机械材料外文翻译英文文献材料制备机械设计理论dggw.docx

《机械材料外文翻译英文文献材料制备机械设计理论dggw.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械材料外文翻译英文文献材料制备机械设计理论dggw.docx（19页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、New Treendss annd PProbblemms iin MMateeriaal PProccesssingg Maachiine Dessignn Thheorry WAANG Ai-lunn ,DDUANN Jii-ann ,HHUANNG MMingg-huui ,ZHOONG Juee(Colllegge oof MMechhaniicall & Eleectrroniic EEngiineeerinng ,Centtrall Soouthh Unniveersiity ,Chhanggshaa 41100883 ,Hunnan Chiina)Absttracct : Bas

2、sed on revviewwingg thhe hhisttoriicall baackggrouund, prrosppecttingg foor tthe devveloopmeent treend ,annalyyzinng tthe commpliicaccy aand mecchannismm annd ssummmingg upp soome achhievvemeentss annd eexpeerieencees iin sscieentiificc reeseaarchh , sevveraal nnew proobleems andd thhe pposssiblle d

3、direectiion of devveloopmeent in matteriial proocesssinng ttechhnollogyy annd mmachhinee arre ppropposeed ,succh aas ,prooduccingg neew cconcceptt maaterrialls pposssesssingg soome speeciffic andd exxtraaovddinaary prooperrtiees bby mmeanns oof iinteegraatinng aand coaalesscinng cconeelattivee frron

4、ttierr scciennce andd teechnnoloogy ;annd ttherreaffterr a briief disscusssioon iis ggiveen.Keywwordds: intterffacee; eextrraorrdinnaryy phhysiicall fiieldd; pproccesssionn maachiine ; ffuncctioon mmateeriaal1Thee Tiime Bacckgrrounnd oof MMateeriaal PProccesssingg MaachiineIn tthe lonng sspann off h

5、iistoory of humman proogreess ,maany toools ,maachiiness annd mmethhodss weere creeateed aand a vvariietyy off maaterrialls wwithh diiffeerennt ppropperttiess weere proocesssedd. MMateeriaals andd itts pproccesssingg haave beccomee onne oof ppilllar andd drriviing forrce of mannkinnd pproggresss. In

6、 pacce wwithh muultii - pollar commpettitiion in currrennt wworlld aand peooplees strriviing perrsevveriinglly ffor happpieer llifee ,mmateeriaal ffuncctioon ggoess beeyonnd uunceeasiinglly mmens kknowwleddge andd immagiinattionn ,ffor exaamplle ,cryyptiic ffuncctioon mmateeriaal ,semmicoonduuctoor

7、mmateeriaal ,eneergyy maaterriall ,vvibrratiion - aabsoorpttivee maaterriall , supper - sstreengtth aalumminuum aallooy aaccoounttingg foor 770 pperccentt off apppliicattionn off aeeronnautticss annd sspacce ,mettal foiil oof 445mm ,ddeepp drrawiing plaate witth aanissotrropyy beeloww 1 perrcennt ,e

8、leectrroniic aalumminuum ffoill wiith miccro - oorieentaatioon uup tto 995 pperccentt ,hheatt reesisstinng aalumminuum aallooy witth ssupeer sstroong speeciffic strrenggth useed iin aaeroonauuticcs ,spaace andd deeep seaa ,eetc. Thhus sevveraal iimpoortaant devveloopmeent treendss wiith disstinnct t

9、imme ffeatturees iin mmateeriaal pproccesssingg doomaiin aare shaapedd upp ass foolloows : (1) Crreattingg maaterriall prroceessiing macchinne wwithh exxtraaorddinaary phyysiccal fieeld forr prroceessiing matteriial witth sspecciall teextuure strructturees aand funnctiionss. FFor exaamplle ,appplicc

10、atiionss off thhermmal eneergyy annd mmechhaniicall ennerggy aare breeakiing thrrouggh uunceeasiinglly ttechhnollogyy liimitt ,aand somme nnon - ttradditiion eneergyy ,ssuchh ass miicroowavve ,cheemiccal eneergyy , biooeneergyy , etcc. , arre iintrroduucedd innto matteriial proocesssinng pprocceduur

11、e onee affterr annothher ,soo thhat somme mmateeriaal pproccesssingg maachiiness wiith exttraoordiinarry eenerrgy cirrcummstaancee arre pprodduceed. (2) Brreakkingg thhrouugh traadittionnal phyysiccal limmitss annd iinteegraatinng mmelttingg ,ssoliidiffyinng ,plaastiic ddefoormaatioon aand heaat ttr

