试析自动化技术在机械工程中的应用与表现形式

文章概括了自动化技术在我国的应用情况,分析了机械工程中该技术的实际应用,讨论了该技术的表现形式,从实际出发,针对该技术的发展趋势提出了假设,以期能够在某些方面给人以启发,使该技术的价值,在机械工程中得到应有的实现。

面向农机产品服务供应链采购模式匹配评价

随着制造业数字化转型和农机产品服务供应链的应用,突显出农机制造企业产品零部件采购模式,在选择匹配过程中存在主观性与模糊性的问题,提出一种基于物元可拓优度结合可拓层次分析法和CRITIC综合赋权法的采购模式匹配评价方法。从农机制造企业产品自身特征和产品服务供应链影响因素为切入点,构建产品服务供应链视角下的农机制造装备采购模式匹配评价体系,并通过关联函数计算,得到采购模式综合优度排序和单项指标的关联度对比,输出最优采购匹配模式和模式识别度。结果表明,最优采购模式匹配度为0.118,所对应的模式可以作为产供销阶段的核心采购模式。实例计算表明,建立的评价模型与企业匹配度很高,该方法将定性预测和定量决策结合起来,可以为农机制造企业的产品采购模式提供系统科学的匹配工具。

基于云模型的核心竞争力影响因素分析及评估

为寻找合适的影响因素,提升企业核心竞争力水平,提出基于可拓共轭对分析和云模型的核心竞争力影响因素分析方法。通过对典型农机制造企业分析,运用可拓共轭对分析理论,建立企业内部业务流程和供应链两个角度的虚实、软硬共轭对模型,寻找所有影响因素集合。在此基础上构建基于相对偏好关系的云模型,处理评价信息的不确定性和模糊性,计算核心竞争力初始重要度。引入自相关矩阵进行修正并判断各相关因素的重要度,确定关键核心影响因素。最后通过实例分析验证所提模型的科学性和可行性,帮助企业寻找核心竞争力提升方向。

高端铝合金表面激光熔覆耐磨耐蚀涂层关键技术研究进展

高端铝合金构件广泛应用于航空航天、石油化工及氢能储运等领域,但其表面存在耐蚀性与耐磨性差、强度与硬度低、晶粒粗化和表面橘皮等缺陷,进而限制其极端环境下的高性能安全服役,因此提高铝合金构件的表面质量和服役性能极为重要。激光熔覆作为铝合金构件表面改性和修复的有效技术,通过选取合适的熔覆材料在铝合金构件表面熔覆耐磨耐蚀、高强度涂层,可有效解决铝合金构件表面性能差、服役寿命短等问题。由于铝合金特殊的物理和化学性能,如熔点低、反光率大、润湿性差、稀释率大,以及易出现气孔、裂纹等问题,所以对铝合金构件表面激光熔覆带来挑战。因此,针对高端铝合金表面激光熔覆高性能涂层面临的技术难题,以提高铝合金构件表面服役强度、耐磨耐蚀性能为目标,综合分析了铝合金表面激光熔覆高性能涂层所涉及的基本理论、制备方法、涂层组织、服役性能及应用前景,该研究为铝合金复杂构件表面激光熔覆制备高性能涂层提供了理论参考。

基于价值流图的农机生产流程优化

针对农机生产流程的问题,将价值流图与仿真技术相结合,制定生产线优化方案。以某农机制造车间生产线为例,首先分析其生产现状,绘制价值流图,识别农机生产线中产线不平衡、资源管理粗放、生产周期过长等问题;其次利用“5W1H”提问法和“ECRS”分析法,结合精益生产理论,探究信息流和工艺流,优化生产物料需求、瓶颈工艺等;最后运用FlexSim仿真软件验证。经改善,将生产线平衡率提高32.7%,非增值时间缩短34.5%,增值比提高2.62%。

考虑齿圈柔性的行星传动系统固有特性与灵敏度研究

为有效地模拟行星齿轮传动系统齿圈结构柔性,采用有限元方法建立了齿圈结构模型,依据啮合力与内齿圈的变形协调关系建立了传动系统刚-柔耦合动力学模型,求解了系统固有频率与振型,阐述了耦合系统固有频率的分布规律,依据系统振动特征,将系统振型划分为6种振动模式。计算了系统刚度对各阶固有频率的灵敏度,可作为行星传动系统振动抑制的依据,分析了系统扭转振动随太阳轮扭转刚度和太阳轮与行星轮啮合刚度的变化规律,讨论了齿圈厚度对系统固有频率分布、子系统耦合阶次与振动模式的影响,发现系统固有频率均会在齿轮子系统扭转振动频率位置出现,但随着齿圈厚度的增加,与之耦合的齿圈振动模式则逐渐由高阶节径振动逐渐降低,系统一阶振型也会由齿圈节径振动模式转变为齿圈刚体振动模式。

