磁流变减振器设计的核心内容之一是磁路设计,其减振性能的好坏与磁路设计息息相关。基于Bingham模型的本构阻尼力学模型,利用磁路欧姆定律进行磁路设计,并得到磁流变减振器具体的磁路参数。系统地分析了各结构材料的选择,基于有限元电磁场仿真软件Ansoft建立磁路仿真模型,分析各结构材料的磁饱和状态。仿真结果表明阻尼通道工作间隙处最先达到磁饱和。探究活塞总成不同的结构尺寸对磁流变减振器磁场分布的影响,结果表明阻尼通道工作间隙大小设计在0.8～1.5 mm之间,阻尼通道工作间隙的有效长度设计在6.25～8.25 mm之间,活塞外套厚度设计在2.75～3.75 mm之间比较合理。最后通过台架试验验证自制磁流变减振器磁路设计的可靠性,试验结果表明该结构磁流变减振器的减振性能良好。根据磁路设计理论并基于Ansoft有限元电磁场仿真软件验证的方法为磁流变减振器的磁路设计与后续结构优化提供了依据。

针对碳-碳复合材料在孔加工过程中容易出现撕裂、分层等缺陷的问题,提出了碳-碳复合材料的激光和高压磨料水射流组合制孔工艺。先采用激光对碳-碳复合材料进行预制孔,再利用高压磨料水射流进行切割扩孔,对水射流直接冲击制孔和激光与水射流组合工艺制孔仿真过程中碳-碳复合材料内部应力和层间位移大小进行对比分析。结果表明,利用激光与高压磨料水射流组合制孔工艺,可以有效减少碳-碳复合材料在孔加工过程中受到的应力,从而减少其出现分层的现象,改善和提高了碳-碳复合材料孔的质量。通过开展相应的实验,验证了激光与水射流组合加工工艺去除碳-碳复合材料可获得较好的制孔效果,证实了模型的正确性。

鉴于目前SUS441铁素体不锈钢催化器总成应用低周疲劳寿命预测经验通用公式精度低的不足,对SUS441材料进行高温拉伸试验数据采集,拟合修正了Manson-Coffin公式疲劳寿命预测参数;通过STAR-CCM+软件和ABAQUS软件建立基于体映射法的流-固-热耦合模型,分析了催化器总成在4个工作循环后的热负荷,对SUS441催化器总成进行低周疲劳寿命估计。结果表明,温度场仿真结果与试验数据在误差范围内,模型可信度高;利用修正公式得到应变-低周疲劳寿命曲线,进行寿命预测,通过发动机台架冷热冲击耐久试验证明修正公式比经验通用公式更准确,该结果可为催化器总成设计开发提供指导。

在节能减排的趋势下,传统制造业面临着减少碳排放、降低能源消耗的问题。在制造业的机加工过程中,高速切削时机床消耗掉了大量的电能。为了探究影响高速切削功率的切削参数,获得较好的功率值,设计了基于刀尖圆弧半径、切削深度、进给量及切削速度4个切削参数的16组正交试验。通过进行正交切削试验,获得4个切削参数不同水平下的功率值;通过田口方法研究了SiCp/Al复合材料高速切削时的最佳切削参数,并建立了功率的经验公式;通过试验结果验证了功率预测方法的有效性及准确性。

为解决TC4钛合金材料难加工问题,采用液体磁性磨具对TC4钛合金进行了表面加工试验。通过调整工艺参数,采用田口方法对TC4钛合金液体磁性磨具光整加工的工艺参数进行优化。采用单因素试验法,研究磨料类型、磨料粒径、工件转速和电流强度等工艺参数对液体磁性磨具光整加工TC4钛合金材料加工性能的影响,并总结各工艺参数对工件表面粗糙度的影响规律。根据信噪比的望大特性分析得出,在液体磁性磨具光整加工TC4钛合金材料的加工过程中,当使用2 000目的白刚玉,主轴转速为500 r/min,电流强度为1.5 A加工时,工件表面粗糙度相对下降率%ΔRa达到了86.10%。液体磁性磨具光整加工TC4材料表面的最优工艺参数组合为:2 000目的白刚玉,主轴转速为700 r/min,电流强度为2.0 A。同时得出各工艺参数对工件表面粗糙度相对下降率%ΔRa的影响大小依次为:磨料类型>磨料粒径>工件转速>电流强度。当采用2 000目的白刚玉配置的磨料进行加工时,工件的表面粗糙度Ra达到了0.096μm。采用液体磁性磨具光整加工技术可以有效地降低TC4钛合金材料的表面粗糙度和提升其工件表面加工质量,... 更多

