購(gòu)買設(shè)計(jì)請(qǐng)充值后下載，，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點(diǎn)開預(yù)覽，，資料完整，充值下載就能得到。。?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖，doc,docx為WORD文檔，有不明白之處，可咨詢QQ:1304139763
材料制備機(jī)械設(shè)計(jì)理論中的新趨勢(shì)和新問題 王艾倫 段吉安 黃明輝 鐘 掘 中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 湖南長(zhǎng)沙 410083 摘 要 在全面綜述材料制備機(jī)械技術(shù)及設(shè)備發(fā)展動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上 提出了研究領(lǐng)域的幾個(gè) 新問題和發(fā)展方向 如通過集成和融合現(xiàn)代相關(guān)前沿科學(xué)和技術(shù) 生產(chǎn)具有超常和特殊性 能的新概念材料等 并進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析和討論 關(guān)鍵詞 界面 超常物理場(chǎng) 制備機(jī)械 功能材料 1 機(jī)械材料加工的時(shí)代背景 在人類進(jìn)步的一段長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi) 許多工具 機(jī)械和方法被提出來(lái) 不同的原料用 不同的工具來(lái)加工 原料及其處理過程已經(jīng)變成了推動(dòng)人類進(jìn)步不可缺的一部份 在當(dāng) 前世界中日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)和人們追求幸福生活的今天 物質(zhì)的功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人類 現(xiàn)有的并不斷增長(zhǎng)的知識(shí)及想象 例如 神秘原料功能 半導(dǎo)體材料 原料能量有吸力 的材料 在航空領(lǐng)域中占有70 份額的強(qiáng)力鋁合金4 5um的薄金屬片 用各向異性深沖 壓金屬板在1 以下 電子鋁箔與強(qiáng)耐熱鋁合金已經(jīng)被應(yīng)用到航空 宇宙及深海領(lǐng)域中 等等 在原料加工加工領(lǐng)域中不同的時(shí)間段里 材料重要發(fā)展趨勢(shì)就這樣形成了 1 在特殊的物理領(lǐng)域里制造原料加工機(jī)械 是為了能有特殊的質(zhì)地結(jié)構(gòu)和輔助性 的加工功能 例如 運(yùn)用熱能和機(jī)械能能夠突破科學(xué)技術(shù)的極限 將一些不常用的能量 例如 微波 化學(xué)能 生物能等等 一個(gè)接一個(gè)的被引入到材料加工中來(lái) 因此一些加 工特殊能量原材料的加工設(shè)備就被制造出來(lái)了 2 突破傳統(tǒng)的物質(zhì)限制 將溶化 凝固 造型一體化 然后加熱得到具有特殊功 能的原料 這樣就可以降低加工費(fèi)用 例如 材料加工整形技術(shù) 比如像快速翻滾 噴 霧處理 塑膠成型 噴射造型法 高能量射束等等被應(yīng)用 3 原料加工處理正在向高速 重載和高精度在線控制方向上邁進(jìn) 例如 軋制速 度達(dá)到130m s 壓力變形已達(dá)到300MPa 尺寸精度達(dá)到了0 1um 成型精度已達(dá)到 0 1i 濃度精度已達(dá)到0 1MPa 由于這些原因 原料加工機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)理論將科學(xué)與技 術(shù)相關(guān)聯(lián)的領(lǐng)域有機(jī)的結(jié)合起來(lái)設(shè)計(jì)生產(chǎn)一中新概念材料加工設(shè)備是可能的 2 對(duì)于新概念材料加工設(shè)備的期望功能 1 要有能力生產(chǎn)具有特殊物質(zhì)的領(lǐng)域 能傳送那些對(duì)于新概念材料加工在特定的 物質(zhì)環(huán)境下是非常必要的特殊能流 例如 在高溫環(huán)境下能使那些高溫波或者脈沖以超 