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NewTrendsandProblemsinMaterialProcessingMachineDesignTheoryAbstract:Basedonreviewingthehistoricalbackground,prospectingforthedevelopmenttrend,analyzingthecomplicacyandmechanismandsummingupsomeachievementsandexperiencesinscientificresearch,severalnewproblemsandthepossibledirectionofdevelopmentinmaterialprocessingtechnologyandmachineareproposed,suchas,producingnewconceptmaterialspossessingsomespecificandextraovdinarypropertiesbymeansofintegratingandcoalescingconelativefrontierscienceandtechnology;andthereafterabriefdiscussionisgiven.Keywords:interface;extraordinaryphysicalfield;processionmachine;functionmaterial1TheTimeBackgroundofMaterialProcessingMachineInthelongspanofhistoryofhumanprogress,manytools,machinesandmethodswerecreatedandavarietyofmaterialswithdifferentpropertieswereprocessed.Materialsanditsprocessinghavebecomeoneofpillaranddrivingforceofmankindprogress.Inpacewithmulti-polarcompetitionincurrentworldandpeople’sstrivingperseveringlyforhappierlife,materialfunctiongoesbeyondunceasinglymen’sknowledgeandimagination,forexample,crypticfunctionmaterial,semiconductormaterial,energymaterial,vibration-absorptivematerial,super-strengthaluminumalloyaccountingfor70percentofapplicationofaeronauticsandspace,metalfoilof4~5μm,deepdrawingplatewithanisotropybelow1percent,electronicaluminumfoilwithmicro-orientationupto95percent,heatresistingaluminumalloywithsuperstrongspecificstrengthusedinaeronautics,spaceanddeepsea,etc.Thusseveralimportantdevelopmenttrendswithdistincttimefeaturesinmaterialprocessingdomainareshapedupasfollows:(1)Creatingmaterialprocessingmachinewithextraordinaryphysicalfieldforprocessingmaterialwithspecialtexturestructuresandfunctions.Forexample,applicationsofthermalenergyandmechanicalenergyarebreakingthroughunceasinglytechnologylimit,andsomenon-traditionenergy,suchasmicrowave,chemicalenergy,bioenergy,etc.,areintroducedintomaterialprocessingprocedureoneafteranother,sothatsomematerialprocessingmachineswithextraordinaryenergycircumstanceareproduced.(2)Breakingthroughtraditionalphysicallimitsandintegratingmelting,solidifying,plasticdeformationandheattreatmenttoobtainspecialfunctionofmaterialandcutdownexpenses[3].Forexample,near-netshapingmaterialprocessingtechnology,suchasfastrolling,sprayingdeposition,over-plasticmolding,injectionmolding,highenergybeam,etc,isapplied.(3)Materialprocessingprocessisforgedaheadinthedirectionofhighspeed,heavy-dutyandhighaccuracyonlinecontrol,forinstance,therollingspeedgoesupto130m·s-1,thedeformationpressurerisesupto300MPa,accuracyofdimensionupto0.1μm,accuracyofshapeupto0.1I,strengthaccuracycomesupto0.1MPa.Forthesereasons,itisnecessaryformaterialprocessingmachinedesigntheorytointegrateandcoalesceingeniouslycorrelativefrontierscienceandtechnologytocreateandproducesomenewconceptmaterialprocessingmachinewithfollowingfunctions.2DueFunctionsofNewConceptMaterialProcessingMachine(1)Tohavetheabilitytoproduceandbearextraordinaryphysicalfieldandtransmitextraordinaryenergyflowwiththeaimofprovidingextraordinaryphysicalcircumstancesnecessaryfornewconceptmaterialprocessing.Forexample,highgradienttemperaturefieldwiththespeedofcool-downofworkinterfacewhichexceeds104~106K·s-1,linewaveandpulsecomplexexertedinsolidifying-deformingarea,super-strengthcontactstressfieldofmaterialforminginterface,turbulentflowfieldofmoltenmetalwithverybigflakinessratio,lowfrequencymagneticfieldwithrandomfrequency,microwavefieldforpowdermetalheating,ultrasonicfieldforlargevolumesolidifying,etc.[4],areapplied.(2)Tohavetheabilitytoworkincriticalstatesothathighstabilityandidealperformanceofprocessingmachineisensuredunderthecircumstanceofreinforcedtechnologicalconditionandmulti-fieldcouplingoperation.Forexample,chattersuppressingcapabilityoffastultra-thinrollingundertheconditionofboundarylubricatingstate[5],thecapabilityofself-excitedvibrationsuppressingundertheconditionofspecialfrictionstate,synergismstabilityanddisturbancestabilityofflexibleconnectingparallelshaftwithmulti-drivingsystem,etc.[4],areensured.(3)Tohavetheabilitytoaccuratelycontrolthematerialprocessinginordertoobtainlowloss,highefficiencyandhighqualityofmaterialprocessing.Forexample,super-highaccuracyon-linemonitorofproductsform,on–linemonitorandon-lineadjustmentofproductstextureandproperties,precisioncoordinationcontrolofmulti-procedure,on-linemonitorofmicro-orientationofmetalplasticdeformation,etc.[4],areensured.Someproductsaccuracyindexmaybeenumeratedasfollows:dimensionalaccuracycomingto0.1μm,microstructureuniformitytocrystallattice,strengtherrorto0.1MPa,etc.[4]Inshort,onlybynewconceptmaterialprocessingmachinewithextraordinaryfunctionbeingdesignedandmade,canspecialfunctionmaterialbeprocessed.3ScienceProblemsandStudyContentsofMetalMaterialProcessingMachineUndertheCircumstanceofExtraordinaryPhysicalFieldInviewofthesefactsandbackgroundmentionedabove,severalnewresearchtopicscanbeadvancedasfollows.3.1CouplingHeatTransferMechanismofMulti-PhaseInterfaceTemperature-StressFieldAbrand-newmicrostructurecanbeobtainedthroughcontinuouslylargedeformationandfastsolidifyingwhenmeltingmetalisincriticalstateofliquidsolid.Atthisverymoment,highdensityheatflowanddynamicheatresistancearepresentinmaterialprocessingcircumstance.Abasictheoryproblemofdesigningthiskindofmachineistostudymechanismofheattransmittanceandenergyconversion,andtoestablishmathematicalmodel.3.2FrictionConstraintMechanismofPlasticFlowInterfaceofMaterialProcessingMachineThecouplingbetweenoperationmechanismandworkpieceisverycomplicatedbecauseplasticflowispresentinprocessinginterface.Theinterfacestate,determinedbyvelocity,loadthermodynamicprocess,elasticityofoperationmechanism,plasticityofworkpiece,dynamicbehaviourofinterfacesticking-slidingandpartialhydrodynamiclubrication,etc,affectandformfrictionconstraintsmechanismpeculiartomaterialprocessingmachine,becausetheseconstraintspresentstrongnon-linearity;andundercertaincircumstances,theconstraintsmaybedestroyedormismatchedinstantaneouslyandthusdynamicinstabilityisresultedin.Thusfollowingproblemscanbeputforward:Mechanismof“spectrechatter”arosefromsticking-slidingfrictionandpartialhydrodynamiclubricationinrollinginterface,instabilityconditionandmechanismofconstraintbetweensmoothsurfaceandrotatingbodyunderthecircumstanceofhighspeed,heavy-dutyandboundarylubrication,Lubricationfilmabsorptionmechanismandphysicalchemistrybehaviourofinterfaceofunceasinglyregenerativesurface,therelationshipbetweenrheologicalcharacteristicandmachineoperationparameters.3.3Multi-BodyNon-LinearContactMechanismUndertheConditionofExtra-HighPressureFieldTobuildthesuperstrengthpressurefieldonlargeareaisoneofbasicfunctionofmaterialprocessingmachine,anditisalsonecessarytoformbyoncelarge-sizestructureelement(suchasspacecraft,intercontinentalvehicles,carandlarge-scaleaeroplaneetc).Theabilitytobuildsuperstrongpressurefieldisoneofimportantfeatureandthebaseofindependentnationaldefense.Underthecircumstanceofsuperstrengthpressurefield,multi-bodystrongnonhertzcontactandnon-linearfrictionwillbeproduced,thuslocalpermanentdeformationanddegradingofelementaccuracymaybeled.Newtheoryfoundationofdesignofmachinewithsuperstrengthpressurefieldwillbefurnishedthroughstudyofmulti-bodystrongnon-hertzcontactmechanism,multi-bodynon-linearfrictionmechanism(suchasprovidingforce-displacementmixedsolvingprocessofthree-dimensionmulti-body).3.4LoadDistributionLawinMulti-SlidingPairWithStructureBiasLoadWithregardtostaticallyindeterminatestructure,loaddistributionofconstraintpointisdeterminedbydeformationcompatibilitycondition.However,concerningsomeplanelarge-sizestaticallyindeterminatestructurewithslidingdegreeoffreedominthirddimension,loaddistributioncannotbedeterminedbydeformationcompatibilitycondition.Thusnewtheorybasiswillbeprovidedbyanalyzingofcontactbehaviourandmechanismofslidingpair(suchascreep,forceoffriction,integraldeformationcompatibilitycondition,etc).3.5CouplingMechanismandStabilityofMulti-PhysicalFieldsinMaterialProcessingSystemsInthewakeofsystemfunctionbecomingmoreandmorediversified,conventionaltechnologylimitsinmaterialprocessingmachineisbeingbrokethroughunceasingly,systemstructurealsobecomesincreasinglycomplicated,andsystemperformancebecomesincreasinglymulti-causal.Forexample,anyinstantaneousstateofrollerinfastrollingmillsisaffectedbyelasticdeformation,plasticflow,heattransferprocess,hydro-dynamiclubricationprocess,interfacephysicalchemistrymolecularstateandsoon.Inaddition,electromechanicalcouplinginprocessingsystemhavealreadygonebeyondconventionalconcept,forinstance,somesingularpointphenomenon(suchasmicro-variablecanbetransformedintomacro-variable),arepresent,thusrolleroperationinstabilitymaybeledbyperturbation[8].Therefore,thissubjectwillstudytheinteractionmechanismofmulti-physicalfieldandtheinfluenceonprocessingsystemstabilityandprocessingmaterialqualitystartedwithanalysisofmicro-stateofexecutivebody.3.6Multi-TechnologyIntegrationandCoalescenceofAccurateControlThematerialprocessingmachine,whichoperateunderthecircumstanceofextraordinaryphysicalfield,isacomplicatedlarge-scalesystem,andsomeparametersofthesystemvaryonfeasiblefieldboundary;thereby,tokeepunderaccuratecontrolandadjustmentofmultifieldcircumstance,multi-dimensioncoordination,multi-energyconversion,multi-levelinformationtransfer,interfacemulti-processcoupling,etc.isofmuchsignificance.Sinceavarietyofmulti-interactionexistsincontrolmodel,itisnecessarytoestablishintegrationframeworkofcoordinationworkaccordingtodecouplingofcontrolmodel,soastoaccuratecontrolbasedonthemulti-technologyintegrationandcoalescenceisrealized.3.7Quasi-RealityDesignandConcurrentDesignBasedonKnowledgeInnovationSystemsDigitalizationandvisualizationofmaterialprocessingtechnologywillpromoteimmediatelythequalityofdesign,operationandcontrol.Thereforeoptimizationofmaterialprocessingtechnologyandmaterialprocessingmachinebymeansofrealizationofvirtualsimulationofprocessingprocedurethroughquasi-realitydesignandconcurrentdesignisoneofourpressingstudysubjects.3.8MechanicalBehaviorofSpecialFunctionMaterialsintheExtraordinaryPhysicalFieldManykeyelementsandpartsinmaterialprocessingmachineareoftenunderthecircumstanceofsuperstrongforcefield,temperaturefield,electronicmagneticfieldandflowfield,andmusthavethefunctionsofconstructingspecialphysicalinterface.However,itisdifficultforcommonsingle-substancematerialsuchasmetal,ceramicpolymer,etc.tohavebothhighindexofsinglepropertyandexcellentoverallquality.Thereforeweneedtousecertainmaterialwithnewfunctionsforkeyposition[9],forinstance,multi-dimensionfunctiongradientmaterialwithultrahighphysicalproperty,multi-dimensionfunctiongradientmaterialwithintelligence.Forthesereasons,itisnecessarytostudybasiclawandmechanismofthesekindoffunctionmaterialmentionedabove,forinstance,stress(strain)distributionfunction,failuremechanismanddesigncriteriaofmaterialunderthecircumstanceofextraordinaryphysicalfield,static(dynamic)stiffnessanddamping,digitalizationdesignandvisualizationdesignofprocessingsystemmadeofgradientfunctionmaterial,etc,sothatthegeneralmechanicslawofelementwhichisunderthecircumstanceofextraordinaryphysicalfieldandmadeofanisotropymulti-dimensiongradientfunctionmaterialisobtained.Nowadays,materialprocessingscienceandtechnologyisforgingrapidlyahead.Aforward-lookingstudyaimingatkeytechnologyproblemofmaterialprocessingmachinewillprovidetheoryandtechnologyreserveformanufacturingscienceandindustryof21stcentury.4DesignexperienceGraduationdesigniswelearnedintheuniversityoftechnologyandthebasiccourses,allcourseallprofessionalclassafterthe.Thisiswehaveallofthecourseofthefirstin-depthcomprehensivereviewofthetotal,isalsoourintosocialworkinfrontofatheorywiththepracticeoftraining.Therefore,itisinourfouryearuniversitylifeholdsanimportantposition.Personally,IhopeIcanpassthegraduationdesignforyourfuturewillbeengagedintheworkofalighttraining,toexercisehisanalysisproblem,problem-solvingability,forthefutureofourmotherlandinthefourconstructionlayagoodfoundation.Turnaneyeforfourweeksofmechanicalmanufacturingtechnologyandspecialjigdesignwillbeover,thedesignofcurriculumreviewaroundthefeelingoflifeasaprocessofascension,andinthecurriculumdesign,weconstantlyseetheteachingmaterial,lookatreferenceseematerial,meettheproblemandnotunderstandweanalyzedtogetherorasktheteacherforadviceandsoontofindausefultoourdesignofdataandmaterial,andthenwilltheybecomeourdesignsuchasrawmaterial,throughthisdesignwe'velearnedalotofknowledge,andlearntoandfamiliarwiththelook-uptableandcheckreferencebook,alsomasteredproeandCADrelatedoperations,forpartsoftheprocessdesignhadadeepunderstandingandtheunderstandingoffixturedesignalsohasanunderstandingofandknowsomebasicfixturethespecificstructureparts,suchasflap,drillset,mandrels.ThroughthecooperationandteammembersmakeprocessandfixturethatIunderstandcooperationisveryimportant,divisionoflaborcooperationcanworkbetterandfaster.Inthiscoursedesign,theteachergaveusvaluablereferenceopinions,letusknowhowtocompleteacoursedesign,howtoputyourthingsdone,thankstotheteachercarefullycounselling.Andwehavemoreanalysisandproblemsolvingability.Intheprocess,wefoundthatthemostlackisthesocialpracticeexperience,emptyhavebookstheoryknowledge,noperceptualcognition,oftenwilllikelyandactualapart.Ingeneral,dothiskindofdesigncanmakethewewillhavelearnedknowledgesystemrelatedtolink,whichexposedthedeficiencies.Alsohopeweinthelaterstudycanintosociety,makemoresocialpractice,inordertoimprovetheirabilitytoadapttosociety.Reference[1]XuZhiGang.Basedonthecombinationofthegeneralizedmappingprinciplefixturestructuredesignautomation[J].Journalofmechanicalengineering,2000(12):105~108.[2]ZhuYaoXiang,meltsalsosound.Flexibleclampandcomputeraidedfixturedesigntechnologydevelopment[A].Nationalproductionengineering8thacademicconferenceproceedings[C].Beijing:mechanicalindustrypress,1999.204~209.[3]ZhouZhenBao.Theaccuracyofthemachinetoolfixturesanalysis[J].Machinetoolandhydraulicpressure,2004(2):137~138.[4]LiuLiJuan.Machinetoolsinthedesignoffixturesidetwopositioningpin[J].Jlubricationandsealing,2003(3):107~108.[5]Yanzhizhong,LiuXianMei.Computeraidedfixturedesignmethodanddevelopmenttrend[J].JournalofInnerMongoliaforestryuniversity,1996,(3):69~74.[6]WangFengQi,XuGongJing,GuoWei.Computeraidedfixturedesignreview[J].Aviationmanufacturingtechnology,2003(11):38to40.