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基于粒子图像分割的混合PIV-PTV算法
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作者 李拓 张清福 +6 位作者 潘翀 陈爽 申俊琦 王宏伟 李晓辉 黄湛 王晋军 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期68-75,I0002,共9页
粒子图像测速法(particle image velocimetry,PIV)因其非接触场测量的特性,已成为空气动力学领域的主要测量工具。复杂流动的速度场往往具有非均匀性,示踪粒子难以在待测空间均匀分布。因此,在应用PIV互相关算法处理粒子稀疏区时,需要... 粒子图像测速法(particle image velocimetry,PIV)因其非接触场测量的特性,已成为空气动力学领域的主要测量工具。复杂流动的速度场往往具有非均匀性,示踪粒子难以在待测空间均匀分布。因此,在应用PIV互相关算法处理粒子稀疏区时,需要采用更大的查询窗口以降低测量的不确定度,但会带来空间分辨率低的实际问题。而粒子追踪测速法(particle tracking velocimetry,PTV)追踪单个示踪粒子的跨帧位移,具有比PIV更高的空间分辨率,但难以适用于粒子浓度高的稠密区。针对PIV、PTV各自的优点,本文发展了一种基于粒子图像分割的混合PIV-PTV测速技术。首先定义了基于维诺多边形的粒子局部浓度量度,用以计算示踪粒子在粒子图像上的局部浓度场;其次通过设定的浓度阈值对粒子进行二分类,使用基于高斯核函数的支持向量机寻找出最优的分类边界,从而实现对粒子图像的粒子稀疏区和稠密区的划分;最后对两个区域分别使用PIV和PTV进行速度场计算,并合并为完整的速度场输出。仿真结果表明,上述方法可实现对粒子图像中的示踪粒子稀疏区和稠密区的自动划分,有效提高速度场测量的空间分辨率。将该方法应用在马赫数Ma=6的湍流边界层近壁测量中,可有效解决高速条件下粒子因强剪切难以进入边界层近壁区的问题,显著提高对近壁流动的解析能力。 展开更多
关键词 粒子图像测速 混合PIV-PTV 粒子图像分割 支持向量机 维诺多边形
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后地板双拼工艺研究
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作者 沈军奇 陈俊伟 +3 位作者 蒋磊 马培兵 袁璐 孙驰骋 《模具工业》 2024年第7期21-26,共6页
以某车型后地板为研究对象,根据其结构提出了一种双拼成形工艺,并借助AutoForm软件对双拼成形工艺进行了全工序有限元分析。分析结果表明:后地板成形性、减薄率、起皱等各项评价指标均满足判断基准。基于双拼成形工艺方案进行后地板冲... 以某车型后地板为研究对象,根据其结构提出了一种双拼成形工艺,并借助AutoForm软件对双拼成形工艺进行了全工序有限元分析。分析结果表明:后地板成形性、减薄率、起皱等各项评价指标均满足判断基准。基于双拼成形工艺方案进行后地板冲模设计与制造,经试模验证,一次性获得2件合格零件,利用蓝光扫描设备对样件进行全型面扫描,2个零件尺寸偏差均在±0.3 mm,符合批量生产质量要求,表明后地板双拼成形工艺可以有效提高材料利用率,并提升冲压生产效率。 展开更多
关键词 后地板 材料利用率 双拼工艺 工艺设计 成形分析 尺寸精度
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基于改进型U-net神经网络的焊缝图像处理
3
作者 申俊琦 刘晨帆 +3 位作者 胡绳荪 杨辉 张超 吴定勇 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期436-442,共7页
对于基于线结构光的视觉焊缝跟踪系统,焊缝信息提取的精度和速度是焊缝图像处理算法的两个关键指标.对于含有强噪声的焊缝图像,传统的图像处理算法很难达到较高的提取精度;而基于传统全卷积神经网络的图像处理算法则可以有效地提取焊缝... 对于基于线结构光的视觉焊缝跟踪系统,焊缝信息提取的精度和速度是焊缝图像处理算法的两个关键指标.对于含有强噪声的焊缝图像,传统的图像处理算法很难达到较高的提取精度;而基于传统全卷积神经网络的图像处理算法则可以有效地提取焊缝信息,但该网络仅对深层的抽象特征进行连续的上采样,忽略了焊缝像素点间空间位置的关系,从而割裂了空间的一致性,降低了焊缝信息提取的精度.针对以上问题,提出基于改进型U-net全卷积神经网络的焊缝图像处理模型以实现焊缝信息的逐级恢复.