利用无损的绿色检测技术——纳米压痕法测量等离子喷涂铁基涂层表面的残余应力。通过对比无应力和有应力涂层的载荷-位移曲线，得出涂层表面存在残余拉应力。由于无应力和有应力涂层的压痕周围均有明显的凸起变形，目前广泛使用的Oliver法提取残余应力的特征参量——真实接触面积的公式已不适用。利用之前建立的适用于压痕周围有凸起变形的材料...
机床能量消耗建模研究是机床能量特性及能效优化研究的基础。现有机床能量模型研究主要是从机床总能耗统计分析或主传动系统建模出发的，缺乏机床特别是数控机床全部能量流数学模型的系统研究。针对数控机床多能量源的特性，从能量源构成出发对其能量流的数学模型进行研究。分析数控机床多能量源的系统构成，将数控机床能量源分成加工动力系统、...
光刻胶在集成电路（Integrated circuit，IC）制造、微机电系统（Microelectro．mechanical systems，MEMS）等工艺中广泛使用，价格昂贵、有毒。由于传统光刻胶薄膜制备多采用旋涂工艺，约95％的光刻胶浪费，且无害化处置成本高。为此，提高光刻胶的利用率一直是涂胶工艺追逐的目标之一。针对节省光刻胶的超声雾化喷涂薄膜制备工艺面临的薄膜均...
再制造是装备制造业可持续发展的必由之路，对于含有裂纹的再制造毛坯，首先要遏制裂纹的进一步扩展，才能保证后续再制造工艺的有效性。在试件两端通入脉冲电流，由于裂纹的存在，裂纹尖端局部温度急剧升高超过材料的熔点，使裂纹尖端钝化。采用复变函数的方法，推导出裂纹尖端电流密度、温度场和残余应力的理论模型。以压缩机转子叶轮材料FV52...
针对再制造中再制造毛坯所出现的不确定问题，提出主动再制造的理念，在再制造的最佳时间段内对产品“主动”地进行再制造，以达到最好的效果。进一步阐述主动再制造的重要特征，并研究主动再制造的时间区域，探讨了该时间区域上限和下限的预判方法。时间区域上限是用来界定产品生命周期内各项性能指标已出现劣化应予再制造的时刻，在确定区域上...
切削油在齿轮滚切工艺中的大量使用，是造成齿轮加工车间环境污染和工人职业健康危害的主要源头。绿色高效的高速干式滚切工艺消除了切削油的使用，是齿轮绿色成形加工发展的重要方向。但由于缺少切削油的冷却，干式滚切工艺将导致更为严重的机床热变形，影响齿轮加工精度。以某新型结构的高速干切滚齿机床为研究对象，基于齐次坐标变换原理研究...
在复杂工程系统的多学科设计优化（Multidisciplinary design optimization，MDO）中，由于学科种类和设计变量多，学科分析中存在计算量大和优化效率低等难题。将稀疏网格方法引入多学科近似模型的建立过程，该方法集试验设计和近似模型建立于一体，可以缓解样本点数目对设计空间维度的指数依赖，因此在处理高维问题时仍有较高的效率，同时在近...
为了实现废旧零部件资源的最优化利用，从剩余使用寿命的角度建立废旧零部件再制造方案决策模型。以零部件失效数据和历史服役工况数据为基础，联合威布尔分布和人工神经网络模型来评估废旧零部件的剩余使用寿命。对于具有剩余使用寿命的废旧零部件，以定量的方式分析其第一次寿命末期和剩余寿命末期的可靠性，并结合企业制定的零部件可靠性阈值...
概念设计对产品的生命周期综合成本具有决定性影响，当低碳成为衡量产品性能的重要指标时，为了在产品概念设计阶段就能提供其全生命周期碳足迹可参考的依据，提出基于低碳约束的产品概念设计思路，确定低碳产品概念设计的目标和边界，讨论低碳概念设计考虑的诸多因素，给出概念设计阶段引入的碳足迹计算模型和以功能结构展开为原理的基于低碳约...
基于铁基电刷镀层在绿色再制造工程中的巨大优势和潜力，在铁基电刷镀体系的基础上添加可共沉积的化学离子制备铁基合金镀层，并通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、摩擦磨损试验机等分析测试手段，研究添加离子对镀层形貌、成分、结构、硬度、摩擦磨损性能的影响，同时研究镀层的热稳定性。结果表明：添加与Fe离子共沉积的W元素可以提高铁镀层的...
摘为解决由产品生命周期阶段的延拓及环境因素导入而引起的产品绿色设计实施周期较长及效率低的问题，将知识重用方法引入到绿色产品的概念设计中。对绿色设计单元进行可拓物元表达，建立绿色设计知识的多域多级迭代过程模型；通过K均值聚类方法对绿色设计单元实例进行分类处理，基于功能域、行为域、结构域与绿色设计域映射关系提出绿色设计单...
无损检测是机械装备再制造工程的重要组成部分，关系到再制造产品的服役安全。高端机械装备再制造损伤检测的特殊性，使得无损检测工作面临挑战。研究采用激光超声等具有高灵敏度、易于实现自动化检测的新技术成为国内外无损检测工作者关注的热点。归纳高端机械装备再制造无损检测特点。概述常规无损检测方法，并进行对比分析。简述当前无损检测...
通过构建绿色制造过程灰色模型，将工艺参数优化过程转化为多属性目标决策过程。运用模糊集理论对绿色制造评估专家不确定、不准确的模糊知识进行处理，提出采用决策试验与评价实验室（Decision making trial and evaluation laboratory，DEMATEL）方法建立绿色工艺评估指标的直接影响关联矩阵和综合影响矩阵，获得各评估指标的原因度和中心度，...
