基于摆动激光扫描的GMAW焊缝成形调控

将摆动激光与GMAW工艺复合,利用“8”字形摆动激光扫描液态熔池,对其温度场和流场进行调控,以改变熔池温度梯度,主动调控熔池流动以改善焊缝成形.在6061铝合金板材表面进行堆焊试验,重点探究了光丝间距、摆动幅度、激光功率对于焊缝成形的影响,采用高速摄像机拍摄激光扫描熔池过程.结果表明,摆动激光扫描可以有效抑制成形缺陷的发生,当摆动激光扫描熔池中部时可以获得最佳的焊缝成形效果.摆动激光扫描降低了熔池温度梯度分布,同时激光扫描产生的激光蒸发反力可以驱动熔池流动,促进了液态熔池的流动铺展,从而有效抑制了不规则焊缝成形缺陷,减少焊缝内部气孔和裂纹缺陷.调节摆动激光摆幅可以在一定范围内对焊缝宽度进行调控.

摆动工艺参数对铝合金激光焊焊接质量的影响

为了研究铝合金激光焊接过程中摆动参数对焊接结果的影响,文章采用单因素的变量试验,在其他参数固定为功率4 kW、焊接速度80 mm/s、离焦量0的情况下,分别分析激光摆动频率、摆动幅度等参数对2 mm厚的6k21和5754铝合金薄板焊缝成型、焊接质量的影响。试验结果表明:随着摆动幅度的增加,焊缝熔深减小,熔宽先增加后减小;随着摆动频率的增加,熔深、熔宽均减小;在焊缝没有焊接缺陷的情况下,试件的剪切力与熔宽成正相关。文章研究结果可为汽车轻量化全铝车身连接中的激光焊接工艺提供一定的理论参考。

潮沟曲流摆动对潮滩沉积物碳输出的影响——以江苏中部潮滩为例

潮滩是全球固碳能力最高的生态系统之一,是缓解全球变暖的有效蓝色碳汇。针对潮滩碳汇功能,现有研究多关注生物作用下的碳输入过程,关于地貌演变,特别是潮沟曲流摆动引起的沉积物碳输出过程研究较少,因此无法准确评估潮滩碳汇功能的动态变化。研究结合野外观测、遥感反演与室内实验,探究了潮沟曲流摆动对潮滩沉积物碳输出过程的影响,从曲流摆动速率与有机碳空间分布特征两方面开展分析。研究结果表明:潮沟曲流摆动速率的空间差异可达数个量级,由粉砂滩的10^(-3) m/s锐减至互花米草盐沼滩的10^(-6) m/s;粉砂淤泥滩潮沟摆动速率存在显著的季节性差异,冬季摆动速率约为夏季的两倍;潮滩土壤有机碳含量呈海向递减趋势:互花米草盐沼滩(4.62 g/kg)>粉砂淤泥滩(2.61 g/kg)>粉砂滩(1.51 g/kg);综合考虑曲流摆动速率与土壤有机碳含量,发现粉砂滩沉积物碳输出速率显著高于互花米草盐沼滩,可达49.4 g C m^(-2) a^(-1),与该区域的碳埋藏速率相当。研究证实了潮沟曲流摆动对潮滩沉积物碳输出过程的重要性,为提升潮滩碳汇功能预测水平提供了重要的理论依据与数据支撑。

摆动阀泥浆脉冲器扭杆测试装置设计

摆动阀泥浆脉冲器摆动频率高,载波频率高,调整方式丰富,传输速率快的特点。为了降低电机功率,摆动阀泥浆脉冲器使用扭杆作为弹簧平衡水力转矩,扭杆的疲劳寿命成为脉冲器的关键。为了检测扭杆能否满足长时间井下作业,设计了一套扭杆测试装置。该装置由摆动导杆机构、径向力消除装置、轴向力施加装置、实现扭杆尾端夹紧与止转的尾端夹紧装置、底座固定装置以及电控系统构成,可以同时实现扭杆在拉伸作用下的轴向拉力测试与反复扭转作用下的疲劳性能测试。该测试装置可以实现不同给定频率,两种摆动角度的摆动,提供轴向力满足1000磅的设计要求,该装置的研发成功对于评估扭杆的拉扭性能与疲劳性能具有重要意义。

汽车横向摆动前馈调节LQR控制设计及仿真分析

对自动驾驶的横向位置参数与速度进行有效控制,需要通过设置智能控制技术来实现。为了提高汽车无人驾驶时横向摆动控制精度,设计了一种能够自主调节的前馈调节线性最优控制LQR控制器。利用非预瞄控制模式建立了对路径误差跟踪模型,建立了包含了路径跟踪偏差和车-路参数的自适应矩阵,并开展仿真测试分析。双移线测试表明,采用前馈LQR优化控制器进行处理时得到的距离偏差不超过0.3m,获得了0.1rad以内的航向偏差。LQR控制器中加入前馈控制程序后应对控制参数进行适当调节便可以达到目的。连续换道测试表明,在LQR控制器中加入前馈控制后达到更小偏差,路径跟踪精度获得了明显提升,表现出更优控制效果。该研究对提高无人驾驶汽车运行稳定性具有很好的理论支撑价值,易于推广应用。

