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变高度构件辊模成形有限元仿真

塑性工程学报 2018年第2期25卷 137-146页

作者：阳振峰管延智李强王海波北方工业大学机械与材料工程学院北京100144 北京市变截面辊弯成形工程技术研究中心北京100144

利用ABAQUS软件对变高度构件辊模成形过程进行有限元仿真。基于动力显示算法，使用固定模具，轧辊一边平动一边旋转的模拟方式，建立变高度构件辊模成形有限元模型。分析了模型建立过程中成形速度选择对计算时问的影响，分析步、接触方... 详细信息

利用ABAQUS软件对变高度构件辊模成形过程进行有限元仿真。基于动力显示算法，使用固定模具，轧辊一边平动一边旋转的模拟方式，建立变高度构件辊模成形有限元模型。分析了模型建立过程中成形速度选择对计算时问的影响，分析步、接触方式和边界条件设置等关键问题。对成形后构件的等效应力、等效塑性应变的特点做了重点分析。得到了轧辊成形反力、转矩大小随时间变化的规律。对比了Q235和QP980两种材料的模拟成形结果，并通过实验，验证了有限元模型的有效性，为类似构件的辊模成形工艺开发提供了参考。

关键词：辊模成形变高度缺陷预测有限元轧辊反力

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基于共形几何代数的空间并联机构位置正解

北京航空航天大学学报 2017年第12期43卷 2377-2381页

作者：黄昔光黄旭北方工业大学机械与材料工程学院北京100144 北方工业大学柔性变截面辊弯成形北京市工程技术研究中心北京100144

将共形几何代数(CGA)引入空间并联机构位置正解中,提出了一种空间3-RPS并联机构位置正解新算法。以任意一条支链轴线与静平台平面的夹角为待求变量,基于点的CGA表达方法建立了该支链与动平台连接的铰接点关于待求变量的数学表达式;通过... 详细信息

将共形几何代数(CGA)引入空间并联机构位置正解中,提出了一种空间3-RPS并联机构位置正解新算法。以任意一条支链轴线与静平台平面的夹角为待求变量,基于点的CGA表达方法建立了该支链与动平台连接的铰接点关于待求变量的数学表达式;通过2次构造2个空间球和1个平面的外积,分别获得动平台其余2个铰接点的点对;利用距离公式,只需简单的平方运算可直接推导出该问题关于待求变量的一元16次输入输出方程,进而获得了该机构的全部16组解析解,无增无漏。该方法没有繁琐的坐标变换和矩阵计算,以及复杂的多元高次非线性方程组消元求解。通过数字实例计算表明,求解过程较清晰地揭示出机构运动的几何特点,几何直观性好。

关键词：共形几何代数(CGA) 空间并联机构位置正解输入输出方程解析解

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固体颗粒撒施无人机槽轮结构优化设计与试验

农机化研究 2025年第3期47卷 146-155页

作者：韩玉宝姬江涛张瑞瑞张林焕贺智涛陈立平伊铜川吴明齐高亮亮河南科技大学农业装备工程学院河南洛阳471003 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 农芯(南京)智慧农业研究院有限公司南京211800

针对现有槽轮式排肥器存在低转速下脉动性强,难以满足无人机稳定变量施肥作业需求的问题,开展了排肥器关键部件参数的优化设计与研究,设计了9种不同凹槽形状和螺旋升角的排肥槽轮。同时,采用离散元方法仿真测试了各槽轮在低转速下排量... 详细信息

针对现有槽轮式排肥器存在低转速下脉动性强,难以满足无人机稳定变量施肥作业需求的问题,开展了排肥器关键部件参数的优化设计与研究,设计了9种不同凹槽形状和螺旋升角的排肥槽轮。同时,采用离散元方法仿真测试了各槽轮在低转速下排量范围和排肥时的稳定性,并开展了因素之间的交互作用判别试验和正交试验。试验结果显示:槽轮截面形状与螺旋升角之间存在交互作用,槽轮转速和螺旋升角对排肥脉动幅度的影响显著。最终,确定最佳槽轮结构参数组合:槽轮凹槽形状为偏心槽型,螺旋升角为60°。室内台架试验结果表明:槽轮转速和施肥速率具有较高的线性度,槽轮的截面形状和槽轮螺旋升角对不同转速下的排肥速率的影响均显著,相比台架试验和仿真试验测量的平均施肥速率,平均相对偏差为5.32%;在优化参数下,不同转速槽轮的排肥速率变异系数均小于1.20%,满足了无人机施肥的要求。

