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数字孪生及其应用探索 被引量：857
1
作者 陶飞 刘蔚然 +19 位作者 刘检华 刘晓军 刘强 屈挺 胡天亮 张执南 向峰 徐文君 王军强 张映锋 刘振宇 李浩 程江峰 戚庆林 张萌 张贺 隋芳媛 何立荣 易旺民 程辉 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期1-18,共18页
数字孪生是一种集成多物理、多尺度、多学科属性,具有实时同步、忠实映射、高保真度特性,能够实现物理世界与信息世界交互与融合的技术手段。随着数字孪生车间概念的提出,数字孪生在智能制造中的应用潜力得到越来越多的关注。分析了数... 数字孪生是一种集成多物理、多尺度、多学科属性,具有实时同步、忠实映射、高保真度特性,能够实现物理世界与信息世界交互与融合的技术手段。随着数字孪生车间概念的提出,数字孪生在智能制造中的应用潜力得到越来越多的关注。分析了数字孪生在企业应用和理论研究上的进展,基于前期提出的数字孪生的五维结构模型,提出数字孪生驱动的6条应用准则,探索了数字孪生驱动的14类应用设想与实施过程中所需突破的关键问题与技术,为未来开展数字孪生的进一步落地应用提供理论和方法论参考。 展开更多
关键词 数字孪生 数字孪生模型 应用准则 数字孪生应用 智能制造
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电接触材料摩擦学研究进展 被引量：39
2
作者 谢博华 鞠鹏飞 +3 位作者 吉利 李红轩 周惠娣 陈建敏 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期656-668,共13页
电接触材料在生活生产应用中发挥着重要的作用,但其面临着较为复杂的摩擦磨损问题,因此对电接触材料的研究至关重要.文章从摩擦学角度出发,综述了当前几种常见的铜基、银基和金基电接触材料的特点以及存在的问题,分析了不同接触载荷、... 电接触材料在生活生产应用中发挥着重要的作用,但其面临着较为复杂的摩擦磨损问题,因此对电接触材料的研究至关重要.文章从摩擦学角度出发,综述了当前几种常见的铜基、银基和金基电接触材料的特点以及存在的问题,分析了不同接触载荷、电流和滑动速度等条件下电接触材料的载流摩擦学行为、载流摩擦磨损机制、计算模拟研究以及当前还存在的问题.提出未来应发展石墨烯等性能优异的新型电接触材料以及加强对多因素耦合作用下电接触体系的摩擦磨损行为和失效机制的研究,这将为未来电接触材料摩擦学的研究发展提供一定的参考价值. 展开更多
关键词 电接触 载流摩擦 磨损失效 电弧侵蚀 金属基材料 石墨烯
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智能化技术在电气工程自动化控制中的应用探讨 被引量：28
3
作者 杨帆 钱东 +3 位作者 吴志强 陆颖 孙大钧 丁珠彬 《科学技术创新》 2020年第18期13-14,共2页
自动化控制是电气工程中缺一不可的步骤,其不光可以很好的加强电气工程的效率,还可以增强电气工程的总体品质。而在电气工程自动化控制体制中,智能化技术凸显着很关键的作用,让电气工程自动化控制能力上了一个新的台阶,促进了电气工程... 自动化控制是电气工程中缺一不可的步骤,其不光可以很好的加强电气工程的效率,还可以增强电气工程的总体品质。而在电气工程自动化控制体制中,智能化技术凸显着很关键的作用,让电气工程自动化控制能力上了一个新的台阶,促进了电气工程的拓展。本着智能化技术在电气工程自动化控制施行简单的探讨,希望可以加强中国电气工程自动化能力。 展开更多
关键词 智能化技术 电气工程 应用探讨 自动化控制
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基于NSGA-Ⅱ算法的同轴送粉激光熔覆工艺多目标优化 被引量：27
4
作者 赵凯 梁旭东 +3 位作者 王炜 杨萍 郝云波 朱忠良 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期88-97,共10页
