TC4钛合金热力学行为及棒材轧制工艺研究

在Gleeble-1500热模拟机上进行了TC4钛合金压缩试验,分析了不同温度、不同应变速率下TC4钛合金热力学行为,确定了合金棒材最佳开轧温度为950℃,最佳应变速度为1s-1。随后在自行研制的八机架Y型轧机上进行连轧试验,分别得到准12、准6 mm棒材。结果表明,获得的产品组织均匀致密,晶粒细小,产品力学性能满足技术要求。

间隙对0Cr18Ni9不锈钢管大曲率无芯弯曲回弹的影响研究

建立了0Cr18Ni9不锈钢管材大曲率无芯弯曲回弹角的数学模型,并通过Abaqus软件建立了它的有限元模拟模型,模拟和分析了管材与模具的间隙对管材弯曲回弹角的影响。通过试验验证了有限元模型的可靠性。结果表明:管材回弹角随着管-弯曲模间隙增大而增大;管材回弹角随着管-夹模、镶模的间隙增大而增大;管材回弹角随着管-压模间隙增大而减小;管材回弹角随着管-防皱模间隙增大而增大,但效果不明显。

基于GPU的并行相位解卷绕算法

针对大量数据串行相位解卷绕实时性较差的问题,设计了基于GPU的并行相位解卷绕算法。首先分析了典型的串行解卷绕算法在GPU平台实现的可行性,之后设计了适合于GPU加速的并行解卷绕算法。最后对基于GPU的并行相位解卷绕算法进行了仿真验证,多次测试结果表明:在保证解卷绕正确性的基础上,基于GPU的并行相位解卷绕算法相比传统CPU串行解卷绕算法约有3.5倍的加速比,基于GPU的并行相位解卷绕算法相比GPU串行解卷绕算法有63倍的加速比。

基于GPU的天线组阵信号时延补偿方法

针对天线组阵合成系统对于宽带、高速、并行信号的实时合成需求,设计了基于图形处理器(graphic processing unit,GPU)的天线组阵信号时延补偿方法。首先,分析了典型的整数时延补偿方法在GPU平台上实现的可行性,设计了基于数据块重叠保留的整数时延补偿方法。然后,对比了典型的小数时延补偿方法的优劣,设计了适合于GPU并行加速的频域小数时延补偿方法。最后,对基于GPU的天线组阵信号时延补偿方法进行了实验验证。多次实验测试结果表明,在确保时延补偿正确性的基础上,基于GPU的时延补偿方法相比传统串行CPU时延补偿方法加速比提升了约18倍,采用基于GPU的时延补偿方法可实现对多天线信号的实时合成。

基于GPU的宽带信号时延差与相位差估计方法

针对多天线信号合成系统对于宽带、高速、并行信号的实时合成需求,设计了基于图形处理单元(Graphics Processing Unit,GPU)的宽带信号时延差与相位差估计方法,对估计方法中的快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)、共轭相乘、累加平均等模块进行了相应的线程并行程序设计。为充分发挥GPU的并行运算能力,利用异步流并发的方式对估计方法进一步优化,从结构层面有效提高了数据的并行处理效率。对基于GPU的宽带信号时延差与相位差估计方法进行了实验验证,多次实验测试结果表明,数据量为512000时,在保证估计正确性的基础上,该方法相比传统串行CPU估计方法约有125倍的加速比,采用该方法可实现对多天线信号参数的实时估计。

基于子空间的宽带信号时延差与相位差估计方法

针对现有的Simple、Sumple等互相关类算法无法分辨多个信源的问题,结合子空间算法中的超分辨估计——Music算法,提出了基于子空间的子带相位差估计算法——Music-Simple。对Music-Simple算法的合成性能进行了仿真分析并与传统的Music算法进行对比,验证了Music-Simple算法的正确性。结果表明,Music-Simple具有分辨多个信源的能力,可以同时估计出多个信源在多个接收天线处的相位差,显著提升了对包含多个信源信号的合成性能。

斜连轧机速度张力系统的预测控制

通过对斜连轧工艺塑性变形过程的分析,首先建立了斜连轧过程中速度张力的数学模型;然后提出应用动态矩阵控制设计速度式调节张力的控制系统,并且考虑实际生产中的各种约束条件,在动态矩阵控制算法中采用粒子群算法作为滚动优化方法。采用SIMULINK软件进行仿真实验,对比了传统的PID控制器和加入粒子群算法做优化后的动态矩阵控制器对斜连轧机速度张力系统的控制性能。结果表明本文设计的控制器张力的控制误差稳定在0.1%,张力波动很小,能够保证连轧工艺顺利进行,满足产品的质量要求。