该模型通过引入双U型结构,将下采样倍率从16倍降为4倍,更多地保留了下采样时的空间信息;通过桥接的方式将第1次下采样时的焊缝特征传入第2次上采样阶段,为抽象的特征信息融入更多的空间信息,提高了焊缝信息提取的精度;将带泄漏的修正线性单元作为神经网络的激活函数,有效避免了原生U-net网络神经元坏死的现象.网络训练结果表明,使用相同数据集训练时,与传统FCN-32s网络和原生U-net网络相比,该模型的像素精度、平均像素精度和平均交集对联合均为最高.实验结果表明:该模型的焊缝位置提取平均偏差为1.64 mm,单帧焊缝图像处理时间为6.4 ms;该模型对含强噪声图像的焊缝信息提取精度和速度均优于Sterger算法和传统FCN-32s网络. 展开更多
关键词 U-net神经网络 焊缝图像处理 线结构光视觉 焊缝跟踪
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铝合金熔敷层数对添加Nb中间层钛/铝异种合金CMT-WAAM构件微观组织影响
4
作者 吴定勇 张超 +3 位作者 杨辉 许乃强 申俊琦 梁瑛 《焊接技术》 2023年第1期1-6,I0007,共7页
针对采用基于冷金属过渡(CMT)技术所制备的添加Nb中间层钛/铝异种合金电弧增材制造(WAAM)试样,研究了铝合金熔敷沉积层数对试样微观组织的影响规律。结果表明:随着铝合金熔敷沉积层数由1层增加至5层,添加Nb中间层钛/铝异种合金试样中第... 针对采用基于冷金属过渡(CMT)技术所制备的添加Nb中间层钛/铝异种合金电弧增材制造(WAAM)试样,研究了铝合金熔敷沉积层数对试样微观组织的影响规律。结果表明:随着铝合金熔敷沉积层数由1层增加至5层,添加Nb中间层钛/铝异种合金试样中第1层铝合金熔敷沉积层发生重熔的次数逐渐增加,使得铝合金沉积层中所析出的Al3Nb金属间化合物数量有所减少,且尺寸也有所减小;随着铝合金熔敷沉积层数的增加,铝合金熔敷沉积层底部所析出的Al3Nb金属间化合物呈岛状-长条状-短棒状的分布特征;分别熔敷沉积1层、3层和5层铝合金时,添加Nb中间层钛/铝异种合金试样中铝合金熔敷沉积层与Nb中间层之间均会形成Al3Nb金属间化合物反应层,反应层的厚度分别为1.1~2.9μm, 1.3~3.6μm和1.4~3.6μm。 展开更多
关键词 钛/铝异种合金 Nb中间层 冷金属过渡技术 电弧增材制造 微观组织
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基于深度卷积神经网络的焊缝图像滤波
5
作者 吴定勇 张超 +3 位作者 杨辉 刘晨帆 申俊琦 梁瑛 《焊接技术》 2023年第2期20-25,I0007,I0008,共8页
针对视觉焊缝跟踪中焊缝图像滤波处理的实际需求,提出基于深度卷积神经网络的焊缝图像滤波(WIF-CNN)模型,实现了对焊缝图像中不同类型噪声的有效滤除。所提出的WIF-CNN网络基于VGG网络实现,通过去除VGG网络中的全连接层和池化层,实现了... 针对视觉焊缝跟踪中焊缝图像滤波处理的实际需求,提出基于深度卷积神经网络的焊缝图像滤波(WIF-CNN)模型,实现了对焊缝图像中不同类型噪声的有效滤除。所提出的WIF-CNN网络基于VGG网络实现,通过去除VGG网络中的全连接层和池化层,实现了图像端到端的训练;通过引入残差网络结构和BN层,使WIF-CNN网络在保持较高层数的同时,具有较高的准确率和较快的收敛性;按照随机洗牌策略生成训练数据集,提高了WIF-CNN网络的鲁棒性。结果表明:当分别过滤含有高斯、泊松和椒盐噪声的焊缝图像时,与均值、高斯、中值、NLM和BM3D等滤波算法相比,所提出WIF-CNN网络的滤波效果最好,经过WIF-CNN网络滤波处理后的焊缝图像噪声强度大幅降低,且失真度较小;所构建的WIF-CNN网络可以满足焊缝视觉跟踪中图像滤波处理的要求,有利于后续焊缝图像处理的进行。 展开更多
关键词 深度卷积神经网络 焊缝图像滤波 视觉焊缝跟踪 结构光视觉
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PA66短纤维/天然橡胶复合材料的制备及性能研究 被引量:3
6
作者 郝智 宋位华 +2 位作者 盛翔 沈俊奇 罗筑 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期147-151,共5页
