在熔化极气体保护焊（Gas metal arc welding,GMAW）过程中,当焊接速度超过临界值后,焊缝成形变差,出现咬边和驼峰焊道,无法满足生产要求。研究证明,熔池中动量很大的后向液体流是产生驼峰焊道的主要原因。自主研发外加磁场发生装置,向熔池施加横向电磁力,对后向液体流进行主动干预,并调控熔池流态,从而抑制驼峰焊道的形成。在Q235低碳钢板上开...
本文针对国内外在压痕/划痕测试技术与仪器方面的现存不足,开展压痕/划痕测试理论、仪器设计、制造、装配、检测控制、调试、校准等基础理论与技术的研究,研制了具有自主知识产权的离位和原位压痕/划痕测试仪器。在此基础上,借助自制的仪器开展了典型应用研究,论文主要内容如下。
为了提高传统钨极惰性气体保护（Tungsten inert gas,TIG）焊电弧的能量密度和热源边界的能量梯度,保证焊接热输入均衡,规避输入能量分散,提出空心钨极中心负压电弧焊接方法,设计并构建空心钨极中心负压电弧焊接系统,介绍系统的组成及操作方法。利用高速摄像机拍摄空心钨极中心负压电弧的宏观形态,进行定点焊接烧蚀试验,并对阳极表面熔池尺寸和...
本论文结合白光光弹法与光谱仪发展出创新的低双折射性物质应力量测理论一穿透率极值光弹理论（Transmissivity extremities theory of photoelasticity, TEToP）。基于薄膜干涉原理，本论文也发展出创新的大范围面积全局性厚度量测理论——角度射入干涉术（Angular incidence interferometry, AII）。
在介绍了双丝旁路耦合电弧熔化极气体保护焊（双丝旁路耦合电弧（Double-electrode gas metal arc welding,DE-GMAW））高效焊接工艺原理的基础之上,采用双闭环反馈解耦智能控制系统,进行双丝旁路耦合电弧GMAW高速焊接工艺试验,测量双丝旁路耦合电弧GMAW母材热输入,分析双丝旁路耦合电弧GMAW高效焊接工艺机理,并对双丝旁路耦合电弧GMAW高效焊接...
超声辅助熔化极惰性气体保护（Ultrasonic assisted metal inert gas,U-MIG）焊是一种新型熔化极焊接方法,利用外加声场将相应声学效果引入焊接熔池达到改善接头性能的目的。通过试验系统化研究超声对电弧形态、熔滴过渡以及接头宏观形貌的作用规律,主要目标是更好地理解超声在不同焊接条件下的作用特点。对高速摄像采集的电弧数据进行处理,结果...
基于5 mm厚的Ti-6Al-4V钛合金平板,分别采用常规钨极氩弧焊（Conventional gas tungsten arc welding,C-GTAW）和超高频脉冲钨极氩弧焊（Ultra high frequency pulsed GTAW,UHFP-GTAW）工艺,选用相同平均电流（60 A）进行焊接,同时利用FLUKE Ti400红外热像仪对熔池中心温度进行实时监测,分别对电弧定点燃烧时、以50 mm/min焊速移动时采集的熔池...
利用搭建的激光-熔化极惰性气体保护（Metal inert-gas,MIG）双丝复合焊接系统进行焊接试验。在试验中,主要研究激光功率、送丝速度、光丝间距和离焦量等几个主要变量对复合焊接稳定性、电弧特性和熔滴过渡的影响规律。分别选取电弧电压变异系数、电弧偏转角、熔滴过渡方式及过渡频率作为评价参量对稳定性、电弧特性和熔滴过渡进行分析。研究发...
本文开展超快激光与材料相互作用过程中材料瞬时局部电子动态的变化及其对加工过程影响的理论及试验研究,主要研究工作包括：①针对孤立系统（原子、分子和团簇）和晶体材料的不同,分别建立超快激光与材料相互作用的量子模型,理论上验证超快激光对材料局部瞬时电子动态（包括电子激发、电离、能量吸收、偶极矩、实空间的电子密度分布和自由电子...
激光-电弧复合热源焊接技术由于具有焊接熔深大、效率高、质量好等优点而受到广泛关注。采用低功率脉冲激光-钨极惰性气体保护（Tungsten inert gas,TIG）焊电弧复合热源技术进行镁合金板材的焊接,研究激光脉冲作用消失之后的等离子体行为和激光＂匙孔＂行为。在上述试验结果的指导下优化工艺参数,对比研究采用单独激光焊、TIG电弧焊和复合热源...