12、eaatmeent to obttainn sppeciial funnctiion of matteriial andd cuut ddownn exxpennsess3 . Foor eexammplee ,nnearr - nett shhapiing matteriial proocesssinng ttechhnollogyy , succh aas ffastt roolliing , sspraayinng ddepoosittionn ,ooverr - plaastiic mmolddingg , injjecttionn mooldiing , hhighh ennergg

13、y bbeamm ,eetc ,iss apppliied. (3) Maaterriall prroceessiing proocesss iis fforgged aheead in thee diirecctioon oof hhighh sppeedd ,hheavvy - duuty andd hiigh acccuraacy onllinee coontrrol ,foor iinsttancce , thhe rrolllingg sppeedd gooes up to 1300 ms - 1,tthe defformmatiion preessuure risses up to

14、 3000 MPPa ,acccuraacy of dimmenssionn upp too 0.1m ,acccuraacy of shaape up to 0. 1 II ,sstreengtth aaccuuraccy ccomees uup tto 00.1 MPaa. FFor theese reaasonns ,it is neccesssaryy foor mmateeriaal pproccesssingg maachiine dessignn thheorry tto iinteegraate andd cooaleescee inngenniouuslyy coorreel

15、attivee frronttierr scciennce andd teechnnoloogy to creeatee annd pprodducee soome neww coonceept matteriial proocesssinng mmachhinee wiith folllowwingg fuuncttionns.2Duue FFuncctioons of Neww Coonceept Matteriial Proocesssinng MMachhinee (1) Too haave thee abbiliity to prooducce aand beaar eextrrao

16、rrdinnaryy phhysiicall fiieldd annd ttrannsmiit eextrraorrdinnaryy ennerggy ffloww wiith thee aiim oof pprovvidiing exttraoordiinarry pphyssicaal ccirccumsstanncess neecesssarry ffor neww coonceept matteriial proocesssinng. Forr exxampple ,hiigh graadieent temmperratuure fieeld witth tthe speeed of

17、coool - doown of worrk iinteerfaace whiich excceedds 11041066 Ks - 1, linne wwavee annd ppulsse ccompplexx exxertted in sollidiifyiing - ddefoormiing areea , suuperr - strrenggth conntacct sstreess fieeld of matteriial forrminng iinteerfaace ,tuurbuulennt ffloww fiieldd off moolteen mmetaal wwithh v

18、eery bigg fllakiinesss rratiio ,loww frrequuenccy mmagnnetiic ffielld wwithh raandoom ffreqquenncy ,miicroowavve ffielld ffor powwderr meetall heeatiing ,ulltraasonnic fieeld forr laargee voolumme ssoliidiffyinng ,etcc. 4 ,arre aapplliedd. (2) Too haave thee abbiliity to worrk iin ccritticaal sstatt

19、e sso tthatt hiigh staabillityy annd iideaal pperfformmancce oof pproccesssingg maachiine is enssureed uundeer tthe cirrcummstaancee off reeinfforcced tecchnoologgicaal ccondditiion andd muultii - fieeld couupliing opeerattionn. FFor exaamplle ,chaatteer ssupppresssinng ccapaabillityy off faast ultt

20、ra - tthinn roolliing undder thee coondiitioon oof bbounndarry llubrricaatinng sstatte55 ,thee caapabbiliity of sellf - exxcitted vibbrattionn suupprresssingg unnderr thhe ccondditiion of speeciaal ffricctioon sstatte ,synnerggismm sttabiilitty aand dissturrbannce staabillityy off fllexiiblee coonne

21、ectiing parralllel shaaft witth mmultti - drriviing sysstemm ,eetc. 44 ,aree ennsurred. (3) Too haave thee abbiliity to acccuraatelly cconttroll thhe mmateeriaal pproccesssingg inn orrderr too obbtaiin llow losss ,higgh eeffiicieencyy annd hhighh quualiity of matteriial proocesssinng. Forr exxampple

22、 , ssupeer - hiigh acccuraacy on - llinee moonittor of prooduccts forrm ,on llinee moonittor andd onn - linne aadjuustmmentt off prroduuctss teextuure andd prropeertiies ,prreciisioon ccoorrdinnatiion conntrool oof mmultti - prroceedurre , onn - linne mmoniitorr off miicroo - oriienttatiion of metta

23、l plaastiic ddefoormaatioon ,etcc. 4 ,arre eensuuredd. SSomee prroduuctss acccurracyy inndexx maay bbe eenummeraatedd ass foolloows : ddimeensiionaal aaccuuraccy ccomiing to 0.11m , miicroostrructturee unnifoormiity to cryystaal llattticee ,sstreengtth eerroor tto 00.1 MPaa ,eetc. 44 In shoort ,onnl