尼龙66(PA66)短纤维具有质轻、强度高、耐热性强等优良性能,是橡胶复合材料中常用的增强材料。为改善纤维和橡胶的界面粘结,首先采用高效环保的紫外光辐照纤维表面,在此基础上接枝端羧基液体橡胶进行改性,制备了PA66短纤维/天然橡胶复... 尼龙66(PA66)短纤维具有质轻、强度高、耐热性强等优良性能,是橡胶复合材料中常用的增强材料。为改善纤维和橡胶的界面粘结,首先采用高效环保的紫外光辐照纤维表面,在此基础上接枝端羧基液体橡胶进行改性,制备了PA66短纤维/天然橡胶复合材料,考察了紫外光辐照时间对纤维及复合材料性能的影响。结果表明,紫外光辐照PA66短纤维表面4min,浸渍2g液体橡胶后,PA66短纤维/天然橡胶复合材料的100%定伸应力提高了11.3%,300%定伸应力提高了9.23%,PA66短纤维与天然橡胶复合材料的界面粘结效果得到明显改善。 展开更多
关键词 尼龙短纤维 紫外辐射 天然橡胶
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基于GBDT算法的Fe-36Ni/304L搭接接头特征尺寸及性能预测
7
作者 申俊琦 王谦 +2 位作者 胡绳荪 陆建生 田玉新 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期350-356,共7页
Fe-36Ni合金和304L奥氏体不锈钢是制备新一代液化天然气(LNG)船液舱围护系统的主要材料,由这两种材料焊接而成的复合结构是组成液舱围护系统的重要部分,因此研究Fe-36Ni/304L异种合金的焊接工艺及接头特征尺寸和力学性能预测具有重要意... Fe-36Ni合金和304L奥氏体不锈钢是制备新一代液化天然气(LNG)船液舱围护系统的主要材料,由这两种材料焊接而成的复合结构是组成液舱围护系统的重要部分,因此研究Fe-36Ni/304L异种合金的焊接工艺及接头特征尺寸和力学性能预测具有重要意义.开展了Fe-36Ni/304L异种合金搭接脉冲钨极惰性气体保护焊(GTAW)立焊工艺研究,探索了脉冲焊接参数对接头宏观成形与拉伸性能的影响规律.根据Fe-36Ni和304L异种合金薄板搭接的脉冲GTAW试验结果,研究了焊接参数(峰值电流、基值电流、占空比、脉冲频率和焊接速度)与接头特征尺寸L(下板焊缝宽度)、P(下板焊缝熔深)、R(焊缝根部到焊缝表面的最短距离,即最小熔合半径)及拉伸最大承载力的关系.建立了基于梯度提升决策树(GBDT)算法的接头特征尺寸及性能预测模型,并研究了各焊接参数对特征尺寸和力学性能的影响程度.结果表明:Fe-36Ni/304L异种合金搭接脉冲GTAW立焊接头特征尺寸L和P主要与峰值电流、占空比和焊接速度相关,随着峰值电流和占空比的增加,L和P也随之增加;随着焊接速度降低,L和P随之增加.特征尺寸R主要与占空比和脉冲频率相关,随着脉冲频率和占空比的增加,R也随之增加.特征尺寸R是影响搭接接头拉伸最大承载力的主要因素,搭接接头的拉伸最大承载力可达12.66 kN.所建立的预测模型对特征尺寸和最大承载力的预测相对误差均在3%以内,模型的预测精度较高,且泛化性较好. 展开更多
关键词 梯度提升决策树算法 Fe-36Ni/304L异种合金 脉冲钨极惰性气体保护焊 特征尺寸 拉伸承载力
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盾构机盾体结构焊接自动化改造升级及模块化生产 被引量:3
8
作者 杨辉 吴定勇 +3 位作者 王厚 王志江 申俊琦 胡绳荪 《电焊机》 2019年第6期107-110,共4页
机器人焊接常用于大批量标准件的生产,但因在线示教编程时间长等原因在非标件或小批次生产中受到很大限制。随着重工等行业对于生产自动化需求的日益提高,利用机器人焊接工作站自动化、柔性化等特点,对大型非标产品盾构机盾体生产进行... 机器人焊接常用于大批量标准件的生产,但因在线示教编程时间长等原因在非标件或小批次生产中受到很大限制。随着重工等行业对于生产自动化需求的日益提高,利用机器人焊接工作站自动化、柔性化等特点,对大型非标产品盾构机盾体生产进行了模块化设计,根据产品结构特点和尺寸特征进行了工作模块划分,优化成不同的焊接工作站,即盾体拼焊与组装工作站和多个零部件焊接工作站,实现了其自动化改造升级及模块化生产,大大提高生产效率、产品质量。为大型非标产品的自动化改造升级提供范例。 展开更多
关键词 机器人 模块化生产 自动化改造 大型非标件
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钛/铝异种金属冷金属过渡增材制造 被引量:1
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作者 田银宝 申俊琦 +2 位作者 胡绳荪 李桓 勾健 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期13-17,I0001,共6页
