复杂曲面加工过程多约束自适应进给率控制策略

建立了基于过程约束和刀具运动分析的切削力精确预测模型,在此基础上提出了复杂曲面加工过程多约束的进给率自适应定制方法.基于刀具与工件的相对运动分析,并依据刀刃微元在切削过程中真实运动轨迹的解析表达,建立了精确计算未变形切屑厚度的理论模型,由此给出针对复杂曲面加工的任意刀具运动轨迹拓扑形状的铣削力计算公式.以切削力模型为基础,结合悬臂梁模型、应力模型和扭矩计算公式,给出进给率定制过程中的关键制约因素.以材料去除率最大化为目标,通过求解有约束极值问题实现进给率优化.实例验证表明该模型能够进行复杂曲面加工进给率自适应定制,优化后的进给率有利于在保证加工精度和安全的前提下实现加工效率的最大化.     

基于深腾1800机群系统的分子动力学并行仿真研究

介绍了分子动力学并行仿真计算的软硬件环境,分析了现有的几种并行算法,确定采用区域分解法作为并行算法,并在此基础上提出了基于区域二次划分的分子动力学并行仿真算法.另外,阐述了原子链、原子近邻表和原子亲属表的概念,提出了基于永久序号的消息传递策略.最后,设计了分子动力学并行仿真程序,并分别在1、2、3、4台结点机上进行了实验,运行结果表明:加速比随着结点数的增加而增加,并行效率虽略有下降但都在87.5%以上,并行效率并没有随着结点数的增加有明显的降低,说明并行程序具有很好的扩展性.     

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．     

超声变幅杆的四端网络法设计

依据四端网络的基本原理,利用力电类比的方法,给出了复合变幅杆的等效电路图;并通过电路运算,推导出圆锥过渡段和指数过渡段阶梯形复合变幅杆频率方程和放大系数的一般公式,为超声变幅杆的设计和性能分析提供了理论依据。     

工程爆破虚拟仿真实验教学资源建设

高校开展工程爆破实验教学本身存在局限性,爆破危险品难以申购、实验环境安全标准严苛、实验操作危险性高且可重复性低等问题无法妥善解决。该文以中国矿业大学（北京）工程爆破实验课程为例,论述了建设虚拟仿真实验资源的必要性,介绍了工程爆破虚拟仿真实验教学平台以及实验资源建设的设计思路与过程。为最大程度还原真实场景,研发团队多次前往炸药工厂实地拍摄取材,结合理论课程内容,正确引导学生开展炸药爆速测试、猛度测试、起爆网络连接设计以及炮孔布设方案等实验内容,努力探索线上线下教学相结合的个性化、智能化实验教学新模式。     

基于变质层的Al 2O 3陶瓷激光铣削试验研究

介绍一种基于变质层控制的氧化铝陶瓷激光铣削方法.在无辅助气体条件下,激光扫描照射陶瓷表面,产生一变质层,对变质层的性质和尺寸进行控制,达到激光铣削Al2O3陶瓷材料的目的;同时,对变质层进行晶相组织分析,指导对激光铣削参数的选择,形成陶瓷材料的激光铣削工艺.试验研究了变质层的形成和脱落机理,分析了激光铣削工艺参数对铣削深度和铣削表面质量的影响规律.利用优化的铣削工艺对Al2O3陶瓷进行了激光多层铣削试验,得到各单层铣削深度为0.35~0.50 mm、各层表面粗糙度为2.0~3.2μm的激光铣削效果.试验结果可为Al2O3陶瓷激光铣削提供理论依据与应用指导.     

激光束空间模式可调性与变换研究

利用自适应光学技术,对激光进行模式变换,可将高斯光束转换为均匀的矩形光班,通过采用变形反射镜技术来具体实现对光束空间模式的变换。研究了激光加工过程能量空间分布的实时任意调控原理与方法,试验分析了可主我束对材料的作用规律,从而实现对激光束的刃磨。实验证明此法可提高激光加工的质量和能力。     

位移测量元件的微机精化补偿方法及其应用

感应同步器、光栅、磁栅作为位移测量元件被广泛应用于数字式位移测量系统 上，对其制造、安装等引起的系统性测量误差完全通过软件进行补偿修正，可以经济 且有效地提高系统的测量精度及可靠性。根据不同测量元件的特点及其应用的具体情 况，提出了确定补偿点进行补偿的两种方法──等分矩形法和等先插值迭加法。为了 提高补偿速度，对测出的系统性测量误差值，以位移－地址相关列表法存贮于微机内存 中，微机根据采集的绝对位移值直接询址取出对应的误差值进行补偿运算。在大型齿 轮齿形精度就地测量系统中的应用表明，其线位移和角位移测量装置的测量误差分 别由±７．５μｍ和±１．８”降至±１μｍ和±０．４８”。     

新型数字激光动光弹性实验技术在爆炸力学中的应用

 用泵浦激光器和高速数码相机(Fastcam SA5)分别取代传统的多火花式点光源和多幅式胶片相机,将高速数码相机和激光光源组成的高速摄影系统与动光弹性实验方法相结合,建立了新型数字激光动光弹性实验系统。应用该系统进行了爆炸载荷下的动光弹性实验研究,实验显示,与传统动光弹性实验系统相比,新型数字激光动光弹性实验系统具有记录时间长、采集频率高、实验结果可靠、操作方便、便于实现自动化分析处理等特点。研究结果表明,这一新型数字激光动光弹性实验技术是研究爆炸力学的有效工具。     

光学石英玻璃纳米划痕性能仿真研究

基于分子动力学方法,对石英玻璃进行了三维的纳米划痕仿真,用来研究其纳米加工性能。采用熔融-淬火的办法建立了石英玻璃的模型,并通过观察模型的截面图,分析了在制备过程中内部微观孔隙的形成过程和原因。在仿真过程中,观察了石英玻璃的变化和孔隙周围原子的运动,得到了切削力的曲线,重点研究了内部的微观空隙对划痕过程的影响。仿真结果表明:当石英玻璃冷却时,由于内部共价键的重组,会形成平均半径为0.25 nm的微观的孔隙,而且其降低了石英玻璃的纳米加工性能,使得切削力的曲线发生一定程度的波动。当磨粒划过表面后,会在表面以下形成厚度为2 nm的原子密集堆积区。由于稠密区的原子共价键键长的变化,失去了原有共价键的强度,所以会形成加工的损伤层。因此在对石英玻璃超精密加工时,应采用少量多次的加工方法来提高材料的加工性能。