基于GPU的数字下变频累积误差控制方法

针对数字下变频系统中高速数据处理实时性需求,设计了基于中央处理器(central processing unit,CPU)+图形处理单元(graphic processing unit,GPU)的异构平台数字下变频处理算法,并完成了相应并行程序设计,进行了实际数据验证。鉴于GPU运算采用单精度浮点数格式进行数据处理,进行长时程数据处理过程中,会产生浮点数舍入误差累积,导致结果的不准确不可靠,设计了联合相位循环归零法和无误差变换补偿法,实现了浮点数舍入误差的控制与补偿。数据测试结果表明,所提方法可将相位误差控制在10-11rad以内,且不随时间累积,计算结果准确可靠。

间隙对0Cr18Ni9不锈钢管大曲率无芯弯曲成形性的影响

基于Abaqus有限元平台建立了0Cr18Ni9不锈钢管大曲率无芯弯曲有限元模型,分析了管材与模具间隙对管材弯曲成形性的影响,同时验证了模型可靠性。结果表明:弯管外凸侧壁厚减薄率与管-弯曲模间隙、管-压力模间隙呈正相关关系,而与管-防皱模间隙呈负相关关系;弯管内凹侧壁厚增厚率与管-弯曲模间隙、管-防皱模间隙呈正相关关系,而与管-压力模间隙呈负相关关系;弯管横截面椭圆度与管-弯曲模间隙、管-压力模间隙呈正相关关系,而与管-防皱模间隙呈负相关关系;管材与模具间隙对壁厚减薄率及横截面椭圆度影响的趋势一致。

0Cr18Ni9管材大曲率无芯弯曲横截面畸变研究

为了提高管材弯曲成形性及弯曲精度,基于ABAQUS有限元平台,建立了管材大曲率无芯弯曲有限元模型,模拟了管材大曲率无芯弯曲过程,研究了弯曲角、弯曲速度以及初始管材壁厚对管材大曲率无芯弯曲横截面椭圆畸变的影响,同时进行了相关实验验证。结果表明:模拟与实验结果吻合较好,各弯曲条件下二者误差均在一合理范围内,验证了有限元模型的可靠性;最大横截面短轴变化率随弯曲角度及弯曲速度的增大而增大,随管材初始壁厚减小而增大;弯曲角度及管材初始壁厚对最大横截面短轴变化率影响较大而弯曲速度对其影响相对较小;通过选择合适的弯曲工艺,可弯制出满足要求的大曲率弯管。

一种基于深度学习的高轨卫星CEI信号频率估计算法

针对高轨卫星连线干涉测量(Connected Element Interferometry,CEI)信号的高精度频率估计这一难题,建立了CEI中的正弦信号频率估计模型。设计了基于深度学习框架的CEI信号频率估计算法,将算法划分为基于前馈深度神经网络的频率表征模块和基于卷积神经网络的频率计算及估计模块,在此基础上设计了各模块的具体结构和学习训练流程。对于算法的核心模块进行了仿真实验验证,并将所提算法与前人的相关算法进行了比较与分析,证明了该算法的有效性、稳定性和优越性。

钢管斜连轧工艺参数对轧制力及荒管尺寸精度的影响

为分析斜连轧工艺参数对轧制力及荒管尺寸精度的影响,取工艺变参数及范围：顶头前伸量15～28 mm、穿孔段送进角7°～9°、穿孔段孔喉34～35 mm、轧管段轧辊转速182～190 r·min-1,在斜连轧实验机组上对Φ40、Φ42 mm的管坯进行单变量多组实验。结果表明：在实验参数范围内,随顶头前伸量增大,穿孔段轧制力减小,顶头轴向力先减小后增大;随送进角的增大,穿孔段轧制力减小,顶头轴向力微增大;当管坯直径一定时,随孔喉减小,轧制力增大,而当孔喉一定时,随管坯直径增大,轧制力增大。在穿孔段工艺参数一定时,轧管段轧辊速度不同的情况下,若张力轧制时穿孔段及轧管段轧制力均减小,相反若推力轧制时均增大。对斜连轧后荒管的分析结果显示微张力轧制得到的荒管壁厚精度达±0.2 mm,外径精度达±0.35 mm。

一种钢管斜连轧机组的张力检测装置及其试验研究

简要介绍了无缝钢管斜连轧工艺及斜连轧试验机组的结构。针对该斜连轧试验机组的整体结构特点,设计了一种适用性好的张力检测装置,用于检测轧制过程中的管坯内部张力变化情况,并详细介绍了该装置的工作原理。应用该装置进行了试验测试。结果表明该张力检测装置能很好地反映出连轧过程的张力变化情况。这能为后续在线调整及张力控制模型奠定基础。

