美国制造业利用快速数据采集来提高生产能力
添加时间:2020-06-10 12:50:41
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美国制造业利用快速数据采集来提高生产能力
随着全球制造公司寻求提高产品质量,美国的研究人员已利用HBM的DAQ设备来确保国际竞争力。
为了保持全球竞争力,美国制造业正在实施根本性的变革,重点在于设计和制造复杂的,高度定制的,高质量的商品。全球需求意味着必须快速构建这些以满足不断变化的市场需求。制造商需要缩短产品开发周期,并提高生产系统以及供应网络的灵活性和速度。必须在减少任何能源需求和环境影响的同时完成此过程。
美国制造业面临的一个主要挑战是如何准确预测特定工艺和工作材料的最佳加工参数。
这一直是美国主要研究的重点,美国国家标准技术研究院(NIST)已开发了先进的过程计量方法和工具,以增强对现有制造过程的科学理解。
研究目标
该研究旨在为开发新的工业应用奠定基础,以增强美国的国际竞争力。
已开发出几种工艺,这些工艺有望对多种制造工艺至关重要,NIST认为这些工艺需要通用的计量方法。
NIST一直关注的常见过程现象包括对力,温度,材料特性和材料转变的更好理解,尤其是在工具界面处。
另一个重点是寻找在制造过程中从性能,摩擦和振动方面考虑减少工具磨损影响的方法。
这些变化的影响要求从基于人类经验的制造实践向基于科学的建模,决策和生产转变。NIST计划正在开发基本的度量标准,标准和工具,以帮助美国制造商实现这一转变。
霍普金森分离条中的样品
作为研究的一部分,NIST开发了精密设计的分体式霍普金森杆(或分离式霍普金森压力杆)以及快速加热能力。该设备的开发旨在提供材料属性信息,以改善高速加工过程的有限元建模。
NIST霍普金森剖分离杆包括两个1.5 m长,直径15 mm的高强度钢筋,这些钢筋安装在轴承上,以使钢筋易于轴向滑动,同时还能抵抗其他方向的弯曲。这些被称为事件栏和传输栏。此外,还有第三个杆-称为Striker-与两个主杆使用相同的钢制成。它短很多,但直径与两个主杆相同,并且可以轻松移动。
在进行实验时,将被测材料的圆柱形样品安装在两个杆之间,并仔细对齐以确保轴向对称。这意味着,忽略径向影响,可以使用一维波动理论分析收集的任何数据。然后以各种高速射击气枪,以向打击事件条的方向发射打击者。
前冲子的撞击会产生一条压缩应力波,该应力波穿过入射条和样品。使用这种方法意味着样品会受到压缩应力波的快速冲击。当压缩波到达样品时,条形和样品之间的阻抗差会将输入波分为两部分。
一部分是沿事件条反射回去的拉伸波。第二部分继续以压缩波的形式持续快速地使样品塑性变形。然后,压缩波传播到传输杆中。NIST分离式霍普金森杆的设计使得仅样品会受到塑性变形的影响。