高频脉冲微TIG焊接电弧基值效应研究

为了探索微TIG焊接的焊接电流下限,研制了一种高频脉冲微TIG焊接电源,利用脉冲基值电弧电特性的改善提高焊接稳定性。通过电弧电流、电压波形,分析了电弧的电压滞后性,探讨了脉冲频率对脉冲电弧基值效应的影响,并进一步对零基值脉冲TIG进行了研究。结果表明,高频脉冲下的微电弧基值电压较稳态电弧大幅下降,更有利于维持微电弧的燃烧;在基值电流为0 A的条件下高频脉冲电弧也可维持燃烧,平均焊接电流可低至0.5 A,极限0基值时间与脉冲电流大小呈正相关。对于微细漆包线和端柱的微型工件连接,零基值脉冲微TIG焊获得了较好的焊接效果。

干旱区荒漠河岸林引洪灌溉生态修复研究

选择典型荒漠河段引洪灌溉生态修复区域,利用遥感数据和地下水监测数据,结合实地调查等手段对和田河沙漠段典型荒漠河岸林引洪灌溉生态修复效果开展了研究,采用多波段水体指数MBWI和归一化差异植被指数NDVI分析评价研究区生态修复效果。结果表明:引洪灌溉对生态修复区地下水有抬升作用,缓解年内地下水持续降低趋势,同时提高植被覆盖水平,这导致植被覆盖度高地区面积增加,无植被覆盖地区面积减少。然而目前引洪灌溉生态修复存在积水面积较大,积水时间较长,区域分布不均等问题,引洪灌溉生态闸位置和合理的运行制度还需要进一步研究。研究成果可以为干旱区内陆河流域荒漠河岸林生态修复提供借鉴。

新疆库山河洪水过程模拟分析

全球气候变暖背景下极端洪水灾害频发,对地处干旱、半干旱地区的新疆影响尤为明显,洪水灾害风险增大。为了提高干旱区洪水灾害应对能力,针对新疆典型流域库山河构建了洪水分析计算模型,确定模型关键参数和边界条件,经场次洪水验证,水深平均绝对误差为24.1 cm,相对误差为24%,决定系数为0.66;流量纳什系数为0.86,决定系数达到0.97,模型具有较高的计算精度。利用高精度河道地形,洪水灾害风险普查结果、遥感信息等资料建立流域数据底板,计算了不同频率下洪水行进过程、淹没范围、水深分布以及淹没历时等情景,实现了大尺度、全流域干旱区河流的洪水演进模拟,研究成果可以为干旱内陆区河流洪水风险分析提供技术依据。

基于水动力学和GIS空间分析的洪水预演模拟研究

洪水演进模拟的准确性是洪水“预演”有效性的关键。针对流域洪水预演模型计算精度低、普适性弱、缺实测资料等问题,提出了基于水动力学和GIS空间分析的洪水预演模型,模型采用一维水动力学并耦合GIS空间D8扩散算法进行洪水预演模拟,采用综合风险度模型进行风险度计算。以台兰河流域验证耦合模型性能。结果表明,提出的水动力学和GIS空间分析的洪水预演模型能够较好保证模拟精度,流域内极高风险地区面积为4.92 km~2。研究结果对指导洪水“预案”具有重要应用价值。

井下铲运机无人驾驶系统发展及5G应用

铲运机无人驾驶是智能矿山建设的重要组成部分,为了实现高海拔高寒地区井下无人采矿,通过梳理国内外铲运机无人驾驶系统发展现状,分析铲运机自主行驶系统相关理论和关键技术,从地下铲运机轨迹偏差预测技术、自主行驶多偏差控制技术和防碰撞预测与控制技术等方面进行了归纳总结。以西藏华泰龙矿为例,采用最新网络通信技术5G,建设了5G+铲运机无人驾驶系统。对铲运机无人驾驶系统在高海拔高寒地区的发展具有重要意义。

汽车覆盖件冲模平台柔性化开发与实践

基于汽车门盖类零件开卷落料模和拉深模在传统开发方式中存在无法实现柔性共用的缺点,研发了针对开卷落料模的切断分离共用模座和1套针对拉深模的标准模座,分析了这2种结构的特点以及相较于传统结构的优势,并举例进行实际应用说明。通过这2种结构实现了成形类模具的柔性共用,降低了模具开发成本,提高了工作效率。

焊接振幅对铜/铝超声波焊接的影响

焊接振幅是超声波焊接的主要参数,但目前关于焊接振幅对超声波焊接影响机制的认识较少.研究了焊接振幅对铜/铝超声波焊接过程,包括工件的振幅分配、界面温度、中间相分布、材料塑性变形以及接头性能的影响.结果表明,在焊接压力1575 N、焊接时间0.5 s时,随着焊接振幅增大,上工件振幅呈现近似线性增长;下工件振幅在焊接过程中均呈现逐渐近似线性增加的趋势.在整个焊接过程中,焊接振幅越大,下工件的振幅越高.在焊接振幅为25μm时,获得了最大拉剪力为3150 N的铜/铝接头.高的焊接振幅提升了焊头与上工件以及工件之间的相对运动速度,加速了焊接界面的温度升高及材料的塑性变形,增强了界面原子的扩散,最终促进了较高质量的铜/铝超声波焊接接头的形成.创新点:(1)研究了焊接振幅对铜/铝大功率超声波焊接过程的焊头、工件的振动位移以及材料塑性变形的影响.(2)从工件的振幅分配及塑性变形、界面的冶金反应上揭示了高振幅下的焊接质量较高的机制.

