窄间隙P-GMAW仰焊位置熔滴过渡影响因素及控制方法

管道窄间隙全位置焊接过程中,在接近仰焊位置容易出现焊接缺陷,制约了管道施工的质量和效率.文中针对管道自动焊仰焊位置成形差、可靠性低的问题,分析P-GMAW过程送丝速度、弧长修正、导电嘴到熔池距离等因素对熔滴过渡的影响规律.结果表明,增加弧长修正系数可以增大电弧对侧壁的热输入,能够缓解侧壁熔合不良的问题,但会使熔滴过渡路径难以控制.因此当焊枪运动到仰焊位置时,提高送丝速度有利于获得更小的熔滴、更高的过渡频率;降低导电嘴到熔池距离,可以增加电磁力、减小熔滴尺寸,从而更有利于仰焊位置熔滴向熔池的过渡,研究结果对于管道窄间隙焊接的工艺设计具有一定的指导意义.

P-GMAW起弧过程特征分析及稳定性判别方法

脉冲熔化极气体保护焊(pulsed gas metal arc welding,P-GMAW)起弧过程易产生不稳定现象,会严重影响电弧传感焊缝跟踪精度.针对这一问题,对摆动电弧窄间隙P-GMAW不稳定起弧过程的成因进行了研究,发现送丝速度对起弧过程稳定性具有重要影响.通过对电弧图像与电信号特征进行对比分析,提取了表征电弧稳定性的电信号特征变量;为减小变量冗余性和过拟合,采用最大似然估计法筛选并提取了8个变量,并通过主成分分析法(principal component analysis,PCA)对变量进行融合,提取了方差贡献率最高的前两个主成分;根据因子载荷发现,相比熔滴过渡阶段和基值阶段,脉冲峰值阶段是电弧更易发生不稳定现象的阶段.结合提取的主成分变量与二分类Logistic回归模型建立了起弧过程电弧稳定性判别模型.通过受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线得到了模型的最佳阈值.结果表明,该模型对脉冲稳定性判别准确率达到了80%以上,表明模型具有良好的判别性能.该模型对提高窄间隙高低跟踪精度、保证焊接质量具有一定应用价值.

基于电流多特征融合的窄间隙P-GMAW摆动电弧传感焊缝跟踪方法

电弧传感是实现窄间隙焊接焊缝跟踪的主要方式之一。针对电弧传感稳定性差、可靠性低的问题,提出融合摆动周期内电流信息的多个统计学特征进行偏差提取的方法,克服单一数据特征容易受到电弧稳定性影响、导致传感精度下降的问题。首先,提取电流信号的多个时域特征,计算特征矩阵与偏差矢量相关性;然后,取相关性高的特征用主成分分析的方法进行融合,取前两个主成分作为观测数据;最后,基于多分类的支持向量机模型对其进行分类试验。试验结果表明最大误差为0.2 mm,0.1 mm以内的误差占93.75%。该方法对比传统方法精度有所提升,对比神经网络方法,所用训练样本少,训练过程更加简单。

基于电弧声信号的窄间隙脉冲熔化极气体保护焊侧壁熔合状态在线识别

为在焊接过程中实时了解焊缝内部的焊接状况,构建了电弧声信号实时采集系统。在焊枪摆动中心处于不同位置的情况下,进行了电弧声信号特征与侧壁熔合状态的相关性分析。分别从时域与频域中提取了与侧壁熔合状态相关性较强的电弧声特征。为进一步提高熔合状态预测的有效性,采用电弧声特征参量构建了支持向量回归的侧壁熔合状态识别模型。为减小不良特征对识别模型的影响,显著提高模型的识别精度,采用遗传算法进行了参数寻优。参数寻优后模型的总体识别率达93.33%,实现了窄间隙侧壁熔合状态的有效识别。

基于P-GMAW摆动电弧传感的窄间隙坡口宽度自适应焊接

针对窄间隙自动化焊接过程中,组对误差、焊接热变形等因素导致的坡口宽度不一致问题,本文提出采用电弧传感方式对坡口宽度进行检测,并根据检测结果调节工艺参数,保证焊接质量的方法。通过研究坡口宽度偏差的提取算法,分析窄坡口条件下脉冲熔化极焊接的峰值电流、基值电流和平均电流信号的传感特征,提出以脉冲周期内的电流均值作为特征信号,利用侧壁平均法进行偏差提取的传感方式;确定了坡口宽度变化时,焊枪摆幅、焊接速度的调控方法,实现了适应坡口宽度变化的自动化焊接。窄间隙焊接试验表明,上述方法能够有效识别坡口宽度变化,及时对摆幅、焊速进行调整,可在坡口宽度变化时,保证侧壁熔合质量和焊层厚度均匀。研究结果对单道多层窄间隙焊接实现焊接自动化,保证焊接质量具有一定的参考价值。

