汽车线控转向系统稳定性控制策略研究

以汽车线控转向系统为研究对象,构建滑模观测器对汽车质心侧偏角进行实时估计,用于主动前轮转向控制器设计。以汽车线性二自由度模型为参考模型,设计了基于扰动补偿的主动前轮转向滑模控制器,由主动转向控制器决策出额外附加前轮转角,使车辆响应跟随理想横摆角速度与质心侧偏角,改善汽车的横向稳定性。通过所建立的Carsim和Simulink联合仿真平台,在双移线低路面附着系数,有、无侧向风的工况下验证了主动转向控制策略的有效性。

退火时间对轧制Mg-Al-Ca-Mn-Zn镁合金组织及阻尼性能的影响

采用光学显微镜(OM)、动态热分析仪、X射线衍射仪(XRD)、拉伸实验机以及扫描电镜(SEM)等研究了退火时间(0~3 h)对大应变、单道次轧制后Mg-1.2Al-0.4Ca-0.3Mn-0.3Zn镁合金板材的显微组织、力学性能以及阻尼性能的影响。结果表明:随着退火时间的延长,合金的晶粒尺寸逐渐增大,抗拉强度逐渐降低,从0 h的247 MPa降低至3 h的227 MPa;退火处理后合金的伸长率较轧制态有所增加,伸长率在退火2 h后最高,为23.4%;在低应变振幅阶段时,退火时间对合金的阻尼性能影响较小;在高应变振幅阶段时,阻尼性能随着退火时间的延长有明显提升。

送丝速度对铝/钢激光熔钎焊接头组织与性能的影响

采用ER2319焊丝进行了6061-T6铝合金/Q235镀锌钢光纤激光熔钎焊接,分析了送丝速度对接头成型、显微组织与力学性能的影响。结果表明:当激光功率为1.2 kW,焊接速度为1.2 m/min时,送丝速度在1.2~3.0 m/min范围内均可获得有效接头。接头的抗拉强度随着送丝速度的增加呈现先上升后减小的趋势,当送丝速度为2.4 m/min时平均抗拉强度达到最大值,为116.15 MPa。当送丝速度为1.8、2.4 m/min时,接头的上下表面的金属间化合物层可控制在10μm以内,而对接界面处的金属间化合物层厚度随着送丝速度的改变变化不明显,对接界面的IMC层主要由FeAl、FeAl_(2)、Fe_(4)Al_(13)相组成。接头的断裂形式为典型的解理断裂模式,而位于润湿铺展在钢表面的铝合金处则为韧性断裂。

热处理对高真空压铸AlSi10MnMg合金拉伸性能的影响

分别对高真空压铸AlSi10MnMg合金进行T5(180℃×2 h)、T6(515℃×1 h空冷+175℃×2 h)和T7(460℃×1 h水冷+175℃×2.5 h)热处理,研究了不同热处理条件下该合金的显微组织和拉伸性能。结果表明:经过T5热处理后的铸态试验合金铝基体相长大,圆整度较高,晶粒尺寸主要集中在20~80μm,硅相仍呈细长状,与铸态试验合金相比,试验合金的抗拉强度提高了8.9%,断后伸长率降低了9.1%;经过T6和T7热处理后,铝基体相形状不规则程度降低,晶粒尺寸分别为2~50,2~30μm,组织更均匀致密,硅相由铸态时的细长状演变为规则的圆形,试验合金的抗拉强度分别降低了26.0%和23.9%,断后伸长率分别提高了54.5%和72.7%;铸态和T5态试验合金的拉伸断裂方式均为韧脆混合断裂,T6和T7态试验合金的断裂方式则以韧性断裂为主,其中T7态试验合金拉伸断口中的韧窝细密且深,塑性更好。

轧制应变速率对Mg-1%Al合金组织、阻尼和力学性能的影响

在不同应变速率下轧制Mg-1%Al合金板材,研究了轧制应变速率对Mg-1%Al合金显微组织、力学性能和阻尼性能的影响。随着轧制应变速率增加,Mg-1%Al合金的平均晶粒尺寸和再结晶体积分数增加;抗拉强度、屈服强度和织构强度减小;延伸率先升高后降低,在应变速率20 s^(-1)时达到最高,为25.33%。随着应变速率增加,室温阻尼性能增加,应变速率30 s^(-1)下应变振幅0.1%时阻尼值为0.061,是应变速率15 s^(-1)时的1.5倍。应变速率一定时,阻尼性能随着频率增加而降低。

