摘要：在工业领域中,具有可追溯性的直接零件标识技术受到越来越多的关注。但是很多产品零部件对于直接零件标识有尺寸要求,限制了信息存储容量。为了提高直接零件标识的数据存储密度,在直接零件标识技术中引入彩色二维条码的概念,设计了一种彩色Data Matrix二维条码直接零件标识。利用纳秒激光标刻设备在钛合金材料上进行标刻实验,成功实现彩色二维条码的激光标刻,并进行质量评估。为了进一步验证条码的可靠性,采集激光标刻二维条码的图像,依照评估结果选择是否在信息提取前进行条码重构,从而校验条码信息。校验结果证明了所加工彩色Data Matrix二维条码是可靠的,彩色直接零件标识技术具有可行性,可以在工业直接零件标识领域进行推广应用。

摘要：为了解决陶瓷刀具材料半经验法设计中存在的盲目性问题,拟在微观尺度上对陶瓷刀具材料性能进行有限元预测,阐明材料微观结构和宏观性能的定量关系,从而为高寿命刀具设计提供理论依据。本研究采用理论分析、数值模拟和试验相结合的研究手段,基于Voronoi法和随机法建立了考虑陶瓷刀具材料微观结构随机性的参数化模型;结合刀具材料微观结构模型和性能测试试验,进行性能测试过程有限元仿真,求解了刀具抗弯强度、断裂韧性和硬度;初步设计不同参数的刀具微观结构模型,计算其力学性能,以综合性能最优为目标,确定了最佳的微观结构参数,并制备出适合切削超高强度钢的刀具材料。试验结果和设计结果比较吻合,表明提出的陶瓷刀具材料设计方法是可行的。本研究形成的基于性能预测的陶瓷刀具材料微观结构优化设计及制备的基本理论和方法,对于丰富和完善刀具设计理论及提高刀具寿命具有重要的实际意义。

摘要：为分析挖藕机喷水系统各种关键参数对土壤冲击效果的影响,提出一种基于EDEM-Fluent的水射流冲击土壤仿真方法。在Fluent中模拟不同间距、不同喷射速度下多股水射流冲击水层时的速度衰减、方向变化情况;得出冲击水层后的速度后利用EDEM-Fluent耦合模拟射流以该速度冲击土壤1 s的效果。试验结果表明:随着出水管间距的增大,最大冲击深度减小,土壤颗粒速度减小;随着射流喷射速度的增大,最大冲击深度增大,土壤颗粒速度增大。在出水管间距8 mm、射流喷射速度30 m/s时对土壤的冲击效果最好。

摘要：为了实现复杂产品协同设计中的数据一致性、互操作性和冲突消解,建立了一种基于高层体系结构(HLA)的协同设计环境体系框架,定义了3类具有不同权限和职能的联邦成员:设计邦员、管理邦员和监测邦员.在系统框架的基础上,给出了各邦员的时间管理策略和联邦的总体时间推进过程,以及运用邦员的项目权限和所有权管理服务实现发言权控制,确保邦员接收数据的一致性和事件的时序性,避免了冲突操作的发生,并给出原型系统实现的功能和具体应用方案.

摘要：针对目前变型设计过程模型主要限制在零件级的粒度,导致活动间关系赋值较为粗糙,且往往需要遍历所有可能的设计过程,时间长,效率低,不能满足产品设计过程中的动态变化等问题,提出了一种基于设计结构矩阵的变型设计动态规划方法。依据建立的变型产品设计活动层次结构模型,定义了参数级粒度的设计活动间约束关系及其优先级数值,通过对虚拟活动的打包和分解操作,实现复杂耦合条件下基于DSM的设计过程动态规划。以轴承产品设计过程为例,验证了该方法的有效性。

摘要：针对传统机械专业教学中教学方式平面化、三维教具制作成本高等问题,探讨了将低成本熔融沉积(FDM)3D打印技术应用于机械专业教学的可行性。以专业课程教具设计与制造为例,分析了3D打印应用的流程与成本。分析表明,在机械专业教学中应用3D打印技术可以实现教具的特殊性设计和快速低成本制造,将传统的二维教学模式转变为三维模式,从而激发学生积极性,提高教学质量。

摘要：为解决喷火表演鼻子容易烧伤的问题,运用三维扫描技术进行反求设计,并用3D打印方法制造。首先,使用三维扫描仪获得鼻子部位扫描曲面,运用Meshmixer软件对曲面处理得到鼻子三维数字模型;其次,绘制鼻套设计所需三维模型并与鼻子三维模型进行布尔运算,得到鼻套模具三维模型,将模型数据导出为切片软件可识别的STL文件;然后,设置熔融沉积成型3D打印机参数、添加外部冷却设备,以聚乙烯醇(PVA)为打印耗材,对鼻套模具进行打印;最后,使用硅胶浇注、热水溶模的方法得到一体成型的鼻套模型。结果表明:该方法能够有效应用于鼻套模型的制作,实现三维扫描曲面壳体到模具实体的转化,为类似产品的制造提供了一种方法。

摘要：为了解决汽车发动机生产车间刀具识别与刀具从入库到报废环节的过程管理问题,提出一种基于无线射频识别的刀具自动识别技术,并开发了相应的车间级刀具管理系统。通过需求分析进行了系统理论模型设计,包括系统功能结构模型、业务流程模型和体系架构模型的构建;利用射频识别技术对每把刀具进行唯一标识,实现刀具数字化标识与信息追踪,完成无线射频识别技术与刀具实体的结合。为了消除系统刀具信息描述时多义性的问题,采用字母与数字混合编码方式建立了刀具编码体系。利用C#语言和SQL Server 2008数据库软件分别对系统前台功能界面及后台数据库进行设计。通过案例验证了系统的各项功能,实现了车间刀具信息与物流状态管理,满足了企业的应用需求。

摘要：针对整体式立铣刀设计过程中存在结构复杂、尺寸繁多、三维精确建模困难等问题,基于微分几何曲线、曲面理论和铣刀制造过程中砂轮与刀具之间的相对运动关系,建立了任意齿距容屑槽截面线、等螺旋角和等导程螺旋刃线以及Gash面的数学表达方程;借助于UG二次开发技术开发了整体式立铣刀参数化设计软件系统,实现整体式立铣刀三维实体模型的快速生成以及与CAE软件间的信息交互.实例结果表明,所建数学模型可实现整体式立铣刀整体结构的快速精确表达,提高了立铣刀的设计效率和设计精度.

摘要：纤维增强复合材料因其轻量化、高强度和高设计自由度等优点一直备受航空、航天和汽车等领域的青睐。3D打印是实现连续纤维增强复合材料快速化、个性化和复杂化结构制备以及突破传统制造方法限制的有效途径之一。本文综述了连续纤维复合材料3D打印技术的基本原理、方法分类和研究进展,从成型的材料、工艺、性能和机理等方面进行综述,并对混杂连续纤维增强复材3D打印、多自由度3D打印及其路径规划提出了展望。