外加横向磁场的异种钢角焊电弧热输入分配

提出对电弧施加横向磁场的方法,通过偏转电弧改变焊缝两侧电弧热分配,从而提升焊缝成形质量.为了掌握外加横向磁场对电弧热输入分配的影响机制,开展了GTAW电弧热输入分配规律研究;建立了外加横向磁场下的异种钢角焊缝GTAW电弧-熔池耦合瞬态三维模型,对电弧温度场、电磁场、流场开展了耦合计算;对比分析了偏转焊枪与外加横向磁场偏转电弧两种电弧热量分配方式;在上述工作的基础上,研究了外加横向磁场偏转电弧方式磁感应强度对熔透形态和电弧热分配的影响规律.结果表明,偏转焊枪方式在角焊中适应性较差,而外加横向磁场偏转电弧可获得更好的焊接质量.相关研究可为此类异种钢角焊的焊接工艺参数优化提供技术支持.

中厚板V型坡口GMAW电弧声信号焊缝偏差识别方法研究

针对中厚板V型坡口GMAW(熔化极气体保护焊)焊缝偏差识别问题,提出一种新型基于电弧声信号的中厚板GMAW摆动焊焊缝偏差识别方法。在V型坡口摆动焊接中,发现当摆动中心与焊缝中心出现偏差,电弧声信号呈现明显非对称性。为此,针对电弧声信号的时域和频域特征开展了进一步研究,明确了与焊缝偏差信号存在密切关联的电弧声摆动极限位置能量差、标准差、小波包第7频带和第8频带能量等特征参量。构建基于上述4类参量的GS-SVR非线性回归方程,通过电弧声特征信号检测,可实现焊接过程中焊接偏差信息的在线识别,通过左右偏差试验表明该模型具有良好精度,可满足工程实际生产需要。

装配式预制叠合板优化设计分析

文中基于BIM技术对装配式预制构件叠合板拆分、叠合板施工节点优化设计、叠合板施工、精细化管理等问题进行分析,为装配整体式结构的叠合板设计、生产及施工提供参考。

基于数字孪生的无线网络优化方法的研究

文章提出了一种基于数字孪生的无线网络优化系统设计方案。该系统由数据层、应用层和交互层3层架构组成,包含数据采集、数据处理等4个主要模块。其利用数字孪生技术构建无线网络数字孪生模型,实现对无线网络的实时监控和分析,从而找出网络中潜在的问题和瓶颈,并通过对数字孪生模型进行优化,得到优化的无线网络配置参数,以提高无线网络的性能和稳定性。实验结果表明,该优化方案能有效提升无线网络的性能、提高网络资源的利用率。

基于图像翻译技术的城市街景模拟系统设计与实现

针对虚拟地理环境场景复杂多变、城市环境模拟效果较差等问题,结合多视图协同交互可视化、WebGIS等技术,构建了一个综合的虚拟地理环境模拟系统,对用户需求、系统架构进行分析,设计了数据库和系统功能,介绍了基础操作模块、空间数据的可视化展示和专题模拟等高级功能。通过实验验证,该系统有效地提升了虚拟地理环境构建的效率和真实感,为智慧城市建设和决策支持提供了有力的工具和平台。

窄间隙P-GMAW多信息融合侧壁熔合状态识别研究

窄间隙焊缝坡口间距小且焊道较深,摆动中心与焊缝中心偏差较大时,坡口两侧侧壁受热不良,易发生未熔合缺陷。为了及时了解窄间隙侧壁熔合情况,掌握侧壁内部焊接质量,本文提出了一种基于BP神经网络和D-S证据理论的多信息融合方法,预测侧壁熔合状态。对窄间隙焊接未熔合缺陷产生机制进行了分析,研究发现焊接电弧信号和熔池变化与侧壁成形质量存在密切关系,为此进行了一系列偏差实验,建立了电弧电信号和电弧熔池图像信号的实时采集系统,采用批量特征提取算法,提取了与侧壁熔合状态密切关联的峰值电流、峰值电压、电弧弧长、熔池长宽比、熔池面积和熔池周长等特征参量。采用BP算法训练神经网络,在此基础上通过D-S证据理论进行决策级融合。实验结果表明,该模型识别率可达96.667%,避免了神经网络识别时的误诊,获得了比单一传感信息更好的预测结果,提高了熔合状态识别的准确度和可靠度。