同轴送粉激光熔覆工艺的稳定性受诸多因素的影响,其工艺参数难以寻优。通过设计以工艺参数(激光功率、送粉速度、扫描速度)为输入、以反映熔覆层形貌和质量的特征参数为响应的中心复合实验,对比分析了响应曲面法的回归模型与神经网络对... 同轴送粉激光熔覆工艺的稳定性受诸多因素的影响,其工艺参数难以寻优。通过设计以工艺参数(激光功率、送粉速度、扫描速度)为输入、以反映熔覆层形貌和质量的特征参数为响应的中心复合实验,对比分析了响应曲面法的回归模型与神经网络对单道熔覆结果的预测效果。采用多目标优化算法NSGA-Ⅱ对三个工艺参数进行优化求解。结果表明:采用优化后的参数进行激光熔覆的修复件表面硬度增大了17.11%,基体热影响区深度减小了13.90%,熔覆效率增大了6.10%。 展开更多
关键词 激光技术 激光熔覆 工艺参数 神经网络 遗传算法 工艺优化
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2219铝合金阳极氧化膜焊前激光清洗工艺研究 被引量：24
5
作者 夏佩云 尹玉环 +4 位作者 蔡爱军 黄征 李丹 包云峰 封小松 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期115-121,共7页
采用激光清洗技术对2219铝合金硫酸阳极氧化膜进行清洗,研究了清洗速度对阳极氧化膜去除效果的影响;对清洗后的铝合金进行焊接试验,以验证焊前激光清洗工艺的可行性;最后分析了激光清洗阳极氧化膜的机理和特性。结果表明:2219铝合金在... 采用激光清洗技术对2219铝合金硫酸阳极氧化膜进行清洗,研究了清洗速度对阳极氧化膜去除效果的影响;对清洗后的铝合金进行焊接试验,以验证焊前激光清洗工艺的可行性;最后分析了激光清洗阳极氧化膜的机理和特性。结果表明:2219铝合金在焊前通过激光清洗后可获得外观和内部质量良好的焊接接头;2219铝合金阳极氧化膜激光清洗速度的阈值为1079mm·min^(-1);激光清洗去除2219铝合金阳极氧化膜的机制主要为爆炸和气化,并存在部分弹性震动剥离机制。 展开更多
关键词 激光技术 激光清洗 阳极氧化膜 清洗速度阈值 作用机理
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先进树脂基复合材料RTM成型工艺研究及应用进展 被引量：21
6
作者 朱怡臻 王瑛 +6 位作者 陈鸣亮 王春林 张崇印 高缘 史旦达 邵伟 吴新锋 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期18-22,128,共6页
复合材料的成型工艺是改进并提升先进树脂基复合材料性能的关键,而树脂传递模塑(RTM)成型工艺是一种环保高效、成本低、高精度的闭模成型工艺。概述并分析了传统RTM成型工艺过程及优缺点,并对高压树脂传递模塑成型(HPRTM)、轻质树脂传... 复合材料的成型工艺是改进并提升先进树脂基复合材料性能的关键,而树脂传递模塑(RTM)成型工艺是一种环保高效、成本低、高精度的闭模成型工艺。概述并分析了传统RTM成型工艺过程及优缺点,并对高压树脂传递模塑成型(HPRTM)、轻质树脂传递模塑成型(LRTM)、真空辅助树脂灌注工艺(VARTM)、西门(Seeman)树脂浸渍技术(SCRIM P)等RTM衍生成型工艺的研究进展与应用进行了介绍分析。 展开更多
关键词 树脂传递模塑 树脂基复合材料 成型工艺
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苛刻环境下材料表面防护技术的研究进展 被引量：21
7
作者 鞠鹏飞 张达威 +3 位作者 吉利 马国政 陈建敏 徐滨士 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1-16,共16页
