针对船舶曲面分段建造难度大、效率低的问题,对曲面分段车间建造作业调度过程进行仿真与优化研究。首先,提出基于虚拟流水线的分段建造车间作业调度模式;其次,基于数字化工厂策略实现其作业调度过程的仿真;以最大完工时间最小化为目标,提出基于遗传算法的作业调度过程优化;最后,以实际生产计划为对象进行了实例验证。结果表明基于虚拟流水线的作业调度模式和基于数字化工厂策略的仿真优化,有效缩短了曲面分段建造周期,为提升船舶建造效率和水平提供了支撑。

针对当前船体装配工艺过程大量依赖人工经验,船舶装配工艺设计效率低、自动化和信息化水平不高等问题,提出基于灰色关联度的船舶装配工艺设计方法。首先,分析了典型船体结构装配工艺内容及方法,设计船舶装配工艺知识库;其次,建立相似性计算模型,设计了基于属性相似性计算的船舶分段装配工艺匹配算法,并基于灰色关联度算法完成工艺实例知识的相似性计算和排序,实现最优装配实例知识的推送和匹配;在此基础上,开发了船舶分段装配工艺设计系统,并以某单层底船体分段为对象,验证了该方法的可行性和正确性。

采用NiTi合金材料设计一种用于压缩扩张式的封隔器的新型金属密封元件,建立密封元件及其组件的数值模型;提出采用最大应力、坐封力和接触应力对密封元件密封性能进行评价,并分析结构参数变化对其密封性能的影响规律。结果表明最大应力随膨胀环半径和拱形半径单调增加,随承压环宽度、拱形厚度和卸载槽半径先减小再增大;坐封力随承压环宽度、膨胀环半径、拱形半径和拱形厚度单调增加,随卸载槽半径单调减小;接触应力随承压环宽度、膨胀环半径和拱形厚度非线性增大,随拱形半径和卸载槽半径非线性减小。拱形半径和拱形厚度对密封元件密封性能影响较为显著,且适当减小拱形半径或增大拱形厚度可提高其密封性能。

船用柴油机机身加工工艺复杂,为实现对机身工艺可靠性的评估,开发基于关键特征的船用柴油机机身工艺可靠性评价系统。该系统实现了对机身加工工艺信息的管理、关键特征的筛选,进而实现了对船用柴油机机身工艺可靠性的评估,为快速评价加工策略的优劣提供了可视化操作平台和决策支持。研究结果为机身实际生产加工提供了参考。

以典型的柴油机机身曲轴孔装夹为例,采用有限元分析方法,分析V形块角度误差对曲轴孔装夹状态下机身变形的影响。通过改变V形块角度及机身同V形块之间的接触状态,分析柴油机机身可能发生的接触情况及其受力状态;运用ABAQUS仿真软件对机身各种接触情况进行模拟仿真,获得曲轴孔系的一条母线和机身截面节点的变形量,并将其作为机身曲轴孔装夹状态下变形的评价指标;根据角度误差和接触区域状态,讨论装夹误差的组成部分,并分析装夹误差的影响规律。

采用析因试验法研究断屑槽结构的制备对整体式立铣刀切削性能的影响。选取2把断屑槽分布不同的刀具,以铣刀主轴转速、径向切削深度、每齿进给量为主要因素,建立正交铣削试验。结果表明:断屑槽分布密集的铣刀适合用于加工精度要求不高的零件;断屑槽分布稀释的铣刀,适合用于半精加工要求的工件;对比分析切屑形貌和表面质量,得到用断屑槽分布稀疏的刀具铣削工件时可获得较好的表面质量。

为研究摆动磨削工艺对表面质量的影响机制,基于恒线速度磨削工艺,分析凸轮旋转一周时凸轮轴角速度和角加速度、砂轮进给速度和加速度的变化规律;对比分析摆动磨削与常规磨削时的接触长度和最大未变形磨屑厚度。结果表明:在不同的凸轮基圆速度下,凸轮轴转动的角速度和角加速度、砂轮进给速度和加速度呈线性增长趋势;摆动磨削可改善磨削表面的质量,且改善效果受磨削参数的影响;磨削深度对磨削表面质量有弱化作用;适当提高砂轮直径、砂轮转速

滚动轴承剩余使用寿命(RUL)预测对保障旋转机械设备平稳运行意义重大。针对时域特征预测精度波动大、数据利用率低等问题,提出一种基于时域和谱峭度特征融合及指数模型的滚动轴承RUL预测方法。从时域和谱峭度提取信号的特征进行平滑处理并基于单调性尺度排序,从而选取优势特征通过主成分分析(PCA)构建健康指标。然后,通过3σ准则确定退化点后对数据再处理。最后,基于贝叶斯理论和极大似然函数估计指数退化模型的参数来预测轴承每时刻的RUL,采用

摆动磨削作为一种精密磨削技术,在凸轮型面磨削中体现了较强的优越性。然而目前对摆动磨削技术研究不够深入,对摆动磨削方式下各磨削参数的匹配研究不够系统。为充分发挥摆动磨削的技术优势,实现摆动磨削参数和其他参数的深度融合,以40Cr钢凸轮轴为试验材料,采用灰色关联分析法探究摆动磨削加工表面粗糙度参数Ra、Rz和Rsm。基于灰色关联理论,对测得的粗糙度结果进行深入分析,将多工艺指标的优化问题转化为单一目标的灰色关联度优化问题,得出

以高速大功率柴油机为研究对象，采用计算机仿真技术和多学科优化设计方法，构建柴油机关键零件的动态参数化有限元分析模型和综合性能优化设计框架模型，实现了船用柴油机关键零件的多学科性能综合优化设计，提高了柴油机的性能。