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。     

基于脉冲电铸技术Ni-ZrO2纳米梯度功能材料的制备工艺

研究了在脉冲复合电铸过程中,当其它工艺参数一定时,镀液中纳米ZrO2颗粒含量、脉间、脉宽和阴极电流密度对复合电铸层中ZrO2复合量和沉积速率以及脉冲参数对复合电铸层表面形貌的影响,并对所制备复合电铸层的横截面进行了SEM观察和组成成分测定.结果表明,通过控制脉冲复合电铸过程中的工艺参数可以制备出由纳米颗粒复合量变化而导致其组织成分呈梯度分布的纳米功能梯度材料.     

硬质粒子扰动下铜电沉积研究

使用常规旋转电极电沉积技术,引入陶瓷球等一类硬质粒子,在旋转电极的带动下,使陶瓷球不断磨擦和撞击阴极表面而实现电铸铜.对比酸性溶液电铸铜和碱性溶液电铸铜,发现硬质粒子在电沉积过程中能扰动离子的放电过程,并影响电铸层的组织结构.但由于二者放电机理不同,前者形成的电铸层表面布满尖状毛刺,而后者则表面尖刺消失,但脆性大.SEM和XRD测试表明,由碱性电铸液沉积的电铸铜层,表面光亮平整,晶粒致密,大小约为100~300 nm,其结晶形态接近无序取向.     

基于BP神经网络的电解加工精度预测模型

为精确地预测电解加工精度,采用了BP神经网络的方法进行建模．在分析影响加工精度主要因素的基础上,确定了BP神经网络模型的特征参数,并根据实际情况,确定了输入层和中间隐层的维数,从而确定了模型的结构．用试验参数对模型结构进行训练,最终建立了一个用于电解加工精度预测的BP神经网络模型．利用该模型进行的精度预测结果表明,该模型的预测误差可以控制在10％以内,具有很高的精度预测能力．     

硼纤维-纳米晶镍复合电铸层力学性能的试验研究

为了获得更高强度的纤维增强复合电铸层,采用脉冲电流进行电沉积,并在电铸液中加入磺酰亚胺类添加剂,获得硼纤维-纳米晶镍复合电铸层。研究结果表明:在室温下,当硼纤维增强镍复合电铸层晶粒由微米级细化至90 nm时,其显微硬度由219 HV上升至712 HV,抗拉强度由1 018 MPa提高到1 375 MPa。随着电铸层晶粒的进一步细化,由于纤维与基体结合强度的下降,硼纤维-纳米晶镍复合电铸层抗拉强度呈明显下降趋势,但显微硬度依然上升。200℃时,与硼纤维增强微米晶镍复合电铸层相比,纳米晶复合电铸层依然具有很高的强度,但是当温度上升至400℃时,由于晶粒的迅速长大以及界面脆性物质的析出,纳米晶对纤维增强复合电铸层抗拉强度的提升效果已不再显著。     

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...     

微细电解线切割加工模型分析与试验研究

基于电化学原理,讨论微细电解线切割加工的机理,建立了加工的理论模型,得出微米尺度线电极进给速度的理论上限.通过电解线切割加工试验,分析各种加工参数对加工精度的影响规律,并加工出缝宽为20 μm左右的微型桨叶结构.试验结果表明,微细电解线切割加工技术能为特殊性能材料的微细加工提供有效的新途径.     

电沉积Ni-La2O3纳米复合镀层的摩擦磨损性能

用复合电沉积方法制备了Ni-La2O3纳米复合镀层,研究了La2O3纳米颗粒含量对纳米复合镀层摩擦磨损性能的影响,并用扫描电子显微镜分析了其磨损机理.结果表明,在干摩擦条件下,随着La2O3纳米颗粒含量的增加,纳米复合镀层的摩擦系数降低,耐磨性能提高;La2O3质量分数为3.1%的纳米复合镀层的摩擦系数最低,耐磨性能最佳;纯Ni镀层呈现严重的粘着磨损特征,而纳米复合镀层主要呈现轻微磨粒磨损特征.     

考虑流场特性的发动机叶片电解加工阴极设计及数值仿真

为了提高阴极设计的精度,本文在考虑流场特性的基础上,分析了气泡率、温度、压力以及流速等因素对电解加工的影响,建立了电解加工间隙的数学模型,完成了叶片叶盆电解加工的阴极设计,同时对加工间隙中电场强度的分布进行了仿真,并和根据单纯考虑电场作用的模型所设计的阴极进行了对比．结果表明,同时考虑流场和电场两因素时,间隙内的电场强度比单纯考虑电场因素时的电场强度大9％,其分布和叶片型面变化接近,说明考虑流场特性的阴极设计模型更能够真实的反映加工工件型面的变化,更加符合电解加工实际物理过程的本质,从而提高了阴极设计的精度,减少了阴极修正的次数．     

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．