3DP工艺中阶梯误差与渗透误差相互作用研究

3DP工艺中影响零件成型精度的原理性误差主要来源于阶梯误差和黏结剂渗透误差,并且在误差测量结果中难以区分.本文基于黏结剂在砂床中的流动状态,建立了黏结剂从喷射到渗透过程的数值仿真模型,分析了在二维平面不同角度三角面片打印时理想模型边界和实际黏结砂粒边界之间的位置误差,研究了阶梯误差和渗透误差之间的相互作用.在此基础上,针对不同角度三角面片打印过程中阶梯误差与黏结剂渗透误差相互作用关系也不相同的问题,提出了基于三角面片法向量方向与成型方向夹角的三角面片偏移误差公式用于表达这两种误差对成型质量的综合影响.结果表明:在向上三角面片中,渗透误差与阶梯误差相互补偿,三角面片偏移误差随着斜面与水平面夹角角度的减小而减小;在向下三角面片中,阶梯误差与渗透误差相互叠加,三角面片偏移误差随着斜面与水平面夹角角度的减小而增大.将三角面片偏移误差的公式计算值与其实际测量值进行对比,公式计算误差最大为0.060 mm,最小为0.002 mm,表明三角面片偏移误差公式用于表达阶梯误差与黏结剂渗透误差综合作用的有效性.

GH4169合金DP工艺中的热变形行为及应变补偿本构模型

针对GH4169合金的Delta工艺(delta process,DP),以δ时效处理后的GH4169(delta processed GH4169,DP-GH4169)合金为研究对象,用Gleeble-3800热/力模拟试验机在温度为954~996℃和应变率为0.005~0.1 s^(-1)下对DP-GH4169合金进行等温恒应变率压缩试验,分析其热变形行为。基于Arrhenius模型和考虑应变对材料参数的影响,建立DP-GH4169合金的应变补偿本构模型。结果表明:DP-GH4169合金热变形中的主要软化机制为动态再结晶和片层状δ相球化;当应变率高于0.01 s^(-1)时,合金发生了不连续屈服行为;当应变大于0.8后,由于加工硬化作用大于软化作用,流动应力和变形激活能随应变增大而增大;建立的应变补偿本构模型具有较好的预测精度,线性相关系数R和平均相对误差分别为0.9915和4.2498%,能用于表征DP-GH4169合金热变形时的流动应力。

基于DP83640的秒脉冲移相器设计与实现

使用DP83640 IEEE 1588精密时间协议(PTP)收发芯片设计实现了一款秒脉冲精密移相器,它能与外部的标准秒脉冲(1 PPS)进行同步并进行精密相位微调,可应用于高精度相位微跃器。秒脉冲移相器采用DP83640芯片进行级联实现秒脉冲精密移相:利用ARM微处理器控制第二级DP83640实现与外部标准秒脉冲的相位粗调,控制第一级DP83640实现相位微调。相位调整时将外部输入的相位偏移量换算为8 ns整周期倍数的相位粗调值,以及不同时间长度档位的相位微调值,分别写入第二级和第一级DP83640共同实现高精度相位微跃。由于硬件电路特性和器件综合噪声的影响,经测试平均相位微跃准确度可以达到0.1 fs。

木塑材料3DP打印机运动控制系统轨迹跟踪研究

针对木塑材料3DP打印机运动控制系统X轴负载较大而导致CoreXY机构在进行开环控制时打印精度较差的问题,研究3DP打印机的模型预测控制(MPC)智能轨迹跟踪算法,提高打印精度和打印速度。基于黏结剂喷射(3DP)成型工艺和CoreXY机构的传动特点设计了木塑材料3DP打印机运动控制系统,提出了一种适用于3DP打印机的MPC轨迹跟踪策略。采用笛卡尔坐标系下近似圆形切片的打印轨迹作为参考轨迹,建立CoreXY机构A、B电机闭环系统的预测模型,运用MPC理论将打印速度和精度的多约束最优控制问题变为带约束的二次函数进行求解,对比参考轨迹与实际打印轨迹之间的误差,进而研究不同打印速度对轨迹跟踪效果的影响。对仿真结果进行分析计算得出,打印速度在80~400 mm/s范围内,3DP打印机的喷胶位点均可实现对参考轨迹的较准确跟踪,A、B电机皮带位移最大横向误差分别为0.0097和0.0060 mm,X、Y轴横向误差的平均绝对误差分别为0.357和0.362 mm。对比PID控制,MPC控制策略的各项衡量指标都更优,且参数更易整定,横向误差更小,提高了3DP打印机喷射路径的准确度和效率。随着打印速度的降低,MPC控制器的横向误差逐渐减小,系统的轨迹跟踪效果更准确和稳定,最终绘制参考轨迹与实际轨迹形状基本重合。