电弧摆动对管堆焊温度场及微观组织的影响

为掌握电弧摆动对管堆焊过程的影响,采用焊接仿真与工艺试验两种方式对比电弧摆动和不摆动操作的温度场、残余应力及焊接变形并进行了金相分析。首先,基于有限元分析软件Abaqus,采用热弹塑性有限元法建立焊接过程有限元模型,对摆动焊与常规无摆动焊的温度场进行模拟,并分析熔池的演变过程及温度场分布、热循环曲线等特征。结果表明:摆动焊温度分布云图呈拉长状态,其熔池形状相较于不摆动焊的椭圆形更接近波浪形,摆动焊的温度场更均匀、残余应力更低,可提高焊缝等轴晶比例,细化晶粒,改善焊缝显微硬度。其次,通过金相分析对比了摆动焊与不摆动焊的显微组织,结果表明,摆动焊能够提高焊缝等轴晶的比例和焊缝显微硬度。

五轴加工中心摆动轴刹车系统故障诊断与维修

针对某五轴加工中心摆动轴故障诊断与维修问题,通过分析摆动轴工作原理,缩小故障部件范围,明确故障维修对象;通过分析同步电机拆装风险与关键点,设计专用的电机拆卸工装;通过电机拆卸与故障维修,排除了摆动轴刹车系统故障,最终实现摆动轴刹车系统功能恢复。通过摆动轴精度检查试验,验证了故障诊断与维修方法的有效性。试验结果表明:摆动轴刹车系统功能正常,摆动轴精度满足相关标准要求。

6061铝合金激光摆动-电弧复合焊组织与力学性能分析

对高铁6 mm的6061铝合金进行激光摆动-电弧锁底对接焊,以焊缝熔深与气孔率为指标,借助扫描电子显微镜(scanning election microscope,SEM),电子背散射衍射(electron backscatter diffraction,EBSD)等表征手段分析了摆动频率对焊缝微观组织与力学性能的影响规律.结果表明,当摆动频率升高为250 Hz时,焊缝气孔率降至1%以下,靠近熔合线附近的焊缝区域主要由柱状枝晶组成,而焊缝中心电弧区域主要由等轴枝晶组成,激光摆动频率变化会影响单位周期内光束前进距离,进而影响光束对熔池后方的搅拌能力强弱,随着激光摆动频率的增大,熔池的搅拌作用效果增强,焊缝中心等轴枝晶细化程度明显,晶粒尺寸由68μm降至44μm.当摆动频率为250Hz时,接头的抗拉强度达到最大为229 MPa,约为母材强度的73%,焊缝气孔率的降低和焊缝中心细化的枝晶组织为接头强度提高提供了有利条件.

D形柱对摆动水翼水动力性能影响分析

为了研究D形柱对摆动水翼的水动力性能影响机制,基于计算流体力学(CFD)方法,利用Fluent的动网格技术,计算均匀流场和D形柱尾流场中摆动水翼的水动力性能。通过改变摆动水翼的摆动频率和升沉振幅,计算摆动水翼在均匀流场下以及D形柱尾流场中的推进性能,并结合流场的压力分布云图和涡结构进行分析。结果表明:摆动频率和升沉振幅的增加均可以提升摆动水翼的平均推力;D形柱尾流场中摆动水翼的平均推力始终大于均匀流场中摆动水翼的平均推力;D形柱脱落的涡与摆动水翼前缘涡发生挤压作用,使摆动水翼的尾涡区域增大,脱落的涡耗散得更快,涡对之间诱导作用更强,产生更大的推力。

花键约束下变形摩擦片角向摆动的数值分析

为了揭示离合器分离状态下摩擦元件变形前后的动力学特性差异,本文研究了花键约束下不同变形程度摩擦片的角向摆动特性,分析了花键界面和翘曲变形对摆动的影响。本文对平直摩擦片进行了力学分析,并建立了平直片角向摆动的动力学模型。在此基础上,对平直片引入薄板的变形函数,考虑几何差异推导出了变形摩擦片的摆动模型。同时,与经典边界条件对比,在摩擦片内径的花键约束处采用了摩擦边界,并且基于几何结构推导出了最大允许摆动角。通过数值仿真,在时域和频域分析了各影响因素对摆动的影响。结果表明:旋转的摩擦片受扰动后,角向摆动频率随转速的增加而增加,而翘曲变形会降低摆动频率。此外,最大摆动角度在低转速时会延长摩擦片摆动的时间,摩擦力则会降低摆动的时间。