近海地下石油储备库海水入侵风险研究

地下石油储备库于近海处建立,可降低石油运输成本,同时有较强的军事意义。但是临近海岸线,海水易入侵库区,导致库区内金属结构腐蚀,使储备库的使用年限降低。以某近海地下石油储备库工程为背景,构建了综合断层、节理密集带、导水通道等15种地质结构的精细化三维水文地质模型,研究了库区自然状态下和运行期的地下水渗流场及溶质运移场,模拟海水入侵风险。研究表明:(1)自然状态下地下石油储备库无海水入侵。(2)运行期只在洞库顶部以上25m处设置四周超出洞室50m、水幕孔间距为10m、孔径0.11m的水平水幕时,不能有效防治海水入侵。(3)洞库运行9 a时,3#洞室东南侧Cl-物质的量浓度超过7 mol/m^(3),海水开始入侵洞室群;运行22~23 a时,海水入侵速率最快;运行41a时,3#洞室东南侧Cl-物质的量浓度超过143 mol/m^(3),海水入侵达到对钢筋的强腐蚀程度;运行50 a时,除1#洞室外其余所有洞室均受到海水入侵,3#、4#洞室有部分区域达到强腐蚀程度,海水入侵最严重。建议增设垂直水幕等设施,以增强对海水入侵的防治。研究成果可为近海地区地下石油储备库抑制海水入侵提供借鉴。

新疆洪水预报预警中融雪径流模型应用进展

针对全球变化背景下极端升温、暴雪和暖湿化现象以及中国新疆地区融雪洪水灾害风险增大问题,概述了新疆不同类型洪水灾害特征,重点阐述了近年发生频率增加、致灾性强、灾害风险增大,但在新疆未引起重视的融雪洪水的研究进展,对比分析了不同类型融雪径流模型特点和研究现状。综合目前融雪径流模型已有进展和面临的挑战,提出新疆未来研究需考虑融雪径流模型的物理机制和融雪消融过程,以提高预报预警精度。回顾了融雪洪水在新疆的预报预警技术,指出构建高精度预报预警融雪洪水模型所面临的风吹雪、冻土表层雪和雪面雨等关键问题,并提出提升新疆洪水模拟、预报预警、应对突发洪水的综合能力的关键技术,为提升新疆融水洪水预报预警技术提供思路与建议。

发动机罩共用开卷落料模设计与应用

研发了1副依靠固定式弧形切断刀和移动式切断单元实现“一出二”的开卷落料模,实现不同步距发动机罩内板和外板共用生产,阐述了落料模结构特点和优势,并将制造的模具成功应用在实际生产中,提高了生产效率,降低了生产成本和模具开发成本。

某铀矿山离子交换吸附工艺影响因素试验研究

针对某铀矿浸出液离子交换吸附工艺树脂饱和容量低、尾液含量高等问题,通过模拟生产使用的密实移动床,开展室内离子交换吸附条件试验;根据矿石性质和树脂选择性,确定了离子交换吸附工艺的主要影响因素。本次试验主要研究了铀浓度、pH值、Fe^(3+)浓度和Cl^(-)浓度对树脂吸附效果的影响。试验结果表明:浸出液中铀浓度对树脂吸附效果影响较大,pH值、Fe^(3+)浓度和Cl^(-)浓度控制在一定范围内对吸附影响较小。通过本次研究,为铀浸出回收工艺控制提供了依据,有利于降低尾液铀浓度,提高吸附效果,保证各工序有效衔接及稳定运行。

飞秒脉冲激光产生及捕获微气泡的实验研究

采用高速光学摄像及高频超声成像技术对飞秒脉冲激光在介质水中发生光学诱导击穿的过程进行实验研究.结果表明,光学诱导击穿产生后,在高能激光自聚焦的焦点处产生一系列微气泡,最后只有一个微气泡可以被激光束稳定地捕获,并且这个微气泡可以在超声作用下进行非接触式三维操控.进一步分析了沿激光束产生和捕获的微气泡的时空特性以及激光束捕获微气泡的力学特性.实验结果为应用微气泡进行分子水平的靶向性治疗提供了全新的技术手段.