[7]ZhuYaoXiang,meltsalsoblare.Fixturedesignautomationpresentsituationanddevelopmenttrendof[J].Mechanicalscienceandtechnology,1993(10):14to17.[8]ZhangFuRun,XuHongthis,LiuYanLin.Mechanicalmanufacturingtechnologyfoundation[M].Wu:huazhonguniversityofscienceandtechnologypress,2000.288~320.[9]ZhaoGuJi.Mechanicalmanufacturingtechnologycoursedesigninstruction[M].Beijing:mechanicalindustrypress,1997.60~61.[10]GuChongbitetc.Mechanicalmanufacturingtechnology[M].Xian:thescienceandtechnologypress,1990.4~58.[11]WangQiPing.Machinetoolclampdesign[M].Harbin:Harbinindustrialuniversitypress,1996.1~134207~249.[12]WangXiaoHua.Machinetoolfixturespictures[M].Beijing:mechanicalindustrypress,1992.36~,40~and37.[13]DingDianZhong,JiangHongWei.Metaltechnologycoursedesign[M].Beijing:mechanicalindustrypress,1997.6~14.[14]nationalstandardfull-textdatabasesystem[EB/OL].:6006/,1989-7-1.[15]northeastinstituteofheavymachinery,luoyangengineering,thefirstcarfactoryworkeruniversity.Machinetoolclampdesignmanual[M].Shanghai:Shanghaiscienceandtechnologypublishinghouse.[16]LiuYouand.Metalprocessdesign[M].Guangzhou:instituteofsouthChina,and1982.1~13.[17]CuiJian.Steelfiberconcretepolymermaterialsoptimizationanditsmachinetoolofthelathebed[D].Fuxin,liaoningprovince:liaoningengineeringtechnologyuniversity,2003.[18]XuGuJun.AutomotiveshockabsorberCAPPsystemdevelopmentandresearch[D].Changshainhunan:zhongnanforestryuniversity,2004.[19]XuGongJing.Computeraidedfixturedesignsystemresearchanddevelopment[D].Tianjin:tianjinuniversity,2004.中文译文:材料制备机械设计理论中的新趋势和新问题摘要:在全面综述材料制备机械技术及设备发展动态的基础上,提出了研究领域的几个新问题和发展方向,如通过集成和融合现代相关前沿科学和技术,生产具有超常和特殊性能的新概念材料等,并进行了简要分析和讨论.关键词:界面;超常物理场;制备机械;功能材料1机械材料加工的时代背景在人类进步的一段长时间范围内,许多工具、机械和方法被提出来;不同的原料用不同的工具来加工。原料及其处理过程已经变成了推动人类进步不可缺的一部份。在当前世界中日益激烈的竞争和人们追求幸福生活的今天,物质的功能已经远远超出了人类现有的并不断增长的知识及想象。例如:神秘原料功能,半导体材料,原料能量有吸力的材料,在航空领域中占有70%份额的强力铝合金4~5um的薄金属片,用各向异性深冲压金属板在1%以下;电子铝箔与强耐热铝合金已经被应用到航空、宇宙及深海领域中,等等;在原料加工加工领域中不同的时间段里,材料重要发展趋势就这样形成了:(1)在特殊的物理领域里制造原料加工机械,是为了能有特殊的质地结构和辅助性的加工功能。例如:运用热能和机械能能够突破科学技术的极限,将一些不常用的能量,例如:微波、化学能、生物能等等,一个接一个的被引入到材料加工中来,因此一些加工特殊能量原材料的加工设备就被制造出来了。(2)突破传统的物质限制,将溶化、凝固、造型一体化,然后加热得到具有特殊功能的原料,这样就可以降低加工费用。例如:材料加工整形技术,比如像快速翻滚,喷雾处理、塑胶成型、喷射造型法、高能量射束等等被应用。(3)原料加工处理正在向高速、重载和高精度在线控制方向上迈进。例如:轧制速度达到130m/s,压力变形已达到300MPa,尺寸精度达到了0.1um,成型精度已达到0.1i;浓度精度已达到0.1MPa。由于这些原因,原料加工机械设备设计理论将科学与技术相关联的领域有机的结合起来设计生产一中新概念材料加工设备是可能的。2对于新概念材料加工设备的期望功能(1)要有能力生产具有特殊物质的领域;能传送那些对于新概念材料加工在特定的物质环境下是非常必要的特殊能流。例如:在高温环境下能使那些高温波或者脉冲以超过104~106K/s的速度冷却下来;将外表面的凝固、变形合成一体,然后在将超强接触面应力重新组合成新的分界面;融化的大金属薄片的湍流;随机的低频率磁场用于金属末加热的微波、用于大量凝固的超声波等等都已经被应用了。(2)有能力在临界状态下工作,因此高稳定性和理想性能的处理设备是在加强技术条件和室外操作的保证。例如:禁止在润滑状态下边界上的摇晃;在特有的摩擦状态下的抗震能力;有韧性的连接管的合力稳定性和干扰稳定性与轴相比更易驱动系统。(3)有能力精确的控制原料加工而获得低损耗、高功率、高性能的原料加工。例如:精确的在线监测产品成型;在线监测和在线调整产品品质和器具还有在线控制金属、塑胶成型的程序。产品的精确度指数可以列举如下:宏观上精确度可达到0.1um,微观上的晶状体结构非常均匀,浓度误差在0.1MPa。简而言之,拥有特别功能的新概念原料加工设备应该被设计和生产出来。这样的话,那些特别性能的原料就能被处理加工了。