24、y by neww coonceept matteriial proocesssinng mmachhinee wiith exttraoordiinarry ffuncctioon bbeinng ddesiigneed aand madde , caan sspecciall fuuncttionn maaterriall bee prroceesseed.3Sciiencce PProbblemms aand Stuudy Conntennts of Mettal Matteriial Proocesssinng MMachhineeUndeer tthe Cirrcummstaance

25、e off Exxtraaorddinaary Phyysiccal FieeldIn vvieww off thhesee faactss annd bbackkgrooundd meentiioneed aabovve ,sevveraal nnew ressearrch toppicss caan bbe aadvaanceed aas ffolllowss.3. 11 Cooupllingg Heeat Traansffer Mecchannismm off Muultii - Phaase Intterffacee Teempeeratturee - Strresss Fiieldd

26、A brrandd - neww miicroostrructturee caan bbe oobtaaineed tthrooughh coontiinuoouslly llargge ddefoormaatioon aand fasst ssoliidiffyinng wwhenn meeltiing mettal is in criiticcal staate of liqquidd soolidd. AAt tthiss veery mommentt ,hhighh deensiity heaat ffloww annd ddynaamicc heeat ressisttancce a

27、are preesennt iin mmateeriaal pproccesssingg ciircuumsttancce. A bbasiic ttheoory proobleem oof ddesiigniing thiis kkindd off maachiine is to stuudy mecchannismm off heeat traansmmitttancce aand eneergyy coonveersiion ,annd tto eestaabliish matthemmatiicall moodell .3. 22 Frricttionn Coonsttraiint M

28、ecchannismm off Pllasttic Floow IInteerfaace of Matteriial Proocesssinng MMachhineeThe couupliing bettweeen ooperratiion mecchannismm annd wworkkpieece is verry ccomppliccateed bbecaausee pllasttic floow iis ppressentt inn prroceessiing intterffacee. TThe intterffacee sttatee , dettermmineed bby vve

29、loocitty , looad theermoodynnamiic pproccesss , elaastiicitty oof ooperratiion mecchannismm ,pplassticcityy off woorkppiecce ,dynnamiic bbehaavioour of intterffacee sttickkingg - sliidinng aand parrtiaal hhydrrodyynammic lubbriccatiion ,ettc ,afffectt annd fformm frricttionn coonsttraiintss meechaan

30、issm ppecuuliaar tto mmateeriaal pproccesssingg maachiine ,beecauuse theese connstrrainnts preesennt sstroong nonn - linnearrityy ;aand undder cerrtaiin ccirccumsstanncess ,tthe connstrrainnts mayy bee deestrroyeed oor mmismmatcchedd innstaantaaneoouslly aand thuus ddynaamicc innstaabillityy iss ree

31、sulltedd inn. TThuss foolloowinng pprobblemms ccan be putt foorwaard : MMechhaniism of“speectrre cchattterr”aroose froom ssticckinng - sllidiing friictiion andd paartiial hyddroddynaamicc luubriicattionn inn roolliing intterffacee , insstabbiliity conndittionn annd mmechhaniism of connstrrainnt bbet

32、wweenn smmootth ssurffacee annd rrotaatinng bbodyy unnderr thhe ccirccumsstannce of higgh sspeeed ,heaavy - ddutyy annd bbounndarry llubrricaatioon , Luubriicattionn fiilm abssorpptioon mmechhaniism andd phhysiicall chhemiistrry bbehaavioour of intterffacee off unnceaasinnglyy reegenneraativve ssurf

33、facee ,tthe rellatiionsshipp beetweeen rheeoloogiccal chaaraccterristtic andd maachiine opeerattionn paarammeteers.3. 33 Muultii - Boddy NNon - LLineear Conntacct MMechhaniism Undder thee Coondiitioon oof EExtrra - Hiigh Preessuure FieeldTo bbuilld tthe supper strrenggth preessuure fieeld on larrge

34、areea iis oone of bassic funnctiion of matteriial proocesssinng mmachhinee , andd itt iss allso neccesssaryy too foorm by oncce llargge - siize strructturee ellemeent (suuch as spaaceccrafft , innterrconntinnenttal vehhiclles ,caar aand larrge - sscalle aaerooplaane etcc) . Thhe aabillityy too buuil

35、dd suuperr sttronng ppresssurre ffielld iis oone of impporttantt feeatuure andd thhe bbasee off inndeppenddentt naatioonall deefennse. Unnderr thhe ccirccumsstannce of supper strrenggth preessuure fieeld ,muultii - boddy sstroong nonnherrtz conntacct aand nonn - linnearr frricttionn wiill be prooduc

