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结构化砂轮磨削加工工件表面形貌建模与实验研究

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中国机械工程 2023年第22期34卷 2711-2720页

作者：易军易涛陈冰邓辉周炜湖南科技大学机电工程学院湘潭411201 难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室湘潭411201

通过对砂轮表面进行实际测量,利用粗糙表面建模方法,考虑砂轮结构化特征参数对砂轮表面连续性的影响,建立了直槽结构化砂轮表面形貌模型;在此基础上,根据砂轮-工件运动学关系以及切削刃的轨迹方程,建立了磨削后工件表面微观形貌的预测... 详细信息

通过对砂轮表面进行实际测量,利用粗糙表面建模方法,考虑砂轮结构化特征参数对砂轮表面连续性的影响,建立了直槽结构化砂轮表面形貌模型;在此基础上,根据砂轮-工件运动学关系以及切削刃的轨迹方程,建立了磨削后工件表面微观形貌的预测模型。开展了直槽结构化电镀CBN砂轮和直槽结构化钎焊CBN砂轮磨削实验,结果表明,磨削后工件轮廓高度算术平均值Ra预测结果与实验结果的相对误差均不超过10%,工件最大轮廓高度Rz预测结果与实验结果的相对误差均不超过12%,验证了预测模型的正确性。研究了不同结构化特征参数对工件表面形貌的影响规律,发现当砂轮开槽宽度相同时,砂轮断续比增大会导致工件表面粗糙度增大;而断续比相同时,因槽宽变化而引起的工件表面粗糙度波动较小。此外,砂轮本身的粗糙程度也是决定磨削后工件表面粗糙度的重要因素,涉及的砂轮表面形貌三个表征参数中,砂轮表面高度的偏态对磨削后工件表面粗糙度的影响程度最大。

关键词：结构化砂轮砂轮表面形貌工件表面形貌计算机模拟

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基于近似熵铝合金脉冲MIG焊过程稳定性分析

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焊接学报 2010年第1期31卷 101-104页

作者：黄健康石玗聂晶樊丁兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点试验室兰州730050 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点试验室兰州730050

为确定铝合金脉冲MIG(P-MIG)焊过程稳定性,根据近似熵的理论,对铝合金脉冲MIG焊中的电压信号进行近似熵分析,通过对不同焊接速度、送丝速度与占空比的焊接工艺参数下的电压信号近似熵的计算与比较.结果表明,利用电弧电压信号的近似熵分... 详细信息

为确定铝合金脉冲MIG(P-MIG)焊过程稳定性,根据近似熵的理论,对铝合金脉冲MIG焊中的电压信号进行近似熵分析,通过对不同焊接速度、送丝速度与占空比的焊接工艺参数下的电压信号近似熵的计算与比较.结果表明,利用电弧电压信号的近似熵分析可以衡量铝合金脉冲MIG焊接过程稳定性,平均近似熵值小,标准方差小,其焊接过程比较稳定;平均近似熵值大,标准方差大,其焊接过程不稳定.

关键词：脉冲MIG过程近似熵工艺参数稳定性

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齿根三维粗糙表面的应力集中系数计算研究

机械工程学报 2021年第21期57卷 182-188页

作者：何玉辉胡航唐进元周炜中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083 湖南科技大学难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室湘潭411201

考虑粗糙表面影响因素的齿轮齿根处应力集中系数计算是齿轮弯曲疲劳寿命精准预估的难题,以磨削喷丸后的直齿轮为研究对象,研究粗糙表面下的齿根应力与应力集中计算问题。采用白光干涉仪Wyko NT9100对磨削喷丸齿根粗糙表面进行测量,得到... 详细信息

考虑粗糙表面影响因素的齿轮齿根处应力集中系数计算是齿轮弯曲疲劳寿命精准预估的难题,以磨削喷丸后的直齿轮为研究对象,研究粗糙表面下的齿根应力与应力集中计算问题。采用白光干涉仪Wyko NT9100对磨削喷丸齿根粗糙表面进行测量,得到粗糙表面形貌数据,基于空间坐标变换原理,使用Python对有限元软件进行二次开发,通过调整齿根细化网格节点坐标实现了齿根表面粗糙形貌的添加工作,建立了齿根过渡曲面三维粗糙表面有限元模型并进行仿真分析。通过数值计算得到三维粗糙表面参数下的齿根应力分布与应力集中系数,对粗糙表面参数与应力集中系数的关联规律进行非线性回归分析,建立粗糙表面参数与应力集中系数的关联规律。结果表明,粗糙表面参数S_(a)、S_(v)、S_(10z)拟合应力集中系数得到拟合公式的相关系数分别为0.799,0.784,0.914,十点区域高度参数S_(10z)能较好地表征齿根表面的应力集中。

