车削颤振时变可靠性分析

考虑车削加工过程中刀具磨损对切削力系数的影响,用Gamma过程描述了切削力系数随时间的变化过程,并建立了车削颤振时变可靠性模型.提出了主动学习的Kriging模型与基于首次超越的子集模拟相结合的时变可靠性分析方法(AK-SSFP).对某一车床建立车削颤振稳定性模型,分别采用Monte Carlo方法(MCS)、基于主动学习Kriging的Monte Carlo方法(AK-MCS)和AK-SSFP方法计算车削颤振时变可靠度.AK-SSFP方法的结果与MCS方法的结果一致性很好,且AK-SSFP方法减少了真实极限函数的调用次数并缩短了运算时间.AK-SSFP在保证精度的同时提高了计算效率,解决了车削加工系统颤振时变可靠度的计算问题.     

用时序建模和频带平均法监测车削过程中的刀具磨损和颤振

在机械加工过程中，切削刀具的磨损和颤振不稳定现象，常常限制了机床的充分使用。刀具磨损和颤振过程的有效的监控系统，可以大大减少对机床加工过程参数的限制，从而优化了生产过程。在监测和区分这两种现象时，人们提出的一个带有挑战性的问题是：刀具磨损和颤振对基本性能的影响通常是十分错综复杂的。     

变参数车削对颤振的影响及颤振抑制

研究了变参数切削与车削颤振幅值的量化关系，并推导出变参数切削颤振幅值减小量的计算公式，建立了变转速车削控制颤振的数学模型，通过计算机仿真，得到很好的结果。     

船体时变可靠性分析

利用船体梁强度的单调退化特性，确定在设计寿命内船体强度的最小值。由船体强度的最小值和载荷的最大值，根据经典的时不变可靠性理论，构造了一种新的时变可靠性表述形式。同Guedes Soares和Garbatov的基于随机过程上跨率的时变可靠性表述形式相比，这种新的时变可靠性表述形式，既能够展现疲劳和腐蚀所导致的船体可靠性随时间的连续变化，同时又避免了数值积分的麻烦。因此这种方法计算量小，计算效率高。     

基于可靠性的GH4169车削参数优化

为了保证刀具寿命的同时尽可能地提高加工效率,对切削参数进行优化至关重要.因此,建立了车削过程中的刀具磨损模型,可用于预测多种切削条件下任意时刻的刀具磨损量,从而推导出刀具寿命模型.考虑不确定性参数对车削加工的影响,建立了基于可靠性的车削优化模型,并采用序列优化与可靠性评估方法对优化模型进行求解以获得最优切削参数.最后,通过实例验证了该方法在高温镍基合金GH4169车削参数优化中的优势和可行性.     

时变可靠性的区间PHI2分析方法

时变可靠性问题中存在大量不确定性参数,对其进行不确定建模及时变可靠性分析具有重要的工程意义.传统方法评估承受随机载荷作用的结构可靠性时,通常假定强度、刚度、阻尼等随机变量的分布参数是确定的,但是实际工程中很多情况难以给出分布参数的精确值.本文针对分布参数为区间的一类随机不确定性问题,提出了一种求解时变可靠性的区间PHI2方法(简称I-PHI2),可获得结构在设计周期内的时变可靠性区间.首先,针对分布参数为区间的不确定性问题建立时变可靠性分析模型;其次,采用区间分析方法确定随机变量和随机过程的区间分布参数,同时对其进行标准化处理;再次,推导了含区间参数的跨越率解析表达式,获得了跨越率的上下边界;最后,采用传统的时不变可靠性工具一次二阶矩方法进行求解,获得了结构时变可靠度指标和失效概率的区间.通过两个数值算例验证了I-PHI2方法的有效性.     

