机械科学研究总院先进制造技术研究中心

机械科学研究总院先进制造技术研究中心（以下简称“研究中心”）的前身是由原机械工业部和国家科委于1997年批准组建的机械工业部先进制造技术研究中心。2006年注册成立机械科学研究总院先进制造技术研究4中心。

金属件铸型数控加工制造技术应用研究

铸型制造是铸造生产的重要组成部分,铸型质量的好坏直接影响到铸件的质量。传统的铸型制造依赖模样或芯盒,成本高,周期长,难以满足单件小批量零件的快速制造和试制。文章介绍了金属件无模铸型数控加工制造技术的工艺原理,加工设备的性能以及该技术在新产品开发中的应用。无模铸型数控加工制造技术无需模样,能快速、准确地将铸型生产出来,改变了传统的铸型制造工艺,具有数字化、精密化、柔性化、绿色化等特点,为单件小批量铸件的快速制造提供解决方案。

带肋钢筋机械连接中的质量分析及其发展方向研究

对国内钢筋机械连接的使用现状、不同形式接头各自存在的缺点和不足,以及钢筋接头常见的质量问题做了较全面的综述。对如何克服现存的缺点和不足提出了解决办法,对连接方式的发展提出了滚轧锥螺纹这一新工艺的设想。

计算机视觉技术在水果品质检测中的研究进展

水果的品质检测是水果分级的重要依据。随着计算机和图像处理技术的发展、计算机硬件成本的下降和性能的提升,计算机视觉检测技术在水果品质检测方面获得了越来越多的应用。为了能充分利用最新研究成果,该文从计算机视觉技术在水果外观品质和内部品质的检测两个方面,分别综述了国内外的研究进展,并对其发展方向进行了展望,以供我国研究人员做同类研究时参考。

潮流水轮机的研究进展

概述了潮流水轮机的国内外发展情况,对3种不同结构的潮流水轮机的类型和特点作了比较分析,介绍了潮流水轮机的研究方法以及性能研究,指出了潮流水轮机的未来发展方向。

TC4钛合金高温本构关系的研究

在Gleeble-1500热模拟机上对TC4钛合金进行高温热压缩试验,热模拟压缩试验变形条件:温度800～1030℃,应变速率0.001～10 s-1;变形程度60%。结果表明:TC4钛合金在变形开始阶段,流动应力随应变的增加迅速增加,当应变超过一定值后,流动应力开始下降并逐渐趋于稳定,出现稳态流动特征;变形温度、应变速率的减小使TC4钛合金高温变形时的峰值应力显著降低。并通过对数据的回归处理,确定了合金在(α+β)相区地热变形激活能是565.96 kJ/mol,β相区是402.879 kJ/mol。研究发现峰值应力σp、稳态应力σres、峰值应变εp、稳态应变εres等与Z参数之间呈线性关系。

锂离子等新型动力蓄电池成组应用技术和设备研究最新进展

锂离子等新型动力电池关键技术、关键材料和产品研究都取得了重大进展,推广应用的条件已日趋成熟。但由于充电、放电和维护管理等成组应用技术研究严重滞后于电池技术的发展,致使新型动力锂电池发生部分电池过充电、过放电、超温和过流问题,造成成组动力锂电池使用寿命缩短,甚至发生燃烧、炸裂等严重安全问题。成组动力锂电池的安全性已经成为制约其推广应用和产业发展的关键问题。为解决上述问题,在现有研究基础上,研究成功了"基于极端单体电池充放电控制技术"和"动力蓄电池综合管理系统",为动力锂电池的安全应用奠定了技术基础。通过在国家"863"和北京奥运电动汽车示范运行项目中的应用情况表明,由上述技术构建的动力锂电池系统可有效防止发生过充电、过放电、超温和过流问题,为动力锂电池系统安全应用提供了先进实用的技术解决方案。