DP1180钢板高温单向拉伸性能研究

通过Gleeble-3800热模拟机在500~900℃范围内对1.8 mm厚度DP1180钢板进行高温拉伸试验,探究了温度对其力学性能的影响,并分析了不同温度下拉伸失效试样的断口形貌和显微组织。研究结果表明:材料的抗拉强度随着温度的上升显著降低,当拉伸试验温度由500℃上升到900℃后,抗拉强度由759 MPa下降至251 MPa;同时延伸率大幅提高,由36.5%提高至71.5%;在此过程中,拉伸试样的断口形貌由包含脆性断裂特征转变为典型的韧性断裂特征。

木塑复合材料3DP设备微滴喷射过程仿真及关键参数研究

【目的】以自主研发的木塑复合材料三维打印与胶黏(3DP)微滴喷射系统为基础,开展紫外线固化黏结剂(UV胶)微滴喷射过程的研究,优化喷射系统工艺参数和阀体结构参数,为木塑复合材料3DP工艺液滴铺展渗透研究提供数据支撑。【方法】对喷射阀撞针的位移特征、UV胶的流变特性进行测定分析,确定了影响木塑复合材料3DP设备微滴喷射过程的喷射参数。采用有限元法对微滴喷射过程进行仿真,分析了微滴喷射过程中UV胶在喷嘴处速度、压力和质量流率的变化特征,获得了喷射参数对微滴喷射过程的影响规律。选取撞针速度、喷嘴直径、供胶压力为自变量,以液滴成形质量和主液滴速度为评价指标,开展仿真试验求解优化参数组。【结果】单因素试验得到了撞针速度0.3~0.9 m·s^(−1),喷嘴直径0.10~0.20 mm,供胶压力0.1~0.3 MPa,阀座锥角120°~130°的合理喷射参数范围。正交试验得到了喷嘴直径是影响液滴质量的显著因素,供胶压力是影响液滴速度的显著因素,并获得最优的喷射参数组合为喷嘴直径0.10 mm,撞针速度0.9 m·s^(−1),供胶压力0.1 MPa、阀座锥角130°。【结论】建立了基于木塑复合材料3DP微滴喷射过程的VOF有限元模型,完成了喷射参数对微滴喷射影响的研究,获得了最优的喷射参数组合。

益气补血养阴汤加减联合DP/C化疗方案在中晚期非小细胞肺癌中的应用效果观察

目的探究益气补血养阴汤加减联合DP/C化疗方案在中晚期非小细胞肺癌(NSCLC)中的应用效果。方法选取中晚期非小细胞肺癌患者94例,按照治疗方式不同分为对照组和观察组,各47例。对照组给予DP/C化疗方案治疗,观察组给予益气补血养阴汤加减联合DP/C化疗方案治疗。对比两组治疗效果、肿瘤相关标志物[糖类抗原19-9(CA19-9)、细胞角蛋白19片段抗原(CYFRA21-1)、癌胚抗原(CEA)]水平、中医证候积分、不良反应发生率。结果观察组疾病控制率(DCR)为74.47%,比对照组的53.19%高(χ^(2)=4.608,P=0.032<0.05)。观察组CA19-9、CYFRA21-1、CEA水平分别为(32.17±5.54)U/ml、(2.77±0.81)ng/ml、(8.05±0.88)μg/L,比对照组的(35.54±5.21)U/ml、(3.34±0.89)ng/ml、(9.12±0.97)μg/L低(P<0.05)。观察组咳嗽、痰血、神乏疲力、自汗盗汗积分分别为(1.23±0.25)、(1.68±0.32)、(1.32±0.37)、(1.51±0.35)分,比对照组的(2.12±0.36)、(2.34±0.54)、(1.98±0.49)、(1.89±0.42)分低(P<0.05)。观察组不良反应发生率6.38%比对照组的21.28%低(χ^(2)=4.374,P=0.036<0.05)。结论中晚期非小细胞肺癌患者,予以益气补血养阴汤加减联合DP/C化疗方案治疗,能改善肿瘤相关标志物的表达,改善患者中医证候积分,减少不良反应,进而提高治疗效果。

基于Gissmo失效准则的DP590双相钢和热成形钢的断裂特性研究

首先对车身上常用的DP590双相钢和热成形钢进行了6种不同应力三轴度下的试验研究,获取了材料的基本力学特性。使用Ludwike硬化模型获取了材料颈缩后的真实塑性应力-真实塑性应变曲线,并通过对比颈缩较小的纯剪切工况仿真模拟结果与试验结果验证了外插曲线的正确性。通过仿真逆向优化的方式,使用LS-OPT软件获取了可以描述材料非线性损伤的Gissmo失效模型参数。为快速准确地获取模型参数,提出了一种获取待优化参数初始值并采用不同应力三轴度区间开展模型系数优化的方法。最后,开展了未参与优化的60°拉剪和R 6缺口工况的仿真模拟,仿真结果与试验结果一致,从而验证了模型参数的正确性。