采用TC4和ER2319焊丝直流/变极性冷金属过渡实现异种金属电弧增材制造,通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱、硬度试验、纳米压痕以及拉伸试验等方法对钛/铝构件界面组织特征与力学性能进行分析.结果表明,在钛合金表面堆积铝合金... 采用TC4和ER2319焊丝直流/变极性冷金属过渡实现异种金属电弧增材制造,通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱、硬度试验、纳米压痕以及拉伸试验等方法对钛/铝构件界面组织特征与力学性能进行分析.结果表明,在钛合金表面堆积铝合金时,只有少量的钛合金熔化,钛原子扩散到液态铝合金中,形成不同长度的TiAl3金属间化合物. 10μm左右的反应层在钛/铝界面形成.邻近钛侧的反应层均匀连续,靠近铝合金一侧的反应层呈现长条状或块状.界面反应层的显微硬度介于钛合金和铝合金显微硬度之间.构件的最高抗拉强度为111 MPa. 展开更多
关键词 钛合金 铝合金 冷金属过渡 增材制造
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LNG船用因瓦合金脉冲TIG搭接仰焊工艺研究
10
作者 陆建生 田玉新 +3 位作者 朱双春 李大龙 申俊琦 胡绳荪 《电焊机》 2019年第6期9-14,共6页
采用搭建的薄板搭接仰焊系统进行1.5/0.7mm因瓦合金搭接脉冲TIG仰焊位置焊接,测试和分析焊缝宏观成形、微观组织和力学性能。研究结果表明,焊缝特征尺寸La(焊接长)与P(熔深)随脉冲峰值电流增加而明显增加,但R(焊喉)随峰值电流变化不明... 采用搭建的薄板搭接仰焊系统进行1.5/0.7mm因瓦合金搭接脉冲TIG仰焊位置焊接,测试和分析焊缝宏观成形、微观组织和力学性能。研究结果表明,焊缝特征尺寸La(焊接长)与P(熔深)随脉冲峰值电流增加而明显增加,但R(焊喉)随峰值电流变化不明显。焊缝区由具有胞状晶亚结构的粗大奥氏体柱状晶组成,热影响区由粗大的等轴晶组成,熔合区由平面晶区和半熔化区构成。热影响区硬度明显低于焊缝和母材,接头最大拉伸承载力均为约4300N,所有接头断裂位置均在熔合区。 展开更多
关键词 因瓦合金 脉冲TIG焊接 仰焊 微观组织 力学性能
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尼龙66短纤维增强丁苯橡胶复合材料性能研究 被引量:7
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作者 沈俊奇 郝智 +1 位作者 盛翔 宋位华 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期70-73,78,共5页
在丁苯橡胶基体(SBR)中添加了不同份数的尼龙66(PA66)短纤维制成PA66/SBR复合材料,并对其力学性能、导热性能进行研究,使用扫描电子显微镜(SEM)观察拉伸试样的断裂形貌。结果表明:添加了10份PA66短纤维的PA66/SBR复合材料100%定伸应力... 在丁苯橡胶基体(SBR)中添加了不同份数的尼龙66(PA66)短纤维制成PA66/SBR复合材料,并对其力学性能、导热性能进行研究,使用扫描电子显微镜(SEM)观察拉伸试样的断裂形貌。结果表明:添加了10份PA66短纤维的PA66/SBR复合材料100%定伸应力和撕裂强度提升幅度最大,分别提高了264.7%和48.47%;添加4份PA66短纤维的PA66/SBR复合材料导热系数提高幅度最大,提高了11.69%。 展开更多
关键词 尼龙66短纤维 丁苯橡胶 复合材料 力学性能 导热系数
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DETECTION METHOD OF SPOT WELDING BASED ON MULTI-INFORMATION FUSION AND FRACTAL 被引量:3
12
作者 LIU Pengfei SHAN Ping +2 位作者 LUO Zhen shen junqi QIN Hede 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2008年第6期76-81,共6页
