摘要：本文基于ANSYS有限元软件,建立了SLM成形薄壁零件的热—力耦合动态模拟模型,采用高斯面热源作为激光输入,研究了薄壁零件在典型工艺参数下的应力场和形变规律。结果显示:在选定的工艺参数下,零件的总体形变规律为外壁的形变量大于内壁,高度略有缩短,壁厚减小,但整体形状无明显畸变;分析了冷却过程中的变形机理,提出了优化冷却方式、调整零件设计尺寸等方法,以提高尺寸精度。

摘要：随着新型火箭的发展,为提高某些运载火箭飞行状态下的气动性能,将整流罩的形状由直线形改为冯·卡门曲线形式。冯·卡门曲线"凸"字形对接桁位于整流罩某一装置中,其在生产中出现弧度和底面平面度超差现象。为解决该问题,对零件拉弯成形过程进行试验研究,通过对比分析拉弯力、包角角度和补拉量3个工艺参数对零件弧度和底面平面度精度的影响,获得了工艺参数最优取值范围,分别为:拉弯力为95 kN、包角角度为左侧18°/右侧19.5°、补拉量为140 mm。采用此工艺参数成形后的零件,其精度为:弧度<1.2 mm、底面平面度<1 mm,满足设计要求。该零件的成形方法及工艺参数可为冯·卡门曲线型材零件提供生产经验。

摘要：针对倾斜薄壁件的金属增材制造无支撑成形的成形精度问题,研究了单道多层激光熔化沉积(LMD)偏移堆积工艺的倾斜角度与重要工艺参数的相关性,设计了模糊PID控制系统,并对单因素加以控制。为预测直薄壁件的宏观倾角,设计了混合水平正交实验,得到了与激光功率、扫描速度、单层偏移量三因素相关的线性回归模型,对结果分析发现单层偏移量对倾角影响最大。针对此因素进行了动态系统辨识,通过寻优获得了非线性自回归和线性自回归两种模型,进行比较后发现非线性自回归模型拟合得更为精确,拟合度达到了86.65%。基于此模型设计了对应的模糊PID控制器和传统PID控制器,经过仿真比较,结果显示模糊PID控制器的跟踪效果更优良。

摘要：为精确预测管材弯曲回弹并设计合理的补偿方案,选择经过优化处理的BP机器学习算法建立预测模型,之后对其开展了控制性能评价。大幅提升了泛化性能并获得更高的预测精度,促进算法更快完成收敛过程。并对模型开展了验证分析。研究结果表明:当以PSO算法优化BP建立预测模型进行预测时跟目标结果间形成了15.7%的平均误差,相对于BP预测模型,大幅提升了预测精度,但会导致计算效率明显下降,所需计算时间接近1.5h。以改进粒子群算法对BP进行优化后,可以有效提升神经网络泛化性能,跟目标值相比平均误差只有6.2%。先对基本PSO算法实施优化处理,再利用优化后的PSO算法调整BP,由此建立得到机器学习预测模型。此模型可以达到高预测精度以及高效率的要求,可以有效满足管材数控弯曲回弹以及补偿的计算需求。

摘要：基于Abaqus/Explicit平台所建立的封头多道次旋压仿真模型,研究旋压成形过程中初始板坯坯料与旋压成形构件的几何映射关系,提出了基于普旋减薄率和基于剪旋正弦规律的2种变厚度板坯设计方法,以改善旋压成形中的壁厚不均匀现象.结果表明:变厚度板坯能够沿径向合理地预分配材料,明显地改善成形构件壁厚均匀性,其中以剪旋设计的变厚板最优,但是变厚度板坯成形旋压力也较大.利用所提出剪旋正弦规律的变厚度板坯设计方法完成了铝合金球形封头的旋压成形实验,获得了具有较好成形精度的旋压构件.

