梯度硬度A286高温合金的本构模型

构建了一种能够表征材料硬度对流动应力影响的本构模型以满足梯度硬度零件数值仿真的需要。开展了不同硬度(175~370 HV)A286高温合金的准静态压缩试验,构建了考虑硬度影响的改进Ludwik模型,基于该模型进行了梯度硬度薄壁管仿真。结果表明,随着硬度的增加,材料的流动应力也相应增加。相较于原始Ludwik模型,改进Ludwik模型R值增至0.996,e_(AARE)值降至2.6%,能有效预测不同硬度下的流动应力。仿真中薄壁管形成明显的鼓包,鼓包区域应力较小,非鼓包区域应力较大,验证了改进Ludwik模型可以较为准确地描述梯度材料在变形过程中的流动行为。

基于新高考的高中物理教学探究

高中物理教学在新高考背景下,其教学理念、教材内容、教学方法都在不断地发生变化。本文将从新高考改革的背景入手,分析新高考对物理教学的影响、新高考下的物理教学的特点及优化物理教学的策略。通过对物理教学的探究,旨在提高物理教学质量,培养具有创新精神和实践能力的优秀人才。

基于深度可分离卷积和残差注意力模块的车道线检测方法

针对全天候条件下道路车道线视觉检测技术存在的算法结构复杂、参数数量较多等问题,提出一种基于深度可分离卷积和残差注意力模块的车道线检测方法,建立了LPINet网络模型。利用深度可分离卷积减小输入图像尺寸,设计三种不同结构的瓶颈残差单元降低网络参数数量,引入ECANet注意力机制增加重要特征通道权重,提升车道线检测精度。在Tusimple数据集和GZUCDS自建数据集上的实验结果表明:在晴天场景下,LPINet网络车道线检测精度可达96.62%,且模型参数量降至1.64 MB,实现了轻量化设计;在雾天、雨天、夜晚和隧道复杂场景中进行了探索性研究,车道线检测精度达到93.86%,证明了方法的有效性。

融合多尺度特征信息的图像雨滴去除方法

针对雨滴使雨天图像背景特征模糊失真的问题,提出一种融合多尺度特征信息的图像雨滴去除算法。首先,搭建了一个编码-解码神经网络来学习图像特征映射,考虑到雨滴的物理形状特征,采用雨滴形状驱动注意力模块来捕捉雨滴位置。然后,引入空间与通道协调注意力机制,加强图像重要空间和通道特征权重。接着,利用空洞卷积、非对称卷积和金字塔结构设计了新型空洞空间卷积池化金字塔模块,以捕获图像的多尺度特征。最后,在同尺度的编码-解码卷积层间加入跳跃连接,将特征信息馈送到网络深处,达到去除图像中雨滴的目的。实验结果表明:本文算法在公开数据集Qian上的PSNR达到30.75,SSIM达到0.9257;在自制雨天数据集上也可以有效去除图像中的雨滴。

一种抗高过载电机设计与控制策略研究

针对制导炮弹23000g高过载环境下弹载电机易损问题,设计一种采用碟簧与特制钢球组合缓冲减振的抗高过载无刷直流电机,提出一种基于改进脉振高频注入法与改进模糊超螺旋滑模观测器的无感观测方法。考虑制导过程中存在高频、摩擦、风阻等干扰因素,影响弹载电机快响应、高精度的控制,提出一种超螺旋滑模自抗扰控制策略。仿真与电机实验结果表明:无感观测方法转子位置跟踪误差仅为0.008 rad;所提控制策略相较于传统自抗扰控制策略,响应速度得到了提升,速度抖振从0.5 r/min降至0.1 r/min,且抗扰能力增强了约1倍。

光电吊舱永磁力矩电机控制系统设计与研制

针对目前光电吊舱控制系统中存在目标跟踪滞后以及稳定性差的问题,提出了一种基于位置前馈的三闭环力矩电机控制方法。根据某光电吊舱的控制性能参数与指标,设计了以STM32为控制核心的电机驱动控制器,给出了运行过程中电流、速度、位移响应曲线,并与传统控制系统下的波形进行了分析对比。考虑工作在恶劣环境下位置传感器遭受损坏,提出了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的无感控制算法。结果表明:该控制策略提高了电机运行过程中目标跟踪性能,有效抑制了电机转矩脉动。所设计的控制器设计可靠、性能稳定。

带毛刺高压导线电晕放电分析

论证了高压导线带有毛刺的部位可以形成极强的电场,产生电子的场致发射。通过仿真计算,分析了导线电晕放电时毛刺处与光滑处不同的放电形式。解释了运行线路局部电晕异常剧烈的现象。

下肢外骨骼矫形器的协同仿真研究

设计用于步态康复训练的下肢外骨骼矫形器。利用Solidworks、Adams和Matlab协同仿真方法,建立下肢外骨骼矫形器虚拟样机三维实验平台,对步行训练的动态特性和控制系统进行仿真研究。针对关节轨迹跟踪控制提出计算力矩加PD反馈控制的方法,仿真结果证明这种方法能够较好使关节力矩跟踪理想轨迹运动并渐近稳定。虚拟样机协同仿真的方法确切有效的分析下肢外骨骼矫形器步行运动,为研发下肢外骨骼矫形器物理样机提供主要参考。