用切削颤振试验测定无量纲切入系数

本文提出了利用切削颤振试验确定无量纲切入系数Ｃ这一新方法．该方法简单易行、重复性好，所测得的结果更能反映实际切削过程的动态特性．     

时变金属切削过程颤振的研究

本文根据时变金属切削过程的概念,采用对信号分段的AR模型描述其时变性,并用于第二汽车制造厂Mx-4车床颤振的研究.文中对时变金属切削过程颤振的AR谱特性、颤振模态的阻尼率、时变系统的特征根这三个方面都进行了深入的研究,指出了时变金属切削过程颤振的特点,提出了颤振状态下的机床切削系统仍然是稳定系统的观点.文中的分析结果较好地解释了Mx-4车床颤振的一些特有现象.     

刀具的可靠性及其分析

讨论了刀具寿命的失效机理，为提高刀具的可靠性提供理论依据。     

车削颤振稳定性预测软件研究与开发

针对金属加工过程中颤振预测软件实现的工程需求,设计了车削加工颤振稳定性叶瓣图实验测试软硬件系统,研究了软件实现算法中的关键问题.首先,搭建了由采集卡、加速度传感器、模态力锤组成的硬件系统,开发了具有频响函数测试和稳定性叶瓣图生成功能的系统软件.其次,设计了交互式软件采集及分析界面,研究了基于C#编程语言频响函数测试过程中多通道高速同步触发采集的实现算法,开发了具有由频域分析方法获得颤振稳定性叶瓣图功能的C#类.最后,对CJ0625车床加工系统进行稳定性预测,结果表明软件预测结果与实验结果相吻合.     

铣削加工颤振稳定性可靠度的计算方法

铣削过程中的系统参数往往具有随机性,严重影响了铣削加工的稳定性.利用BP神经网络综合分析了随机因素对铣削加工过程的影响,提出了一种铣削加工再生型颤振稳定性可靠度计算方法.建立铣削加工再生型颤振动力学模型,使用全离散法获取铣削稳定性叶瓣图.利用神经网络拟合极限轴向切深的函数表达式,再分别使用蒙特卡罗法和一次二阶矩法进行可靠度计算.结果表明,基于BP神经网络的方法兼具高效和精确的优点.     

车削颤振的稳定区搜索控制

提出了车削过程的稳定区搜索控制方法，该方法通过在线建立动态车削力的二阶时序模型，对车削颤振进行预报，并根据预报结果，自动调节主轴转速，搜索车削稳定区，保证车削过程在稳定区内工作，车削试验证明，该方法可用效地抑制车削颤振的发生。     

变速切削抑振机理

建立了再生切削颤振的衰减系数模型，采用频率扫描法，获得了稳定切削曲线，分析了任意宽下及变速切削时的系统频率和衰减系数变化，揭示了变速切削的抑振机理，提出了变速切削有效性的判定准则，生成了变速切削时的切削稳定曲线，为变速范围的选择提供了依据。     

切削颤振预兆的研究

本文利用切削力及振动加速度作为特征信号,研究了车削细长轴时,切削过程由平稳切削状态逐渐进入失稳状态的过渡过程中,特征信号的变化,提出应用颤振特征频带方差或均方值可以有效地对颤振预兆进行识别。     

微织构刀具三维超声振动车削304不锈钢研究

为了提高304不锈钢加工效果,减小切削力,延长刀具寿命,提出一种微织构刀具与三维超声振动复合的车削工艺.分别利用减摩特性与断续切削特性,根据正交切削模型,从变切深与微织构刀具接触面积减小的角度建立普通刀具与微织构刀具三维超声振动车削的切削力模型.通过车削304不锈钢的单因素实验研究各切削参数对主切削力的影响规律并对比刀具磨损,通过正交实验研究最佳切削参数组合.结果表明:相对于普通刀具,微织构刀具的主切削力降低30%~40%;磨损程度平均降低11.50%;对于减小切削合力,最佳的切削参数组合为:切削深度为0.1mm,进给量为0.08mm/r,主轴转速为250r/min.     

故障诊断与切削颤振的小波分析

研究小波分析在机械工程信号处理中的应用,提出了通过二进小波变换检测信号奇异点并区分不同奇异类型的实用技术,对典型的机械故障信号进行了小波分析的数值实验,对M_(x-4)车床时变切削颤振进行了小波分析,得到了一些新的结果.