关键词：齿根粗糙表面应力集中系数计算方法喷丸

面向清洁生产的磨削工艺方案多层多目标优化模型及应用

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中国机械工程 2022年第5期33卷 589-599页

作者：吕黎曙邓朝晖刘涛万林林湖南科技大学机电工程学院湘潭411201 难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室湘潭411201

为了实现磨削过程的节能减排,提出了一种面向清洁生产的磨削工艺方案多层多目标优化模型。从清洁生产“三流(物料流、能量流、环境排放流)”的角度建立了面向清洁生产的磨削能耗与碳排放模型。从工艺路线和工序工艺参数层建立了以磨削... 详细信息

为了实现磨削过程的节能减排,提出了一种面向清洁生产的磨削工艺方案多层多目标优化模型。从清洁生产“三流(物料流、能量流、环境排放流)”的角度建立了面向清洁生产的磨削能耗与碳排放模型。从工艺路线和工序工艺参数层建立了以磨削能耗、磨削碳排放和磨削时间为目标的多层多目标优化模型,采用基于层次分析法和客观赋权法(CRITIC)法组合赋权的改进遗传算法进行优化求解。以某轴承套圈为研究对象进行磨削工艺实验,结果表明:通过算法优化得到的加工方案相较于传统的加工方案,在工艺层面节约了6.48%的加工时间、降低了42.81%的能耗、减少了8.26%的碳排放;在工序层面缩短了25%的磨削时间、降低了18.84%的能耗、减少了8.69%的碳排放。结果验证了模型和方法的有效性。最后依据上述研究结果提出了相应的节能减排策略。

关键词：磨削优化模型能耗碳排放清洁生产

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微藻蛋白质的提取纯化及其在食品应用中的现状与挑战

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食品工业科技 2025年

作者：张林彤杨雅丹艾依涵柳鑫李晋杰武汉轻工大学食品科学与工程学院大宗粮油精深加工教育部重点实验室军事科学院系统工程研究院

微藻蛋白作为一种新兴的植物基蛋白源，因其丰富的营养价值，近年来在食品工业中备受关注。本研究综述了微藻蛋白的营养特性，包括其高蛋白质含量、良好的氨基酸组成、抗氧化性等理化性质，分析了微藻蛋白的提纯工艺、在食品领域中的应... 详细信息

微藻蛋白作为一种新兴的植物基蛋白源，因其丰富的营养价值，近年来在食品工业中备受关注。本研究综述了微藻蛋白的营养特性，包括其高蛋白质含量、良好的氨基酸组成、抗氧化性等理化性质，分析了微藻蛋白的提纯工艺、在食品领域中的应用现状，并概述了微藻蛋白在商业化发展中面临的若干挑战，主要包括高生产成本、感官特性如风味和质地的改善需求等。为进一步推动微藻蛋白的广泛应用，提出未来研究应聚焦于生产工艺的优化、风味改善技术的创新以及其功能性特性的提升。

关键词：微藻蛋白功能特性食品应用挑战生产工艺

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一种基于峰谷数据映射的粗糙度轮廓重构方法

机械工程学报 2023年第17期59卷 268-278页

作者：周炜赵岱岩唐进元湖南科技大学难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室湘潭411201 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083

表面粗糙度具有较强随机与无序性,如何有效地模拟其统计特征是开展微尺度界面使役性能预测与优化的前提。为解决现有重构方法在效率、精度和稳定性方面无法兼备的问题,以采样峰谷分布之间数据映射关系为特征载体,提出一种可保留粗糙度... 详细信息

表面粗糙度具有较强随机与无序性,如何有效地模拟其统计特征是开展微尺度界面使役性能预测与优化的前提。为解决现有重构方法在效率、精度和稳定性方面无法兼备的问题,以采样峰谷分布之间数据映射关系为特征载体,提出一种可保留粗糙度形貌和统计参数、微凸体分布的重构新方法。针对理想高斯和实测非高斯加工表面,对所提方法重构效果进行了讨论,并与现有重构方法进行了对比分析。结果表明:所提方法优化了峰谷映射过程,克服了在自相关分布形式、相关长度和Johnson转换等方面的限制,能适应各种不同类型表面的重构,较其他方法在重构效率、精度和稳定性方面均具显著优势。

