螺旋锥齿轮的磨削加工是一个复杂的过程,对单颗磨粒磨削工件的过程进行仿真研究对研究螺旋锥齿轮复杂的磨削过程具有重要意义。利用有限元分析软件ABAQUS建立单颗磨粒磨削加工螺旋锥齿轮的二维正交仿真模型,根据Johnson-Cook力-热耦合数学本构模型建立45钢在一维应力状态下的本构方程,对单颗磨粒磨削过程进行仿真,分析磨屑的形成过程以及对工件表面质量的影响,得到工件在磨削过程中的等效塑性应变云图、应力云图与温度图;探究磨削过程中不同磨削速度、磨削深度参数对等效应力的影响,结果表明,磨削深度是影响螺旋锥齿轮磨削表面质量的重要因素;定性分析了磨削后工件表面的残余应力,为螺旋锥齿轮磨削表面质量的研究提供了理论依据。

与传统的整体破碎工艺相比而言,锂离子电池机械化拆解工艺可以在预处理阶段实现电芯和其他部分的分离,降低化学萃取成本,提高贵重金属元素的回收效率,具有重要的研究意义。为此设计了一种可以适应不同型号锂离子电池的切分机构,并提出了将可视为复杂装配下的复合材料的锂离子电池材料模型替代成简单均质的Johnson-Cook本构材料模型的等效替代理论,并通过理论计算、Abaqus仿真以及试验研究的方法进行分析,结果表明所设计的切分机构能够完成锂离子电池的切分,切口和变形情况均满足要求,提出的等效替代理论可以满足切分试验的要求,并得到参数修正后的本构模型方程用于指导切分仿真计算。

使用有限元分析软件ABAQUS建模,对钛合金零件加工过程进行二维切削仿真,研究钛合金在切削过程中,材料特性和刀具前角、刀具后角、切削速度等工艺参数对切削力和切削温度的影响。然后根据多因素多变量的特点,设计正交试验方案,设置对照实验组进行验证,并通过极差分析和方差分析法进行显著性检验,验证了仿真分析结论的正确性。

航空壁板在制孔时由于装夹会发生轻微形变,导致盲制孔精度降低。受加工成本影响,无法通过众多激光传感器来确定装夹后壁板的确切位置。为精准预测航空壁板的变形量,提出一种改进的神经网络预测算法,首先利用粒子群优化算法(PSO)将BP神经网络的初始权值和阈值进行初次优化,再选取收敛速度快、全局寻优能力强的麻雀搜索算法(SSA)对权值和阈值进行二次寻优,从而建立SSA-PSO-BP神经网络航空壁板装夹变形预测模型。利用Abaqus软件获取50组壁板变形数据作为神经网络的训练与预测数据(训练集45个,测试集5个),对神经网络模型进行训练。为了验证所建模型的准确性,利用BP、PSO-BP、SSA-PSO-BP这3种模型对测试集进行预测,并运用MAPE与RMSE对神经网络模型进行评价。结果表明:基于SSA-PSO-BP的神经网络模型预测航空壁板变形误差较小,预测结果准确率更高。

为了研究在超声振动辅助研抛过程中,不同工艺参数对SiCp/Al复合材料的影响,采用ABAQUS仿真软件,建立了单磨粒研抛有限元模型,通过单因素实验法对不同工艺参数下,超声振动辅助研抛SiCp/Al复合材料的表面和亚表面损伤进行分析。结果显示,在SiCp/Al复合材料振动辅助研抛过程中,界面损伤和亚表面损伤是影响SiCp/Al表面质量和亚表面损伤的主要因素,随着研抛速度和研抛深度的增大而增大,但是研抛速度过低不利于亚表面损伤的控制;振动频率越大,材料去除率越高,同时能够抑制亚表面损伤;较高的横向振幅能够降低表面粗糙度,抑制亚表面损伤,较高的纵向振幅使工件表面粗糙度增大,但是工件界面层损伤得到有效抑制。

目前设计的康复手套设备笨重不方便携带,为此设计一种基于Cortex-M4微控制器的便携式软体康复手套。介绍了软体手指的建模、硬件电路的设计、气动驱动回路的设计和控制系统程序设计。通过对软体手指进行Abaqus有限元仿真,确定软体手指的形状和尺寸。通过肌电传感器采集人体表面肌电信号,经卡尔曼滤波得到输入量输入控制系统,微控制器产生PWM波驱动直流气泵,回路产生压降驱动软体手指弯曲。通过电磁换向阀可以控制手指弯曲、保持和放气。

锯齿形切屑的形成会导致机床振动,使刀具的切削性能下降,降低工件的加工质量,因此需要对其形成机理进行分析,合理优化切削参数,减少锯齿形切屑的形成机率。本文利用ABAQUS软件对钛合金的加工过程进行仿真分析,模拟锯齿形切屑的形成机理,并在不同切削条件下进行仿真和实验研究,讨论切削参数对切屑锯齿化程度的影响。结果表明,随着切削速度和进给量的增加,切屑的锯齿化程度逐渐增大,随着刀具前角的增大,切屑的锯齿化程度逐渐减小。研究结果对提高工件加工质量以及设计工艺参数有一定指导作用。

为研究固液两相流方法加工原理,建立ABAQUS冲击仿真模型,分别分析单晶锗材料变形过程中应力变化、不同速度冲击作用、不同角度冲击作用。仿真结果表明：加工过程中被加工材料表面在受到水平切削力和竖直挤压力共同作用下,产生塑性变形;不同速度冲击作用下,材料表面塑性形变量随速度增加而增大,最大接触应力值呈先增大后减小的趋势;不同角度冲击作用下,单晶锗弹性模量各向异性与冲击角度共同影响最大接触应力值,弹性模量各向异性不影响材料变形量,冲击角度影响材料变形量及是否会在材料表面产生应力集中现象。

为探究低温冷风微润滑这种绿色加工技术应用于难加工材料时的效果,对难加工材料GH4269在干式、浇注式和低温冷风微量润滑条件下进行仿真模拟与切削试验。用ABAQUS对GH4169在3种方式下切削力和切削温度进行仿真;设计多因素正交实验对仿真结果进行验证。通过比较不同润滑方式对切削力及切削温度的影响,得出影响曲线图,从而揭示难加工材料GH4169在车削过程中切削力的变化情况,为实际的生产加工积累和提供基础数据。

某车型在综合耐久工况实验中,多辆车的后转向节与前束臂之间出现力矩衰减问题。通过对实车进行受力采集及理论计算,发现问题是原连接结构力矩不足造成的。又经过ABAQUS有限元仿真分析、台架试验验证,确定是连接结构力矩不足造成的力矩衰减。通过对连接结构的分析,决定采用对螺栓连接结构进行优化的方法来改进。将螺栓连接由后转向节单边支撑拧紧方式改变为两边夹紧的方式。结合理论计算、ABAQUS有限元仿真分析、台架试验验证等方法对该改进方案进行验证,结果表明,采用双面夹紧连接结构的转向节可以较大幅度提高连接的可靠性与力矩转化效率,解决了力矩衰减的问题。