针对路灯杆件生产线由于制造工序较多而导致产能提升难度较大的问题,提出了一种基于Plant Simulation的路灯杆件生产线产能优化方案。首先,基于工厂调研数据建立路灯杆件生产线数字化模型,并验证其准确性;然后,在该模型基础上通过仿真实验分别确定了使产能最大化的缓存区位置、容量和处理工站位置、数量;最后,设计了"层级仿真"实验方案,分析缓存区及处理工站对产能的综合影响,得到的组合配置方案在生产线模拟运行中可实现产能最大化。

考虑到在含AGV的加工车间中,将AGV调度独立于工件调度会使问题复杂化,详细分析了单AGV与加工车间集成的调度问题特征并提供了解决方案。由于调度规则简单、易于应用且能及时响应生产环境,以最小化完工时间为目标,基于基因表达式编程智能挖掘出适用于该问题的高效调度规则,并详细介绍了算法用于调度规则设计的编码、两阶段解码以及规则挖掘流程。一系列典型规则对比实验以及大规模标杆案例测试证明了所挖掘规则的高效性、鲁棒性。并且通过对规则分析,找出了影响该问题的属性及其内在规律。

运用系统布置设计（Systematic Layout Planning,SLP）与物料搬运系统分析（System Handling Analysis,SHA）对某农机制造企业生产一车间的总体布置做出了评价与优化分析,结合Flexsim系统仿真软件模拟车间的生产运作,进而确立了车间优化后的布置方案与设备配置方案。分析表明,优化方案对改善车间内物流、空间与设备利用、工序瓶颈、在制品（Work In Process,WIP）积压,以及作业环境等方面具有较好的效果,并且系统仿真技术的运用一定程度上弥补了传统设施布置方法所不能考虑到的因素,可使设施布置方案尽可能切合实际生产。

通过研究不同工艺参数下激光调控电弧的行为,发现激光可以压缩电弧,使得电弧稳定,激光对电弧有调控作用;进而分析不同工艺参数下激光对堆积层稳定性的影响以及激光约束电弧熔丝增材制造构件的表面粗糙度。研究发现相较于熔化极活性气体保护电弧焊（Metal Active Gas Arc Welding,MAG）作用而言,激光作用后,堆积层稳定性得到提高,并且小规范参数下,构件表面粗糙度Ra值由150.178μm降低到53.521μm;中等规范参数下,构件表面粗糙度Ra值由71.328μm降低到41.498μm;大规范参数下,构件表面粗糙度Ra值由110.163μm降低到82.352μm。

以履带车辆扭杆悬挂系统为研究对象,在保证其扭力轴刚度不变的情况下,改变扭力轴结构布局,使粗、细扭力轴的个数不同,形成扭力轴全细、一粗五细、两粗四细、三粗三细、四粗两细、五粗一细以及全粗7种结构布局。通过计算不同扭力轴结构布局下的振动和缓冲可靠性参数,得到了不同结构布局的优缺点。分析不同结构布局对履带车辆振动的影响,为履带车辆的扭杆悬挂系统设计提供参考。

针对当前电火花线切割机床自动编程系统操作复杂、绘图功能不全的问题,在AutoCAD平台上基于.Net二次开发技术,对电火花线切割轨迹生成及加工代码输出进行了研究。提出了线型为Polyline（多段线）的线切割轨迹生成方式,结合矢量叉积法判断方向,实现了各类图形的轨迹生成。代码生成上利用Polyline自身的线型数据结构进行图元识别和加工信息计算,进而获得相应轨迹的NC代码,实现了加工轨迹的自动编程。经加工试验验证,采用本系统生成的NC代码可满足实际加工的需要。

提出一种螺旋刃辊切加工方法,代替传统的冲切技术在金属薄带材上加工出与板边成某一角度的周期性间断切缝。基于ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,以金属薄带材螺旋刃辊切为研究对象,建立金属薄带材辊切过程模型,对金属薄带材辊切过程进行计算机数值分析,获得金属薄带材辊切过程中应力应变的分布规律并分析了辊切区域一单元应力应变的变化规律,分析了辊刀侧向间隙、辊刀重叠量和辊切速度等参数对辊切过程中应力应变的影响情况,可为金属薄带材辊切技术提供理论依据和参考。