关键词：粗糙度粗糙表面表面形貌重构建模

高功率脉冲和脉冲直流磁控共溅射CrAlN薄膜的研究

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表面技术 2019年第4期48卷 137-144页

作者：郭玉垚王铁钢李柏松刘艳梅蒙德强许人仁天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室天津300222

目的通过掺杂适量Al元素来固溶强化Cr N薄膜,从而提高薄膜的抗氧化性能和热稳定性。方法采用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合镀膜技术制备了Cr Al N薄膜,利用XRD、纳米压痕仪、应力仪、摩擦磨损试验机系统地研究了不同基体偏... 详细信息

目的通过掺杂适量Al元素来固溶强化Cr N薄膜,从而提高薄膜的抗氧化性能和热稳定性。方法采用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合镀膜技术制备了Cr Al N薄膜,利用XRD、纳米压痕仪、应力仪、摩擦磨损试验机系统地研究了不同基体偏压对CrAlN涂层结构和力学性能的影响。结果所有CrAlN涂层均以fcc-(Cr,Al)N相为主,且随着基体偏压的增加,沿(111)晶面生长的衍射峰逐渐减弱,并向小角度偏移;薄膜压应力显著增加,最大值为-2.68GPa;薄膜硬度先上升后下降,在基体偏压为-30V时,硬度达到最大值22.3 GPa;H/E值和H3/E*2值随着基体偏压的增加,近似线性增大,当偏压为-120 V时,均达最大值0.11、0.21 GPa,同时摩擦系数和磨损率逐渐减小。结论当基体偏压为-120 V时,CrAlN薄膜具有最佳的耐磨性能,H/E和H3/E*2在一定程度上可评价涂层的耐磨性。

关键词：高功率脉冲磁控溅射脉冲直流磁控溅射 CrAlN薄膜力学性能磨擦磨损性能

齿根过渡圆弧对全齿槽成形磨削温度和残余应力影响的研究

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中国机械工程 2022年第11期33卷 1278-1286页

作者：易军龚志锋易涛周炜难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室湘潭411201 湖南科技大学机电工程学院湘潭411201

在齿轮全齿槽成形磨削过程中,考虑相邻三个热源(齿底热源、过渡圆弧热源、齿廓热源)的耦合效应,建立了磨削温度场的三维有限元仿真模型,计算了全齿槽成形磨削温度,并在此基础上,采用基于热-结构耦合的有限元方法计算了磨削引起的残余应... 详细信息

在齿轮全齿槽成形磨削过程中,考虑相邻三个热源(齿底热源、过渡圆弧热源、齿廓热源)的耦合效应,建立了磨削温度场的三维有限元仿真模型,计算了全齿槽成形磨削温度,并在此基础上,采用基于热-结构耦合的有限元方法计算了磨削引起的残余应力,分析了磨削温度场和残余应力场的分布特征,以及齿根过渡圆弧的大小对磨削温度和磨削后齿根处残余应力分布的影响。结果表明,过渡圆弧半径对磨削温度的影响相对较小,但对齿根处残余应力的影响较大;与没有过渡圆弧的齿槽相比,当过渡圆弧半径超过2 mm时,磨削后齿根最大残余应力降低20%以上。实验测量结果与有限元仿真结果一致,证明了模拟结果的正确性。

关键词：成形磨削齿轮齿根过渡圆弧磨削温度残余应力

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低速流体边界层分离检测试验

机械工程学报 2008年第1期44卷 139-143页

作者：刘奎苑伟政钟军威邓进军姜澄宇西北工业大学微/纳米系统试验室西安710072

结合边界层分离点附近的切应力变化规律,对边界层分离特性进行研究,确定边界层分离点的判定依据。采用分立元件通过表面贴装工艺来实现柔性微型热膜传感器阵列的集成,并研究该传感器阵列中敏感元件、柔性衬底的设计及传感器的排布,解决... 详细信息

结合边界层分离点附近的切应力变化规律,对边界层分离特性进行研究,确定边界层分离点的判定依据。采用分立元件通过表面贴装工艺来实现柔性微型热膜传感器阵列的集成,并研究该传感器阵列中敏感元件、柔性衬底的设计及传感器的排布,解决柔性传感器阵列对微细加工工艺要求较高的难题。根据边界层分离点判定依据,在低速风洞试验中对传感器阵列的性能和传感器阵列输出信号采用统计量算法和傅里叶变换功率谱算法进行处理判断,并与计算流体力学仿真结果对比,结果表明制造的微型热敏传感器阵列能够实现对流体边界层分离位置的在线测量。

关键词：边界层分离切应力柔性阵列风洞试验