- 45 - 英文原文 10083 ,on up in of in by of a is n of of a of of of In in s s - 46 - 0 of of 5 m , up 5 in 1 ,2 in up as (1) of as , so (2) to of . as is (3) is in of up 30 m· s - 1 ,up 00 of up m ,of up . 1 I ,up it is to to 2 1) To to - 47 - of of of 04 106 K· s - 1 , in of of 4 ,(2) To to in so of is of of of ,of of of 4 ,(3) To to in to of of of of of of 4 ,be as m , to 4 In by be - 48 - 3 n of be as 3. 1 be is in of At in ,7 . A of of is to of to 3. 2 he is is in by of of of to be or is be in of of - 49 - of of 3. 3 o on is of of it is to by as . to is of of of be of be of of be of as of . 3. 4 aw to of is by of in be by be by of of as of . 3. 5 n of in is - 50 - of in is by so . In in as be ,be by . of on of of 3. 6 he of is a of on to of is of a of in it is to of to of so as to on is 3. 7 of of of by of of - 51 - is of 3. 8 in in of of it is as to of we to , it is to of of of of of of so of is of of is is A at of 1st - 52 - 英文翻譯 材料 成型與控制 機械設計理論中的新趨勢和新問題 王艾倫 ,段吉安 ,黃明輝 ,鐘 掘 (中南大學機電工程學院 ,湖南長沙 410083) 摘 要 :在全面綜述材料 成型與控制 機械技術及設備發(fā)展動態(tài)的基礎上 ,提出了研究領域 的幾個新問題和發(fā)展方向 ,如通過集成和融合現(xiàn)代相關前沿科學和技術，生產(chǎn)具有超常和特殊性能的新概念材料等 ,并進行了簡要分析和討論 . 關鍵詞 :界面 ;超常物理場 ;成型與控制 機械 ;功能材料 1 機械材料加工的時代背景 在人類進步的一段長時間范圍內(nèi)，許多工具、機械和方法被提出來；不同的原料用不同的工具來加工。原料及其處理過程已經(jīng)變成了推動人類進步不可缺的一部份。在當前世界中日益激烈的競爭和人們追求幸福生活的今天，物質(zhì)的功能已經(jīng)遠遠超出了人類現(xiàn)有的并不斷增長的知識及想象。例如：神秘原料功能，半導體材料，原料能量有吸力的 材料，在航空領域中占有 70%份額的強力鋁合金45各向異性深沖壓金屬板在 1%以下；電子鋁箔與強耐熱鋁合金已經(jīng)被應用到航空、宇宙及深海領域中，等等；在原料加工加工領域中不同的時間段里，材料重要發(fā)展趨勢就這樣形成了： （ 1）在特殊的物理領域里制造原料加工機械，是為了能有特殊的質(zhì)地結(jié)構和輔助性的加工功能。例如：運用熱能和機械能能夠突破科學技術的極限，將一些不常用的能量，例如：微波、化學能、生物能等等，一個接一個的被引入到材料加工中來，因此一些加工特殊能量原材料的加工設備就被制造出來了。 （ 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用。例如：材料加工整形技術，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。例如：軋制速度達到 130m/s，壓力變形已達到 300寸精度達到了 型精度已達到 度精度已達到 于這些原因，原料加工機械設備設計理論將科學與技術相關聯(lián)的領域有機的結(jié)合起來設計生產(chǎn)一中新概念材料加工設備是可能的。 - 53 - 2對于新概念材料加工設備的期望功能 （ 1）要有能力生產(chǎn)具有特殊物質(zhì)的領域；能傳送那些對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 104106K/外表面的凝固、變形合成一體，然后在將超強接觸面應力重新組合成新的分界面；融化的大金屬薄片的湍流；隨機的低頻率磁場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備是在加強技術條件和室外操作的保證。