电弧传感焊缝跟踪精度关键影响因素分析

电弧传感器根据焊接电弧信号的变化检测焊缝位置,具有无需额外设备、成本低的优点,但较低的传感精度和稳定性限制了其应用。从工程应用的角度研究焊接系统中影响电弧传感精度的因素,发现执行器发出位置信号的准确性、断弧现象、坡口角度和数据提取方式都会对传感的精度和稳定性产生重要影响,并针对性地给出了解决方案。研究结果对工程中提高电弧传感精度和稳定具有一定的指导意义。

NN型少齿差行星齿轮传动啮合冲击分析及修形设计

针对少齿差行星齿轮传动时的多齿啮合效应,采用有限元法建立了渐开线少齿差多齿啮合模型,分析了动态轮齿的接触特性分析,得到了完整啮合周期内齿面接触应力、齿面印痕、齿面滑动位移等啮合特性参数,分析了啮入、啮出冲击对齿顶刮行的影响。采用长修形法对少齿差行星传动的齿轮进行齿廓修形,使轮齿啮合状况得到了改善,明显减小了啮合冲击对齿顶刮行的影响,研究结果对指导少齿差行星齿轮传动设计具有重要意义。

重力对全位置TIG焊熔池温度场与流场影响的有限元分析

建立了全位置TIG焊接中平焊、45°下向焊、立焊下向焊的熔池温度场、流场数值计算模型,计算了不同焊接位置以及不同重力加速度值情况下熔池的温度场和流场,分析了重力方向和大小对熔池内流场和温度场的影响规律;发现重力方向对熔池内液态金属的流场、温度场影响明显,液态金属的流动影响温度场分布明显,重力大小对熔池流场的分布形态没有影响,但是对流动速度影响明显.得到的结论对于研究熔池失稳判定依据、指导设计全位置TIG焊乃至MAG焊工艺具有一定的参考价值.

少齿差行星传动动态接触有限元分析

采用ANSYS软件对少齿差行星减速器进行动态接触有限元分析,得到轮齿从进入啮合到退出啮合全过程中各节点的接触应力、接触状态、滑动距离等的动态变化过程,为减速器的设计、齿廓修形提供参考依据。

基于射频收发芯片NRF2401的近距离射频研究

简要介绍了射频收发芯片NRF2401的工作特点,并对同类型通信方式进行了比较,然后详细研究了NRF2401的工作原理、方式及通信协议,对2.4GHZISM频段的多种通信设备如何共存进行了一定的研究。最后给出实际应用中的一些体会。

木质部水分中微小气泡平衡稳定性的热力学分析

该文对植物木质部水分中气泡的平衡稳定性进行了热力学分析．从自由能判据的分析进一步证实了力学平衡所做的初步结论：水势较高、压力势较大时，微小气泡能够达到稳定平衡；当水势降低、压力势达到阈值时，气泡则胀大破裂，形成导管中的空腔；

窄间隙P-MAG焊电弧行为及信号传感特征分析

通过试验研究了坡口角度对电弧形态、熔滴过渡以及电弧信号特征的影响规律.结果表明,坡口角度越小磁偏吹越严重,并引起了熔滴过渡路径和电弧信号的改变.分析了窄坡口P-MAG摆动焊接的信号特征,发现当焊枪摆动中心偏离焊缝中心时,焊枪摆动到左右极限位置时的电弧信号存在明显差异——在焊枪偏向侧壁的一侧,焊枪远离侧壁运动过程中的电弧特征参数变化率远大于焊枪朝向侧壁运动过程电弧参数变化率,而在焊枪远离侧壁的一侧,侧壁位置的电弧参数不存在这种差异.焊枪偏离焊缝中心时在左右极限位置的电弧信号差异可以用来跟踪焊缝中心.

网络平台在高等学校基础实验室建设中的应用

在讨论高等学校实验室建设过程中网络平台作用的基础上,提出了实验室网络平台的基本结构和功能要求,据此建立了机械基础实验中心网络平台。运行实践表明,采用现代、科学、规范的网络平台管理实验室不仅给教师和学生带来了极大的方便,提升了实验管理水平和工作效率,而且为实验室全面开放提供了必要条件。

焊接温度场-流场-电磁场耦合数值计算的研究进展

焊接过程是一个涉及传热、冶金、力学等多学科、多物理场的复杂过程,为了深入研究焊接过程中的各种复杂物理现象,揭示各物理场间复杂的耦合作用机制,人们针对焊接过程开展了多种耦合场的数值计算研究。介绍了焊接温度场、流场、电磁场三场完全耦合数值计算在焊接过程仿真中的研究进展,主要包括在电弧物理研究和外加磁场控制焊接过程研究两个方面的应用情况,分析了三场之间的耦合关系以及通用有限元软件在多场耦合中的适用情况。