雨雾天气对导线电晕放电的影响分析

分析了雨雾天气高压输电导线上悬挂的水滴受电场力形变过程,对水滴引起的电场畸变进行了动态数值计算。计算结果表明:水滴受到重力和电场力的作用被拉长而曲率半径变小,最大场强值变大。解释了雨雾天气输电线路电晕放电变得强烈的原因。

下肢外骨骼矫形器的动力学建模与运动控制研究

对用于步行训练的下肢外骨骼矫形器的动力学与运动控制进行了研究。首先利用拉格朗日法建立了下肢外骨骼矫形器在跑步机上双足步行的动力学模型;在此基础上,设计了实现下肢外骨骼矫形器的轨迹跟踪控制的计算力矩加比例微分反馈控制系统,并采用Lyapunov方法,分析了控制系统在建模存在误差情况下的稳定性和收敛性;最后,在Adams-Matlab虚拟样机协同仿真平台上进行了下肢外骨骼矫形器的步行仿真实验,结果表明该控制方法对下肢外骨骼矫形器的轨迹跟踪控制是有效的。

渗氮温度对38CrMoAl钢真空感应渗氮层耐磨性能的影响

应用一种新型真空感应渗氮方法对38CrMoAl钢表面制备渗氮层,采用SEM、EDS、自动显微硬度测试、滑动干摩擦试验等测试方法探讨了渗氮温度对38CrMoAl钢渗氮层组织、硬度和耐磨性的影响规律。结果表明:渗氮层表面平整,白亮层、扩散层、基体之间过渡平缓;随着渗氮温度升高,扩散层厚度、渗层硬度、耐磨性均呈现先增加后降低趋势;渗氮温度为560℃时,渗层厚度达到最高值180μm,渗层硬度达到最高值1250 HV0.025;渗氮温度560℃、590℃时的渗层试样在摩擦试验过程中仅有轻微的磨粒磨损,耐磨性能最佳。

38CrMoAl钢负压感应快速渗氮工艺及性能

利用自主研制的真空感应渗氮装置在38CrMoAl钢表面制备渗氮层,探讨渗氮压力对渗氮层组织与性能的影响,并采用SEM、自动显微硬度测试、滑动干摩擦及电化学极化试验等分析了渗氮硬化层的显微组织、硬度、耐磨性与耐蚀性。结果表明:经渗氮处理后的试样表层平整,白亮层、扩散层、基体之间过渡平缓。随着渗氮压力的上升,渗层厚度增加,渗层硬度、耐磨性先提高后下降,-30 kPa时表面硬度达到1200 HV0.025,耐磨性提高约5倍。

Cu/Ni异种金属丝深熔钎焊中接触电阻的影响因素研究

电极与石墨棒的接触电阻是影响Cu/Ni基异种金属丝深熔钎焊中稳定可靠焊接热的关键问题。建立了电极与石墨棒的接触电阻数学模型,通过试验研究了电极结构、接触压力及石墨棒的表面形貌等因素对接触电阻的影响规律。结果表明,在相同接触压力下圆弧槽电极的接触电阻较V型槽电极的大,但圆弧槽电极与石墨棒的接触面积大于V型槽电极与石墨棒的接触面积,造成圆弧槽电极通过石墨棒的电流密度小于V型槽电极通过石墨棒的电流密度,与圆弧槽电极接触的石墨棒发热效率比与V型槽电极接触的石墨棒低。在相同电极结构下,随着接触压力的增加接触电阻下降。在相同接触压力、V型槽电极下,普通石墨棒的表面形貌粗糙,初始接触电阻大于精细石墨棒;普通石墨棒与电极的接触点少于精细石墨棒,导致电流密度大,发热效果优于精细石墨棒,但其烧蚀程度大,使用寿命短。

Cu/Ni异种细直径金属丝自动钎焊设备研制

以发热电缆线芯制造为研究对象,采用深熔钎焊方法,研制出发热电缆线芯自动钎焊设备,实现不等径的Cu/Ni异种金属丝自动对接钎焊。阐述了发热电缆线芯自动钎焊设备的总体结构及功能;分析了发热电缆线芯自动钎焊设备的电源系统,其主电路采用单相交流调压结构;采用PLC控制器进行系统多轴协调控制。经实际应用,并通过拉伸试验机和扫描电镜对焊接接头的力学性能和微观组织进行了研究分析。结果表明,发热电缆线芯自动钎焊设备运行稳定可靠,较手动钎焊,其工作效率和接头质量明显提高。