A novel detection method of support vector machine (SVM) based on fractal dimension of signals is presented. And models of SVM are made based on nugget size defects of spot welding. Classification using these traine... A novel detection method of support vector machine (SVM) based on fractal dimension of signals is presented. And models of SVM are made based on nugget size defects of spot welding. Classification using these trained SVM models is done to signals of spot welding. It is shown from effect of different SVM models that these models with different inputs. In detection of defects, these models with inputs including sound signal have a high percentage of accuracy, the detection accuracy of these models with inputs including voltage signal will reduce. So the SVM models based on fractal dimensions of sound are some optimal nondestructive detection ones. At last a comparison between SVM detection model and ANNS detection model is researched which indicates that SVM is a more effective measure than Artificial neural networks in detection of nugget size defects during spot welding. 展开更多
关键词 Multi-information fusion Support vector machine Box counting dimension DETECTION Spot welding
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Microstructure, Mechanical Property and Corrosion Resistance Property of Cr26Mo3.5 Super Ferritic Stainless Joints by P-TIG and Laser Welding 被引量:2
13
作者 胡绳荪 庞杰 +2 位作者 申俊琦 伍文勇 刘腊腊 《Transactions of Tianjin University》 EI CAS 2016年第5期451-457,共7页
The characteristics of microstructure, mechanical property and corrosion behavior of Cr26Mo3.5 super stainless steel joints by pulse tungsten inert gas(P-TIG)welding and laser welding were investigated. The results in... The characteristics of microstructure, mechanical property and corrosion behavior of Cr26Mo3.5 super stainless steel joints by pulse tungsten inert gas(P-TIG)welding and laser welding were investigated. The results indicate that the widths of the center equiaxed grain zone(EGZ)and the columnar grain zone(CGZ)increase with the increase of heat input in both welding processes. The precipitates of Nb and Ti carbides and nitrides are formed in the weld metal(WM)and the heat affected zone(HAZ). The joints by laser welding show better