水溅冷却对铝合金搅拌摩擦焊接头组织、织构及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜以及拉伸试验机等手段研究了水溅冷却辅助搅拌摩擦焊(WCaFSW)对铝合金焊接接头组织、织构和力学性能的影响。结果表明:与正常的搅拌摩擦焊(FSW)相比,WCaFSW能够显著降低焊核区的晶粒尺寸,促进焊核区各区域晶粒尺寸的均匀性,提高大角度晶界占比;FSW接头焊核区织构类型为■和B剪切织构,而WCaFSW接头焊核区织构类型为■和C剪切织构。WCaFSW接头抗拉强度高于FSW接头,但延伸率低于FSW接头。WCaFSW和FSW接头的断裂形式均为韧性断裂。

轧后退火时间对轧制ZK60镁合金显微组织及力学和阻尼性能的影响

对大应变轧制态ZK60镁合金进行350℃退火处理,研究了退火时间(0~3 h)对其显微组织、阻尼性能和力学性能的影响。结果表明:随着轧后退火时间由0延长到3 h,ZK60镁合金发生静态再结晶的程度增大,平均晶粒尺寸由6.86μm增大至23.35μm,位错密度由3.5391×10^(15) m^(-2)减小至1.3368×10^(15) m^(-2),(0002)基面织构强度由12.782弱化至1.715,抗拉强度由309 MPa降低到291 MPa,断后伸长率由22.60%增大到28.60%。在应变振幅小于0.01时,轧后退火处理对合金阻尼性能的影响较小;在应变振幅大于0.01时,随着退火时间的延长,轧后退火态合金的阻尼性能提升。

薄板小间隙对接焊焊缝特征点的识别

针对薄板小间隙对接焊焊缝特征点检测问题,应用了一种基于Labview的Shi-Tomasi角点检测算法,根据线激光照射到焊缝表面形成间断的激光条纹,采用图像预处理以及图像形态学变换的方法得到便于进行焊缝角点检测的焊缝图像,然后运用Shi-Tomasi角点检测法对焊缝图像进行角点检测,从而确定出焊缝特征点的位置。通过Labview进行了焊缝特征点识别程序的编写,并在厚度为2mm,焊缝间隙分别为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm的铝合金薄板上进行了特征点识别检测,误差范围不超过0.15mm。结果表明,Shi-Tomasi角点检测算法相较于传统角点检测算法可以更加快速准确的提取到焊缝特征点的位置。

产教融合推进地方普通高校机械类人才培养质量的思考与实践

概述了产教融合概念的产生以及发展过程。以广西科技大学机械与汽车工程学院为例,介绍了开展产教融合、协同育人的做法,并提出了校园文化与企业文化互融互通、校企协同育人长效合作机制的建立、满足人才培养需要的双高双师型教学团队打造、适应行业需求的高水平应用型人才培养质量提升等4个进一步推进产教融合内涵发展需要进一步解决的问题。

ZL114A和6061异种铝合金激光焊接工艺及接头显微组织和力学性能研究

针对厚5 mm的ZL114A铝合金和6061铝合金进行了激光焊接正交试验,研究了激光焊接参数对接头显微组织和力学性能的影响。结果显示,激光焊接参数对焊接接头强度影响程度大小顺序为:激光焊接功率>离焦量>焊接速度;当激光焊接功率3 kW、焊接速度16 mm/s、离焦量-3 mm时可获得较好焊接接头性能,接头平均抗拉强度为208.03 MPa,分别为ZL114A和6061铝合金抗拉强度的64.14%和65.60%;接头延伸率为5.16%,分别为ZL114A和6061铝合金延伸率的41.38%和33.70%;焊接接头拉伸断裂形式为脆-韧混合型断裂。