過104 106K s的速度冷卻下來(lái) 將外表面的凝固 變形合成一體 然后在將超強(qiáng)接觸面 應(yīng)力重新組合成新的分界面 融化的大金屬薄片的湍流 隨機(jī)的低頻率磁場(chǎng)用于金屬末 加熱的微波 用于大量凝固的超聲波等等都已經(jīng)被應(yīng)用了 2 有能力在臨界狀態(tài)下工作 因此高穩(wěn)定性和理想性能的處理設(shè)備是在加強(qiáng)技術(shù) 條件和室外操作的保證 例如 禁止在潤(rùn)滑狀態(tài)下邊界上的搖晃 在特有的摩擦狀態(tài)下 的抗震能力 有韌性的連接管的合力穩(wěn)定性和干擾穩(wěn)定性與軸相比更易驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 3 有能力精確的控制原料加工而獲得低損耗 高功率 高性能的原料加工 例如 精確的在線監(jiān)測(cè)產(chǎn)品成型 在線監(jiān)測(cè)和在線調(diào)整產(chǎn)品品質(zhì)和器具還有在線控制金屬 塑 膠成型的程序 產(chǎn)品的精確度指數(shù)可以列舉如下 宏觀上精確度可達(dá)到0 1um 微觀上 的晶狀體結(jié)構(gòu)非常均勻 濃度誤差在0 1MPa 簡(jiǎn)而言之 擁有特別功能的新概念原料 加工設(shè)備應(yīng)該被設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出來(lái) 這樣的話 那些特別性能的原料就能被處理加工了 3 在特殊的物理領(lǐng)域和環(huán)境下金屬材料加工設(shè)備的問題和需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容 由于這些原因和以上提到的背景 如下的一些新的研究主題應(yīng)該被改進(jìn) 3 1 連接傳熱裝置和溫度應(yīng)力場(chǎng)的相界面 當(dāng)融化金屬處于液體和固體的臨界狀態(tài)時(shí)通過連續(xù)的變形和快速凝固 一種全新的 微觀結(jié)構(gòu)可以被獲得 在這個(gè)非常時(shí)刻 高濃度的熱流和動(dòng)態(tài)的熱阻力在材料加工處理 中成了主要事項(xiàng) 關(guān)于設(shè)計(jì)這個(gè)設(shè)備的基本理論問題是要學(xué)習(xí)核心傳動(dòng)系統(tǒng)合能量轉(zhuǎn)化 和建立數(shù)學(xué)模型 3 2 材料加工設(shè)備表面粘流摩擦力的抑制 操作裝置和工件的連接是相當(dāng)復(fù)雜的因?yàn)檎沉髯钃趿思庸け砻娼缑鎽B(tài)由周轉(zhuǎn)速度 熱力學(xué)處理工作量 操作裝置的彈性 工件的可塑性 滑性界面的動(dòng)態(tài)行為 局部水力 的潤(rùn)滑油等等來(lái)決定 它們影響著材料加工設(shè)備抗摩擦裝置的成型 因?yàn)樗鼈儠?huì)會(huì)強(qiáng)制 其產(chǎn)生很大的非線性 這種強(qiáng)制會(huì)在瞬間被損壞或者是失諧 最后會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性 因此提出了以下的問題 機(jī)械裝置的噪聲可能在晃動(dòng)的界面引起滑動(dòng)摩擦 不穩(wěn)定狀態(tài) 在高速 重載和邊界潤(rùn)滑狀態(tài)下在光滑表面和旋轉(zhuǎn)式噴灌器之間的裝置抑制 潤(rùn)滑油薄 膜吸收裝置和不斷再生的表面的物理化學(xué)行為 流變學(xué)的特征和操作參數(shù)之間的關(guān)系 3 3 在高壓場(chǎng)條件下非線性接觸式機(jī)械裝置 在大范圍內(nèi)組建一個(gè)超強(qiáng)力壓力場(chǎng)是材料加工設(shè)備的一個(gè)基本功能 當(dāng)然形成一個(gè) 大結(jié)構(gòu)的元素也是可能的 例如太空船 大陸洲際間的交通工具 汽車 飛機(jī) 組建 一個(gè)超強(qiáng)壓力場(chǎng)是最重要的特征之一 也是保衛(wèi)國(guó)家獨(dú)立最基本的裝備 在強(qiáng)壓力場(chǎng)環(huán) 境下 接觸式和非線性摩擦將會(huì)產(chǎn)生 因此將會(huì)導(dǎo)致局部的永久的變形和不好的因素 在強(qiáng)壓力場(chǎng)下設(shè)計(jì)過程中 