基于EtherCAT的磁悬浮电主轴通信系统设计

为满足磁悬浮电主轴快速且确定的通信需求,文章设计了一套通信周期很小的实时通信系统。为了保证系统实时性,通信系统采用EtherCAT实时以太网协议,在实时Linux系统RTAI上实现系统的主站,在FPGA上实现系统的从站。最后搭建了实验平台对设计的通信系统进行了功能验证和实时性能的测试。实验结果表明设计的通信系统能够正常处理EtherCAT协议,能正确地在主站与从站之间交换数据,能准确地获得磁悬浮电主轴的位置电流信号,并且具有优异的实时性能,最小通信周期可以达到20μs。

拓展式CAD教学融入机械基础类课程的探索

作为地方性本科院校在教育投入、硬件设施、生源质量等方面与“985工程”院校、“211工程”院校存在明显差距,而读图、识图能力是机械专业的基本工程能力,需要循序渐进的加强训练。为提高学生培养质量,在机械专业试点拓展式CAD教学模式探索,以机械制图基本教学作为教学设计单元,应用计算机辅助设计拓展图样绘制和零件设计,辅以适当的项目式教学,优化机械类基础课程的教学内容及教学方法,主要包括:课程的随堂测试、习题驱动、作业点评、竞赛激励四个方面。实践表明,在课程学时压缩的情况下,拓展式CAD教学实践能较好地达到图学教学预期目标,此外较易在机械类专业实施,并可延续至整个大学本科的专业课程教育,这种灵活的教学模式为地方性本科院校培养合格机械工程师做出了有益探索。

天线组阵窄带低信噪比信号合成方法

针对天线组阵窄带信号合成方法中低信噪比条件下合成性能较差的问题,在传统天线组阵全频谱合成方法的基础上,加入正交下变频、低通滤波和抽取模块,采用频域互相关对合成方法进行优化。对采用传统方法与改进后方法的合成损失进行了仿真分析,使用旋转基线相位干涉仪进行了实测点频信号合成,验证了方法的正确性。验证结果表明,改进后的合成方法降低了低信噪比条件下(SNR∈[-20,-15]dB)天线组阵窄带信号的合成损失,提高了合成性能。

子夏楼简易模型的3D打印成型技术研究

以运城学院地标建筑子夏楼为目标实物,采用三维建模软件UG NX构建了子夏楼简易模型。结合子夏楼结构特征,将子夏楼简易模型总体分割为A、B、C、D四大部分约150个零件体,并设定了4组打印参数进行3D打印研究。在实验组1、2、3设定的打印参数下进行3D打印出现了粘连、错层、塌陷、翘边等质量缺陷,其主要原因在于切片软件工艺参数设定不合理;在第4实验组设定的打印参数下进行3D打印未出现质量缺陷。打印结果表明:切片层厚越小、切片壁厚越大、填充密度越大,打印质量越好,但打印时间越长。综合打印质量、打印时间,确定的最佳打印参数为:打印温度220℃、打印平台温度70℃、切片层厚0.2 mm、切片壁厚0.8 mm、填充密度20%、打印速度60 mm/s。

0Cr18Ni9管材大曲率无芯弯曲回弹研究

为了提高管材回弹后的质量,初步建立了管材大曲率无芯弯曲回弹角的预测模型。同时建立了管材弯曲回弹模拟模型,基于ABAQUS数值模拟和实验对0Cr18Ni9管材进行大曲率无芯弯曲(相对弯曲半径为1.5),验证了模拟模型的可靠性。研究了弯曲角、弯曲速度及壁厚等工艺参数对管材弯曲回弹的影响。结果表明:管材弯曲回弹是一个应力释放的过程,弯曲角对回弹影响最大,壁厚次之,弯曲速度影响最小;回弹角随弯曲角度的增大而增大;回弹角随壁厚增大而减小;弯曲速度与回弹角成正相关关系,回弹角随弯曲速增大而增大。

基于斜连轧芯棒更换机械手的开发

针对金属斜连轧实验机组的限动芯棒穿轧结束后如何快速安全更换的问题进行了研究,设计开发了一套可实现拆装芯棒的机械手以满足限动芯棒更换的要求。考虑复杂工况下芯棒受到较大轴向力和高温对芯棒螺纹紧固力的影响,对在此工况下机构拆装芯棒过程进行了受力分析,搭建了机械手结构模型,完成了芯棒更换的模拟实验。利用相关模拟软件对此机构的运动规律进行了分析和计算,为机构设计所需的工作参数和结构设计参数提供了理论依据。计算、模拟以及实验结果表明,更换机械手可以顺利装卸芯棒与顶杆的螺纹连接体,验证了机械手的可行性。

滚磨光整技术在变速器关键件的应用研究

本文基于滚磨光整技术,以某新能源变速器中的电动机轴和电动机齿为研究对象进行光整加工,通过实验对比加工前后零件状态,滚磨光整加工不仅在零件原有加工精度基础上有所提高,并且齿顶反翘、翻边毛刺得以消除,齿面粗糙度得以提高,对改善零件整体表面质量及精度具有普遍的指导意义。