摘要：为研究热电池激活过程的内部温度变化及激活时间,考虑到热源点火间隔及放热反应区的移动对激活性能的影响,运用用户自定义函数(user defined function,UDF)编写相应热源函数程序来模拟激活过程中点火头、引燃条和加热片的顺序燃烧和热释放,对激活时间及开路电压进行预测。结果表明:忽略热源点火间隔时,各层电解质温度达到熔点的时间近乎相同;考虑热源点火时间间隔时,随着电解质层数的增加,各层电解质达到熔点的时间逐渐增加,热电池的激活时间由底层电解质达到熔点的时间决定;开路电压达到峰值需要一定的过渡时间;相较于忽略热源点火间隔,考虑热源点火时间间隔更符合实际情况。模型和仿真方法能够体现点火头、引燃条和加热片释放热量与热传导过程。

摘要：在开颅手术中,磨削作为传统精密加工方法可以实现骨组织的高效切除。针对过大的磨削力容易造成骨裂纹、骨组织损伤这一问题,基于普通磨削与超声振动辅助磨削运动学方程,建立皮质骨超声振动辅助磨削有限元仿真模型,结合试验结果获得磨削参数和超声振动参数与磨削力的二次回归预测模型,研究磨削速度、磨削深度和超声振幅对磨削力的影响。结果表明:磨削力随着磨削速度与磨削深度的增加而增加;在选取的超声振幅范围内,随着超声振幅的增加,磨削力先减小后略有增大;合理地选择磨削参数可以有效降低磨削力。

摘要：为提高钛合金TC4人工髋关节假体的耐磨性,从仿生学角度在钛合金关节表面设计出菱形织构。基于雷诺方程建立织构化关节表面流体动压润滑数学模型,采用有限差分法对其进行离散,通过Matlab编程进行迭代求解,获取织构表面的润滑油膜压力分布以及织构化关节表面的摩擦因数,分析织构几何参数(菱形织构对角线长度b和织构深度hp)对摩擦性能的影响规律。加工钛合金销-盘摩擦副,用激光在盘试样上加工出菱形织构,并在牛血清润滑状态下以及相同载荷和转速的条件下进行摩擦磨损试验。结果表明:随着菱形织构参数b和织构深度hp的增加,摩擦因数呈先增加后减小的趋势。并且试验结果与数值仿真结果具有较高的一致性,在菱形织构参数b为447μm,织构深度hp为10μm,存在最小摩擦因数为0.14。微织构的存在可以实现流体动压润滑,提高关节副的承载力,降低摩擦因数,从而改善关节副的摩擦性能。该研究为提高人工髋关节的寿命提供理论依据。

摘要：随着现代工业和科学技术的发展,机床产品也日益向着高速、高效、高精度和自动化方向发展,良好的结构动态性能要求己经成为产品开发设计中的重要优化指标之一。有限元方法和模态分析理论为支撑的现代设计方法,己经成为现代机床设计发展的必然趋势。采用有限元分析软件ABAQUS协同三维建模软件Solidworks对1.25立式精密磨床的立柱进行有限元比较分析计算,研究其静态、模态特性,并选取了最优立柱方案的参数。

摘要：旋压温度、摩擦系数和主轴转速是影响蓄能器壳体热旋压成形的主要工艺参数。采用ABAQUS对蓄能器壳体过程进行加工模拟,通过中心复合实验法设计多组实验并进行数值模拟,分析各工艺参数对旋压收口结果的影响,并采用二阶响应面法,建立各工艺参数与优化变量之间的映射关系。将所得映射关系输入DesignGateway采用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化并获得Pareto最优解,以达到优化工艺参数、减少能量损耗、提高壳体质量的目的。实验表明:仿真模拟与实际加工瓶口直径误差为5.45%,最大厚度误差为3.99%,均在允许范围内;旋压温度降低30℃,达到了减少能量损耗的目的;主轴转速由原来的150r·min^-1提高至200r·min^-1,生产效率提高近20%。

