基于间隙电导率模型的叶片电解加工阴极设计

考虑流场因素的影响是电解加工阴极设计的重要方面．本研究在流场特性的基础上,重点考虑了电解液温升、气泡率、压力等因素对电导率的影响,建立了间隙内沿液流方向的电导率变化数学模型,并将该模型运用在工具阴极的设计中．同时将在该电导率模型基础上求解的间隙分布和只考虑电场因素的间隙分布进行了分析比较．结果表明,在电导率模型基础上设计的阴极模型更能真实地反映加工工件型面的变化,更符合电解加工的实际物理过程．     

基于神经网络的叶片电解加工阴极修正模型及其仿真

工具阴极的精确设计与修正是电解加工研究难点之一。采用人工神经网络技术,建立了基于改进BP神经网络的数字化阴极修正模型。通过模型对阴极型面进行了数字化修正,改变传统人工修正的方法,提高阴极修正效率。以多次阴极修正数据为基础,对型面修正量进行预测。结果表明：网络模型预测的阴极修正量与试验修正量比较接近,最大绝对误差在0.015mm左右,证明网络模型具有较好的预测效果。该网络模型能广泛应用于航空发动机叶片等复杂型面阴极的数字化修正,减少修正次数,缩短阴极修正周期,提高叶片电解加工精度。     

基于间隙实际电场分布的叶片电解加工阴极设计

根据电解加工的基本原理,探讨了基于间隙内简化电场和基于间隙内实际电场分布数学模型的叶片电解加工阴极设计方法,对比分析了这两种阴极设计方法对间隙内电场强度分布的影响,通过一组工艺试验验证了阴极设计的精度.结果表明,基于间隙内实际电场分布的有限元阴极设计方法更符合电解加工的实际物理过程,阴极设计更加精确合理.     

端面凸轮电解加工总装及阴极设计

端面凸轮空间曲面倾角2．5±30’,要求表面粗糙度Ra0．2μm,材料3Crl3,硬度HRC52-56。采用机械加工需要数控铣、数控磨、抛光三道工序,磨具需要专门制造或外购,工时30多分钟,抛光效果往往难以达到设计要求。采用电解加工可以一次成型,为了保证表面质量,采取反向供液方案,从主轴孔引进的电解液通过分液套进入加工区,由中心孔流出。通过理论校核,本套工装基本达到电解加工的各项技术要求。若采用该装置进行加工,当进给速度控制为O．05mm／min时,10分钟即可完成加工,有望获得更高的经济收益。本文仅就总装及阴极头设计做以说明。     

叶盘通道径向电解加工的流场设计及试验

合理的流场设计是实施电解加工的必要前提.为实现叶盘通道的全方位电解加工,采用径向电解加工方法对某型整体叶盘进行研究.首先,设计了可控对称式电解液流场;然后,建立了流场的有限元模型,并利用有限元法对流动方式进行了仿真分析;最后,为验证流场设计的合理性,开展了叶盘通道电解加工试验,试验结果显示,与传统流动方式相比,采用可控对称式流场,叶盘轮毂的表面粗糙度从2.450μm降低至0.154μm,轮毂的加工重复精度在0.07mm以内,叶盆、叶背的重复精度在0.17mm以内.这一结果表明,流场设计合理,有利于提高轮毂的加工质量,可获得较好的加工稳定性及一致性.     

三轴进给的叶片电解加工

为了消除多工序、多次定位对叶片电解加工精度的不利影响，自行研制开发了三轴进给的叶片电解加工系统及其控制系统软件．该加工系统不仅可以实现叶身全方位一次电解成型，而且可按照优化的角度进行电解加工．同时从理论上推导了叶片装夹角和阴极进给角与电解加工精度的关系，提出了二次判优准则．在Unigraph软件平台上，对某型航空发动机叶片进行实体造型，并以叶片的实体造型为研究对象，结合二次判优准则及自行开发的判优软件，对叶片装夹角和阴极进给角进行优化，优化结果符合实际加工情况．     

模板阴极电解加工群孔的成形规律

采用模板阴极进行电解加工群孔试验,探讨了模板阴极电解加工的成形规律,建立了反映实际加工过程的数学模型,并考虑非线性电解液的影响,利用参数化有限元分析技术对蚀除过程进行模拟和数值求解,最后进行了相应的试验验证.结果显示:仿真蚀除的深度和直径与实际加工的深度和直径相符;采用模板阴极双面电解加工方式可减小孔的锥度和缩短加工时间;模板阴极电解加工方式可低成本、高效率地在金属薄板上加工出群孔结构.     

