。

关键词：半物理仿真系统草坪毯修补仿真电路板工艺仿真 Unity3D 机器人

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基于仿真模拟的污水厂工艺优化及运行管理

中国给水排水 2023年第19期39卷 69-74页

作者：匡科常颖孙伟刘宝建王广华广州市净水有限公司广东广州510163 广州市市政工程设计研究总院有限公司广东广州510060

基于活性污泥工艺模拟软件建立了某污水厂旱季和雨季时多级AO(多点进水)工艺的数学模型,经校核率定后优化了MLSS、进水比例和好氧池DO等运行参数,形成了旱季和雨季最佳的运行策略,使出水水质进一步提升,且降低了曝气和药剂投加的运行成... 详细信息

基于活性污泥工艺模拟软件建立了某污水厂旱季和雨季时多级AO(多点进水)工艺的数学模型,经校核率定后优化了MLSS、进水比例和好氧池DO等运行参数,形成了旱季和雨季最佳的运行策略,使出水水质进一步提升,且降低了曝气和药剂投加的运行成本,达到了节能降耗的目标。结果表明,旱季和雨季生化池MLSS应分别控制在3.5~4和3~3.5 g/L范围内的较低水平;适当增加缺氧Ⅰ区的进水比例;在保证不出现亚硝酸盐积累的情况下,尽量降低两个好氧区DO,且优先考虑调整好氧Ⅰ区的DO。优化后,旱季出水氨氮、TN分别从0.10和8.03 mg/L降至0.06和7.24 mg/L,曝气量和硫酸铝药剂投加量分别减少14.3%和6.25%;雨季出水氨氮和TN分别从0.12和7.50 mg/L降低至0.06和6.77 mg/L,曝气量减少8.94%。

关键词：污水厂工艺仿真节能减排运行优化季节性

基于CT图像的织物渗透率预测及扩张段工艺仿真

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基于CT图像的织物渗透率预测及扩张段工艺仿真

作者：曹鹏军武汉理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着商业航天事业的蓬勃发展和树脂传递模塑成型(Resin Transfer Molding,RTM)工艺制备的复合材料在航天器件上的大量应用,采用仿真手段对RTM工艺进行先行设计成为人们研究的重点,而渗透率作为影响该工艺过程的重要参数也引来研... 详细信息

近年来,随着商业航天事业的蓬勃发展和树脂传递模塑成型(Resin Transfer Molding,RTM)工艺制备的复合材料在航天器件上的大量应用,采用仿真手段对RTM工艺进行先行设计成为人们研究的重点,而渗透率作为影响该工艺过程的重要参数也引来研究者们的关注。本文主要基于Micro CT技术对五枚缎纹织物细观结构进行分析和渗透率预测,再结合工艺仿真技术对扩张段RTM成型工艺进行分析。首先,建立了一种方法以确定进行织物Micro CT扫描的最合适分辨率。利用编写的Python程序将五枚缎纹织物理想单胞几何模型转换为与CT扫描结果等效的二维图像序列,研究不同分辨率二维切片对织物单胞结构、渗透率表征结果的影响,从而确定了本文所用缎纹织物最合适的Micro CT扫描分辨率参数为15μm,并使用此分辨率对碳纤维五枚缎纹织物进行了Micro CT扫描实验。其次,基于CT图像进行织物细观结构分析和渗透率预测。对获取的织物Micro CT二维切片进行切片方向矫正与重构、图像降噪、阈值分割以及Fiji软件半自动手动分割提取等操作,利用处理后的CT图像和孔隙网络模型对织物进行了细观结构分析;基于织物CT图像进行了织物厚度方向渗透率预测,并与实验测试值进行了对比。结果表明:织物孔隙结构具有周期性和离散性并存的特点,即织物束间孔隙率沿织物三个主方向均呈周期性变化,且不同位置单胞具有相似的孔隙半径分布、喉道半径分布和喉道长度分布,同时又具有各不相同的孔隙数量、孔隙总体积、孔隙连通性以及孔隙迂曲程度。经向纤维束路径的面外波动参数、截面扭转角呈周期性波动变化,纤维束截面形状参数变化主要与受压程度、嵌套程度有关;基于CT图像所得的束内单丝体积分数均值为69.8%、纤维体积分数均值为58.2%,通过宏观实验获取的纤维体积分数为57.8%。由于织物自身结构的离散性,即使在同一压缩厚度下,同一织物不同位置单胞的厚度方向渗透率也各不相同,孔隙连通性好、孔隙率大且孔隙迂曲程度较小的织物单胞部分的渗透性较好;实验所测厚度方向渗透率均值为1.25×10 m,基于CT图像预测的厚度方向渗透率均值为1.18×10 m,两者较为吻合,误差仅5.6%。最后,进行了复合材料扩张段RTM工艺仿真分析。针对复合材料扩张段的LCM成型工艺,设计了一段式注胶、两端同时注胶、小端-分段式多点注射、大端-分段式多点注射以及大端-分段式线注射等方案,并采用PAM-RTM进行了工艺仿真,对比、分析了各方案的充模时间和孔隙分布。结果表明:一段式注胶方案充模效率最低;两端同时注射易造成树脂对流交汇,使孔隙难以排出。采用分段注射时,从扩张段大端进行注射的效果更佳;大端-分段多点注射的孔隙含量较少,但总注胶时间长;分段线注射充模效率高,但成型制品时微观孔隙含量高。