关键词：无人机追肥排肥器槽轮参数优化设计

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高温变比例双向拉伸试验机测控系统研究

电子测量与仪器学报 2019年第4期31卷 95-102页

作者：管延智冯帅董亚星薛维强北方工业大学机械与材料工程学院北京100144 北京市变截面辊弯成型工程技术研究中心北京100144

获得金属材料高温条件下的双向拉伸力学性能,是研究超高强钢局部加热变截面辊弯成形机理的前提,以材料热双向拉伸试验的核心需求为背景,研发一套能够获取材料在不同温度、不同加载路径下的力学特性实验设备。通过对比不同的加热方式,最... 详细信息

获得金属材料高温条件下的双向拉伸力学性能,是研究超高强钢局部加热变截面辊弯成形机理的前提,以材料热双向拉伸试验的核心需求为背景,研发一套能够获取材料在不同温度、不同加载路径下的力学特性实验设备。通过对比不同的加热方式,最终采用PID控制高频电磁加热方式,实现对试件加热区恒温控制;开发视频引伸计,代替接触式引伸计,检测试件测量区的实时形变量;根据实验要求,基于PID算法,对双向四轴进行速度规划,实现变比例载荷控制。对QP1180超高强钢在350℃下进行7组不同加载比例的双向拉伸试验。对试验结果进行误差分析,温度控制平均误差0. 30%,视频引伸计测量标定误差0. 71%,变比例载荷控制平均误差0. 56%。结果表明,该热双向拉伸试验机方案有效,控制精度达到实验要求,具有一定的工程应用价值。

关键词：电磁加热双向拉伸视频引伸计图像处理 QP1180

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产品几何规范中非理想表面的多尺度表征

光学精密工程 2016年第7期24卷 1647-1654页

作者：石照耀姜海洋张敏北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心

考虑目前多数计算机辅助公差工具仅能针对具有理想几何表面的CAD模型,无法从物理几何角度真正反映制造误差,本文研究了非理想表面的多尺度表征,提出了一种能够表征产品表面及其截面轮廓宏观及微观多尺度形貌误差的非理想表面模型。首先... 详细信息

考虑目前多数计算机辅助公差工具仅能针对具有理想几何表面的CAD模型,无法从物理几何角度真正反映制造误差,本文研究了非理想表面的多尺度表征,提出了一种能够表征产品表面及其截面轮廓宏观及微观多尺度形貌误差的非理想表面模型。首先,提出了一种利用离散小波实现形貌误差多尺度仿真的方法;其次,针对实际工件,利用离散小波对其表面及截面轮廓采样数据进行形貌误差多尺度仿真;最后,对形貌误差各尺度成分进行合成,得到具有多尺度形貌误差成分的工件三维表面及其二维截面轮廓的非理想表面模型。仿真及实验结果表明:利用提出方法可以实现具有多尺度形貌误差的非理想表面模型表征;仿真所得粗糙度R;值与白光干涉仪测量所得值的平均相对误差不超过4%。得到的结果证明了提出方法的正确性和可行性,为更加全面地表征产品的非理想表面模型提供了有效途径。

关键词：产品几何技术规范非理想表面模型离散几何小波分析多尺度表征

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ZC1蜗杆齿廓测量测头对准误差修正

光学精密工程 2024年第1期32卷 53-61页

作者：万辉汤洁石照耀北京工业大学材料与制造学部、北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心北京100124

测头对准误差对齿轮测量中心ZC蜗杆齿廓偏差测量结果的影响较大,需要建立测头对准误差修正方法。基于ZC1蜗杆齿面方程,建立了蜗杆轴向齿廓测量误差模型,修正得到轴截面上齿廓测量点的轴向坐标,再依据精度标准评定得到蜗杆齿廓偏差,并分... 详细信息

测头对准误差对齿轮测量中心ZC蜗杆齿廓偏差测量结果的影响较大,需要建立测头对准误差修正方法。基于ZC1蜗杆齿面方程,建立了蜗杆轴向齿廓测量误差模型,修正得到轴截面上齿廓测量点的轴向坐标,再依据精度标准评定得到蜗杆齿廓偏差,并分析了蜗杆的不同头数、模数和分度圆直径对蜗杆轴向齿廓测量误差的影响规律。在齿轮测量中心上开展了蜗杆轴截面齿廓测量实验,测头对准误差对齿廓形状偏差的影响较小;测头对准误差修正前后齿廓测量总偏差的最大差异由1.2μm降为0.2μm;齿廓形状测量偏差的最大差异由0.5μm降为0.3μm;齿廓倾斜测量偏差的最大差异由2.5μm降为0.4μm。该方法可有效减小齿轮测量中心测头对准误差对蜗杆轴截面齿廓偏差测量的影响。