针对30 mm厚船用高强钢10Ni5CrMoV对接接头横焊应用需求,开展激光-熔化极气体保护电弧（Gas metal arc welding,GMAW）复合双面同步横焊特性研究。研究结果表明,针对横焊位姿因重力、非对称坡口对熔滴、电弧的影响,利用激光对电弧的吸引和收缩作用,通过减小光-丝间距,有效地抑制了电弧侧壁燃弧,熔滴在电磁力和等离子流力的作用下,稳定过渡到熔池...
窄间隙焊接技术作为一种高效焊接方法以其大大降低熔敷量和节约制造时间的优点,使其在大厚度构件制造中具有广阔的应用前景,但是焊接过程的稳定性及侧壁熔合等缺陷的存在,成为影响构件高品质制造的关键问题。利用深窄间隙埋弧焊接方法成功制造了外径尺寸为2500 mm,厚度达150 mm的转子模拟件,采用多层双道焊接方法,实现了良好的侧壁熔合效果,且未...
传统的超声聚焦换能器大都采用单一的压电感测元件作为接收源,接收信号为作用于压电材料上的反射声场积分结果,无法反映反射声场的空间分布特性。采用激励与接收相分离的方式,研制一种新型阵列解析式超声聚焦换能器,利用多个感测元件为接收单元,通过一套基于FPGA技术的高速超声检测系统,实现了对被测试件反射声场的空间分布信号的采集和分析。阐...
随着超声相控阵技术的发展,其系统往往不仅支持的可同时工作的通道数量越来越多,而且回波数字化频率也越来越高,这将使得超声相控阵检测系统在运行中产生需要实时处理与实时传输的海量回波数据,给系统的数字接收波束形成器设计带来了挑战。为此,设计并实现一种基于多硬件处理核心的两级结构的数字波束形成器：一方面,波束形成器的硬件处理核心采...
超超临界汽轮机高温部件长期服役会产生蠕变损伤,威胁设备的强度安全,快速、有效地检出高温构件蠕变损伤状况对保证设备服役安全意义重大。采用中断蠕变试验,在实验室模拟获得了汽轮机转子钢FB2不同程度的蠕变损伤,进行损伤后试样的非线性超声纵波表征试验。结果表明：非线性超声参量随转子钢FB2蠕变损伤程度的增加而增大;透射电镜微观分析表明,...
介绍一种利用高速视觉传感器,对机械系统高速运动进行实时运动特性提取的技术,并搭建高速视觉检测系统,可以对复杂的高速机械设备进行长时间、无接触的运动频率检测。本技术将高速相机视为多传感器系统,对预存储的多周期高帧率图像进行离线处理,设计周期运动特性关键像素点提取算法,以这些像素点为固定的多个子传感器,将图像简化为一维向量,并建...
针对国内汽车曲轴轴颈圆度误差、圆柱度误差检测普遍存在的效率低、精度低等问题,建立基于误差转换的平面曲线和空间曲线误差数学模型,结合圆和圆柱的数学表达建立满足最小包容条件的圆度和圆柱度误差评定数学模型,并采用遗传优化算法计算出符合最小评定要求的曲轴轴颈形位误差,解决了理想包容要素位姿参数不精确的问题。同时,建立基于图像域的...
为了弄清声屏障几何形状对高速铁路户外噪声的降噪机理和降噪效果,采用二维边界元法建立高架桥铁路声屏障噪声预测模型,分析不同几何形状结构参数对降噪性能的影响。分析中考虑列车运行速度、声源分布及频谱特性对插入损失的影响,根据车外声源识别结果建立符合我国高速铁路的声源模型;考虑车体-轨道-声屏障之间的多重反射,建立边界元计算模型;对...
为了在兼顾柴油机经济性和颗粒物排放的前提下,进一步降低氮氧化物（Nitrogen oxides,NOx）排放以实现良好的柴油机综合性能,设计带文丘里管废气再循环系统的可变涡轮增压系统（Variable nozzle turbo＋Venturi-exhaust gas recirculation,VNT＋vEGR）。针对排气旁通阀涡轮增压（Wastegate,WG）柴油机原机,进行文丘里管废气再循环系统（Venturi-...
基于橡胶哑铃形试件的疲劳试验结果,分别以最大主工程应变、最大主对数应变、最大主Green-Lagrange应变、八面体切应变、应变能密度、Luo等效应力、Saintier等效应力为损伤参量建立七种橡胶疲劳寿命预测模型。应用此七种模型预测某汽车动力总成橡胶悬置的疲劳寿命,对比不同寿命模型的预测效果。研究结果表明,以最大主工程应变、最大主对数应变、...