以机器人为载体的工程实践与创新教育研究

在面向智能制造的新工业体系下,我国高等工程教育培养具有创新思维和实践能力的工程技术人才,对促进我国经济转型升级、全面提升国家竞争力具有重大意义。论文针对贵州大学工程实践类项目现状进行分析,结合贵州省装备制造行业对工程技术人才需求,由贵州大学机械工程学院和工程实训中心建立机器人与智能制造技术创新实践基地,在新工科人才培养思想指导下,开展以机器人技术为载体的工程实践与创新教育教学科技活动,阐述机器人项目创新实践、机器人实践平台、教学资源和运行管理机制等方面的探索和尝试。结果表明,建设实践基地,促进我校机器人教育,实践教学过程能有效提升学生的工程能力和创新意识,提高学生对现代企业生产技术需求的适应能力,推进我校在培养新型工程技术人才方面改革和创新。

加热源对38CrMoAl钢氮化层组织及性能的影响

目的研究电磁感应加热、等离子轰击以及电阻热效应在氮化过程中对氮化层组织性能的影响规律。方法通过电磁感应真空脉冲氮化、等离子氮化以及真空氮化技术,对38CrMoAl钢进行氮化处理,并利用光学显微镜、SEM、X射线衍射仪、电子背散射衍射、自动显微硬度仪等仪器,对氮化层的微观形貌、相成分、晶体形态、硬度梯度等进行测试分析。结果 38CrMoAl钢经三种方式分别氮化后,氮化层主要为Fe2N、Fe3N相结构,晶粒以0.5~2.5μm的小尺寸晶粒为主,取向差以小于5°的取向差为主。电磁感应加热容易导致氮化层中白亮层较厚,ε相含氮量高,表面硬度达到1200HV0.5,但过渡层的界面不平整。等离子轰击下的氮离子扩散能力相对较强,致使38CrMoAl钢氮化层厚度高达240μm,0.5~2.5μm的小晶粒和小于5°的取向差分布分别为81%、73%。电阻加热的真空氮化,氮化层厚度仅为90μm,氮化层小尺寸晶粒和小角度取向差的分布分别为76.4%和71.9%。结论在氮化过程中,电磁感应加热集肤效应有助于氮化层获得高氮含量和较高表面硬度。等离子轰击能加强氮原子扩散和细化晶粒组织,获得优良的组织及性能。而电阻加热方式不能提供能量集中的反应环境,氮化效率和氮化层性能均弱于前两者。

电磁感应真空变脉冲工艺对20CrMnTi钢渗碳层组织与性能的影响

目的研究真空脉冲渗碳过程中"强渗"与"扩散"脉冲分布占比对20CrMnTi钢渗碳层晶粒粗化行为及组织性能的影响。方法采用一种电磁感应真空变脉冲渗碳新方法,经"原脉冲"、"变强渗"、"变扩散"、"变压力"四种工艺,制备了组织致密的20CrMnTi钢渗碳层。利用SEM、EBSD、自动显微硬度仪以及XRD应力衍射仪等对渗碳层的微观形貌、晶体相变特征、硬度梯度以及表面残余应力进行了深入分析。结果对比分析四种工艺方法,"变强渗"工艺虽使20CrMnTi钢渗碳层厚度达到1450μm,但渗碳层中仍存在大量块状Fe3C;"变扩散"工艺使20CrMnTi钢渗碳层的Fe3C含量下降到3.88%,残余奥氏体含量下降到7.32%,厚度达到1320μm,其中表层0～60μm范围内,硬度提高到780 HV0.5,表面残余压应力增加到-231 MPa。故"变扩散"工艺使渗碳层组织性能最佳。结论 "变强渗"工艺增加了渗碳前期表层与内部的碳浓度差,提高了碳原子扩散驱动力,利于渗碳层生长;"变扩散"工艺在渗碳后期使碳化物进一步溶解,这利于碳原子向渗碳层内部充分扩散,降低了渗碳层的碳化物析出和残余奥氏体形成。

基于计算力矩的助行腿机器人神经网络补偿控制

在建立"机器主动"训练模式时助行腿机器人在跑步机上的步行动力学模型的基础上,设计了基于计算力矩加PD反馈的神经网络控制系统,并采用Lyapunov方法分析了控制系统的稳定性和收敛性。通过虚拟样机协同仿真平台进行了控制系统的仿真实验和样机系统测试验证,结果表明,该控制方法有效地消除了系统建模误差影响,提高了助行腿机器人轨迹跟踪能力。

基于SolidWorks的齿轮建模技术研究与实现

以SolidWorks2004为平台,应用VC++6.0实现的渐开线曲线精确绘制,利用该技术和特征造型思想实现渐开线圆齿轮类零件的三维精确造型。

一种全方位移动机器人设计与研究

在研究德国kassel大学的全方位轮结构与运动功能的基础上,设计一种新型全方位轮,并通过对比分析移动机器人轮子配置方案,构建四轮全方位移动机器人平台。方案中选用的DSP控制器,实现移动机器人平台的直线、斜线及旋转的运动模式。实验证明,该平台运动平稳,获得良好的全方位运动效果。