发动机叶片电解加工电解液流动方式优化及试验

提出新的主动控制的电解液流动方式,在该方式中,电解液从缘板两侧流入,分别流经叶盆、叶背流道.建立了流场数学模型,用有限元方法对流动方式进行分析,并与传统侧流式流动进行了对比,分析表明采用该主动控制型流动方式有助于流场的均匀稳定.为了验证该流动方式的合理性,进行了叶片电解加工对比试验.试验表明:与传统流动方式相比,采用新的主动控制流动方式,叶片的表面粗糙度从1.87提高到0.38,同时加工精度也提高了0.05mm,说明该流动方式设计合理,有利于提高叶片加工精度和表面质量.     

整体叶盘通道电解加工流场的均匀性

为合理利用流场因素以提高整体叶盘通道电解加工的稳定性和工件表面质量,设计了一种叶盘通道电解加工用的群孔管电极.阐述了出液孔在等距分布的情况下,孔径大小对流场均匀性的影响.建立了流场数学模型,并利用有限元法对流动方式进行流场数值模拟.分析表明,在电极管径、出液孔数相同且加工稳定进行的情况下,一定范围内较小的出液孔径有利于...     

可控电解珩磨加工机理及其电解液的加工特性

可控电解珩磨是以微计算机实时控制电解珩磨过程中工件表面的电解 电场强度，从而调控各点金属去除速度，获得工件要求几何形状精度的新加 工方法．该方法尤其适用于高精度复杂形状工件、难加工金属材料工件的精 密加工．通过对该方法加工机理的研究，建立和完善了该方法的基本理论，并 提出了一些新概念和对该加工方法体系电解液的基本要求．通过实验，选择 出５种各具特色的电解液，对其准稳态加工条件下的加工特性进行了比较深 入的研究，发现并验证了该加工方法的速度特性．     

金刚石粉阴极的均匀性及其场发射性能研究

目的研究金刚石场发射阴极处理工艺对场发射电流和阈值电压的影响。方法设计了一个将金刚石粉热粘到金属钛表面的工艺,用XRD和SEM分析不同的金刚石纳米粉超声分散液时热粘结的状况:研究样品的场发射性能。结果用丙酮分散时的粘结表面非常均匀;经氢等离子体处理的表面均匀样品场发射阈值电压为0．5V／μm。结论丙酮分散的纳米金刚石粉热粘接到钛金属表面构成的金刚石粉场发射阴极可以降低发射阈值电压;不同等离子体处理工艺可以改变场发射电流。     

基于涡面元法的风力机叶片翼型优化设计

 针对风力机翼型反设计问题,通过求解由涡量表达的面元流函数方程,直接得到面元节点速度;通过计算沿流线的伯努利方程获得面元的压力系数,进而求得升力系数和力矩系数。应用所述涡面元法以NACA2412 为初始翼型,以NACA4412 压力系数为目标值,获得满足目标压力系数的新翼型。根据新翼型对一小型风力机进行优化设计。计算表明基于涡面元法的翼型反设计有较高精度,较广适应性。通过凸函数表达翼型几何参数,能满足不同初始翼型的优化设计及风力机叶片的设计要求。     

电场对向列相液晶指向矢取向的影响

讨论了静电场对正介电各向异性的向列相液晶指向矢取向的影响。计算了典型向列相液晶的指向矢偏转角随场强和位置的变化。结果表明,当电场低于阈值电场ＥＣ时指向矢取向不发生偏转,当电场超过ＥＣ时指向矢取向在转变层ξ内与电场方向有较大偏转,而在ξ外几乎沿电场方向,电场越强,偏转角越大。指向矢偏转角、ＥＣ和ξ还与液晶材料各向异性、弹性常数、温度及液晶层厚度等有关     

