超声加工中局部共振机理的模拟试验研究

通过建立数学物理模型分析超声加工声学系统的动力学规律,探讨工具杆的局部共振现象,得出当工具杆发生局部共振时,变幅杆和工具杆连接处为位移节点,且此时系统处于谐振状态的结论;并推导了超声波发生器的可调频率范围与刀具杆的磨损率关系。试验利用细杆(45#)来模拟工具杆,验证了工具杆发生局部共振时,谐振频率相当接近工具杆一端固定、一端自由时的某一固有频率;并通过改变细杆的长度来模拟工具杆的磨损,验证了超声波发生器的可调频率范围与刀具杆的磨损率之间的关系。     

磨削弧区强化换热装置的改进

分析了难加工材料磨削弧区强化换热的机理；指出了磨削烧伤主要是由于弧区热密度达到临界点时，磨削液发生成膜沸腾无法进入弧区，热量无法疏导致；在分析现有换热方法存在的不中的基础上，提出了在磨前弧区引入径向高压水射流冲击强化换热技术开发高效磨削潜力的创新构思；创造性地设计了径向定向高压射流冲击强化换热方法和装置，该方法能有效冲破汽膜的阻挡，使磨削液顺利进进入弧区，把热量带走，取得了较好的实验结果，具有较高的应用价值。     

采用压电陶瓷传感器提高悬臂式镗杆的加工精度(英文)

由于悬臂式镗杆的刚度较低,镗削加工中容易产生加工误差。本文采用了误差在线检测与实时补偿的方法,以提高悬臂式镗杆的加工精度。通过应变片测试微量镗削加工中镗杆的变形,在线检测加工误差,用压电陶瓷传感器对加工误差进行实时补偿。镗刀和压电陶瓷传感器分别安装在杠杆式结构的微量镗杆的两端,这样镗杆的结构尺寸可以不受压电陶瓷传感器的影响,镗杆的长径比为８。     

ZC1蜗杆齿形磨削误差及其控制方法

控制由砂轮直径的变化所引起的蜗杆齿形误差,是磨削ZC1蜗杆过程中的关键问题.根据ZC1蜗杆磨削加工数学模型,分析了磨削过程中当砂轮直径发生变化时,蜗杆参数d1,m,z1对蜗杆齿形误差的影响规律.提出一种适合数值计算的ZC1蜗杆磨削砂轮修整原理和数学模型,通过实例证明提出的ZC1蜗杆砂轮磨削修整模型的正确性与可行性;为生产中减小ZC1蜗杆齿形磨削加工误差、实现ZC1蜗杆的高精度加工提供一种崭新的途径.     

片切磨削方法构造的自由曲面磨削支持系统

以操作者高效准确操作数控磨削中心为目的，开发了自由曲面磨削支持系统，进行了基于球头磨具的磨削中心基础研究。讨论了获得高精度曲面的加工要点，并提出了片切磨削方法。     

磨削加工的计算机模拟技术

由于磨粒形状和分布的随机性,使得预测磨削加工的结果难以实现。计算机模拟作为一种预测技术可望使磨削过程得到控制。本文从单颗磨粒出发利用计算机模拟技术来研究磨削加工过程。首先建立了砂轮地貌、磨削运动的描述、磨削力、磨削温度和砂轮磨损等模拟模型。在此基础上,在HP-1000小型机上开发了模拟软件。该软件能根据输入的磨削条件来模拟磨削加工过程,并以图表和曲线形式输出磨削结果。输出参数除了磨削基本参数外,还包括磨削力和磨削功率、表面粗糙度、磨削温度和砂轮的径向磨损等。最后把模拟结果与实验结果进行了比较,比较结果表明两者基本一致,这证明了模拟技术对磨削机理的研究和磨削结果的预测是行之有效的。     