针对大型钢结构件装配过程中出现的错装、漏装和不按要求装配等问题,提出了一种可交互的三维装配工艺辅助系统,系统采用二维码对零/部件进行标识,通过移动设备扫描零/部件二维码,远程服务解析扫码数据,基于SolidWorks软件的二次开发实现对移动端辅助三维模型装配图和技术文件的推送,实现装配数据的实时可视化,提高了装配效率。

介绍一种基于加工特征的模块化木工榫头数控加工方法,利用该加工方法可实现数控代码的模块化和可重用性,使复杂的数控程序设计得到简化,提高工艺系统的自适应能力。该加工方法是结合CAD/CAM特征技术,对木工榫头进行加工特征分析和加工功能模块的G代码封装,通过加工面与加工模块组合,实现木工榫头模块化加工。

基于砂带磨削原理,设计了磨削民用航天发动机涡轮叶片的试验。根据模锻后的发动机涡轮叶片的几何参数、材料及最终参数要求,采用离线模拟和试验数据统计的方法,归纳出磨削过程中切向和法向磨削力的公式;通过公式的求解,得到了影响砂带磨削的主要参数之间的相互关系;经磨削工艺试验,初步确定了加工数据;经检测磨削效果并分析误差来源,反复优化试验,最终获得了良好的加工表面。试验验证了民用发动机涡轮叶片砂带磨削加工工艺参数选择的合理性。

使用聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具对精密液压滑阀阀芯进行了轴向超声振动车削试验,揭示了进给量对切削温度、切削力、表面粗糙度和切屑形貌的影响规律。试验结果表明:进给量f=0.01 mm/r时,轴向超声振动切削温度随切削速度的变化最为平缓,粗糙度Ra值的范围在0.15～0.38μm之间,主切削力Fz最大;在切削速度v=170 m/min,背吃刀量ap=0.08 mm,超声振幅为0.01 mm的条件下,随着进给量的增大,切屑宏观形态依次为粒状、节状和小螺旋状,并且切屑的颜色逐渐变深;进给量f=0.025 mm/r时,从切削力、切削温度、表面粗糙度的变化规律及切屑的宏观形态来看,轴向超声振动车削的优势变的不明显。

为了实现高速电主轴调速负载特性测试,准确获取高速电主轴功率-转矩-转速三者之间的关系,搭建了一种基于电力测功机的电主轴调速负载特性测试系统,开展了电主轴稳定可靠运行下的机械特性和负载特性研究,通过研究电主轴负载在额定功率范围内的负载点选取及在不同测试频率下的测试模式,确定了电主轴调速负载特性测试参数,建立了包括负载调节、转速调节、数据采集和数据处理与分析方法等具体规定的电主轴测试规范。通过实例验证了电主轴调速负载特性测试系统及方法的适宜性和准确性。

为了测试回转接头出厂试验台,采用三菱FX2N系列PLC进行电气控制设计,实现电磁阀切换和数据采集等;对触摸屏设计了人机交互操作界面以控制系统运行,该界面操作便捷,人性化程度高,能最大限度地适应客户的测试要求。测控系统的设计研究明显提升了回转接头的出厂测试精度和速度,可实现测试的连续性,保证测试结果精确。

研究了一种适用于冲压设备生产现场或是自动化冲压线生产现场的远程监控系统。该系统的核心部件是工业远程网关模块,现场控制器、视频采集终端和工控机等均通过以太网连接在工业远程网关模块的LAN口上,工业远程网关模块通过Internet/WiFi/3G/4G网络连接到外网。远程计算机通过云平台与现场网关建立连接,并通过IP地址与现场各种终端直接连接,以实现数据采集和可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC）程序的上载、监控、修改及下载功能。通过实验和工业现场应用验证的结果表明,该系统运行稳定可靠,可在生产实践中广泛推广。

采用基于模糊逻辑推理的半主动控制技术对风机塔筒进行风致振动控制,通过对塔筒结构实时的动力响应进行模糊逻辑推理,利用半主动控制算法调节调频质量阻尼器（Tuned Mass Damper,TMD）的阻尼系数,输出不同的阻尼力,对塔筒结构进行振动控制。通过Simulink软件进行半主动模糊控制系统仿真,结果表明,基于模糊逻辑推理的半主动控制比传统被动控制的控制效果更好,可以大幅降低塔筒结构顶端的位移响应。