关键词：精密测量 ZC蜗杆测头对准误差修正齿轮测量中心

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注射成型聚碳酸酯厚度截面的残余应力分析

高分子学报 2017年第6期27卷 999-1007页

作者：郎建林王韬葛勇厉蕾颜悦北京航空材料研究院北京市先进运载系统结构透明件工程技术研究中心北京100095

通过光弹法定量测量了注射成型聚碳酸酯(PC)试样在厚度截面上的残余应力,并结合模具温度的变化与不对称分布,对厚度截面上的残余应力分布进行了详细的研究.结果表明,在厚度截面上,试样边缘分布较高的流动残余应力,芯部分布较高的热残余... 详细信息

通过光弹法定量测量了注射成型聚碳酸酯(PC)试样在厚度截面上的残余应力,并结合模具温度的变化与不对称分布,对厚度截面上的残余应力分布进行了详细的研究.结果表明,在厚度截面上,试样边缘分布较高的流动残余应力,芯部分布较高的热残余应力,两区域界面处为流动应力与热应力相互耦合而形成的低应力过渡区;模具温度低于120?C时,PC的残余应力随模具温度的变化并不明显;模具温度高于120?C时,PC的残余应力随模具温度的升高显著降低;不对称模具温度会导致在低模温侧高热残余应力区分布宽,在高模温侧高热残余应力区分布窄.此外,试样的翘曲随模具温度的升高而逐渐增加,不对称模具温度会导致较大的翘曲.

关键词：注射成型聚碳酸酯厚度截面残余应力模具温度

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TC4预合金粉末模壳热等静压成型技术

材料工程 2016年第7期44卷 32-36页

作者：朱郎平南海李建崇黄东罗倩北京航空材料研究院北京100095 北京市先进钛合金精密成型工程技术研究中心北京100095

对TC4预合金粉末进行模壳热等静压成型,并对成型构件的尺寸收缩、合金的微观组织、室温拉伸性能,以及合金/模壳界面微观结构进行了分析。结果表明:采用TC4预合金粉末模壳热等静压技术实现了构件的完整成形,合金致密度达到98%,粉末在致... 详细信息

对TC4预合金粉末进行模壳热等静压成型,并对成型构件的尺寸收缩、合金的微观组织、室温拉伸性能,以及合金/模壳界面微观结构进行了分析。结果表明:采用TC4预合金粉末模壳热等静压技术实现了构件的完整成形,合金致密度达到98%,粉末在致密化过程中,沿构件的长度及宽度方向收缩较少,沿厚度方向收缩较大,中心部位收缩率达到30%;成型得到的合金为细小均匀的网篮组织,片层周围分布少量等轴α相;合金塑性为铸造TC4合金的1.5倍以上,拉伸性能完全达到甚至超过锻件水平;粉末模壳热等静压工艺中,TC4合金与模壳之间无明显的界面反应,在构件表面存在10μm左右的疏松层。

关键词： TC4合金粉末成型模壳热等静压

二次注射成型光学制件厚度截面的残余应力分析

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材料工程 2020年第10期48卷 88-95页

作者：葛勇王博伦相宁王韬孙琦伟颜悦北京航空材料研究院北京市先进运载系统结构透明件工程技术研究中心北京100095

采用光弹法定量对比分析一次注射成型与二次注射成型光学制件在厚度截面上的残余应力。结果表明,一次注射成型和二次注射成型光学制件的截面残余应力分布均为双抛物线状,但后者的应力水平大于前者。同时,二次注射成型的PC/PC和PMMA/PMM... 详细信息

采用光弹法定量对比分析一次注射成型与二次注射成型光学制件在厚度截面上的残余应力。结果表明,一次注射成型和二次注射成型光学制件的截面残余应力分布均为双抛物线状,但后者的应力水平大于前者。同时,二次注射成型的PC/PC和PMMA/PMMA在界面处两侧的低应力层和零应力层消失,相反地,两层的界面处存在高应力峰。另外,与PMMA或PMMA/PMMA的双抛物线应力分布截然不同,PC/PMMA和PMMA/PC复合制件的PMMA层的残余应力表现为沿PMMA外侧面向界面方向逐渐增大的趋势。此外,PC和PMMA的注射顺序对二次注射成型复合制件的残余应力具有显著影响,主要体现在界面处和整个PC层。PC/PMMA的界面处应力明显高于PMMA/PC,且前者PC层靠近界面处仍存在低应力层和零应力层,而后者不存在此两种应力层。

关键词：二次注射成型聚碳酸酯聚甲基丙烯酸甲酯厚度截面残余应力