为了进一步提高粉体材料等静压成型质量,在传统的等静压成型中加载超声进行辅助成型。针对超声加载的声场需求,对超声加载系统核心部件20 kHz超声振子进行了设计,对其谐振特性进行了有限元仿真分析和结构优化。搭建了超声辅助等静压成型试验装置,分别在5.0 MPa、7.5 MPa和15.0 MPa油液压力下对粉体材料试件进行10 min超声加载,结果表明粉体材料试件的致密性和晶粒的均匀性得到了提升,同时随着油液压力的增加,试件的成型质量改善越明显。

针对等静压设备的预应力钢丝缠绕缸体结构的缠绕方法、强度和稳定性理论,定义了一种基于等剪应力缠绕的预应力大型结构轻量化设计模型.结合工作内压为300MPa、缸体内径为500mm的缸体设计实例,利用多岛遗传算法成功地得到了最优化解.质量由传统设计的9.03 t减轻到8.53 t,减少了5.5%.经专家系统软件和有限元软件验证,方案符合结构强度、刚度条件,预紧态结构不屈服,设计不失稳,并满足内径尺寸大于500 mm等设计要求,方案可行.分析表明,该优化模型合理,多岛遗传算法收敛效果好.该方法适用于大吨位、超高温超高压等静压设备的缸体缠绕结构优化问题.