基于仿真建模的不确定工时条件下的转向架产能评估方法

由6个车间数百个工位和若干种物流方式组成的A公司转向架生产系统,因部分工序工时不确定,且产线常有小规模改造,传统产能评估方式误差较大,缺少较准确的产能数据辅助决策手段来制定生产计划。基于仿真软件Factory Simulation进行车间仿真建模,对现实转向架车间生产同步仿真,再对不确定工时的工序进行历史数据分析,建立拟合模型,并将分析所得参数导入仿真模型中,最后对仿真模型进行1 000次并行仿真,分析仿真输出数据,实现准确产能评估。

基于仿真迭代的两步车间布局规划

针对现有车间布局规划方法不能全面反映布局环节节、无法直观验证布局有效性等问题,提出采用基于仿真迭代的两步车间布局规划方法:首先将初步布局方案映射到三维虚拟空间,在仿真环境中从空间合理性与通畅性角度对布局进行检验与调整;然后在生产系统仿真软件中模拟实际生产过程,评估布局方案下生产系统性能指标,然后再返回第一步修改布局方案,再次重复两步仿真过程,如此迭代循环进行,直到找到最满意的车间布局规划方案为止,通过实例验证了基于仿真迭代的两步车间布局规划方法的有效性。

铝合金构件R角缺陷的涡流检测探头设计及试验研究

针对传统的涡流检测探头难以检测L型铝合金构件R角区域裂纹问题,研制了铝合金裂纹涡流检测探头。根据现场检测工况,设计了与R角区域有效贴合的探头外壳,并且结合R角区域裂纹的分布特点,提出了适用于检测铝合金表面及近表面裂纹的绝对式探头;通过ANSYS仿真软件建立涡流检测有限元模型,分析激励频率对涡流场强度分布的影响规律;进行了检测工艺参数的优化试验,确定了最佳激励参数。仿真和试验结果表明,激励频率与涡流场强度、信号幅值之间的整体变化规律一致;在200kHz激励频率下,信号幅值与裂纹深度之间存在良好的线性关系;现场检测结果和原位金相分析结果证实了所研制铝合金裂纹涡流检测探头的有效性和可靠性。

高速动车组构架焊接工艺柔性拉动生产智能制造新模式

转向架是高速动车组最为重要的部件之一,而构架是转向架的骨架,是衡量高速动车组研制水平和制造能力的关键指标。转向架构架焊接成型制造包括组装、焊接、打磨、检测等工艺,并分布在不同的作业区域。运用仿真推演与重构、哑终端智能改造、M2M交互集成、“推-拉”智能物流、健康监测、云边协同等智能制造技术和模式,实现了构架组“焊-磨-检”工艺一体化柔性成线,并得到了应用验证,可以在工程机械、船舶等行业应用推广。

现代制造型企业装配过程质量管理方案的探究

伴随着生产力水平和科学技术水平的提高,制造型企业装配过程中的控制因素更加复杂和多变,这使得研究现代制造型企业装配过程的质量管理方案迫在眉睫。在阐述现代制造型企业过程质量管理新理念的基础上,就其如何实施装配过程质量管理,提出了几点自己的看法和建议。

动车组车轴增材再制造材料选择和性能评价

目的选择最佳材料用于动车组车轴的再制造,以符合车轴的力学性能及轮对压装技术要求。方法以激光熔覆技术作为增材再制造技术工艺方法,选择不同化学成分的合金材料,通过熔覆金属的力学性能、线膨胀系数、过渡熔合区成分、稀释区组织以及硬度突变情况对比分析,确定最佳车轴再制造材料。对所选材料激光熔覆试件的宏观组织、微观组织、化学成分、硬度、力学性能进行检测,并开展轮对压装试验,通过光学显微镜、扫描电镜、纳米压痕法进行分析。结果Schaeffler组分图预测Fe310、Fe314的激光熔覆金属熔合过渡区组织为奥氏体A+铁素体F组织,但是实际过渡区的硬度值高于600HV,说明有硬质马氏体相析出,而Fe310和NiCrMo合金的熔合区硬度值未发生突变,Fe310的力学性能略低于EA4T钢,且线膨胀系数与基体差距较大,因此不适用于车轴的再制造。选择NiCrMo合金作为车轴再制造增材材料,其熔覆金属的抗拉强度为790 MPa,屈服强度为542 MPa,冲击韧性为68 J/KU5,且具有相近的线膨胀系数。另外,NiCrMo合金纳米压痕的压缩弹性模量Er为180~185GPa,与基体EA4T钢(185~190GPa)相近,最终经再制造车轴的轮轴压装试验,其压装曲线的最大压装力在680~1160 kN范围内,曲线也符合标准要求。结论选择NiCrMo合金作为动车组车轴再制造激光熔覆材料,其热膨胀系数、力学性能以及压缩弹性模量与基体EA4T钢相近,且激光熔覆金属过渡区域无脆硬的马氏体组织产生,并通过了轮对的压装试验,满足动车组压装曲线要求。