关键词：渗透率预测织物细观结构 Micro CT图像树脂传递模塑成型工艺仿真

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数控弯管模具参数化设计及工艺仿真

数控弯管模具参数化设计及工艺仿真

作者：马志友沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

飞机导管零件分布在飞机的各个系统中,主要包括:液压、燃油、环控、供氧系统等。在航空制造中,利用数控弯管机加装弯管模具弯制导管,不同参数的导管需要不同的弯管模具。弯管模具设计过程中,不仅需要考虑弯管工艺,而且依赖设计人员的知... 详细信息

飞机导管零件分布在飞机的各个系统中,主要包括:液压、燃油、环控、供氧系统等。在航空制造中,利用数控弯管机加装弯管模具弯制导管,不同参数的导管需要不同的弯管模具。弯管模具设计过程中,不仅需要考虑弯管工艺,而且依赖设计人员的知识和经验。由于飞机制造过程中需要大量的导管,从而需要大量的模具,这就要求设计人员重复设计结构相似的弯管模具,费时费力,消耗设计人员的精力,影响设计质量。同时在导管的弯制过程中,存在复杂构型管件与数控弯管机或工作环境中其他物体发生碰撞的问题。基于上述背景,本文做了以下研究:基于CAA(Component Application Architecture)对CATIA进行二次开发,结合数控弯管模具设计准则,完成数控弯管模具快速设计系统的开发。主要内容有:基于弯管模具设计准则确定模具结构方案;基于弯管模具尺寸数据库以及尺寸关联关系设计模具;基于坐标系快速装配标准件;基于CATIA零件设计模块的弯管工艺仿真;基于CATIA空间分析模块完成弯管工艺碰撞干涉检查。应用上述开发的数控弯管模具快速设计系统设计数控弯管模具,通过手动输入导管驱动参数,程序自动计算、读取模具尺寸数据,判断模具结构方案,完成模具的参数化设计以及标准件的装配。弯管模具的设计效率得到了很大的提升,有效的缩短了设计时间。再通过弯管工艺仿真模块,导入目标管件数据,生成弯管工艺仿真动画,检测管件弯制过程中是否会发生碰撞干涉,减少材料损耗、避免损坏机床。

关键词：数控弯管模具 CAA二次开发参数化设计工艺仿真干涉检查

基于Unity3D的卷绕机半物理仿真系统研究

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Journal of Donghua University(English Edition) 2024年第3期41卷 298-307页

作者：唐龙邹鲲东华大学机械工程学院上海201620

机电一体化产品在研发过程中普遍面临现场调试工作量大、周期长和成本高等问题,而且目前主流的仿真软件功能较为单一。因此,研究设计了一套兼具实时性和三维展示效果、能够连接机械电子软件的半物理仿真系统。其以卷绕机为仿真对象,利用... 详细信息

机电一体化产品在研发过程中普遍面临现场调试工作量大、周期长和成本高等问题,而且目前主流的仿真软件功能较为单一。因此,研究设计了一套兼具实时性和三维展示效果、能够连接机械电子软件的半物理仿真系统。其以卷绕机为仿真对象,利用Unity3D搭建虚拟仿真平台,通过电路板实现虚拟仿真平台与控制系统间数据的实时交互。通过输出卷绕过程中关键结构的运动时序和空间轨迹图,验证了卷绕机机电系统的工艺仿真可行性。研究结果表明,该系统可替代部分现场调试工作,提高研发效率。

关键词：半物理仿真卷绕机实时性 Unity3D 三维展示仿真电路板工艺仿真