单颗磨粒切厚均匀化实现脆性材料延性域磨削技术

脆性材料磨削加工中容易出现表面亚表面损伤等质量问题,而且加工效率较低,这已经成为脆性材料产品大规模商品化生产的瓶颈。本文提出了一种新的工艺构想,即采用磨粒有序排布的砂轮及其精细的修整工艺实现单颗磨粒切厚均匀化,使得每颗磨粒都处于脆性材料的延性加工状态,从而实现脆性材料的延性域磨削。基于此构想,制作了磨粒有序排布的单层钎焊超硬磨料砂轮,并进行了一系列的修整和磨削试验,最后实现了氧化锆陶瓷的延性域磨削。实验证明该工艺方法可行,有效且可操作。     

杯形砂轮精密磨削WC-Co涂层的磨削力

使用杯形砂轮进行磨削,可以获得较高的加工效率和表面质量.但由于杯形砂轮的平面磨削方式与普通外圆砂轮平面磨削存在差异,故传统的磨削力建模不适合杯形砂轮的平面磨削.为了从本质上解释杯形砂轮磨削力的各种现象,本文对杯形砂轮的磨粒切削过程进行了分析,提出了杯形砂轮有效磨削宽度的概念,分析了杯形砂轮磨削陶瓷涂层时的磨削力,建立了杯形砂轮精密磨削陶瓷涂层磨削力的理论公式.磨削力工艺试验结果验证了理论公式的有效性和正确性.     

纵振型超声振子的设计与有限元分析

利用压电陶瓷的逆压电效应,依据夹心式压电超声换能器的设计理论,设计了一款可用于旋转超声铣削加工的纵振型超声振子。采用PZFLex仿真软件对影响超声振子谐振频率的因素进行了仿真研究,结果表明:超声振子谐振频率随刀具有效长度和过渡圆柱长度的增加而减小,随预紧螺栓长度和后端盖孔深度的增加而增大。根据仿真结果加工了纵振型超声振子,并对振子进行阻抗分析,测得其谐振频率为17.41 kHz,实物测得的谐振频率与仿真模型中预测的误差为5.763 6%。最后,基于实物测得的谐振频率,在200 V电压激励下测得振子输出的纵向振幅为2.016μm,可以满足旋转超声铣削加工的要求,从而验证了模型的有效性,为超声振子的进一步优化设计提供依据。     

缓进给断续磨削时射流冲击强化磨削弧区换热的实验研究

在缓进给磨削时烧伤机理分析的基础上，提出了高压射流冲击强化磨削弧区换热的创新构想，并通过缓进给断续磨削时施加侧向射流冲击弧区的磨削实验研究其换热效果。实验结果表明，射流冲击强化换热技术确是提高弧区换热效率的有效方法，且射流速度越高，换热效果越好。该研究将在解决难加工材料磨削烧伤领域具有广阔的应用前景     

虚拟样机与天平研制

虚拟样机是一种数字产品模型,是一种新型的基于产品计算机仿真模型的数字化设计方法,是将目前的CAD、CAE等CAx技术结合在一起的一种集成技术,贯穿于产品生命周期的全过程。应用虚拟样机技术现已成功地完成了多台天平及其支撑系统的研制,其在风洞应变天平及其相关设备的研制中将发挥越来越重要的作用。     

风洞电液伺服控制系统频率特性的研究

针对拟建的某大型跨声速风洞中电液伺服系统的特点，按数学模型相似的方法建立模拟试验系统，让模拟系统具有与真实系统相近的数学模型，从而使两者具有相近的动态特性。在此基础上深入研究系统的频率响应特性。通过理论及对试验结果的分析，总结出伺服系统极限频宽与油缸推力和伺服阀流量的关系，并应用于对风洞电液伺服系统的设计。     

一种18脉冲隔离型变压整流器

多脉冲隔离型变压整流器因其具有结构简单、可靠性高、输入输出电气隔离、输入电流谐波小并可通过匝比变换实现自由变压变流等优势,在工业及航空领域有着广泛的应用。本文在传统的18脉冲自耦型变压整流器的基础上采用加原边三角形绕组的方式来构造18脉冲不对称式隔离型变压整流器,对其工作原理、输入电流特性和输出电压特性进行了详细的理论分析,并通过对变压器建立等效模型,着重讨论了变压器绕组等效电阻及交流侧漏感对输出电压外特性的影响,为进一步优化变压器设计提供了依据。在原理分析的基础上研制了1kW实验样机和200kW工程样机,并通过实验验证了理论分析的正确性。     

