口腔CT传动精度要求高,多使用运行平稳、精度效率及安全系数高的谐波减速器,其柔轮转动时因承受交变载荷产生周期变形容易失效。对柔轮齿廓进行设计,运用SolidWorks进行建模,导入Ansys Workbench中进行了静力学分析、模态分析、瞬态动力学分析。结果表明,柔轮应变主要位于波发生器的长短轴处,且沿筒体轴向应变逐渐减小;应力最大值位于波发生器与柔轮接触位置,瞬态动力学分析时最大应力位于齿根与筒体连接处;同时,柔轮应力应变的大小还受齿宽、筒长、筒厚等影响。

针对成形法铣齿加工弧齿锥齿轮大轮,对切削速度、切削深度、进给速度等切削用量对加工表面残余应力的影响规律进行了研究。根据成形法切削加工弧齿锥齿轮的特点,建立斜角切削有限元三维仿真模型,对齿轮的切削加工过程进行模拟分析,运用单因素法分别模拟了切削速度、进给速度、切削深度以及冷却液对工件表面残余应力的影响。由模拟仿真结果得知,弧齿锥齿轮斜角切削已加工表面残余应力沿层深呈“勺形”分布且表面为残余拉应力,亚表面为残余压应力,表面切向残余应力大于轴向残余应力;表面残余拉应力会随进给速度和切削速度的增大而增大,残余应力的层深随进给量的增大而加深,切削深度对残余应力的影响不明显;添加冷却液能够降低表面的残余拉应力。研究为弧齿锥齿轮切削加工残余应力分析提供了理论参考。

基于滚轧变形理论,通过Deform-3D有限元仿真软件建立滚轧模型,对面齿轮滚轧成形过程进行分析,根据有限元仿真结果分析面齿轮齿廓主动面和被动面的金属流动情况;探究工艺参数对滚轧轮所受最大载荷的影响趋势;分析等效应变和等效残余应力在齿廓上的分布规律。结果表明,面齿轮齿廓被动面的金属流动性大于主动面的金属流动性,且在被动面齿顶易形成“突耳”;转速增大,滚轧轮最大载荷降低;进给速度增大,滚轧轮最大载荷增大;齿廓等效应变和最大残余应力变化趋势相同,随着转速的增加而增加,随着进给速度的增加而降低。这些结果为进一步实验提供了一定的参考。

为了预测热滚轧面齿轮齿廓表层残余压应力峰值大小和残余压应力层深度,利用DEFORM-3D有限元仿真软件对热滚轧面齿轮加工过程进行仿真,获得不同工艺参数组合下齿廓表层残余压应力峰值大小和残余压应力层深度。以仿真结果为数据样本,采用响应曲面法建立热滚轧面齿轮齿廓表层残余压应力和压应力层深度的预测模型,并以残余压应力峰值最大、残余压应力层深度最小为优化目标,得到最优工艺组合。以最优工艺组合为实际加工参数,对齿廓表层残余应力实测值与预测值进行对比分析可知,实测值小于预测值,最大误差不超过17%。表明所建立的预测模型可以实现对热滚轧面齿轮表层残余应力的测控。

介绍了国内外面齿轮加工的发展历程、加工原理与方法,并概括了面齿轮在航空航天领域的应用;按照面齿轮不同的加工方法,阐述了国内面齿轮加工的进展与成果,并指出国内面齿轮加工技术的不足。最后,结合实际发展需求,提出了面齿轮应该遵循高质量、高效率和可持续绿色发展的加工理念。

锥束口腔CT诊断设备中扫描装置传动系统对传动精度要求高,普通传动装置难以满足其使用要求,针对我国研发的口腔CT机传动机构存在噪声大、定位精确度不高等问题,利用谐波传动机构传动平稳、传动精度高等优点,并结合行星齿轮传动抗冲击和振动能力较强等特点,设计出一套用于锥束口腔CT扫描装置的复合谐波传动装置。运用三维设计软件SolidWorks进行三维建模,并导入Adams动力学仿真软件进行了仿真实验,结果表明,设计的复合谐波传动装置响应迅速,转动平稳,传动精度高,满足医用要求。

针对工业CT使用的X射线为一种多能谱射线,分析了这种X射线对物体进行断层扫描时发生硬化的机理及其对重建结果的影响,推导出了用于校正的数学模型.利用仿真的手段对该数学模型进行了验证.仿真结果表明该数学模型对射束硬化可起到较好的校正作用,为高精度工业CT设计提供了一定的理论基础和方法.

设计了基于PMAC的锥束体积CT工作台的控制系统.重点介绍了该控制系统结构框架的确定、硬件的组成及工作原理,以及控制系统软件的设计.

针对大模数直齿锥齿轮加工困难，专业设备缺乏的现状，提出在立式铣床上采用指状铣刀加工的方法。基于锥齿成形加工的原理，计算加工参数，拟合走刀轨迹，分析计算齿形误差。根据直齿锥齿轮修形理论，针对齿形误差，提出采用模数铣刀进行修形的方法；在VERICUT上进行仿真，通过比较修形前后齿形残余量，检验修形效果，验证方案的可行性。进行加工试验，采用三坐标测量仪对修形前后的齿形精确测量，得出修形前后啮合区域最大误差量（啮合方向）分别小于0．563mm和0．041mm。进行啮合试验，修形后齿轮端部应力集中现象消失，啮合区域向齿面中央集中。

针对反应堆厂房内部结构分别使用梁模型和壳模型进行建模,同时建立了详细的一回路系统与反应堆厂房结构耦接。利用ANSYS软件对不同厂房结构的反应堆冷却剂系统进行地震动力分析,得到了冷却剂系统主设备关键位置的地震响应载荷结果,对不同厂房结构情况下的载荷响应值进行了对比分析;同时,对不同的厂房结构进行了地震加速度响应谱分析,验证了梁、壳两种厂房结构对反应堆冷却剂系统地震响应的影响。