动车组车轴激光增材再制造工艺评定及分析

为了研究动车组车轴增材再制造技术的可靠性和合理性,以CRH380A/AL动车组车轴EA4T钢为基体、NiCrMo合金为增材材料,采用激光熔覆工艺方法进行工艺评定。通过对激光熔覆接头的微观组织、抗拉强度、侧弯试验、冲击韧性试验以及冲击断口形貌SEM分析,虽然熔敷金属与基体材料化学成分差异较大,但接头的抗拉强度大于EA4T钢的最小抗拉强度(650 MPa),且延性断裂于母材;侧弯试验三区无开裂,塑性良好;熔敷金属为非稳态组织,热影响区为马氏体、回火索氏体和回火托氏体混合组织;熔敷金属和HAZ区夏比KU5冲击吸收均大于40 J,两者的冲击试样断口形貌均为韧性断裂。为进一步探索和研究车轴增材再制造工艺技术奠定了基础。

智能焊接群控系统集成研究与实现

为了消除信息孤岛,解决各应用系统之间的信息共享、流程驱动等问题,对信息系统集成的层次、方法及技术进行探讨,并介绍相关的系统集成标准。基于企业服务总线(ESB)集成中间件,采用WebService规范接口,实现转向架构架智能焊接群控系统与产品生命周期管理(PLM)、制造执行系统(MES)以及质量管理系统(QMS)集成。实现焊接生产过程计划与执行的闭环管理,解决工艺路线及相关工艺数据、质量策划数据以及质量记录数据的共享和系统互联问题。

S355钢焊接温度场和应力场有限元分析

S355钢作为低合金钢,在焊接过程中会伴随着固态相变现象。在考虑S355钢的固态相变效应基础上,建立了焊接过程的热弹塑性有限元模型。通过引入相变转变模型、相变塑性和相变体积模型,计算获得焊后组织分布云图,并分析了焊缝和热影响区典型节点的组织演变规律。结果表明,与不考虑固态相变效应相比,紧邻焊缝两侧的热影响区的Mises应力大幅降低,计算得到的残余应力值与实测值吻合较好。

转向架检修装配线控制与管理系统设计

为了适应动车组转向架检修装配的多品种生产需求,通过对生产现场业务流程的梳理,将厂级MES系统、车间级LCS产线控制系统及各执行单元传感器、控制器进行无缝集成,通过工业以太网互联、互通,实现了生产过程的在线调控和可视化管理。本文以转向架生产线控制系统为研究对象,从产线信息控制系统需求分析、车间生产管理系统设计、各控制系统系统接口设计三个方面对转向架检修装配线控制与管理系统进行分析研究分析。对转向架检修装配线控制系统的设计与推广具有积极作用。

计算机辅助装配系统在转向架组装中的应用与研究

随着计算机技术的快速发展,借助于转向架装配生产线自动化、信息化、智能化生产模式升级,将设计、工艺、物流、质量、生产、设备等各环节纵向集成、横向交互贯通,实现转向架制造技术能力的质变。本文以动车组转向架装配为研究对象,通过计算机辅助装配系统的应用、作业质量管控、关键信息采集三个方面对动车组转向架计算机辅助装配系统进行研究总结,为动车组转向架信息化装配系统的研究推广提供参考与支持。对转向架生产模式升级具有积极意义。

高速磁浮车辆悬浮架装配关键技术研究

文章针对高速磁浮车辆悬浮架装配关键技术展开研究,通过悬浮架的功能与技术以及各结构模块组成关系对悬浮架进行分析,确定装配工艺流程、工艺重点与难点,实现了装配的技术要求。

滚压强化技术在铁路车轴表面处理中的应用

针对铁路车轴的表面损伤问题,提出了表面滚压技术应用于提高铁路车轴疲劳性能的可行性,综述了滚压强化技术的原理,详述了机械滚压技术、超声滚压技术、温滚压技术以及激光辅助滚压技术在铁路车轴表面处理中的应用现状,并指出完善滚压强化技术使得其能适应零件形式的多样性,优化获得高效稳定的滚压强化工艺,组织强化机理的实验和理论研究以及滚压后材料内部及深度方向残余应力的分布规律研究是未来的研究重点,为拓展其应用提供理论基础。

电阻点焊超声成像快速检测技术和评价标准研究

分析比较了电阻点焊超声检测技术的现状,结合轨道车辆常用电阻点焊技术标准,确定了超声检测点焊的技术指标,并通过剥离、拉伸和金相试验验证了高频超声螺旋超声C扫描检测装置评价点焊的熔核直径和内部缺陷的准确性。

转向架构架表面处理系统的研究与设计

转向架构架表面处理是高铁检修中工作量较大的工序,开发应用检修自动表面处理技术是我国高铁发展的必然趋势。本文介绍了针对轨道车辆构架最新开发的一套表面处理方案与系统,结合国内外构架检修表面处理方式进行了前瞻性的探索与开发。