tensile and corrosion resistance properties than those by P-TIG welding due to the heat concentration and lower heat input. The tensile strength and elongation increase with the decrease of heat input, and the fracture mode of the joints turns into ductile-brittle mixed fracture from ductile fracture when the welding method turns into P-TIG welding from laser welding. Moreover, the corrosion resistance of all joints declines slightly with the increase of heat input. Hence, laser welding is more suitable for welding Cr26Mo3.5 super stainless steel in engineering applications. 展开更多
关键词 P-TIG WELDING laser WELDING super ferritic STAINLESS steel MICROSTRUCTURE mechanical PROPERTY CORROSION resistance PROPERTY
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Inconel 625合金TIG-CMT复合堆焊温度场与流场数值模拟
14
作者 张超 吴定勇 +3 位作者 杨辉 王宁 申俊琦 梁瑛 《焊接技术》 2022年第6期6-12,I0007,共8页
针对Inconel 625镍基合金TIG(钨极氩弧焊)-CMT(冷金属过渡)复合热源堆焊,建立了堆焊过程的数值分析模型,研究了焊接温度场与流场对镍基合金堆敷层润湿性和稀释率的影响规律。结果表明:CMT堆焊时,基材温度梯度大,送丝速度由7.5 m/min提高... 针对Inconel 625镍基合金TIG(钨极氩弧焊)-CMT(冷金属过渡)复合热源堆焊,建立了堆焊过程的数值分析模型,研究了焊接温度场与流场对镍基合金堆敷层润湿性和稀释率的影响规律。结果表明:CMT堆焊时,基材温度梯度大,送丝速度由7.5 m/min提高到9 m/min时,热输入的变化主要影响熔池中心附近3 mm内区域的温度,3 mm外区域温度的升高幅度在50 K以内,熔池边缘及基材温度较低,从而使得镍基合金较难在基材上有效润湿铺展;TIG-CMT复合热源堆焊时,TIG热源预热的主要作用是提高熔池边缘及基材的温度,其中焊缝中心温度基本保持不变,而距焊缝中心3 mm处温度约升高200~300 K,基材温度升高,镍基合金的流动铺展性提高,基材上表面附近的熔池面积明显增大,从而改善堆敷层的润湿性。CMT堆焊时,堆敷层的接触角均>90°,不利于多道堆焊的成形;复合热源堆焊时,堆敷层的接触角<90°,TIG电流为120 A和160 A时,稀释率在5%左右,可以在改善润湿的同时保持较低的稀释率。 展开更多
关键词 镍基合金 复合堆焊 温度场 润湿性
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激光熔化沉积制备316L/TC4梯度材料微观组织及力学性能
15
作者 张超 吴定勇 +3 位作者 杨辉 孙长乐 申俊琦 梁瑛 《焊接技术》 2022年第11期1-6,I0007,共7页
316L不锈钢与TC4钛合金异种合金结构具有广阔的应用前景。文中针对传统方法进行316L与TC4异种材料直接连接时存在的问题,采用激光熔化沉积技术制备出纵向成分逐渐变化的316L/TC4梯度材料构件,研究了构件微观组织及力学性能的变化规律。... 316L不锈钢与TC4钛合金异种合金结构具有广阔的应用前景。文中针对传统方法进行316L与TC4异种材料直接连接时存在的问题,采用激光熔化沉积技术制备出纵向成分逐渐变化的316L/TC4梯度材料构件,研究了构件微观组织及力学性能的变化规律。结果表明:随着TC4含量的增加,试样微观组织由胞状晶转变为等轴晶,之后转变为等轴晶+粗大树枝晶,最后转变为胞状晶;各梯度成分结合界面的微观缺陷相对较少;试样的显微硬度沿沉积方向自下而上呈先升高后降低的趋势;试样的平均抗拉强度为(56.7±7.2)MPa,拉伸断口呈典型的脆性断裂特征。316L/TC4梯度材料有效避免了316L与TC4直接连接时的开裂问题。 展开更多