不同控制模式下漆包线电极头的烧损规律

以试验为基础,深入分析了漆包线电极头在不同控制模式下电极烧损的基本规律和特点。通过数据采集系统实时获取点焊过程电参数信息,结合电极头焊接过程中的物理现象,对过程信息进行特征提取对比分析。试验结果表明,连续焊接过程中,控制模式对电极头的寿命和烧损过程影响较大,电极头电阻变化与电极烧损过程具有明显的对应关系。电阻曲线的拐点时间反映出电极头进入不同烧损阶段。电极头电阻值的改变会导致产热量的变化,使得不同控制模式电极头烧损速度差异较大。

晶体管式电阻点焊电源及其复合模式控制研究

为解决精密电阻焊过程中接触电阻变化范围大且难以预估,并由此产生焊接飞溅、虚焊等焊接质量不良的问题,设计了一种晶体管式电阻点焊电源及复合控制模式。主要介绍了晶体管式电源的主电路结构、工作原理、以dsPIC33FJ64GS610为核心的控制系统及复合控制方法。电源输出采用MOSFET开关100 kHz斩波控制,最大输出电流4000 A,能够对电压、电流反馈快速响应。复合控制模式将恒压控制与恒流控制相结合,焊接初期采用电压反馈控制适应接触电阻的变化,在短时间内降低电阻焊过程中的不确定因素,后期利用恒流模式焊接,保证焊点发热。实验结果表明,针对初期接触电阻差异大的工件结构,复合控制模式能够有效提高其焊接稳定性。

纳米压痕法测试微纳米涂层的力学性能

采用G200型微/纳米压痕仪,测试了不同微纳米级涂层材料的力学性能。结果表明:使用纳米压痕法能检测和表征微纳米涂层材料的硬度和弹性模量及其随涂层厚度的变化趋势,从而了解涂层的力学性能以及与基体的结合质量情况;纳米压痕法测试涂层力学性能时存在明显的表面效应,一般建议压入深度不小于20μm,以保证表面粗糙度引起的压入深度的不确定度小于5%。

多目标跟踪蜂拥控制算法研究与仿真

针对蜂拥控制算法在多目标跟踪问题中的应用,提出了多目标跟踪蜂拥控制算法。假设智能体不确定具有目标信息,通过Lyapunov稳定性理论,分析了使系统稳定的条件,给出了稳定状态的形式。并证明了如果智能体被预先指定了跟踪的目标,则每个群体达到蜂拥,并且不发生碰撞。对不同的网络初始连通性和两种目标运动模式分别作了仿真,证明了算法的有效性。

基于粗糙性度量的道路可行驶区域识别方法

本文中提出了一种基于粗糙性度量的道路图像可行驶区域识别方法。首先定义道路图像的粗糙度信息,获得道路图像色彩分布直方图及其上下近似信息,通过粗糙性度量实现了道路图像初分割;然后依据初分割图像色彩区域色差和像素规模进行区域合并,获得道路可行驶区域特征;再利用改进的区域生长算法对特征图像进行识别;实现了对道路可行驶区域的识别。实验结果表明,该方法取得了良好的识别效果。

铜/铜超声波焊接的相对运动及断面微观演变

采用激光位移传感器对铜/铜超声波焊接过程中的工具头、上铜板及下铜板的振动进行实时测量.依据各部分的相对运动及断面的微观演变对焊接过程进行了分析.结果表明,焊接过程中,焊头振幅变化不大,上铜板振幅先增大后减小再增大,下铜板振幅逐渐增大.上铜板振幅增大阶段,上/下铜板的相对运动使界面产生大量摩擦热,界面形成局部微连接.上铜板振幅减小阶段,焊头与上铜板的相对运动显著增大,促使铜板发生剧烈的塑性变形,焊接界面连接面积迅速增加.最后阶段,上下铜板呈等振幅运动,焊接接头断面出现大量韧窝.

基于DSP的无桥PFC变换器研究

针对传统开关电源桥式整流滤波部分给电网带来的谐波污染,高效率无桥功率因数变换器成为国内外学术界以及工业界的研究热点。立足于双二极管式无桥PFC(2nd DBPFC)变换器,完成变换器系统方案设计与器件选型,详细分析其工作模态,并结合平均电流控制策略完成2nd DBPFC变换器控制程序的编写。基于含有DSP内核的PIC32MK1024MCF064芯片,研制了一台1 kW的2nd DBPFC变换器。试验结果表明,变换器在220 V输入满载条件下,功率因数达到98.7%。

漆包线电阻点焊电极烧损状态分析方法

针对漆包线电阻点焊电极耗损缺乏量化评价的问题,围绕电极烧损研究了点焊电极烧损状态分析方法.以通电过程点焊电极自身的动态电阻作为过程信息研究对象进行了特征分析,选取每次通电点焊电极动态电阻的最大值及其随通电次数的变化率用于表征烧损状态.提出了基于状态划分和灰色预测的烧损分析方法,并进行了烧损试验过程分析.结果表明,所选特征可有效反映点焊电极烧损状态,所述方法对烧损状态变化较为敏感,可对烧损过程实施较好的阶段分析,计算量较少且无需事先进行模型训练和测试,可为漆包线电阻点焊电极的烧损评价研究提供参考.