利用最新的计算结构动力学建模和“智能结构”功能,桑迪亚国家实验室从数学上研究了颤动是如何发生的,然后帮助该联盟设计了一个振动控制系统,该系统可以在工具以数千转/分的速度旋转时主动抑制颤动。(“智能结构”是指使用传感器、执行器、计算机和控制算法在结构中产生响应,从而使该结构更有效。)本月早些时候,在伊利诺伊州罗克福德举行的一次演示中,英格索尔公司使用了其开发的水平轴六足铣床,新的智能主轴单元 (SSU) 使机器能够切割得更深、更快,去除金属的速度是原始速度的五倍多。其开发人员表示,SSU 可以使机械师以更接近其设计能力的方式操作他们的机器,可能将每个金属零件的铣削时间缩短几分钟或几小时,并节省生产成本。“它可以将稳定切削的范围扩大到更快、更深的范围内,同时保持同样的精度,”桑迪亚 SSU 项目负责人 Terry Hinnerichs (9126) 说道。“它可能会大大降低金属切削的成本。” 这项工作由国防高级研究计划局资助,由洛克希德马丁公司领导。它始于 1994 年,是一项旨在通过改进制造技术来增强美国工厂竞争力的全国性运动的一部分。桑迪亚项目由结构动力学开发经理 David Martinez 指导
利用最新的计算结构动力学建模和“智能结构”功能,桑迪亚国家实验室从数学上研究了颤动的发生原因,然后帮助该联盟设计了一种振动控制系统,该系统可以在工具以数千转/分的转速旋转时主动抑制颤动。(“智能结构”是指使用传感器、执行器、计算机和控制算法在结构中产生响应,从而使该结构更有效。)本月早些时候在伊利诺伊州罗克福德举行的一次演示中使用了英格索尔开发的横轴六足铣床,新的智能主轴单元 (SSU) 使机器切割得更深更快,金属去除率是原始速度的五倍多。其开发人员表示,SSU 可以使机械师以更接近设计能力的方式操作机器,可能将每个金属零件的铣削时间缩短几分钟或几小时,并降低生产成本。 “它可以将稳定切削的范围扩大到更快、更深的范围内,同时保持同样的精度,”桑迪亚州立大学 SSU 项目负责人 Terry Hinnerichs (9126) 表示。“这可能会大大降低金属切削的成本。” 这项工作由国防高级研究计划局资助,由洛克希德马丁公司领导。它始于 1994 年,是一项旨在通过改进制造技术来增强美国工厂竞争力的全国性运动的一部分。桑迪亚项目由结构动力学开发经理 David Martinez 指导
本课程的主要目标是使学生能够利用塑性和剪切原理分析传统加工过程,同时考虑速度、进给和切削深度、刀具几何形状、材料和冷却液的使用等工艺参数。 学生将能够通过基于物理定律的模型分析传统加工的机械和热方面。 他们还将了解刀具磨损的类型及其对工艺性能的影响以及克服这些问题的技术。 课程内容: 切削刀具的几何形状:不同参考系统中的车削、铣削和钻削;单点刀具、钻头和铣刀的切屑形成机制;断屑器;切削力的估算:理论和实验测定;斜切削:切屑流的方向,斜切削的 Merchant 解决方案;加工中的发热源,切削温度的测量和建模,切削液及其特性;切削刀具:基本特性和各种刀具材料,刀具磨损和失效的机制;加工过程的经济学;加工中的振动和颤动及其补救措施;表面粗糙度和表面完整性,用于评估表面完整性的特征;磨削:切屑形成机制;力和比能的建模;温度测量和热建模;以及机械加工、磨削中残余应力的评估;测量仪器和技术。推荐书籍:《金属切削:理论与实践》,A Bhattacharyya 著,New central book agency 出版,2010 年《金属切削原理》,MC Saw 著,牛津大学出版社出版,2002 年《机械加工与机床》,AB Chattopadhyay 著,Wiley India 出版,2011 年《机械加工与机床基础》,Boothryd 和 Knight 著,第 2 版,Markel Dekker Inc 出版,1989 年《机械加工过程基础:传统和非传统》,Hassan Abdel-Gawad El-Hofy 著,CRC Press 出版,2006 年。《制造过程》,JP Kaushish 著,PHI Learning 出版,2010 年《制造过程 1:切削》,Fritz Klocke 著,Aaron Kuchle Springer 出版,2011 年
成型和金属切割 模块:1 FEM 的数学基础 6 小时 工程中的一般场问题-离散和连续模型特性-边界值问题的变分公式-最小势能原理-加权残差法-大方程组的解-高斯消元法。 模块:2 FEM 的一般理论 5 小时 FEM 的一般理论-FEM 程序-域离散化-插值多项式的选择-收敛要求-单纯形元素的形状函数。 模块:3 一维结构分析的 FEM 8 小时 弹性问题的元素特征矩阵和向量-元素特征矩阵的组装-边界条件的合并-方程的解-后处理-使用杆、桁架和梁元素解决结构力学问题。 模块:4 二维固体力学的 FEM 6 小时 使用恒定应变可训练和矩形元素进行平面应力、平面应变和轴对称应力分析-自然坐标系和数值积分。模块:5 传热的有限元法 6 小时 考虑传导和对流损失的传热元素方程的制定 - 使用单纯形元素的一维、二维和轴对称稳态传热分析 - 瞬态传热分析简介。 模块:6 非线性有限元法的基本概念 6 小时 非线性问题 - 材料非线性分析 - 几何非线性分析 - 材料和几何非线性组合 - 非线性接触条件。 模块:7 制造业中有限元分析的应用 6 小时 铸件和焊接件凝固的有限元分析 - 特殊考虑、潜热结合 - 案例研究。 金属成型和金属切削的有限元分析、切屑分离标准、应变率依赖性的结合 - 案例研究。 模块:8 当代问题 2 小时 总讲座时长:45 小时 教科书