底漏式真空吸铸是一种精密铸造成形工艺。针对在实际应用过程中真空吸铸压力误差大、气密性波动等造成的充型能力不足的现象,提出了一种底漏式真空吸铸充型加压方法,并研制了基于可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC）的底漏式真空吸铸压力控制系统。分析系统的控制要求及硬件架构;设计工艺模块化压力控制程序,将实时测量所得的压力模拟量信号经过软件滤波、A/D及D/A转换后输出用于系统的控制;组态上位机界面,通过该界面输入加压时的工艺参数,完成铸造过程的人机交互。结果表明,该系统通过精确控制气路调压、引入加压满足所需铸造工况,解决了底漏式真空吸铸压力控制工艺中出现的问题,提高了铸件成形质量,实现了底漏式真空吸铸设备压力控制的数字化和自动化。

为研究三轴可燃冰试验机轴向加载杆用X形密封圈在工作时的密封性能,利用ABAQUS软件建立X形密封圈结构的二维轴对称模型,讨论了静密封中的介质压力、压缩量、摩擦系数以及特定试验工况下往复动密封对X形密封圈密封性能（应力）的影响。研究结果表明,在高介质压力下,加装挡圈可以明显改善密封圈应力集中现象;在各影响因素下,X形密封圈的接触应力均能满足密封要求,并且剪切应力均小于橡胶材料的剪切强度,不会造成X形密封圈的撕裂破坏;因为摩擦系数的增加使X形密封圈摩擦应力增加,容易造成X形密封圈的磨损失效,所以摩擦系数的选择不宜过大。在动密封分析中,X形密封圈满足密封要求,卸载过程中各应力值大于加载过程中的各应力值,使三轴可燃冰试验机可以在良好的密封状态下进行试验。

牙科CT在拍摄X光片时,牙科CT转台需要低速运转。在低速运转时摩擦带来的非线性最严重,为解决非线性摩擦,提出将摩擦模型前馈补偿与模糊PID结合实现对转台的控制。摩擦模型选用LuGre,并对摩擦模型参数离线辨识,确定出牙科CT转台的摩擦模型,在Simulink软件中分别对摩擦模型和模糊PID控制器进行封装建模,搭建了基于LuGre摩擦模型前馈补偿的模糊PID控制系统。通过仿真验证了采用该控制系统避免了位置跟踪平顶、速度跟踪过零时出现‘死区’等缺陷,并且跟踪误差很小、响应快,稳态稳定。通过实验验证了采用摩擦模型前馈补偿的模糊PID控制系统定位精度高,证明该控制系统的设计能很好地解决低速运转时摩擦带来的非线性问题。

为减小龙门起重机运行过程中负载的摆角,在MATLAB/Simulink软件中建立PID控制模型,利用人工鱼群算法（Artificial Fish Swarm Algorithm,AFSA）优化模型参数,通过仿真分析,该模型显著减小了龙门起重机负载摆角,实现了龙门起重机快速精准定位,鲁棒性好。结果表明人工鱼群算法与PID控制器结合的方法具有可行性和有效性。

大规模定制是制造业生产模式转型升级的方向,其实质是将大规模生产和定制生产2种模式融合起来形成新型的生产模式,但目前的研究偏重于大规模生产向定制生产转变,造成理论方法体系不够完整,因而,将大规模定制细分为2个不同的过程:大规模定制化和定制规模化。提出大规模定制平衡点（区域）的概念,建立了大规模定制平衡模型,提出了大规模定制平衡理论方法体系,并对部分理论进行了实证分析。该研究将拓展和深化大规模定制理论,能够为企业实施大规模定制提供策略和方法指导,同时为大规模定制理论和方法的后续研究指明了方向。

自动变速器是汽车的关键部件之一,其类型包括:液力自动变速器（AT）、电控机械式自动变速器（AMT）、双离合器变速器（DCT）以及无级变速器（CVT）。介绍了自动变速器的基本类型和工作原理以及各自的特点,阐述了自动变速器在国内外的研究现状及其发展趋势,总结了我国自动变速器研究过程中存在的一些问题。