尾鳍摆动推进水动力与流动涡结构特征分析

作为BCF(body-caudalfin)推进模式中的典型代表,金枪鱼游动快,是重要的仿生研究对象之一。本文基于弹性光顺模型和局部网格重构模型动网格技术,建立仿金枪鱼尾鳍摆动推进流场RANS数值计算及涡结构提取分析方法,通过网格无关性验证,并与其它研究结果的比较验证数值计算方法的有效性。对尾鳍摆动推进过程中主要涡结构的产生与演化研究表明,尾鳍摆动推进水动力由St数主控,尾流中环状涡结构呈“之”形交错分布,并且随着St数增加,涡结构逐渐从单列演变成双列,推力系数逐渐增大。

摆动模式对7005-T6铝合金激光焊接头力学性能及腐蚀行为的影响

采用摆动激光焊对7005-T6铝合金进行焊接。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子背散射衍射和电化学工作站等研究了三种激光摆动模式对接头微观组织、力学性能和腐蚀行为的影响。结果表明:使用摆动激光焊可以有效改善焊缝成型和降低柱状晶区域宽度;引入摆动模式可以细化焊缝处晶粒,减少气孔缺陷,提高焊缝处硬度和抗拉强度;摆动模式下焊缝晶界析出相尺寸更小,分布更加弥散,降低了腐蚀倾向和明显减少剥落腐蚀失重,同时可减少剥落腐蚀影响深度。经综合性能对比,发现摆动模式优于无摆动,无穷模式优于三角模式。

单边双针双线摆动缝合轨迹设计及实验验证

针对单边双针双线缝合头插刺机构无法缝制3 mm以上厚度预制体的问题,提出一种不对称的8字形运动轨迹并对插刺机构的运动轨迹进行了设计。首先,基于单边双针双线缝合工艺对插刺机构运动学进行分析,确定摆动插刺机构各构件的尺寸;其次,在ADAMS中构建机构模型并进行轨迹分析;最后,通过实验样机进行缝合实验。实验结果表明,设计的缝合机构可将实际缝合厚度不足3 mm提高到8 mm,并在缝合过程中形成稳定线环,验证了不对称8字形缝合工艺及摆动插刺机构的可靠性。

多场耦合作用下凸轮轴摆动磨削工艺对残余应力影响规律分析

为探讨摆动磨削工艺下,不同工艺参数对残余应力的影响规律,基于ABAQUS子程序DLOAD与DFLUX模拟磨削中的磨削热与磨削力进行热-力多耦合,建立多场耦合作用下凸轮轴摆动磨削残余应力场有限元模型,研究不同工艺参数对残余应力的影响,并通过XRD进行试验验证.结果表明,建立的有限元模型与试验误差少于16%,模型合理、可靠;摆动磨削能产生更大的残余压应力;增大摆动与幅度可以起到辅助加工的作用.研究结果为凸轮轴摆动磨削工艺提供了优化途径.

基于高频变极性电流源的交叉耦合电弧焊摆动行为抑制

交叉耦合电弧焊工艺理论上可以实现焊接过程中传热、传质解耦和独立控制,具有很大的发展潜力,然而,传统的交叉耦合电弧工艺中旁路电弧电流一般由低频交流焊接热源提供,工作过程中会出现主电弧随着旁路电弧的极性改变而发生电弧摆动现象,使各个电弧之间的热力分配不平衡,传热、传质解耦不彻底.在增材制造应用中,会面临熔滴落点位置不可控、成型精度低等问题,为了解决主电弧的摆动问题,设计开发了旁路电弧为高频变极性电弧的交叉耦合电弧焊接热源.试验结果表明,这种焊接热源可以通过提高旁路电弧的变极性频率,有效地抑制主电弧的摆动行为,进一步实现交叉电弧中填充焊丝熔化速率与工件热输入之间的传热解耦,同时,抑制主电弧摆动后的现象表现为主电弧高频小幅度振动,理论上可以实现对熔池的搅拌作用,利于枝晶破碎、促进焊缝晶粒细化.

抹灰机摆动喷涂机构创新设计与分析

针对上一代建筑墙面砂浆抹灰机的喷涂模块结构复杂、运行不稳定及施工效率低等问题,创新设计了一种结构简单、性能稳定的摆动喷涂机构。通过直线导轨滑块与丝杆、滑台的联动作用,实现砂浆喷涂摆臂的摆动。利用SolidWorks软件创建了摆动喷涂机构的三维模型,并对喷涂机构进行运动学分析;采用机械系统的动力学自动分析(automated dynamic analysis of mechanical systems,ADAMS)软件对喷涂机构进行运动仿真,得到了砂浆喷涂摆臂的运动学特性以及砂浆轨迹;制作出摆动喷涂机构样机并安装在抹灰机上,进行砂浆喷涂现场实验。实验结果表明:摆动喷涂机构设计合理,其结构简单、运行稳定、施工效率高;喷涂出的砂浆连续且均匀,其轨迹基本趋近于一条直线,砂浆喷涂施工质量较高。采用摆动喷涂机构喷涂的建筑墙面砂浆抹灰机具有较好的应用前景。