纯钛表面电解液微弧碳氮化制备碳氮化钛厚膜

采用电解液微弧碳氮化技术(PECN),在纯钛试样表面沉积出较厚且与基体结合牢固的多孔纳米Ti(C_xN_(1-x))改性层,研究了改性层结构和组成随PECN处理时间的演变规律.结果表明:随放电处理时间延长,PECN-Ti(C_xN_(1-x))膜层厚度、膜层中C/N的原子比以及微孔直径皆增加.处理150 min时,Ti(C_xN_(1-x))膜层厚度可达15μm,且膜层是由晶粒尺寸为40—60 nm的纳米晶粒组成.处理过程中有氢渗入,并在Ti(C_xN_(1-x))层下面形成富含TiH_2的过渡层.后期的真空退火处理可以将氢除去使TiH_2完全分解,而不影响表面Ti(C_xN_(1-x))膜的成分和形貌.

Al_2O_3颗粒增强Al-Mn合金基复合材料的制备及摩擦学性能

采用搅拌铸造法制备了Al2O3颗粒增强Al-2%Mn合金基复合材料,对复合材料的显微组织、硬度和摩擦磨损性能进行了研究。结果表明:复合材料组织由Al基体、δ-Al2O3和MnAl6相组成,且Al2O3颗粒在铝基体中弥散分布。与原始铝基体相比,复合材料的布氏硬度提高了约70%。无论是干摩擦还是SO4.Cl-Na.Ca.Mg型弱碱性水溶液润滑摩擦情况下,复合材料的磨损量均显著低于铝基体。与铝锰合金相比,复合材料具有较低的冲刷腐蚀失重速率。复合材料具有优良的耐磨和耐蚀性。

不锈钢表面激光熔覆耐磨涂层的进展及关键技术分析

从熔覆材料设计、熔覆层组织和耐磨性三方面阐述了利用激光熔覆技术在不锈钢表面制备耐磨涂层的研究进展,总结并分析了各类激光熔覆层的优点和缺点。不锈钢用激光熔覆材料主要分为自熔合金粉末、陶瓷粉末、金属-陶瓷粉末、金属间化合物;耐磨涂层组织可分为陶瓷相、金属间化合物、过饱和固溶体;激光熔覆技术通过改变不锈钢表面成分和组织可显著提高耐磨性能。

基于电解液微弧放电的碳氮化钛厚膜形成机理分析

采用电解液微弧碳氮化技术(PECN),在钛合金表面沉积出较厚的Ti(CxN1-x)膜层,用红外光谱研究了改性过程中的气封组成,分析了膜层的形成机理。结果表明:PECN处理过程中的气相产物主要是:CH4、NH3、C2H2、CO、CO2和H2O。各气体产物来自于PECN处理过程中有机物的分解,并且气体之间存在相互作用。随放电时间延长,各气体浓度呈现不同的变化趋势,导致气封中碳、氮势随之改变,继而引起Ti(CxN1-x)膜层中C/N原子比亦相应变化。PECN过程大致可分为:阴极电解析氢、有机物的热分解以形成气封,反应气体在等离子体的作用下分解、电离产生含碳、氮活性粒子,活性粒子向试样表面扩散,在试样表面吸附并发生化学反应形成Ti(CxN1-x)膜。

人体卧姿舒适性评价与分析

自行设计了新的床架支撑结构零件,旨在进一步提高床的舒适性。为分析床架设计的合理性,进行主观体验评测和客观实验分析。利用多体系统动力学原理构建了人体卧姿垂直振动模型,进行了人体低频振动实验,借鉴机械加速度阻抗等值的方式进行仿真,将人体卧姿状态近似为由质量块、弹簧和阻尼等机械元件组成的机械系统,在模拟环境下构建五质量块人体卧姿垂直振动模型并且针对人体局部敏感部位进行低频振动仿真分析。通过人体低频振动实验得出人体卧姿的传递函数曲线,通过仿真分析验证垂直振动模型,并结合人体卧姿舒适性问卷调查分析,综合实验结果表明,这种虚拟环境和实测环境相结合的评价方法为床的舒适性设计提供了帮助。

基于聚类分析的白车身零件工艺模板提取

为提高白车身工艺规划的效率,提出了基于聚类分析的白车身工艺模板提取方法。按照白车身装配的典型工艺,将其分为装配定位工序、连接工序和检验工序三类。采用专家打分法计算装配定位工序间的距离。对连接工序进行四位数字编码,在此基础上应用曼哈坦距离计算工序间的距离。为了提高距离计算的正确性和科学性,采用二值属性间距离公式求解检验工序间的距离。采用层次聚类法对白车身工艺聚类,用均方差法从聚类结果中提取了每个簇的工艺模板。通过实例验证了该方法能有效提取白车身零件的工艺模板。