潮流发电帆翼式柔性叶片水轮机实验研究

潮流发电水轮机是海洋潮流能发电系统的核心组成部分。帆翼式柔性叶片水轮机是一种全新水流发电装置,叶片由柔性材料制成,在流体力作用下自动调节攻角,能充分利用流体的升力和阻力效应做功。以帆翼式柔性叶片水轮机获能系数为研究目标,采用因次分析法初步分析可能影响获能系数的因素,通过模型实验对叶片弧弦比、叶片边弦比、叶片密度与获能系数的关系进行研究。不同结构形式转子存在不同叶片弧弦比最佳值,叶片边弦比愈大,获能能力愈强;在一定范围内,叶片密度较小时,获能与起转能力强,转速波动性较大,适用于低流速工况;反之获能与起转能力弱,稳定性较好,电能质量较高,适用于高流速工况。最后提出优化方案,实验证实优化后水轮机在获能能力和发电能力上均有所提高。

P20塑料模具钢淬火及回火组织性能的研究

利用扫描电镜、金相显微镜、洛氏硬度计研究了P20塑料模具钢淬火及回火组织,并测定了硬度随淬火温度以及回火温度的变化。P20钢经830～920℃淬火得到板条马氏体,淬火后晶粒尺寸随淬火温度的升高有粗化的趋势但并不明显,直到890℃以后才明显粗化,因此,淬火温度应在830～890℃,以860℃为宜。P20钢硬度随回火温度升高而降低,碳化物析出增多并逐渐球化,马氏体板条边界逐渐变得模糊,有些板条合并变宽。P20钢经620℃×1h回火后其硬度为32.8～35.8HRC,能满足预硬化硬度要求,而且经830～890℃淬火+620℃×1h回火,硬度基本不随淬火温度变化,这将有利于工厂组织生产,因此最终选择预硬化工艺为860℃×30min淬火+620℃×1h回火。

盘型件宽槽双面辗压的实验研究

利用自行研制的双面辗压实验机和铸造纯铅圆盘毛坯进行了盘型件宽槽双面辗压试验研究。实验发现,盘型件双面辗压与其他局部成形的明显区别在于双面辗压的沟槽深度小于辗压头的压痕深度(即压下量),将给此差值命名为“甩高”,并用甩高、槽深、压痕深度描述沟槽的基本几何形态。通过实验给出了辗压头转速、沟槽位置对沟槽几何形态的影响;此外还给出了多遍次宽槽辗压过程中径向材料堆积的高度和影响区大小的试验数据。

国内外热作模具钢的研究进展

介绍了国内外传统和新型热锻、热挤压和压铸用热作模具,以及特殊用途热作模具的钢种和特点;热作模具钢热处理和表面处理技术的研究进展。提高模具钢纯净度、均匀和细化组织,用计算机模拟技术开发热作模具钢新钢种是目前提高热作模具钢寿命的重要方法。

人工神经网络在钢铁材料研究中的应用

人工神经网络是近年发展起来的模拟人脑生物过程的具有人工智能的系统,在钢铁材料研究中有着广阔的应用前景。人工神经网络可根据钢的化学成分和/或加工工艺参数对微观组织、相变温度和时间及性能等做出快速准确预测,并可用于研究钢的上述各影响因素间的相互关系。研究人工神经网络也可用于钢的冶金过程及钢的表面处理过程工艺参数的预测及控制。

大口径三通成形冷却区数值模拟与实验研究

通过数值模拟与实验,对大口径高钢级三通管件热挤压成形工艺过程中关键工序——压包工序的冷却区进行研究,对冷却参数给出了合理定性、定量分析。确定了冷却区温度,分析了不同的冷却区参数对压包成形的影响,获取了合适的冷却区占压扁后工件长轴尺寸的百分比数。其研究结果对实际生产有一定的指导作用。

Φ508mm等径三通拉拔工序数值模拟与实验研究

大口径挤压三通的成形是管件制造工艺技术的难点,其中支管的拉拔工序更是三通最终成形的关键所在。文章通过有限元数值模拟与实验,对大口径高钢级(X80)Φ508mm等径三通热挤压成形工艺过程中支管拉拔工序进行研究。通过数值模拟对拉拔道次和成形载荷进行分析,确定出合理的工艺参数,并通过实验对数值模拟结果进行验证。其研究结果对实际生产有一定的指导作用。