激光功率对铝/钢激光对接熔钎焊接头组织与性能的影响

以Er2319焊丝为钎料,在不同激光功率(1.0~1.4kW)下对6061-T6铝合金和Q235A镀锌钢进行激光对接熔钎焊,研究了激光功率对接头显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:在1.1~1.3kW激光功率下均可实现铝合金和钢的有效连接,激光功率为1.2kW时的成形质量最好;1.1,1.2kW激光功率下焊缝区组织为大量的等轴晶以及少量的破碎枝晶,1.3kW激光功率下则以粗大的针状晶为主;1.2kW激光功率下接头界面处的金属间化合物层厚度小于1.1kW激光功率下;接头的抗拉强度随着激光功率的增加呈先升后降的趋势,1.2kW激光功率下的抗拉强度最大,为107.42 MPa,断裂类型为韧脆混合断裂。

均匀化退火对Mg-4Zn-4Y合金显微组织和力学性能的影响

对铸态Mg-4Zn-4Y合金进行了不同温度(440,460,480℃)和不同保温时间(4~24 h)下的均匀化退火,研究了均匀化退火对合金组织及性能的影响。结果表明:铸态合金中存在α-Mg相、W相Mg_(3)Zn_(3)Y_(2)、LPSO相Mg_(12)ZnY和富钇相;随着退火温度的升高,大部分LPSO相逐渐溶入基体;随着退火保温时间的延长及退火温度的升高,富钇相含量减少,枝晶偏析得到改善;与铸态合金相比,440,460℃均匀化退火后合金的抗拉强度略微降低,断后伸长率变化较小,480℃均匀化退火后抗拉强度和断后伸长率较高,但出现烧损现象。该合金的最佳均匀化退火制度为440℃×12 h。

轧制压下量对ZK60镁合金组织和阻尼性能的影响

研究了轧制压下量对ZK60镁合金显微组织及阻尼性能的影响。结果表明,随着轧制压下量增加,ZK60镁合金阻尼性能逐渐增强。在应变振幅为0.01%时,Q^(-1)值由铸态时的0.0127增加至轧制态(压下量为50%)时的0.0159(轧制面)、0.0204(侧截面)与0.0183(横截面)。合金(0002)基面织构强度随着轧制压下量增加而增强,由压下量10%时的6.547增加至压下量50%时的10.690,压下量对合金阻尼性能产生了一定影响;组织中再结晶体积分数增加对阻尼性能的影响起主导作用。

某车型铝合金前副车架拓扑优化概念设计

首先采用虚拟路面整车模型动态提载的方法确立了原钢制副车架各硬点在典型工况下的载荷,以此载荷作为铝合金副车架拓扑优化概念设计阶段的载荷输入。在Hypermesh的Optistruct模块对原副车架包络体进行拓扑优化,将体积百分比和加权柔度作为优化响应,以最小化加权柔度为目标,以体积百分比为约束条件,并引入对称约束与制造约束,进行多工况拓扑优化,获得了副车架最佳受力结构。采用材料替换的方法以铝代钢,拓扑优化概念设计后的副车架在不低于原副车架性能目标的前提下实现减重1.84kg,轻量化率达11.5%。通过对概念阶段的铝合金副车架进行性能分析,结果表明,铝合金副车架满足设计要求,此方法对于副车架概念设计阶段具有一定的可行性。

铸造铝合金汽车副车架的显微组织与力学性能

为满足副车架轻量化要求,探究一体铸造铝合金副车架铸造质量。对某车型砂型一体铸造铝合金副车架样件本体取样,用光学金相显微镜(OM)、拉伸试验机、维氏硬度计、扫描电镜(SEM)分析铝合金副车架本体显微组织和力学性能。结果表明:经T6态热处理,固溶538℃/12 h+时效155℃/6 h,铝合金副车架铸件的显微组织主要由α-Al基体和分布在晶界的共晶Si组成,平均抗拉强度为247.3 MPa,平均伸长率为1.9%,平均硬度为113HV,断裂形式为脆性断裂。一体铸造铝合金副车架经过疲劳耐久台架试验,纵向力耐久试验达到目标值35万次不开裂,侧向力耐久试验达到目标值30万次不开裂,顺利通过台架疲劳耐久试验。

轧制方式与速度对ZK60镁合金热轧板显微组织和力学性能的影响

在不同轧制速度(512,768,1024 mm·s^(-1))下对均匀化退火态ZK60镁合金板进行4道次热轧,分别采用单向(4道次方向相同)和交叉(1,3道次方向与2,4道次方向垂直)2种轧制方式,研究了轧制方式和速度对镁合金板组织和力学性能的影响。结果表明:与单向轧制相比,交叉轧制镁合金板的组织均匀性和综合力学性能较好;随着轧制速度的增加,动态再结晶晶粒尺寸先减小后增大,抗拉强度先升后降,断后伸长率增大。在交叉轧制和768 mm·s^(-1)的轧制速度下,ZK60镁合金板可获得良好的组织和力学性能,此时镁合金板已基本发生完全再结晶,晶粒细小均匀,抗拉强度为322.4 MPa,断后伸长率为15.7%。