3在特殊的物理领域和环境下金属材料加工设备的问题和需要学习的内容由于这些原因和以上提到的背景,如下的一些新的研究主题应该被改进:3.1连接传热装置和温度应力场的相界面当融化金属处于液体和固体的临界状态时通过连续的变形和快速凝固,一种全新的微观结构可以被获得。在这个非常时刻,高浓度的热流和动态的热阻力在材料加工处理中成了主要事项。关于设计这个设备的基本理论问题是要学习核心传动系统合能量转化和建立数学模型。3.2材料加工设备表面粘流摩擦力的抑制操作装置和工件的连接是相当复杂的因为粘流阻挡了加工表面界面态由周转速度、热力学处理工作量、操作装置的弹性、工件的可塑性、滑性界面的动态行为、局部水力的润滑油等等来决定。它们影响着材料加工设备抗摩擦装置的成型。因为它们会会强制其产生很大的非线性,这种强制会在瞬间被损坏或者是失谐,最后会导致动态不稳定性。因此提出了以下的问题:机械装置的噪声可能在晃动的界面引起滑动摩擦、不稳定状态;在高速、重载和边界润滑状态下在光滑表面和旋转式喷灌器之间的装置抑制。润滑油薄膜吸收装置和不断再生的表面的物理化学行为;流变学的特征和操作参数之间的关系。3.3在高压场条件下非线性接触式机械装置在大范围内组建一个超强力压力场是材料加工设备的一个基本功能。当然形成一个大结构的元素也是可能的(例如太空船、大陆洲际间的交通工具、汽车、飞机)。组建一个超强压力场是最重要的特征之一,也是保卫国家独立最基本的装备。在强压力场环境下,接触式和非线性摩擦将会产生;因此将会导致局部的永久的变形和不好的因素。在强压力场下设计过程中,将会涉及到设备的设计新理论,例如:非接触式、非线性摩擦机构。3.4负荷分配规律关于超静定结构,抑制点的负荷分配规律由相容性条件决定。虽然,关于那些大尺寸的、不定的、静止的结构在真实空间中是自由变化的,但负荷分配规律是不能决定相容性条件。因此新的基础理论由分析接触行为和变形装置获得(例如:摩擦力、变形相容性条件,等等)。3.5耦合装置和在材料加工系统中物理领域内的稳定性随着系统的功能越来越多元化;许多限制材料加工进度的传统技术正在不断的被改善;系统结构也逐渐变得越来越复杂,系统性能变得越来越好。例如:钢扎厂的快速瞬间反转受弹性形变、粘流、散热处理、水动力润滑处理的,物理化学分子状态的影响。另外,机电的耦合在处理系统中已经超出了传统的概念;例如,一些奇特的现象(微小的变化可以引起很大的变化)已经出现;因此,滚筒操作的不稳定性可能会导致混乱。所以,这个主题将会在机械装置的物理领域中,在处理系统稳定性的影响和加工助剂质量上被提及和充分关注;3.6技术综合和合并精准的控制在特定的物理条件下进行操作的材料加工设备是一个相当复杂系统,一些系统的参数在领域的边界上也是可以改变的;因此在领域环境下精确的控制与调整,调和尺寸,能量转换,信息传递,界面耦合等等是非常重要的。因为在控制模型中多种交互作用的存在,根据退耦控制模型而建立综合框架是必要的;精确的控制基于综合技术。3.7优化的和创新的设计基于创新的知识材料加工技术能促进产品的设计质量的提高。最优化的材料加工技术和材料加工设备意味着实现实质的仿真通过类似的设计和一致的设计是我们学习的主题。3.8在特殊的领域里机械装置的特殊功能和应用一些重要的元素和部分在材料加工设备中常常在强力场、温度场、电磁场和流场中工作,有建造特别物理界面的功能;虽然对那些普通单一的物质象金属、陶瓷等拥有单一的高指数和卓越的总质量是很困难的。因此我们需要在重要部位采用具有新功能的原料;例如:尺度功能有倾向的材料是想当可贵的。由于这些原因,学习基本法律和以上提到的具有这些功能的机械装置;例如:强调分配功能、破坏机理和在特定领域中的设计标准,静态(动态)的硬度和阻尼,模糊设计和明朗设计处理系统构成了有斜度的材料,等等。今天,材料加工科学和技术正在快速的向前发展;把学习的目标瞄准材料加工设备的技术问题将会为21世纪的制造业提供技术支持。4设计心得毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及全部专业课之后进行的。这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是我们在走进社会工作岗位前的一次理论联系实际的训练。因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言,我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题,解决问题的能力,为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。转眼间4周的机械制造技术和专用夹具的设计就结束了,周围的课程设计审查对生活的感悟作为一个提升的过程,并在课程设计,会不断地看到教材,看参考书看资料,遇到问题却不明白我们一起分析或向老师请教等找到一个有用的与我们的设计数据和资料,然后他们会成为我们的设计为原料,通过这种设计我们学到了很多的知识,学习并熟悉与查表,检查参考书,也掌握了证明和CAD相关的操作,因为部分工艺设计有着深刻的认识和理解的夹具设计也有了一定的了解,知道一些基本的夹具的具体结构部件,如皮瓣,钻套,顶头……。通过合作和团队成员及夹具,使过程中我了解合作是非常重要的,分工合作可以工作更快更好。在这个课程设计,老师给我们提供了宝贵的参考意见,让我们知道如何完成的课程设计,如何把你的事情,多亏老师的精心辅导。和我们有了更多的分析和解决问题的能力。在这个过程中,我们发现最缺乏的是社会实践经验,空虚有书籍理论知识,没有感性的认知,往往会有可能和实际分开。一般来说,这种设计可以使我们会学会知识体系相关链接,这暴露了不足之处。也希望我们在以后的学习可以进入社会,使更多的社会实践活动,为了提高自己的能力,以适应社会。参考文献[1]徐志刚.基于广义映射原理的组合夹具结构设计自动化[J].机械工程学报,2000(12):105~108.[2]朱耀祥,融亦鸣.柔性夹具与计算机辅助夹具设计技术的发展[A].全国生产工程第8届学术大会论文集[C].北京:机械工业出版社,1999.204~209.[3]周振宝.机床夹具精度的分析[J].机床与液压,2004(2):137~138.[4]刘丽娟.机床夹具设计中的一面二销定位[J].润滑与密封,2003(3):107~108.[5]闫志中,刘先梅.计算机辅助夹具设计方法及发展趋势[J].内蒙古林学院学报,1996,18(3):69~74.[6]王凤岐,许红静,郭伟.计算机辅助夹具设计综述[J].航空制造技术,2003(11):38~40.[7]朱耀祥,融亦呜.夹具设计自动化的现状及发展趋势[J].机械科技,1993(10):14~17.[8]张福润,徐鸿本,刘延林.机械制造技术基础[M].武昌:华中科技大学出版社,2000.288~320.