36、ced ,thhus loccal perrmannentt deeforrmattionn annd ddegrradiing of eleemennt aaccuuraccy mmay be ledd. NNew theeoryy foounddatiion of dessignn off maachiine witth ssupeer sstreengtth ppresssurre ffielld wwilll bee fuurniisheed tthrooughh sttudyy off muultii - boddy sstroong nonn - herrtz conntacct

37、mmechhaniism , mmultti - boody nonn - linnearr frricttionn meechaanissm (succh aas pprovvidiing forrce - ddispplaccemeent mixxed sollvinng pproccesss off thhreee - dimmenssionn muultii - boddy) .3. 44 Looad Disstriibuttionn Laaw iin MMultti - Sllidiing Paiir WWithh Sttruccturre BBiass LooadWithh ree

38、garrd tto sstatticaallyy inndettermminaate strructturee ,lloadd diistrribuutioon oof cconsstraaintt poointt iss deeterrminned by defformmatiion commpattibiilitty ccondditiion. Hoowevver ,coonceerniing somme pplanne llargge - siize staaticcallly iindeeterrminnatee sttruccturre wwithh sllidiing deggre

39、ee off frreeddom in thiird dimmenssionn ,lloadd diistrribuutioon ccan nott bee deeterrminned by defformmatiion commpattibiilitty ccondditiion. Thhus neww thheorry bbasiis wwilll bee prroviidedd byy annalyyzinng oof cconttactt beehavviouur aand mecchannismm off sllidiing paiir (succh aas ccreeep ,for

40、rce of friictiion ,innteggrall deeforrmattionn coompaatibbiliity conndittionn ,eetc) .3. 55 Cooupllingg Meechaanissm aand Staabillityy off Muultii - Phyysiccal Fieeldss inn Maaterriall Prroceessiing SysstemmsIn tthe wakke oof ssysttem funnctiion beccomiing morre aand morre ddiveersiifieed , coonveen

41、tiionaal ttechhnollogyy liimitts iin mmateeriaal pproccesssingg maachiine is beiing brooke thrrouggh uunceeasiinglly ,sysstemm sttruccturre aalsoo beecommes inccreaasinnglyy coompllicaatedd ,aand sysstemm peerfoormaancee beecommes inccreaasinnglyy muultii - cauusall . Forr exxampple ,anny iinsttantt

42、aneeouss sttatee off roolleer iin ffastt roolliing millls is afffectted by elaastiic ddefoormaatioon ,plaastiic ffloww ,hheatt trranssferr prroceess , hhydrro - dyynammic lubbriccatiion proocesss ,intterffacee phhysiicall chhemiistrry mmoleecullar staate andd soo onn. IIn aaddiitioon ,eleectrromeech

43、aaniccal couupliing in proocesssinng ssysttem havve aalreeadyy goone beyyondd coonveentiionaal cconcceptt ,ffor insstannce ,soome sinngullar poiint pheenommenoon (succh aas mmicrro - vaariaablee caan bbe ttrannsfoormeed iintoo maacroo - varriabble) ,aare preesennt ,thuus rrolller opeerattionn innsta

44、abillityy maay bbe lled by perrturrbattionn8 . Theerefforee ,tthiss suubjeect willl sstuddy tthe intteraactiion mecchannismm off muultii - phyysiccal fieeld andd thhe iinflluennce on proocesssinng ssysttem staabillityy annd pproccesssingg maaterriall quualiity staarteed wwithh annalyysiss off miicro

45、o - staate of exeecuttivee boody.3. 66 Muultii - Tecchnoologgy IInteegraatioon aand Coaalesscennce of Acccuraate ConntroolThe matteriial proocesssinng mmachhinee ,wwhicch ooperratee unnderr thhe ccirccumsstannce of exttraoordiinarry pphyssicaal ffielld ,is a ccomppliccateed llargge - sccalee syystee

46、m ,andd soome parrameeterrs oof tthe sysstemm vaary on feaasibble fieeld bouundaary ;thhereeby ,too keeep undder acccuraate conntrool aand adjjusttmennt oof mmultti ffielld ccirccumsstannce ,muultii - dimmenssionn cooorddinaatioon ,mullti - eenerrgy connverrsioon , muultii - levvel infformmatiion tr

47、aansffer ,innterrfacce mmultti - prroceess couupliing ,ettc. is of mucch ssignnifiicannce. Siincee a varrietty oof mmultti - innterracttionn exxistts iin cconttroll moodell ,iit iis nneceessaary to esttabllishh innteggrattionn frrameeworrk oof ccoorrdinnatiion worrk aaccoordiing to deccoupplinng oof cconttroll moodell ,sso aas tto aaccuuratte cconttrol