近年来,材料表面防护技术已由普通环境下的材料保护技术向苛刻环境下的特种防护技术发展,主要包括高速、高温、高压、重载环境下的长寿命润滑与强化技术,严酷海洋大气、深海环境、辐射环境下的腐蚀与防护技术,以及面向重大装备的维修与... 近年来,材料表面防护技术已由普通环境下的材料保护技术向苛刻环境下的特种防护技术发展,主要包括高速、高温、高压、重载环境下的长寿命润滑与强化技术,严酷海洋大气、深海环境、辐射环境下的腐蚀与防护技术,以及面向重大装备的维修与再制造技术等。这些技术的发展促进了磁控溅射、多弧离子镀、冷喷涂、热喷涂、智能防腐涂层等多项新技术的发展,并在航空、航天、船舶、兵器、核电等多个重点行业中得到应用。文中对近年来苛刻环境下材料表面防护技术的发展现状和趋势进行了研究,以我国重大工程装备为出发点,重点对材料的腐蚀与防护、减摩与润滑、耐磨与强化以及维修与再制造4个领域技术的新成果、新观点、新方法和新技术进行了综述,为相关的研究工作提供技术参考。 展开更多
关键词 腐蚀 润滑 强化 表面工程 进展
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大型金属构件增材制造技术在航空航天制造中的应用及其发展趋势 被引量：21
8
作者 朱忠良 赵凯 +4 位作者 郭立杰 杨洋 赵维刚 郝云波 杨萍 《电焊机》 2020年第1期1-14,I0005,共15页
增材制造是一种具有极大潜力的先进制造技术,适合应用于要求轻质高强的航空航天制造领域。对不同种类增材制造的原理及其特点进行简单阐述,介绍了增材制造在成形装备、成形组织与性能调控、拓扑设计和优化、成形过程模拟仿真、热源规划... 增材制造是一种具有极大潜力的先进制造技术,适合应用于要求轻质高强的航空航天制造领域。对不同种类增材制造的原理及其特点进行简单阐述,介绍了增材制造在成形装备、成形组织与性能调控、拓扑设计和优化、成形过程模拟仿真、热源规划控制软件、在线检测与控制、残余应力与裂纹气孔控制、辅助制造措施等关键技术方向的研究现状,列举大型复杂金属构件的增材制造应用实例,探讨大型金属构件增材制造技术应用于航空航天制造存在的问题与发展趋势。 展开更多
关键词 增材制造 航空航天 大型金属构件
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不等厚板搭接焊缝缺陷数字X射线检测 被引量：20
9
作者 迟大钊 马子奇 +1 位作者 程怡 王梓明 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期45-48,I0003,共5页
在不等厚钢板搭接焊缝X射线检测图像中,由于工件及焊缝厚度变化带来的图像背景灰度差异、焊缝区灰度连续变化等,给基于图像处理的缺陷自动识别带来困难.同时,被检测焊缝装卡的空间位置具有不确定性,垂直布置的焊缝和重力方向存在一定角... 在不等厚钢板搭接焊缝X射线检测图像中,由于工件及焊缝厚度变化带来的图像背景灰度差异、焊缝区灰度连续变化等,给基于图像处理的缺陷自动识别带来困难.同时,被检测焊缝装卡的空间位置具有不确定性,垂直布置的焊缝和重力方向存在一定角度,不便于缺陷自动识别及定位.文中给出一种基于不变矩的X射线图像校正方法,解决焊缝图像倾斜问题;在此基础上,给出一种图像噪声抑制、背景去除、图像分割及数学形态学相结合的缺陷识别方法.结果表明,所提方法能有效识别不等厚搭接焊缝中的气孔类缺陷,适用于自动检测. 展开更多
关键词 搭接焊缝 X射线 数字图像处理 缺陷识别
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复杂产品数字孪生装配模型表达与精度预测 被引量：15
10
作者 易扬 冯锦丹 +3 位作者 刘金山 陈长江 刘晓军 倪中华 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期617-630,共14页