针对无人驾驶车辆客观量化评价困难的问题,提出基于混沌理论的无人驾驶车辆行驶轨迹的量化分析方法。应用五次多项式方法结合优秀驾驶员驾驶车辆行驶的初始状态和目标状态设计无人驾驶车辆的理想轨迹,计算实际行驶轨迹与理想轨迹的偏差得到偏差时间数据序列;采用混沌理论的C-C方法对偏差时间数据序列重构相空间;计算偏差时间数据序列的Lyapunov...
在驱动桥系统中,滚子轴承是连接轴系与壳体的关键部件,其刚度具有各向耦合性和非线性特性,且与输入转矩有关。为准确高效地分析输入转矩对驱动桥系统动力学特性的影响,基于非线性轴承理论、有限元法和模态综合方法,建立包含主减速器总成、差速器总成、轮毂总成和桥壳等部件的完整驱动桥系统动力学分析模型,根据输入转矩大小的不同,定义轻载、中...
为研究我国高速列车轮对踏面磨耗规律,对某线路服役高速动车组进行跟踪测试,记录其镟轮周期内的踏面磨耗量,并基于对磨耗统计特征的两次拟合提出轮对型面磨耗预测函数模型。对某高速线路实测型面磨耗量进行拟合,分别得到各走行里程下磨耗量关于型面位置的拟合函数;并进一步对各走行里程下的拟合函数系数进行二次拟合,得到磨耗量关于型面位置及走...
基于计算流体动力学（Computational fluid dynamics,CFD）方法,运用SOLIDWORKS三维建模软件和FLUENT软件对一种新型人字形组合板式换热器及四种新型导流区进行研究。分析了不同设计参数的新型人字形组合板式换热器换热系数和压降,得到优化后的设计参数;从流型、压降、出口流体均匀分配程度等方面对市面上常见的2种导流区进行分析,在此基础上提...
主动电场定位的思想源自仿生学研究。生物学研究者发现,在没有光线的情况下,弱电鱼能通过感应自身发射电场的变化信息来捕获食物并导航,这种利用自身发射和接收电场来探测、识别、定位物体的能力被称为主动电场定位识别。在建立水下主动电场定位试验平台后,为实现该平台的水下电场定位,在该平台上对甚低频（10 Hz）电场激励下不同水体环境下不同...
为研究卧式半圆柱型涡流发生器的特性,通过数值模拟方法对安装有卧式半圆柱型涡流发生器的矩形通道进行了传热和流阻特性的研究。结果表明：在相同雷诺数Re下,安装有卧式半圆柱型涡流发生器的矩形通道的换热效果明显优于矩形光滑通道,但阻力系数也均大于矩形光滑通道。对比综合性能指标表明,6/8H楞长处的综合特性PEC值最大。通过对场协同理论分...
为了满足汽车设计师的创意设计和消费者对汽车品牌认知的需求,从工业设计出发,探索性地提出消费者偏好驱动的运动型多用途汽车（Sport utility vehicle,SUV）产品族侧面外形基因设计方法。分析偏好驱动的产品族外形基因设计构建体系,划分产品族外形基因表达层次。对SUV的侧面轮廓线基因进行提取与表达,研究消费者具有差异化的SUV外形偏好,规划出...
当前对于无失效数据和极少失效数据的处理方法,不能同时得到参数的点估计和置信区间估计。在具体应用中,如果基于不同方法得到点估计和置信区间估计,则造成结果的可信度降低。针对这一问题,在威布尔分布下,对当前广泛应用的配分布曲线法的各个环节进行详细分析并加以改进,使得计算结果既包含点估计,也包含置信区间估计,从而增强了结果的可信度。...
涡轮转子在快速起动的过程中会产生较大的热应力,影响转子的热疲劳寿命。结合遗传算法与转子结构热分析,提出发动机起动温升控制曲线非单调参数化,对涡轮转子快速起动过程中的温升控制曲线进行优化设计。优化过程以转子最大热应力为目标函数,计算搜索最优解,并研究温升控制曲线对转子最大热应力的影响。结果显示,优化后的发动机快速起动温升控制...
涡流空气分级机分级粒径主要受转笼转速与入口风速匹配关系的影响。入口风速一定时,转笼转速越高,分级粒径越小,但这会造成流场速度分布不均匀,而降低分级精度。利用Fluent软件对具有直叶片转笼结构的涡流空气分级机进行建模和数值模拟,分析转笼内流场特性,针对其流场不均匀及转笼入口冲角大等现象,对转笼叶片的形状及安装角进行改进,提出一种圆...
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