关键词 不锈钢/钛合金异种材料 梯度材料 激光熔化沉积 微观组织 力学性能
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铝合金CMT熔敷工艺对添加Nb中间层钛/铝构件成形及组织的影响
16
作者 张超 吴定勇 +3 位作者 杨辉 许乃强 申俊琦 梁瑛 《焊接技术》 2022年第8期1-6,I0007,共7页
针对钛/铝异种材料构件的高质量制备需求,采用基于冷金属过渡(CMT)技术的电弧增材制造(WAAM)方法制备出添加Nb中间层的钛/铝构件,研究了铝合金熔敷送丝速度对构件成形与组织的影响规律。结果表明,随着铝合金熔敷送丝速度由3 m/min提高至... 针对钛/铝异种材料构件的高质量制备需求,采用基于冷金属过渡(CMT)技术的电弧增材制造(WAAM)方法制备出添加Nb中间层的钛/铝构件,研究了铝合金熔敷送丝速度对构件成形与组织的影响规律。结果表明,随着铝合金熔敷送丝速度由3 m/min提高至5 m/min,一个CMT周期内的峰值阶段持续时间延长,热输入增大,铝合金熔敷层宽度增加;送丝速度为3 m/min和4 m/min时,在铝合金熔敷层与钛合金熔敷层之间均剩余了一层纯Nb中间层,在Al/Nb界面处分别形成了厚度约为0.8μm和2.0μm的AlNb反应层;送丝速度为5 m/min时,Nb中间层和部分钛合金熔敷层发生了熔化,形成了Ti-Al, Al-Nb和Ti-Cu等多种脆性金属间化合物。选择4 m/min送丝速度进行铝合金熔敷,可以获得具有较好成形和组织分布的添加Nb中间层钛/铝异种材料构件。 展开更多
关键词 冷金属过渡 电弧增材制造 钛/铝异种材料 中间层 成形与组织
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气动光学效应波前模态的泽尼克-本征正交分解
17
作者 陈勇 李玉栋 +4 位作者 袁强 姚向红 申俊琦 常伟 李宏勋 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第24期220-228,共9页
本征正交分解(POD)方法已经广泛应用于时间变化随机场的分析,但其直接法或快照法存在自身固有缺陷,前者使关联矩阵求解特征值和特征向量较为困难,后者的有限抽样帧数会影响对随机场的统计特性分析。鉴于此,本文建立了基于泽尼克(Zernike... 本征正交分解(POD)方法已经广泛应用于时间变化随机场的分析,但其直接法或快照法存在自身固有缺陷,前者使关联矩阵求解特征值和特征向量较为困难,后者的有限抽样帧数会影响对随机场的统计特性分析。鉴于此,本文建立了基于泽尼克(Zernike)多项式加权系数的Zernike-POD方法,用于气动光学效应的波前模态统计分析。对于圆域问题,Zernike多项式阶数给定后,各阶加权系数与波前分布是一一对应的,并且通常用几百阶多项式就足以复原各种复杂波面形状。Zernike-POD方法由对波前本身改为对Zernike多项式加权系数的分解和模态计算,由于多项式阶数远少于波前的空间离散点数,因此,关联矩阵的维数降低,计算量减少,计算效率显著提高。Zernike-POD方法不损失空间分辨率,同时不需要限制最高采样帧数,因此,时间统计特性不受影响,预估的波前模态具有较高的时空分辨率。为验证该方法的有效性,用大涡模拟方法开展圆柱绕流数值仿真,并计算圆柱尾迹卡门涡街结构产生的时间系列气动光学效应数据,将该数据用于波前模态分析,波前空间分辨率为100×100,采样帧数为2万帧,Zernike多项式阶数取为217阶。一阶模态与稳态波前分布相似,二阶与三阶、四阶与五阶模态近似互为配对关系;前10阶模态能够基本复原波面形状,前49阶模态含能在97%以上,用完整模态重构的波前与原始波前没有本质差异;模态加权系数及其功率谱随阶数增加而呈下降趋势,前五阶模态加权系数的功率谱尖峰频率与光学窗口中心点脉动速度情况较为一致,对应卡门涡街的主频,斯特劳哈尔数St约为0.22。Zernike-POD方法适用于圆域波前模态分析,也适用于环形域和正方形域,并能够推广到流场结构、图像与信号等处理领域。 展开更多
关键词 气动光学 波前模态 本征正交分解 泽尼克多项式
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基于视觉传感的机器人焊缝纠偏控制系统 被引量:19
18
作者 王志江 薛坤喜 +4 位作者 吴定勇 杨辉 申俊琦 刘杰 胡绳荪 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期48-55,共8页