IGBT逆变式主电路的仿真研究

通过对全桥式ＩＧＢＴ逆变主电路的研究，论述了ＣＡＤ技术在电路设计中的应用前景，介绍ＩＧＢＴ全桥主电路的工作原理及ＩＧＢＴ、主变压器的数学模型，并对全桥主电路进行了仿真研究。实验结果表明，仿真波形与实际相符合，吸收参数对电路的影响比较小。     

一类具有时变参数不确定非线性系统的鲁棒控制

利用李亚普诺夫函数递推设计方法对一类含有未知时变参数不确定和干扰的非线性系统进行了控制器设计，所设计的控制器对于所有允许的不确定可保证闭环系统状态一致有界并收敛到一个紧集。文中给出了鲁棒控制器的设计算法及系统稳定的充分条件，并讨论了当不确定被看作系统的输入时，闭环系统具有ISS特性。因而，本文提出了一种克服不确定造成系统不稳定的方法，最后给出了一个仿真算例。仿真结果表明了所设计的控制器的有效性和较强的鲁棒性。     

基于GSM网络的干式变压器温控数据传输系统

本文介绍了基于GSM远程无线干式变压器温度数据传输系统的结构、原理与软硬件设计。     

DELMIA人机工程在飞机虚拟维修中的应用

以目前航空部门普遍采用的DELMIA软件为平台,介绍虚拟维修技术在飞机维修性设计中的作用,阐述基于DELMIA软件的交互式虚拟维修流程,以及其中的虚拟场景构建、维修仿真过程和维修性分析、评价技术。     

一种带有变压器辅助绕组的推挽正激软开关电路

在原有推挽正激软开关电路的基础上．提出了一种新颖的软开关电路拓扑，使主管开关实现了零电流关断。减小了开关管的关断损耗；谐振网络不处于主功率回路中，谐振回路环流能量小；同时通过改变变压器辅助绕组的匝比，使主管电流应力和副边整流管电压应力在实现ZCS的前提下尽可能低，提高了变换器的可靠性。文中具体说明了该变换器的工作原理，谐振网络参数的设计准则，并给出了时比实验波形和详细的分析过程。通过样机实验，验证了该方案的优．点与可行性。     

中点形成变压器的分析

本文分析了一种用于三相三线制形成三相四线制的变压器——中点形成变压器(NFT),详细阐述了NFT的原理、结构特点以及NFT在电路中的数学模型。NFT从原理上讲是一个变比为1的自耦变压器,其原副边使用一套绕组。原边接成Y接法,副边接成Y_0接法,从而形成了一个物理中点,完成三相三线制到三相四线制的转换。在三相负载不平衡时,使用NFT会使三相输出电压不平衡。本文一方面从理论上分析了这种不平衡程度同NFT的性能参数(零序阻抗)之间量的关系,从而在理论上提出了NFT的设计依据;另一方面又提出了旨在减少NFT零序阻抗的铁芯结构、铁芯材料、绕组联接及排列等特点。根据分析结果,具体设计与制做了一个15kVA的NFT;并结合实验进行了验证。最后又把NFT模型化,提出了NFT在电路中的数学模型,为使用NFT的电力装置的系统仿真创造了条件。     

RCD箝位正激变换器的分析研究

正激变换器因电路简单而广泛应用于中小功率变换场合。但是它的一个固有缺陷是功率晶体管截止期间变压器必须磁复位，因而需要采用附加的复位电路。本文详细介绍了ＲＣＤ箝位正激变换器的工作原理，给出了ＲＣＤ箝位网络的设计准则和步骤。实验结果证实了理论分析的正确性。