[9]赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书[M].北京:机械工业出版社,1997.60~61.[10]顾崇衔等.机械制造工艺学[M].西安:陕西科学技术出版社,1990.4~58.[11]王启平.机床夹具设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1996.1~134,207~249.[12]王小华.机床夹具图册[M].北京:机械工业出版社,1992.36~37,40~41.[13]丁殿忠,姜鸿维.金属工艺学课程设计[M].北京:机械工业出版社,1997.6~14.[14]国家标准全文数据库系统[EB/OL].:6006/,1989-7-1.[15]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2、掌握在MTLAB中对图像进行点运算、代数运算、几何运算的方法
3、掌握在MATLAB中进行插值的方法
4、运用MATLAB语言进行图像的插值缩放和插值旋转5、学会运用图像的投影变换和图像的剪切
6、进一步熟悉了解MATLAB语言的应用,将数字图像处理更好的应用于实际7、通过各类算法加强图像各种属性、图像的几何运算何运算图像代数运算是指对两幅或两幅以上输入图像对应的像素逐个进行和差积商运算以产生增强效果的图像。图像运算是一种比较简单有效的增强处理手段是图像处理中常用方法。四种图像处理代数运算的数学表达式如下:
C(x,y)=A(x,y)+B(x,y)
C(x,y)=A(x,y)-B(x,y)
C(x,y)=A(x,y)*B(x,y)
C(x,y)=A(x,y)/B(x,y)
1图像加法运算一般用于多幅图像求平均效果,以便有效降低具有叠加性的随机噪声,在matlab中imadd用于图像相加,其调用格式为z=imadd(X,Y);程序演示如下:I=imread('rice.png');subplot(2,2,1),imshow(I),title('原图像1');J=imread('cameraman.tif');subplot(2,2,2),imshow(J),title('原图像2');K=imadd(I,J,'uint16');subplot(2,2,3),imshow(K,[]),title('相加后图像');2、图像减法运算也称差分运算,是用于检测图像变化及运动物体的方法;用imsubtract函数实现。图像乘法运算可以实现掩膜操作,已屏蔽图像某些部分,乘以常数被称为缩放,以显示不同明暗效果,应用函数为immultiply。图像除法运算也成比例变换,运用函数imdivide,一般对图像进行归一化处理;再进行乘除操作时一般使用double类型进行运算,immultiply(X,Y)可将对应像素值分别进行相乘,该函数可对每个像素值进行平方处理,为非线性操作,可使高亮度区对比度进一步增强,低亮度区对比度进一步减弱;程序演示1:图像加减乘除运算I=imread('moon.tif');J=imadd(I,50);subplot(1,5,1),imshow(I);title('原图像');subplot(1,5,2),imshow(J);title('加法运算后图像');J1=imsubtract(I,50);subplot(153),imshow(J1);title('减法运算图像');J2=immultiply(I,2);subplot(154),imshow(J2);title('乘法运算图像');J3=imdivide(I,2);subplot(155),imshow(J3),title('除法运算图像')图片效果:直方图操作能有效地用于图像增强。除了提供有用的图像统计资料外,直方图固有的信息在其他图像处理应用中也是非常有用的,直方图是图像的最基本的统计特征,它反映的是图像的灰度值的分布情况。直方图均衡化的目的是使图像在整个灰度值动态变化范围内的分布均匀化,改善图像的亮度分布状态,增强图像的视觉效果。灰度直方图是图像预处理中涉及最广泛的基本概念之一。图像的直方图事实上就是图像的亮度分布的概率密度函数,是一幅图像的所有象素集合的最基本的统计规律。直方图反映了图像的明暗分布规律,可以通过图像变换进行直方图调整,获得较好的视觉效果程序演示2:X=imread('pout.tif');X=im2double(X);Z=immultiply(X,X);imshow(X),title('原始图像'),figure,imhist(X),title('原始图像灰度直方图');figure,imshow(Z),title('平方后图像'),figure,imhist(Z),title('平方后图像灰度直方图')图片演示效果图如下,可以明显看出亮度区域被展开,暗区域被进一步压缩。3、图像绝对差值运算运用函数imabsdiff实现两幅图像的绝对差值运算,图像的类型应该相同,即把相同类型相同长度的数组的对应位分别做减法,返回结果是每一位差的绝对值,即返回类型相同;图像求补运算运用函数imcomplement,适用于各种图像格式,取补操作是对每个像素值都取补,即用像素类型最大值减去像素值,得到最终结果,用于将目标与背景调换和对相片底片图像进行取补操作可得到真实景象。程序演示如下:I=imread('cameraman.tif');subplot(131),imshow(I),title('原图像');J=uint8(filter2(fspecial('gaussian'),I));K=imabsdiff(I,J);subplot(132),imshow(K,[]),title('绝对差值后图像');L=imcomplement(I);subplot(133),imshow(L),title('图像求反后')图片效果:图像几何运算几何运算可改变图像中各物体之间的空间关系。这种运算可以被看成是将(各)物体在图像内移动。一个几何运算需要两个独立的算法。首先,需要一个算法来定义空间变换本身,用它来描述每个像素如何从其初始位置“移动”到终止位置,即每个像素的“运动”。同时,还需要一个用于灰度插值的算法,这是因为,在一般情况下,输入图像的位置坐标(x,y)为整数,而输出图像的位置坐标为非整数,反过来也如此。因此插值就是对变换之后的整数坐标位置的像素值进行估计。1图像插值,matlab提供了三种差值方法:1最邻近差值是最简便的插值,在这种算法中,每一个插值输出像素的值就是在输入图像中与其最临近的采样点的值。最
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