针对复杂产品装配过程中装配模型/数据/信息脱节、精度预测不准确、缺乏现场装配有效指导等实际工程应用问题,提出复杂产品数字孪生装配模型表达与精度预测方法。给出基于数字孪生的复杂产品装配精度预测方法总体流程;其次,将数字孪生... 针对复杂产品装配过程中装配模型/数据/信息脱节、精度预测不准确、缺乏现场装配有效指导等实际工程应用问题,提出复杂产品数字孪生装配模型表达与精度预测方法。给出基于数字孪生的复杂产品装配精度预测方法总体流程;其次,将数字孪生装配模型表达划分为装配对象模型和装配工艺模型,并明确了产品数字孪生装配模型的精准建模机制;在此基础上,采用基于实测数据的装配偏差传递更新迭代机制实现融合多维度误差源的产品装配误差分析计算与装配精度预测;最后,以某型卫星结构部装为例搭建了复杂产品数字孪生装配软硬件系统平台,并通过实例验证了所提方法的可行性,为复杂产品装配精度预测与保障提供了一种切实可行的新思路和新途径。 展开更多
关键词 复杂产品 数字孪生装配 精准建模 装配实测数据 精度预测
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超低温加工技术的研究现状及发展趋势 被引量：15
11
作者 王永青 郭东明 +5 位作者 郭立杰 刘阔 任斐 刘海波 姜少玮 王思琪 《上海航天（中英文）》 CSCD 2020年第3期11-21,共11页
航空航天等重点领域的难加工材料对加工工艺方法提出了挑战。本着"一代材料,一代工艺"的原则,先进加工工艺方法被广泛探索。超低温加工具有常规加工方法不可比拟的优势,包括少/无环境污染、健康危害小、零件表面完整性好、加... 航空航天等重点领域的难加工材料对加工工艺方法提出了挑战。本着"一代材料,一代工艺"的原则,先进加工工艺方法被广泛探索。超低温加工具有常规加工方法不可比拟的优势,包括少/无环境污染、健康危害小、零件表面完整性好、加工效率高、刀具寿命长、综合加工成本低等,适于难加工材料的加工。本文简述了超低温冷却加工技术的原理与实施方法,详细介绍了难加工金属、纤维增强复合材料、高分子聚合物、工程陶瓷等典型材料的超低温加工研究进展。同时,还介绍了国内外主要研发机构的超低温装备研制和应用现状。最后,对超低温加工技术进行了总结,并给出了技术发展趋势。 展开更多
关键词 超低温加工 难加工材料 液氮 超低温机床 高质量加工
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大型航空航天铝合金承力构件增材制造技术 被引量：14
12
作者 张春杰 齐超琪 +3 位作者 赵凯 郝云波 杜洋 黄叶玲 《电焊机》 2021年第8期39-54,I0004,共17页
金属增材制造技术凭借其个性化定制能力和高质量成形潜力,迅速发展成为影响航空航天设计与制造能力的一项关键先进技术。在简要总结金属增材制造技术分类和原理的基础上,阐述了高强铝合金在激光增材、电弧增材、电子束增材、固相增材工... 金属增材制造技术凭借其个性化定制能力和高质量成形潜力,迅速发展成为影响航空航天设计与制造能力的一项关键先进技术。在简要总结金属增材制造技术分类和原理的基础上,阐述了高强铝合金在激光增材、电弧增材、电子束增材、固相增材工艺下的形性调控与成形机理研究进展,综合归纳了铝合金增材制造技术在航空航天领域的具体应用,展望了大型铝合金承力构件在形性调控、结构设计、材料体系、工艺数据库、智能化增减材技术等方向的研究。 展开更多
关键词 增材制造 铝合金 轻质承力金属构件 形性调控 成形机理
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工艺参数对2195铝锂合金阳极氧化膜的耐蚀性影响 被引量：14
13
作者 肖金涛 陈妍 +3 位作者 邢明秀 鞠鹏飞 孟引根 王芳 《中国腐蚀与防护学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期431-438,共8页
以2195铝锂合金为研究对象,研究了硫酸阳极氧化技术中硫酸浓度、氧化电压和氧化时间对新型铝锂合金阳极氧化膜的微观形貌、厚度和耐腐蚀性影响,并确定了合适的制膜工艺。利用扫描电镜分析氧化膜的表面微观形貌和厚度,利用电化学工作站... 以2195铝锂合金为研究对象,研究了硫酸阳极氧化技术中硫酸浓度、氧化电压和氧化时间对新型铝锂合金阳极氧化膜的微观形貌、厚度和耐腐蚀性影响,并确定了合适的制膜工艺。利用扫描电镜分析氧化膜的表面微观形貌和厚度,利用电化学工作站评估氧化膜的耐腐蚀性能,并对其腐蚀机理进行探究。结果表明:随着硫酸浓度的增加,氧化膜成膜速率先增加后减少;随着氧化电压的增加,氧化膜的电压增加,氧化膜膜厚依次增加,但是当电压过高时,会发生“起灰”现象;随着氧化时间的增加,氧化膜的厚度依次增加,当氧化时间达到30 min后,氧化膜成膜速率增加;当硫酸浓度为180~200 g/L,温度为14℃,氧化电压为14 V,氧化时间为50 min时,氧化膜具有最好的耐腐蚀性。 展开更多