冷焊技术是一种新型金属零件表面修复技术，具有精密、经济、便捷等优点，已应用在发动机再制造等领域。利用冷焊技术对发动机缸体材料HT250表面缺陷进行修复，采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计和拉伸试验机等设备对修复区域的微观组织、硬度和结合强度进行测试分析，同时揭示不同冷焊工艺参数对修复层性能的影响。研究结果表明：基体与修...
等离子堆焊技术具有节能、高效和质量稳定等特点，使其成为重要的绿色制造及再制造技术之一。随着国内制造业的迅速发展，焊接技术尤其是等离子堆焊技术也得到较快的发展。概述等离子堆焊技术与钨极氩弧焊、手工电弧焊及埋弧焊的区别与联系，综合论述等离子堆焊设备的应用情况及其发展趋势，并分析等离子堆焊这一表面强化方法的研究进展，归纳等...
为简单、准确地进行摇臂转向架式星球车（简称星球车）低重力模拟，研究其单索重力补偿的问题。提出使用单根补偿吊索和摇臂配重模拟星球车所有姿态下全部车轮地面接触力的方法。以四、六轮星球车为例，建立崎岖地型上轮地接触力模型；通过分析模型的解结构，证明“正确补偿接触力”等价于“正确补偿狭义接触力（全部接触力水平分量为零时的特例...
计算平面机构自由度的契贝谢夫一克鲁伯（G-rfibler-Kutzbach）经典公式看似简单，但使用起来却经常出错。在对现行多数《机械原理》和《机械设计基础》等教材中关于平面机构自由度计算中存在问题进行深入分析的基础上，也可得到相似的结论。为此提出一种计算平面机构自由度的新方法，并对相应的Grfibler-Kutzbach公式进行变异。即通过引入实约...
食品药品安全是重大的民生和公共安全问题，医用注射液在注入人体之前必须经过严格的质量检测，否则，将引发各种危害性疾病，甚至危及生命。目前，医药生产企业对注射液的检测方式多为人工检测，存在效率低、可靠性差、质量安全得不到保障等诸多缺点，所以视觉检测机器人替代人工检测是一种必然趋势。基于此，详细探讨视觉检测机器人开发过程中...
为了研究无机械调节器自行车机器人的曲线运动平衡能力，给出一种前轮驱动自行车机器人的欠驱动力学模型以及这种机器人在水平面上实现小半径圆周运动的方法。根据几何关系得到车体的转弯半径，以此为基础推导出后轮转角速度和车架航向角速率，进一步采用拉格朗日方程建立系统的力学模型；分析圆周运动下重力矩和向心力矩的动态平衡条件，得到前...
将环路增量法应用于多环路并联机构的误差分析中，并提出环路选取原则。基于D—H参数，结合冗余驱动机构特点，采用环路增量法，建立兼顾位置和姿态两类误差的球面2-DOF冗余驱动并联机器人机构误差模型。该误差模型除包含机构的结构参数误差外，同时还将由于加工和装配等原因出现的各转动副轴线和球心之间的偏差考虑进来，更全面地反映了机构的...
针对现有金属微滴按需喷射装置难以喷射产生小于喷嘴径向尺寸的微滴的问题，设计开发一种基于应力波驱动的新型金属微滴喷射装置，采用锡铅合金（Sn．质量分数40％Pb）在加热温度为300℃下进行了喷射试验，试验表明：当脉冲宽度5ms，脉冲频率5Hz，电磁冲击杆冲击行程以及传振杆下端距离喷嘴分别为3mill和1．5toni时，在同轴供气流量大于6L／min...
由于栓接结合部自身非线性特性、测试时噪声信号的干扰以及求解时引起数值误差的影响，使得在利用频响函数（Frequency response functions，FRFs）进行参数辨识时会出现不适定问题。为避免产生不适定问题，使得辨识结果更能真实反映栓接结合部特性，利用子结构综合法建立法向与切向栓接结合部动力学模型，并利用加权函数法使每个辨识方程式的系...
三维曲面加工是通过刀具扫掠包络面逼近设计曲面来实现的。针对侧铣加工，提出一般回转刀具扫掠体包络面的双参数球族包络表示方法，建立刀具包络面及其第一和第二基本型的解析表达式。定义两种用于评价设计曲面与包络曲面之间偏差的法向误差函数，并推导出其关于刀具回转面和刀轴轨迹面形状控制参数的一阶梯度表达式，在此基础上提出了刀具扫掠...
现有的五轴加工轨迹生成方法在处理加工过程中的曲面形状突变及干涉情况时，会在前后加工点处产生刀轴矢量的剧烈变化，这将不可避免地造成刀具的破损并直接影响加工质量，解决这一问题的常用方法是生成刀轴光顺轨迹。针对光顺刀轴矢量的生成问题，该方法首先在非干涉域内有效插入限定的加工点位，保证刀轴矢量的整体优化；同时在干涉域内采用改...
由于超声振动复合加工过程很难通过动力学分析得到有效的切割机理的数学模型，而试验研究不失为解决该问题的一种有效方法。采用中心复合设计（Central composite design，CCD）试验方法，设计四因素三水平的SiC单晶片超声振动复合加工试验方案；引入响应曲面法建立切向锯切力、表面粗糙度与主要工艺参数（线锯速度、工件进给速度、工件转速和超...
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