DP1180和S700MC异种高强钢激光焊接接头的组织和性能

采用激光搭接焊对DP1180和S700MC异种高强钢进行焊接,研究了焊接接头的微观组织和力学性能,并与DP1180同种钢焊接接头进行了对比。结果表明:DP1180和S700MC异种钢焊缝的横截面呈Y形,而DP1180同种钢焊缝的横截面呈V形;异种钢搭接焊接头的DP1180钢侧热影响区分别出现了软化和硬化现象,而S700MC钢侧热影响区只出现了较为严重的硬化现象,并没有明显的软化现象;在相同的熔宽条件下,DP1180和S700MC异种钢接头的拉剪力明显小于DP1180同种钢接头,但仍高于S700MC钢母材;所有接头的拉伸性能稳定,力学性能良好,并且同种钢和异种钢焊接均可通过增加焊长来提升焊接接头的承载性能。

两相区热处理对DP780双相钢组织与力学性能的影响

采用OM、拉伸试验机研究了不同温度、时间的两相区热处理对DP780双相钢组织及力学性能的影响。结果表明:冷轧态DP780双相钢经过870℃×60 min奥氏体化,再进行780℃不同时间的两相区保温热处理后,试验钢组织为马氏体和铁素体双相组织,随着保温时间的增加,试验钢中马氏体含量逐渐减少。经过780℃×5 min两相区热处理的试验钢,其伸长率达到最大值18%,抗拉强度接近1100 MPa,试验钢的强塑性能匹配最佳。

6061铝合金/DP600钢电阻点焊接头特征及力学性能

目的提升6061-T6铝合金/DP600双相钢电阻点焊接头的力学性能,以满足该焊接结构在汽车工业中的应用。方法对6061-T6铝合金与DP600双相钢分别进行了直接电阻点焊试验及添加Ni中间层的电阻点焊试验,采用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪分析了接头界面宏微观组织、化学成分、元素分布等,此外还采用接头拉剪试验进行了2种接头的力学性能测试,并对接头的断口形貌及断裂模式进行了分析。结果直接点焊接头熔核界面形成了厚度约为2.5μm的金属间化合物层,主要金属间化合物为靠近铝合金侧的Fe_(2)A_(l5)及靠近高强钢侧的Fe_(4)Al_(13)。直接点焊接头的拉剪载荷为3.1 kN,失效形式为界面断裂,断口呈以脆性为主的混合断裂特征。添加Ni中间层的点焊接头界面形成了Ni_(4)Al_(13)、Ni_(2)Al_(5)金属间化合物,抑制了焊接过程中Al-Fe互扩散并降低了Al-Fe金属间化合物的形成以及硬脆性Al-Fe金属间化合物对接头力学性能的影响,使接头拉剪载荷提高了67.7%,达到了5.2 kN,断口呈以韧性为主的混合断裂特征。结论添加Ni中间层可显著提升6061-T6铝合金/DP600双相钢电阻点焊接头的力学性能。

三用工作船DP系统案例故障分析与排除

随着科学技术的不断发展,船舶自动化、智能化程度与时俱进,船舶动力定位(Dynamic Positioning,以下简称:DP)系统在海洋工程船舶上得到推广和应用。其中,DP2系统运用较为广泛。高度集成智能化的DP2系统提供便利的同时也给船舶设备管理人员带来挑战。本文通过某三用工作船DP2系统故障分析和处理过程,总结DP2系统故障处理方法,为船舶DP2系统故障处理提供经验分享。

高强钢DP780压扁开裂原因分析

随着汽车轻量化的发展,先进高强钢材料的应用成为减轻车身重量和提高汽车防撞性能的重要途径。某厂家采用连退DP780高强钢通过辊压工艺加工圆管生产座椅骨架,但检验压扁工艺性能时,试样出现开裂现象。对压扁开裂试样和合格试样进行理化检验分析,扫描电镜和金相分析未发现明显夹杂物,压扁开裂试样金相组织较合格试样有粗大的块状马氏体,合格件马氏体细小,弥散分布在铁素体基体中。进行折弯性能和扩孔性能实验分析,压扁开裂样板180°折弯后,出现了开裂现象,其扩孔率为20.3%,低于合格样板的24.7%。综合分析,成分体系的差异造成开裂产品组织晶粒较为粗大,变形过程晶粒间协调性差,以及低的折弯性能和扩孔性能,是此次圆管压扁开裂的主要原因。