关键词 阳极氧化 2195铝锂合金 氧化膜 耐腐蚀性
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激光熔覆锡基巴氏合金微观组织和力学性能 被引量：14
14
作者 郝云波 赵凯 +3 位作者 杨萍 朱忠良 杨洋 王联凤 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2016-2023,共8页
锡基巴氏合金具有较低的摩擦因数、良好的耐磨性及抗胶合性,被广泛应用于航空、航天、船舶、起重机械等设备轴承零部件表面的耐磨材料。本研究中采用激光熔覆成形(LCD),在20钢基体上进行锡基巴氏合金熔覆,并采用光学显微镜(OM)、扫描电... 锡基巴氏合金具有较低的摩擦因数、良好的耐磨性及抗胶合性,被广泛应用于航空、航天、船舶、起重机械等设备轴承零部件表面的耐磨材料。本研究中采用激光熔覆成形(LCD),在20钢基体上进行锡基巴氏合金熔覆,并采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)对熔覆层和过渡层的微观组织、相组成和成分分布进行检测分析;采用万能拉伸试验机对不同厚度锡基巴氏合金/20钢间结合强度进行测试,并对断口形貌进行检测分析。结果表明:熔覆层微观组织中分布着较多块状析出物,合金层主要由Sn Sb、Cu6Sn5及锡基固溶体相组成;锡基巴氏合金/20钢中间界面层厚度约6μm,两种合金间的结合强度随合金层厚度的增大而增大,锡基巴氏合金/20钢断口属于准解理断裂。 展开更多
关键词 激光熔覆成形 锡基巴氏合金 20钢 结合强度
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热处理对激光选区熔化成形316L不锈钢组织和力学性能的影响 被引量：13
15
作者 程灵钰 朱小刚 +2 位作者 刘正武 李鹏 孙靖 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期80-86,共7页
采用激光选区熔化成形工艺制备了316L不锈钢试样,并对其分别进行了400℃×4 h的退火处理以及1020℃×0.5 h的固溶处理。采用扫描电镜、显微硬度计及电子万能试验机等研究了直接成形态、退火态和固溶态试样的微观组织、拉伸性能... 采用激光选区熔化成形工艺制备了316L不锈钢试样,并对其分别进行了400℃×4 h的退火处理以及1020℃×0.5 h的固溶处理。采用扫描电镜、显微硬度计及电子万能试验机等研究了直接成形态、退火态和固溶态试样的微观组织、拉伸性能、布氏硬度和夏比冲击吸收能量。结果表明:直接成形态试样经400℃×4 h退火后,组织变化不明显,抗拉强度、伸长率、布氏硬度及夏比冲击吸收能量都略有提高;直接成形态经1020℃×0.5 h固溶处理后,熔池搭接边界发生溶解,层层搭接边界消失,抗拉强度、屈服强度、布氏硬度分别降低了8.8%、27.2%、13.7%,伸长率、夏比冲击吸收能量分别提高了43%和25%。与其它两种状态相比,固溶状态下,试样的性能更稳定,强度与韧性的组合较好。 展开更多
关键词 316L不锈钢 激光选区熔化 热处理 组织 力学性能
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多台激光跟踪仪联合动态位姿测量精度评定方法研究 被引量：13
16
作者 马一心 范百兴 黄剑 《测绘工程》 CSCD 2021年第2期55-59,共5页