汽车用非调质钢的研究进展

综述了国内外非调质钢的应用现状及发展趋势。探讨了非调质钢的强韧化机理及手段,并从非调质钢强化方程、微合金元素固溶度积方程、晶内铁素体强化、控轧-控冷技术等方面阐述了非调质钢强韧化的研究动向。列举了各类非调质钢的典型应用,分析了非调质钢在我国生产及应用中的问题,并给出扩大非调质钢生产应用的建议。

成形复杂盘件时辗压工具运动轨迹的研究

在辗压成形中,工具的加工轨迹和姿态决定了工件的最终形状和组织性能。为确定工具加工轨迹的一般设计方法,基于体积不变原理,建立了一个简化分析模型,当盘型件与毛坯尺寸确定以后,利用该模型可以对各辗压遍次的工件过渡尺寸以及盘型件的变形情况进行分析和预测。以某个盘型件的辗压成形为例,计算了辗压过程中辗压工具的进给数据,并据此进行了辗压试验,成形后的盘件尺寸与盘型件的设计尺寸基本吻合,证明了所给出的计算辗压工具进给的方法是可行的。

RM2钢下贝氏体等温淬火工艺研究

RM2钢冲击韧性较差,高速冲击或冲击力大的工况下环境容易开裂。为提升RM2钢冲击韧性,本文利用RM2钢下贝氏体组织具有优良综合强韧性能特点,对不同等温淬火温度处理后的微观组织和力学性能进行了对比分析,优选出最佳工艺参数:1150℃奥氏体化、330℃等温淬火60 min,获得了良好的综合力学性能,硬度可达50.44 HRC、冲击韧性达225.13 J/cm2。

盘型件双面辗压成形过程中打滑缺陷的实验研究

在盘型件双面辗压成形过程中,打滑是影响盘件成形质量的主要缺陷之一,为深入了解该缺陷的机理和影响因素,文章首先建立了打滑缺陷的评价方法,然后进行了盘件3遍次辗压实验,通过实验结果的分析,给出了辗压工具的压下量、转速、辗压位置,以及辗压工具与盘件之间的摩擦状态对打滑缺陷的影响规律,得出在该文实验参数范围内,转速越高,越不容易发生打滑;第一遍次辗压,沟槽位置越接近盘边缘,越容易打滑;在第二、第三遍次,越靠近盘心处,打滑越严重。

大尺寸ZK60镁合金型材挤压成形数值模拟及实验研究

应用HyperXtrude有限元模拟软件,对大宽厚比ZK60镁合金型材正挤压成形过程进行了数值模拟,优化了模具结构,研究了不同挤压速度对型材成形效果的影响。对模拟得到的速度、位移、应变和温度场进行分析,优化了挤压工艺。在挤压温度为350℃,挤压速度为20mm·s-1下进行正挤压试验,成功挤出宽度225mm,厚6mm的ZK60镁合金型材。型材横截面微观组织为动态再结晶组织,晶粒沿变形方向被拉长,变形中的温度场和金属流动方向是影响微观组织的主要因素。对该型材采用不同热处理工艺处理后进行力学性能测试。结果表明,该型材经250℃保温2h的退火工艺可以获得较高的综合力学性能。

基于PLC和PMC的经轴纱机器人控制系统研究与设计

以西门子PLC和PMC运动控制卡为运动控制核心,开发设计了满足纺织行业经轴纱两头夹取、中间旋转、伺服电机驱动和定位的经轴纱自动化装卸控制系统。在控制系统硬件搭建基础上,结合生产过程需求分析了经轴纱机器人多轴运动精确定位和平稳控制,搭建开发了控制系统软件及运行界面。经生产现场实际在线验证,该控制系统运行稳定,有效提升了染色生产过程中自动化水平。