將會(huì)涉及到設(shè)備的設(shè)計(jì)新理論 例如 非接觸式 非線性摩 擦機(jī)構(gòu) 3 4 負(fù)荷分配規(guī)律 關(guān)于超靜定結(jié)構(gòu) 抑制點(diǎn)的負(fù)荷分配規(guī)律由相容性條件決定 雖然 關(guān)于那些大尺 寸的 不定的 靜止的結(jié)構(gòu)在真實(shí)空間中是自由變化的 但負(fù)荷分配規(guī)律是不能決定相 容性條件 因此新的基礎(chǔ)理論由分析接觸行為和變形裝置獲得 例如 摩擦力 變形相 容性條件 等等 3 5 耦合裝置和在材料加工系統(tǒng)中物理領(lǐng)域內(nèi)的穩(wěn)定性 隨著系統(tǒng)的功能越來(lái)越多元化 許多限制材料加工進(jìn)度的傳統(tǒng)技術(shù)正在不斷的被改 善 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也逐漸變得越來(lái)越復(fù)雜 系統(tǒng)性能變得越來(lái)越好 例如 鋼扎廠的快速瞬 間反轉(zhuǎn)受彈性形變 粘流 散熱處理 水動(dòng)力潤(rùn)滑處理的 物理化學(xué)分子狀態(tài)的影響 另外 機(jī)電的耦合在處理系統(tǒng)中已經(jīng)超出了傳統(tǒng)的概念 例如 一些奇特的現(xiàn)象 微小 的變化可以引起很大的變化 已經(jīng)出現(xiàn) 因此 滾筒操作的不穩(wěn)定性可能會(huì)導(dǎo)致混亂 所以 這個(gè)主題將會(huì)在機(jī)械裝置的物理領(lǐng)域中 在處理系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響和加工助劑質(zhì) 量上被提及和充分關(guān)注 3 6 技術(shù)綜合和合并精準(zhǔn)的控制 在特定的物理?xiàng)l件下進(jìn)行操作的材料加工設(shè)備是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜系統(tǒng) 一些系統(tǒng)的參 數(shù)在領(lǐng)域的邊界上也是可以改變的 因此在領(lǐng)域環(huán)境下精確的控制與調(diào)整 調(diào)和尺寸 能量轉(zhuǎn)換 信息傳遞 界面耦合等等是非常重要的 因?yàn)樵诳刂颇Ｐ椭卸喾N交互作用的 存在 根據(jù)退耦控制模型而建立綜合框架是必要的 精確的控制基于綜合技術(shù) 3 7 優(yōu)化的和創(chuàng)新的設(shè)計(jì)基于創(chuàng)新的知識(shí) 材料加工技術(shù)能促進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高 最優(yōu)化的材料加工技術(shù)和材料加工設(shè) 備意味著實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)的仿真通過類似的設(shè)計(jì)和一致的設(shè)計(jì)是我們學(xué)習(xí)的主題 3 8 在特殊的領(lǐng)域里機(jī)械裝置的特殊功能和應(yīng)用 一些重要的元素和部分在材料加工設(shè)備中常常在強(qiáng)力場(chǎng) 溫度場(chǎng) 電磁場(chǎng)和流場(chǎng)中 工作 有建造特別物理界面的功能 雖然對(duì)那些普通單一的物質(zhì)象金屬 陶瓷等擁有單 一的高指數(shù)和卓越的總質(zhì)量是很困難的 因此我們需要在重要部位采用具有新功能的原 料 例如 尺度功能有傾向的材料是想當(dāng)可貴的 由于這些原因 學(xué)習(xí)基本法律和以上 提到的具有這些功能的機(jī)械裝置 例如 強(qiáng)調(diào)分配功能 破壞機(jī)理和在特定領(lǐng)域中的設(shè) 計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 靜態(tài) 動(dòng)態(tài) 的硬度和阻尼 模糊設(shè)計(jì)和明朗設(shè)計(jì)處理系統(tǒng)構(gòu)成了有斜度的材 料 等等 今天 材料加工科學(xué)和技術(shù)正在快速的向前發(fā)展 把學(xué)習(xí)的目標(biāo)瞄準(zhǔn)材料加工設(shè)備 的技術(shù)問題將會(huì)為21世紀(jì)的制造業(yè)提供技術(shù)支持