液体内电场对折射率的影响

从液体分子结构微观模型出发,首先利用诱导电偶极子的电场公式对液体分子所受到的内电场进行计算,计算得出修正系数K,对洛伦兹关系进行修正,从而得出液体分子排列的有、无序程度及排列方式与折射率的关系。从内电场角度解释热光系数的成因。     

300kN电液伺服卧式疲劳试验机液压源的设计

本文在电液伺服疲劳试验机液压源的设计中,对疲劳机液压源技术指标确定、工作原理、疲劳机液压系统安装及清洗提出了要求,阐述了电液伺服疲劳机液压源设计的合理性主要体现在三个方面:即作动态静态疲劳试验的功能实现;动作要求和精度保证;系统效率高、附件匹配设置合理等。     

混流水轮机转轮叶片最优化设计

用计及叶厚、有限叶片数影响及来流有旋的全三维设计理论及最优化技术中的单纯型法寻优，用ＳＷＩＦＴ法将反映包角、叶片流速及流动分离等约束的等式和不等式约束条件计入目标函数，以Ｖθｒ的分布为优化参数进行混流式水轮机转轮最优化设计的初步尝试。给出了理论、方法及算例，其中包括分别按汽蚀性能优化和按损失最小优化及多目标优化的结果。其中损失计入叶片正、背面及上冠下环的沿程损失和叶片进口撞击损失、出口扩散损失。     

液态施肥装置中椭圆齿轮可靠性设计及仿真

为减小液态施肥机的振动,实现平稳施肥作业,采用结构简单、运转平稳的椭圆齿轮机构作为液态施肥机的执行装置。本文在分析椭圆齿轮传动原理基础上,建立模糊可靠性优化模型。利用MATLAB软件编程,获得椭圆齿轮各优化参数。通过与期望值相比较,优化设计精度达到99.98%,可靠度提高2.551%。运用ADAMS进行仿真,得出从动轮角速度与主动轮极角之间的关系曲线以及传动比仿真值,与理想值相比较,误差精度符合实际工作要求,证明优化结果真实可信。此优化方法及仿真试验提高了椭圆齿轮设计的效率、精度和科学性,为机器的进一步研究提供理论依据。     

Functional design of wind turbine airfoils based on roughness sensitivity characteristics

To improve aerodynamic performance of wind turbine airfoils,the shape profile characteristic of the airfoil is investigated.Application of conformal transformation,one functional and integrated expression of wind turbine airfoils is presented.Using the boundary layer theory,the aerodynamic model with roughness of wind turbine airfoils is introduced by studying flow separation around the airfoil.Based on the shape expression and aerodynamic performance of airfoils,the function design of wind turbine airfoils is carried out that the maximum lift-drag ratio and low roughness sensitivity are designed objects.Three wind turbines airfoils with different thickness are gained which are used at tip part of blades.As an example,the aerodynamic performance of one designed airfoil with relative thickness of 15% is simulated in different conditions of clean surface,rough surface,laminar flow and turbulent flow.The comparison of aerodynamic performance between the designed airfoil and one popular NACA airfoil is completed which can verify the better performance of the designed airfoil and reliability of the designed method.     

不同攻角下叶片弯曲对涡轮静叶流场的影响

计算并分析了高马赫数情况下,直叶片及正弯20°叶片在攻角分别为0°、±10°、±20°及±30°的情况下的流场结构. 采用的数值方法为具有TVD性质的三阶精度GODUNOV格式,湍流模型为B-L代数模型. 计算结果表明,在较大的攻角范围内,正弯叶片可以减小叶栅流道内通道涡的强度,并且由于两端壁的附面层被吸入主流,使得正弯叶片中的能量损失减小. 攻角越大,正弯叶片的作用越明显.