摘要：针对高精度复杂空心涡轮叶片成形精度难控制问题,基于光学测量型面的数据偏差分析技术,开展涡轮叶片实测数据的处理与配准及凝固收缩多因素耦合变形等关键技术研究。并在此基础上,综合考虑叶片体积收缩补偿和弯扭复合变形补偿等因素,建立空心涡轮叶片近净形过程位移场,完成空心涡轮叶片精铸模具型腔的逆向修复设计。研究结果表明:该方法能够有效地控制叶片尺寸精度与尺寸稳定性,提高了模具型腔精度及可靠性,具有极为重要的理论意义和工程实用价值。

摘要：针对单点渐进成形精度不高的问题,从控制变形角度,提出一种围绕对顶主成形头设置对顶辅助工具头以缩小变形域、限制二次变形和回弹、有效提高成形精度的三点渐进成形新工艺。为了寻找加工过程中塑性应变的变化规律以指导加工路径规划和成形工艺参数设计,基于轴对称件三点成形等高线加工轨迹的特点,提出并建立等效加工层模型。利用力学方程和平面应变条件,求得加工层的等效虚拟应力应变。研究结果表明:轴对称圆盘件成形的数值仿真和实验结果与理论解相一致,所建等效模型及理论分析的有效性和所提三点渐进成形控制变形及提高精度具有可行性。

摘要：针对金属零件三维自由直接成形工艺中普遍存在的高能耗、高热残余应力等问题,提出了金属颗粒冷态高速微喷射增材制造新工艺。以常温下的高压氮气作为加速气流,利用微喷枪将微米级的金属粒子加速至其临界速度以上形成沉积。针对高速微喷射增材制造平台搭建、具有高加速性能与高分辨率的微喷枪设计展开了研究,并在此基础上,进行了单点成形与单线成形的试验研究,通过最小特征尺寸的大小与稳定度分析新工艺成形精度与成形质量,通过微观结构与显微硬度分析新工艺成形件的基本力学性能。试验结果表明:在一定范围内,通过喷射压力的变化可以实现单点成形尺寸的线性可控,通过喷射压力与导轨移动速度可以实现直线成形线宽与层厚的线性可控;试验中的0.9 mm的最窄线宽与低于8%的线宽波动量保证了该工艺一定的加工精度与成形质量;致密的微观组织结构与较高的显微硬度值保证了该工艺成形件良好的力学性能;多层扫描时层与层之间致密结合保证了该工艺逐层累加制造的能力。研究表明,金属颗粒冷态高速微喷射是一种稳定可控,可行的增材制造新工艺。

摘要：熔融沉积制件的拐角轮廓处存在重复沉积与漏沉积的结构缺陷,且受填充速度和拐角角度等参数的影响,难以同步兼顾成形精度与打印效率。文中首先运用实验与数学方法,研究了填充速度对拐角轮廓的成形精度与打印效率的影响规律,研究结果表明:成形精度与填充速度主要成反比关系,但在较高的填充速度下拐角轮廓处也可实现相对较高精度、较高效率的打印效果;填充速度越大对打印效率的影响越弱,打印耗时随填充速度的增加而逐步趋向一个恒定值;然后通过对成形精度和打印效率设定权重系数,构建了制件拐角轮廓打印的最优填充速度连续函数,并提出了其自适应控制的初步设计思路。

摘要：以一种典型的铆焊型液力变矩器涡轮为研究对象,针对涡轮装配成型中的外环-叶片-内环的辊铆成形工艺及尺寸开展研究。结合有限元仿真分析和试验手段,研究了叶片支耳的辊铆成形工艺,分析了拨倒、滚压成形工艺参数对滚铆成形精度的影响规律。以叶片材料的拉伸应力-应变曲线及各向异性系数等力学性能测试参数、涡轮总成的三维几何模型、辊铆工况为输入,建立了叶片支耳滚铆成形的有限元模型,采用Abaqus分别建立了支耳拨倒、滚压成形的有限元模型,分析了拨倒角度、滚压进给量和次数对支耳成形后的应力及应变分布、与内/外环的贴合间隙的影响,确定了较为合理的辊铆工艺参数。设计制作了快速滚铆工装,研制了涡轮总成样件,对比分析了样件实物中支耳的贴合度测试数据与仿真结果,验证了工艺参数的合理性。研究结果表明:叶片支耳成形采用3道分3次滚压成形后,回弹量最小,不大于0.1 mm且满足设计技术要求,辊压后支耳的成形应力最小、变形更均匀;经涡轮样件试制验证有限元仿真模型的准确性,误差小于7.7%。