针对工业机器人多层多道焊缝纠偏问题,提出一种基于视觉传感的人机互动机器人焊缝纠偏方法,并建立相应的视觉传感焊缝纠偏控制系统。该系统主要包含视觉传感采集及标定和机器人焊缝纠偏控制两个子系统。将工业相机安置在焊枪上得到拍摄... 针对工业机器人多层多道焊缝纠偏问题,提出一种基于视觉传感的人机互动机器人焊缝纠偏方法,并建立相应的视觉传感焊缝纠偏控制系统。该系统主要包含视觉传感采集及标定和机器人焊缝纠偏控制两个子系统。将工业相机安置在焊枪上得到拍摄的实时焊接图像,然后利用Windows Forms开发的焊接监控软件,工作人员通过观察监控界面,能够对焊枪偏离焊缝是否超过允许范围做出判断,再通过控制面板发出纠偏指令传送至可编程逻辑控制器(Programmable logic controller,PLC),PLC向机器人控制器发出控制信号,机器人调用"机器人传感器接口"(Robot sensor interface,RSI)的信息流,将PLC控制信号转化为机器人末端偏移量并执行,使焊枪调整至合适位置,达到焊缝纠偏控制目标。在验证试验过程中,该系统反应较灵敏,焊缝纠偏准确度较高,整个过程运行平稳,焊缝成形质量良好。 展开更多
关键词 视觉传感 纠偏控制 焊缝跟踪 多层多道焊 工业机器人
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盾构机部件机器人焊接工艺研究 被引量:4
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作者 申俊琦 王志江 +4 位作者 胡绳荪 杨辉 吴定勇 王厚 李博 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第23期103-108,共6页
针对盾构机中关键部件的焊接加工特点与要求,建立了适应并满足不同部件焊接生产制造的机器人工作站;采用福尼斯TPS 500i焊接电源中的不同特性的PMC工艺开展了盾构机部件厚板多层多道焊接相关工艺研究。研究表明,Dynamic工艺适合于平焊... 针对盾构机中关键部件的焊接加工特点与要求,建立了适应并满足不同部件焊接生产制造的机器人工作站;采用福尼斯TPS 500i焊接电源中的不同特性的PMC工艺开展了盾构机部件厚板多层多道焊接相关工艺研究。研究表明,Dynamic工艺适合于平焊与横焊位置打底焊接;Universal工艺适合于平焊位置填充与盖面焊接;PCS工艺适合于横焊位置填充与盖面焊接。由于Mix工艺的冷却时间较长,更利于熔融金属的冷却凝固,使用Mix工艺可以获得表面成形良好的立焊焊缝。对于盾构机典型关键部件的焊接制造,采用Dynamic+Universal工艺进行多层多道平焊,Dynamic+PCS工艺进行多层多道横焊,Mix工艺进行多层多道立焊后,焊缝成形良好,无未熔合及咬边等焊接缺陷。上述工艺组合可以用于盾构机部件的机器人自动化焊接中。 展开更多
关键词 机器人焊接 盾构机 焊接工艺
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丝材+电弧增材制造钛/铝异种金属反应层的研究 被引量:14
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作者 田银宝 申俊琦 +1 位作者 胡绳荪 勾健 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1407-1416,共10页
分别利用直流冷金属过渡(CMT)和变极性CMT脉冲复合技术进行TC4和ER2319焊丝的堆积,实现钛/铝异种金属丝材+电弧增材制造,通过高速摄像及电信号采集系统进行电弧形态、熔滴过渡以及电流/电压信号的采集分析;利用OM、SEM、TEM、EDS、硬度... 分别利用直流冷金属过渡(CMT)和变极性CMT脉冲复合技术进行TC4和ER2319焊丝的堆积,实现钛/铝异种金属丝材+电弧增材制造,通过高速摄像及电信号采集系统进行电弧形态、熔滴过渡以及电流/电压信号的采集分析;利用OM、SEM、TEM、EDS、硬度实验以及拉伸实验等方法对钛/铝异种金属构件的微观组织与力学性能进行分析。结果表明,变极性CMT脉冲复合堆积铝合金过程包括正极性脉冲阶段和负极性CMT阶段。在正极性脉冲阶段,电弧集中且热输入较大;在变极性CMT阶段,热输入较小且对构件具有明显的冷却效果。钛/铝异种金属构件的反应层包括过渡层和界面层,Ti Al3界面层的厚度约为10μm。在界面层存在微裂纹;反应层的硬度介于钛合金和铝合金之间;钛/铝异种金属构件的平均抗拉强度为65 MPa,所有拉伸试样均在界面层断裂,断裂方式均具有脆性断裂的特征。 展开更多
关键词 钛合金 铝合金 变极性冷金属过渡脉冲复合 增材制造
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