利用DP动力定位系统实现特殊的船舶操纵

本文介绍了国内某新型科考船配备的DP(英文Dynamic Positioning System)动力定位系统及国内科研院所研发的超短基线水下定位系统的概况,在对超短基线水下定位系统进行海上试验时,需要对水下声信标进行校准试验,试验要求船舶位置要精准控制;依照校准试验要求,利用船载DP动力定位系统精准控制船位进行特殊的船舶操纵,从而满足海洋调查作业对船舶位置精度较高的要求。

西门子PLC与东芝变频器的Profibus-DP通讯在造纸机分部传动系统中的应用

介绍了基于西门子S7-300PL C与东芝变频器V F-A7的Profibus-DP通讯在造纸机分部传动电控系统中的应用。采用Profibus-DP现场总线实现了PLC与变频器之间的通讯,满足了造纸机分部传动电控系统的要求,整个系统控制精度高,实时性好,使用效果好。

Profibus-DP总线在印染拉幅定形机电气控制系统上的应用

对印染拉幅定形机的电气控制系统进行概述。该系统采用先进的西门子Profibus-DP总线通信技术,配备丹佛斯FC302变频器构成速度闭环控制方式。通过信号级联输出方式,实现各传动单元之间的速度同步,提高速度信号的实时性和精确度。此外,介绍了风机变频器和温控表所采用的Modbus总线通信方式,该通信方式实现了更好的设备数据整合与数据交换。

非连续性结构对DP980高强钢板弯曲回弹的影响

为研究非连续性结构对弯曲回弹的影响规律,以DP980高强钢板为研究对象,开展了不同非连续性结构板材弯曲过程的有限元数值模拟,分析了不同凹槽厚度、宽度以及位置对弯曲回弹的影响规律,并进行了U型弯曲试验验证。结果表明:合理的非连续性结构可以减少弯曲成形件的回弹;U型弯曲回弹角随着凹槽厚度的增加逐渐增大,随着凹槽宽度的增加逐渐减小;在相同的凹槽厚度和宽度下,凹槽位置设在凸模圆角处时,回弹角比凹槽位置设在凹模圆角处时大。实验与数值模拟结果变化趋势基本一致。

基于DP准则的巷道围岩塑性区影响因素分析

围岩塑性区的扩展是巷道事故频发的根本原因,确定塑性区影响因素及其发展规律对煤矿的安全生产至关重要。基于DP准则推导出非均匀场下的围岩塑性区边界方程,对非圆形截面巷道进行当量半径折算,分析不同侧压系数下塑性区形态,采用单因素法分析不同DP准则的塑性区影响因素。研究结果表明:当侧压系数在0.6~1.5范围时,塑性区呈椭圆形分布;当侧压系数小于0.6或大于1.5时,塑性区呈蝶形分布。巷道地压和围岩岩性显著影响了塑性区的形态及范围,根据工程实际合理选取巷道位置,能够有效降低巷道支护的难度及成本。中间主应力对巷道围岩塑性区范围的影响有着强烈的区间性。巷道支护可以通过注浆来改善岩体的黏聚力、内摩擦角,进而减小塑性区范围,但这一作用效果有限。塑性区半径随着支护阻力的增大而线性减小。根据不同DP准则计算出的塑性区半径有所差异,合理运用DP屈服准则既能够保证煤炭生产的安全性,又能够降低工程造价。

连退工艺对DP980钢显微组织、织构及性能的影响

设定连续退火工艺试验参数,系统研究了连续退火工艺对高强塑性冷轧双相钢DP980显微组织、织构及力学性能的影响。结果表明,随着退火温度的提高,退火织构组分明显增加,剪切织构组分逐渐下降。其余织构组分没有明显特点,随机产生。退火织构明显加强有利于连退后屈服强度和抗拉强度的逐渐升高,使冷轧DP980钢的强塑积达到15 GPa·%。

22MnB5/DP590不等厚单脉冲电阻点焊接头组织

通过显微组织观察和硬度测试等方法,采用单脉冲电阻点焊连接技术研究不同的焊接时间和焊接电流条件下不等厚度22MnB5/DP590点焊接头组织特征及其变化规律,并利用JMatPro热力学模拟软件对DP590和22MnB5母材的电阻率和导热率等热物理参数进行计算。结果表明,点焊接头的熔核区为粗大的板条马氏体;两侧热影响区按照原奥氏体晶粒大小可分为粗晶区和细晶区;当焊接电流为8.5 kA、焊接时间为160 ms时,22MnB5侧的热影响区出现液化裂纹;随着焊接时间的增加,熔核直径先增加后下降,母材两侧的压痕率均增加,且22MnB5侧的压痕率大于DP590侧的压痕率,熔核向DP590侧偏移;随着焊接电流的增加,熔核直径增加,压痕率先增加后保持不变,熔核偏移有所改善;熔核区和热影响区显微硬度高于母材,其中22MnB5热影响区显微硬度最高。