摘要：为保证某大型加工中心的加工精度和切削效率,以其关键部件立柱为例,提出以质量及一阶固有频率为多目标优化的机床轻量化设计方法。首先根据有限元法利用有限元分析软件ABAQUS对立柱进行动静态特性分析,根据立柱结构分析提取影响1阶固有频率与质量的关键因素。通过均匀试验设计,利用MATLAB建立目标与关键因素的多元线性回归方程并进行灵敏度分析,找出敏感性因素。运用响应面法建立敏感因素与目标的2阶响应面数学模型,进而建立以减轻质量与提高固有频率为目标的立柱优化模型,最后应用MATLAB对数学模型进行优化求解。立柱经过优化后,提高立柱固有频率的同时质量减轻13.6%。

摘要：通过对汽车覆盖件模具的结构分析,提出了基于模块化思想的汽车覆盖件模具快速设计技术,建立了其模块化产品系列和模块划分方法,利用知识工程(KBE)技术和参数化模板实现汽车覆盖件模具通用模块的快速设计,利用UG/WAVE技术和曲面重构技术实现了专用模块的快速设计。通过该快速设计系统,实现了汽车覆盖件模具产品的快速更新。

摘要：采用ABAQUS有限元分析软件,建立切削钛合金时硬质合金刀具后刀面与钛合金二维滑动接触模型,从细观角度出发研究接触过程的应力变化情况。把刀具和工件表面的微凸体形状简化为半圆形,研究一对微凸体在不同滑动速度和垂直干涉量下,滑动接触表面的应力分布。结果表明,滑动速度一定时,在一定范围内随着垂直干涉量的增加,微凸体接触表面的应力分布从接触表面逐渐扩展到微凸体内部,同时应力值也不断增加。通过全面试验设计法安排试验,进行仿真计算并使用MATLAB进行回归分析。结果表明,在滑动距离相对较小时,在研究的范围内滑动速度对应力值影响可以忽略不计。

摘要：针对行星齿轮在恒速、恒负载条件下局部断齿故障难以分析的问题,以行星齿轮传动系统为研究对象,利用能量法建立正常及具有局部断齿故障的齿轮刚度激励模型,通过改变齿轮断齿的长度求得在该条件下的刚度激励并进行对比分析,从而明确故障发生的机理;考虑行星齿轮刚度激励及啮合相位的影响,利用集中参数理论(Lumped Parameter Theory,LPT)建立相应的动力学模型;将求得的刚度激励代入建立的行星齿轮动力学模型,同时在MATLAB中利用自带的ode15s求解器进行求解。最后针对太阳轮y向振动的时域图像及其Fourier变换的频域图像进行分析,得出系统在出现不同程度的故障时的状态变化。该方法可较为准确地判断系统是否存在断齿故障以及断齿故障的严重程度。

摘要：建立铝合金薄板自冲铆接结构的疲劳寿命预测模型。采用有限元软件ABAQUS和疲劳分析软件FE-SAFE,通过有限元仿真和数理统计多元正交回归实验,研究了表面粗糙度和残余应力对自冲铆接构件疲劳寿命的影响规律。拟合出自变量为表面粗糙度、残余应力、最大应力,因变量为疲劳寿命的函数关系式,得出疲劳寿命随表面粗糙度和残余应力的变化趋势。研究结果表明:表面粗糙度、残余应力、最大应力及两两交互作用对疲劳寿命的影响从大到小的顺序为:残余应力、表面粗糙度与残余应力的交互作用、表面粗糙度;最大应力为固定值且表面粗糙度不变的情况下,残余应力减小,疲劳寿命增大;残余应力不变的情况下表面粗糙度增大,疲劳寿命减小。疲劳实验结果与仿真结果的平均误差为9.74%,证明仿真结果可靠。