轧制温度对Al-4.5Cu-1.5Mg-0.5Zr合金显微组织及性能影响

目的优化加工工艺,改善合金的组织,提高合金的力学性能。方法采用金相(OM)观察、拉伸试验和X射线衍射,分析在大应变轧制下冷轧结合T6态处理后板材的成形性能,引入Williamson-Hall模型和Taylor函数,分析合金内部位错密度的变化规律及其对力学性能的影响。结果随着前期轧制温度从350℃升高到400℃,合金晶粒得到明显细化,再结晶充分,晶粒尺寸细小,晶界处第二相粗大;冷轧后晶粒破碎严重,晶粒的碎化方向与轧制方向垂直;在350℃时,合金内部的位错密度为1.62×10^(15)m^(-2),位错密度对强度的贡献值为219.5MPa,其抗拉强度最大为602MPa、屈服强度为512MPa、伸长率为12.6%。结论Al-4.5Cu-1.5Mg-0.5Zr合金的晶粒组织明显细化,其力学性能得到提升。

Zr含量对Mg-4Zn-xZr合金显微组织及阻尼性能的影响

目的为探究Zr含量变化对铸态Mg-4Zn-xZr(x=0.3,0.6,0.9,x表示质量分数,%)合金显微组织、力学性能和阻尼性能的影响。方法通过扫描电镜(SEM)分析其显微组织变化,动态热分析仪(DMA)探究其高温及常温阻尼性能,X射线衍射仪(XRD)分析其物相,电子万能试验机进行力学性能测试。结果Zr的质量分数由0.3%增至0.9%时,Mg-4Zn-xZr合金的平均晶粒尺寸分别为121、108、83μm,第二相分别为岛屿状的MgZn、长条状的MgZn_(2)和细小颗粒状的Mg7Zn3。在低温区,3种合金均存在阻尼峰P1,临界应变振幅点ε0.1的阻尼值Q-1分别为0.061、0.044和0.023;在高温区,存在阻尼峰P2。随着Zr含量的增加,Mg-4Zn-xZr合金的抗拉强度由182 MPa提升至207 MPa,伸长率由15%下降至10.1%。结论随着Zr含量的增加,合金中产生新的形核中心,晶粒发生细化,晶粒低位错储存能力提高,抗拉强度上升,塑性和阻尼性能下降。低温区P1峰为晶界阻尼峰,具有热激活弛豫特征;高温区P2峰为晶界型阻尼峰和微塑性型阻尼峰的叠加。

高校机械类硕士研究生培养方案优化与实践——以广西科技大学机械与汽车工程学院为例

制订并不断优化研究生培养方案是培养满足社会进步需要的高水平创新型人才的主要依据。文章基于广西科技大学机械与汽车工程学院2021年研究生培养方案修(制)订工作实际,从基于地方产业背景的人才培养目标、课程设置优化、培养方向、毕业条件优化、开题与中期考核、学位论文要求6个方面介绍了培养方案修订中的一些思考。并就依据培养方案产教融合开展人才培养,拓宽研究生学术视野两个方面的实践与成效进行了介绍。

固溶时效对Al-Mg-Si-Cu合金组织和力学性能的影响

采用显微组织分析、硬度测试、拉伸测试、SEM断口分析等手段,研究了热处理工艺对大应变轧制Al-Mg-Si-Cu合金板材显微组织及力学性能的影响。研究表明:轧制态Al-Mg-Si-Cu合金中轧制面组织呈纤维状且存在大量残留相。合金经固溶后显微组织中残留相基本溶解,晶粒得到小幅度长大,在时效处理后强化相均匀析出,使得合金得到强化效果。合金经510℃/80 min固溶和195℃/13 h时效热处理后,测试硬度值为127.1 HV,抗拉强度为410 MPa,伸长率达24.8%,断口分析为韧性断裂,合金表现出良好的力学性能。