例如：禁止 在潤滑狀態(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)測產(chǎn)品成型；在線監(jiān)測和在線調(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：宏觀上精確度可達到 觀上的晶狀體結(jié)構非常均勻，濃度誤差在 簡而言之，擁有特別功能的新概念原料加工設備應該被設計和生產(chǎn)出來。這樣的話，那些特別性能的原料就能被處理加工了。 3在特殊的物理領域和環(huán)境下金屬材料加工設備的問題和需要學習的內(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該被改進： 連接傳熱裝置和溫度應力場的相界面 當融化金屬處于液體和固體的臨界狀態(tài)時通過連續(xù)的變形和快速凝固，一種全新的微觀結(jié)構可以被獲得。在這個非常時刻，高濃度的熱流和動態(tài)的熱阻力在材料加工處理中成了主要事項。關于設計這個設備的基本理論問題是要學習核心傳動系統(tǒng)合能量轉(zhuǎn)化和建立數(shù)學模型。 材料加工設備表面粘流摩擦力的抑制 操作裝置和工件的連接是相當復雜的因為粘流阻擋了加工 表面界面態(tài)由周轉(zhuǎn)速度、熱力學處理工作量、操作裝置的彈性、工件的可塑性、滑性界面的動態(tài)行為、局部水力的潤滑油等等來決定。它們影響著材料加工設備抗摩擦裝置的成型。因為它們會會強制其產(chǎn)生很大的非線性，這種強制會在瞬間被損壞或者是失諧，最后會導致動態(tài)不穩(wěn)定性。因此提出了以下的問題：機械裝置的噪聲可能在晃動的界面引起滑動摩擦、不穩(wěn)定狀態(tài)；在高速、重載和邊界潤滑狀態(tài)下在光滑 - 54 - 表面和旋轉(zhuǎn)式噴灌器之間的裝置抑制。潤滑油薄膜吸收裝置和不斷再生的表面的物理化學行為；流變學的特征和操作參數(shù)之間的關系。 在高壓場條件下非線 性接觸式機械裝置 在大范圍內(nèi)組建一個超強力壓力場是材料加工設備的一個基本功能。當然形成一個大結(jié)構的元素也是可能的（例如太空船、大陸洲際間的交通工具、汽車、飛機）。組建一個超強壓力場是最重要的特征之一，也是保衛(wèi)國家獨立最基本的裝備。在強壓力場環(huán)境下，接觸式和非線性摩擦將會產(chǎn)生；因此將會導致局部的永久的變形和不好的因素。在強壓力場下設計過程中，將會涉及到設備的設計新理論，例如：非接觸式、非線性摩擦機構。 負荷分配規(guī)律 關于超靜定結(jié)構，抑制點的負荷分配規(guī)律由相容性條件決定。雖然，關于那些大尺寸的、不定的 、靜止的結(jié)構在真實空間中是自由變化的，但負荷分配規(guī)律是不能決定相容性條件。因此新的基礎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）。 耦合裝置和在材料加工系統(tǒng)中物理領域內(nèi)的穩(wěn)定性 隨著系統(tǒng)的功能越來越多元化；許多限制材料加工進度的傳統(tǒng)技術正在不斷的被改善；系統(tǒng)結(jié)構也逐漸變得越來越復雜，系統(tǒng)性能變得越來越好。例如：鋼扎廠的快速瞬間反轉(zhuǎn)受彈性形變、粘流、散熱處理、水動力潤滑處理的，物理化學分子狀態(tài)的影響。另外，機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)定性可能會導致混亂。所以，這個主題將會在機械裝置的物理領域中，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注； 技術綜合和合并精準的控制 在特定的物理條件下進行操作的材料加工設備是一個相當復雜系統(tǒng)，一些系統(tǒng)的參數(shù)在領域的邊界上也是可以改變的；因此在領域環(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。因為在控制模型中多種交互作用的存在，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。 優(yōu)化的和創(chuàng)新的設計基于創(chuàng)新的知識 材料加工技術能促進產(chǎn)品的設計質(zhì)量的提高。最優(yōu)化的材料加工技術和材料 - 55 - 加工設備意味著實現(xiàn)實質(zhì)的仿真通過類似的設計和一致的設計是我們學習的主題。 在特殊的領域里機械裝置的特殊功能和應用 一些重要的元素和部分在材料加工設備中常常在強力場、溫度場、電磁場和流場中工作，有建造特別物理界面的功能；雖然對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可貴的。由于這些原 因，學習基本法律和以上提到的具有這些功能的機械裝置；例如：強調(diào)分配功能、破壞機理和在特定領域中的設計標準，靜態(tài)（動態(tài)）的硬度和阻尼，模糊設計和明朗設計處理系統(tǒng)構成了有斜度的材料，等等。 今天，材料加工科學和技術正在快速的向前發(fā)展；把學習的目標瞄準材料加工設備的技術問題將會為 21世紀的制造業(yè)提供技術支持。