基础摆动条件下电磁轴承-柔性转子系统的加速度前馈振动抑制

旋转机械基础的摆动会给转子系统带来附加的陀螺力矩和惯性载荷,影响转子系统的振动及稳定性,甚至影响转子的正常运行。为了有效控制电磁轴承‐柔性转子系统在基础摆动下的振动,提出了一种基于基础加速度的前馈补偿控制方法。该方法基于柔性转子系统动力学模型以及基础摆动的信息,可直接得到抑制转子振动所需的最佳补偿电流,无需迭代和复杂的控制器结构,因此具有较强的快速性和实用性。为了消除建模误差对前馈补偿控制性能的影响,给出了对补偿电流进行修正的方法。仿真分析了补偿算法对转子振动的抑制效果。在搭建的电磁轴承‐柔性转子系统基础运动试验平台上,进行了基础摆动条件下转子悬浮、恒速、加速运行时的振动控制有效性试验。理论和试验结果一致,表明基础摆动产生的附加惯性载荷会使电磁轴承‐柔性转子系统在垂直于摆动方向上的振动明显增大,产生的附加陀螺力矩会使沿摆动方向的振动有所增大,且增加的幅度随转子转速的升高而增大。在包含一阶弯曲临界转速的转速范围内,基础加速度前馈补偿控制对基础摆动条件下的转子振动均有显著的抑制效果。

负重摆动体能训练对青少年足球运动员下肢肌肉力量的影响研究

目的:探究负重摆动体能训练对青少年足球运动员下肢肌肉力量的影响。方法:采用文献资料法和实验法开展系统实验设计和科学数据分析。实验组进行负重摆动体能训练,对照组采用常规训练方式,比较两组在训练周期后下肢肌肉力量的变化情况。研究结果:通过肌肉力量测试和功能性测试指标评估发现,负重摆动体能训练对青少年足球运动员的下肢肌肉力量有显著的提高效果。因此,建议:定期评估和调整训练计划,注重低速度下的肌肉力量训练,综合训练和运动模拟,制定个体化训练计划,重视休息和康复。

pH摆动-钢渣矿化固碳工艺经济潜力评估

基于CO_(2)矿物封存的钢渣铵盐循环固碳工艺具有前景广阔的经济潜力和CO_(2)减排效益,有助于帮助钢铁企业实现钢渣固废和含CO_(2)烟气的废弃资源高价值综合利用。原料损失、反应时长、杂质离子行为直接影响工艺的运行成本与产品品质,最终决定其应用价值。文章通过小试实验研究对钢渣铵盐循环固碳工艺进行经济潜力评估,并从成本控制角度为工艺参数确定及优化方向提出建议。结果显示浸取液在10次循环过程中溶液新鲜度基本保持不变,造成的氯化铵损失的主要原因是溶液体积损失;沉淀过程CO_(2)流速达到15~20 L/min时沉淀时间下降到20~30 min,此时沉淀过程不是工艺运行速率的限制因素;循环溶液中未见杂质离子明显富集,十轮反应的沉淀碳酸钙产品均符合行业标准;该工艺生产沉淀碳酸钙的CO_(2)减排因子为1.543;该工艺吸收1吨CO_(2)的利润为1325.25元,通过减少溶液损耗,利润可达1654.74元,具有显著的经济性。

9NTB型双向摆动旋转式牛体刷研制

针对国内奶牛养殖过程中,奶牛牛体表面经常粘结泥土、粪便等污物,易滋生寄生虫,导致奶牛发炎患病,影响产奶量这一问题,总结国内外牛体刷的研究现状,设计一种9NTB型双向摆动旋转式牛体刷。该装置由安装座、转动铰接Ⅰ、L形支架、减速电机、转动铰接Ⅱ和滚刷组成。通过对奶牛的身高体型进行分析,确定L型支架参数:长0.9 m、宽0.6 m,安装座离地高度为2.22 m。通过对刷毛变形受力和对泥块的剪切力等计算分析,选取尼龙为刷毛材料,并确定刷毛的长度为135 mm,滚刷外径为440 mm、高度为600 mm,确定滚刷的工作转速为24 r/min。对奶牛受到的摩擦力进行校核,得到最大消耗功率为169.45 W,并选择相应的减速电机。试验表明:该牛体刷能够在两个平面内摆动,可以满足奶牛刷毛的需求,能有效清洁牛体的头部、背部和侧面,清洁度评分由3.4分降到1.6分,作业效果良好。