基于Grefenstette编码遗传算法的白车身焊点规划

为了选择最合理的白车身焊接机器人焊接顺序,在研究白车身焊接路径的特点基础上,采用基于Grefenstette编码的遗传算法进行焊接顺序优化。在种群初始化时对不同焊接顺序的焊点进行分部分配焊点,在个体交叉时采用以避免产生非法路径,根据搜索进程改变交叉概率和变异概率,防止早熟和无方向性。最后编写程序实现该算法,实例验证能有效地寻找出最优的焊接路径。

基于本体的分布式零件资源库集成及语义检索研究

为实现网络环境下分布零件资源的集成管理,并满足企业在知识层面上对零/部件信息共享和重用需求,提出基于本体的零件资源库集成架构;基于此研究本体驱动的分布式零件资源库构建方法,并给出基于共享本体的零件资源库自动集成算法及实例;为尽可能全面地发现零件资源,采用基于本体的零件资源语义检索方法;最后开发原型系统验证上述方法的可行性,通过给设计用户提供一个基于语义的零件资源检索和应用集成入口,可进一步提高现有零件资源的利用率和重用程度。

基于异构CAD平台的可参数化Web三维模型库构建

构建网络三维模型库的目的在于实现对大量零部件三维CAD模型资源的规范化组织和高效集中管理。基于异构CAD平台构建了可参数化Web三维模型库系统架构,并对基于OSG的三维模型网络可视化、基于异构CAD系统的三维模型参数化驱动设计及二次开发接口统一封装、三维CAD模型及参数加密等关键技术进行了讨论;给出了原型系统及其在复杂产品——节能抽油机快速虚拟样机设计过程中的应用实例。结果表明:开发的基于异构CAD平台的可参数化Web三维模型库不仅能满足不同CAD用户需求,且支持在线三维模型浏览和参数化驱动设计,提高了产品开发效率。

基于坐姿分析的座椅舒适度测试与评价

人们的很多生产生活活动是在坐姿下完成的,因此研究坐姿舒适度有很重要的意义。坐姿舒适度在座椅的设计中扮演着越来越重要的角色,而对座椅舒适度的研究也逐渐偏重对坐姿舒适度的评价。人性化座椅的设计必须满足舒适度高的要求,以达到人体舒适坐姿的需求。针对坐姿舒适度评价,采用经典的光学动作捕捉技术和问卷调查相结合的方法对坐姿舒适度进行科学评价。实验选用美国Motion Analysis光学动作捕捉系统,设置11个Eagle数字捕捉镜头,用EVaRT软件获取了40名志愿者人体关键点在空间中的点位数据,采用PCA主成分分析提取特征点的方法提取关键点,用MATLAB软件自主编程对关键点数据进行处理和计算,比较测试者坐在2种不同座椅上的关节角度和力矩数据差异。统计结果表明,志愿者采用不同的姿势坐在不同的座椅上时,躯干、大腿、膝盖部位的角度和力矩数据差异较为明显。结合人机工程理论,利用这些数据差异对坐姿进行分析,为座椅设计提供理论依据。这种人机工程学理论分析评价和问卷调查相结合的方法,为座椅的舒适度评价提供了有效的依据。

基于物联码的工业产品信息追溯方法研究

为了满足工业产品信息可追溯的需求,分析了工业产品在流通过程中存在的问题;提出了基于物联码技术的工业产品信息可追溯方法;创建了基于全生命周期信息的工业产品新型管理模式;设计和开发了基于物联码技术的工业产品信息追溯平台;最后以异形游梁式抽油机为例,构建了抽油机信息追溯系统,成功地实现了抽油机整机及其部件的信息追溯,该研究为工业产品的信息追溯与管理提供了一定的参考价值。

转换桥方法在工业品标识异构性问题中的应用

工业互联网中,多种标识体系的共存会产生大量的矛盾问题,尤其是单一识别方式与不同结构的标识之间产生的矛盾问题是制约工业品互联互通性的瓶颈之一。分析研究工业品标识技术中对立问题的具体表现形式,通过可拓学转换桥方法消除工业品异构标识的转化冲突,给出对立问题的基元形式化表示、共存度函数以及转换桥形式化定义,并以游梁式抽油机异构标识冲突的转化为实例,利用转换桥方法消解因多种标识体系产生的标识异构性对立冲突问题是一种有效思路与方法。

开放式Web三维零件资源集成库系统开发

为实现对机电行业中存在的大量标准化、系列化零件资源的集成管理与信息高度共享,综合应用.NET框架下的三维CAD系统二次开发、ADO.NET、Web3D、AJAX(异步刷新)、Web服务等系统实现使能技术,开发了面向机电行业的开放式Web三维零件资源集成库系统。首先,基于B/S模式设计了系统五层架构;而后详细介绍了零部件三维模型在线浏览与参数化驱动设计、零件资源库快速构建与动态扩展、分布异构零件库资源Web服务集成等系统主要功能模块的实现过程;最后给出了系统开发实例及其在复杂产品协同设计链中的应用模式。