多台激光跟踪仪组网联合动态测量具有测量范围大、测量精度高、采样频率高的优点,在工业大尺寸动态位姿测量领域具有广泛的应用前景。目前激光跟踪仪动态测量精度评定主要针对单台激光跟踪仪,无法满足多台激光跟踪仪动态位姿测量精度评... 多台激光跟踪仪组网联合动态测量具有测量范围大、测量精度高、采样频率高的优点,在工业大尺寸动态位姿测量领域具有广泛的应用前景。目前激光跟踪仪动态测量精度评定主要针对单台激光跟踪仪,无法满足多台激光跟踪仪动态位姿测量精度评定的要求。文中提出基于物方先验约束条件的动态位姿测量精度评定方法,通过空间圆轨迹发生器和铟钢四面体,提供刚性约束条件和动态测量基准,实现对不同运动速度、不同采样频率的位姿测量精度进行评定。测试数据分析表明,基于物方先验约束条件的动态位姿测量精度评定方法能够有效的实现对测量精度的评定。 展开更多
关键词 激光跟踪仪 动态位姿测量 精度评定 物方约束 动态测量基准
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基于改进粒子群算法的机器人时间最优轨迹规划 被引量：9
17
作者 邹慧 周虎 +2 位作者 张骐薇 马玉环 钱盈锟 《制造业自动化》 北大核心 2023年第1期107-110,176,共5页
针对六自由度工业机器人在考虑运动学约束条件下,使用传统粒子群算法进行时间优化易陷入局部最优的问题,结合免疫算法与模拟退火算法,提出一种混合免疫粒子群算法(HIPSO)进行时间最优轨迹规划求解。为提升粒子群跳出局部最优的能力,算... 针对六自由度工业机器人在考虑运动学约束条件下,使用传统粒子群算法进行时间优化易陷入局部最优的问题,结合免疫算法与模拟退火算法,提出一种混合免疫粒子群算法(HIPSO)进行时间最优轨迹规划求解。为提升粒子群跳出局部最优的能力,算法结合模拟退火算法使得粒子保持一定概率突跳的能力,并引入免疫算法的浓度机制保留高适应度低浓度粒子,在加快收敛速度保持种群多样性的同时能跳出局部最优达到全局最优。以PUMA560机器人为对象进行仿真,结果表明HIPSO算法能够使机器人在运动过程中速度、加速度连续无突变,相较常规粒子群算法时间缩短约15%,验证了算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 粒子群算法 时间最优 3-5-3多项式插值 轨迹优化
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航空发动机损伤叶片的激光交叠式三维重建 被引量：12
18
作者 张鹏程 刘瑾 +2 位作者 杨海马 杨萍 虞梓豪 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2020年第16期315-323,共9页
航空发动机叶片长期工作在高温高压的涵道中,容易发生断裂、划道、形变等损伤。损伤叶片增材修复的关键是对其进行三维数字建模,模型的精度直接影响到熔覆制造的质量。基于航空发动机叶片的空间扭转特征,提出了一种非接触式的激光交叠... 航空发动机叶片长期工作在高温高压的涵道中,容易发生断裂、划道、形变等损伤。损伤叶片增材修复的关键是对其进行三维数字建模,模型的精度直接影响到熔覆制造的质量。基于航空发动机叶片的空间扭转特征,提出了一种非接触式的激光交叠式三维重建方法。利用扫描策略中线激光测头与叶片相对位置的特征矩阵初始化点云配准参数,通过分配权值缩小源点云规模,对迭代最近点算法进行优化。最后对点云数据进行精简、网格化,建立了损伤叶片的三维模型。在配准过程中,分析了点云块的交叠率对模型精度的影响。实验结果表明,当交叠率为50%时,采集时间短、信息完整度高,通过标准量块阶梯验证了模型的测量精度为10μm,满足损伤叶片重建模型的精度要求。 展开更多
关键词 航空发动机叶片 激光检测 点云处理 迭代最近点 逆向工程
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航天用导电滑环失效建模与工艺优化研究 被引量：12
19
作者 孙远航 王永松 +2 位作者 孙习武 刘贤军 余建波 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第16期1-12,共12页
航天信号传输系统是航天系统的生命线,而导电滑环是航天系统信号传输系统的重要组成部件,是整星少数几个单点失效环节之一。由于导电滑环的工作环境中涉及电流和摩擦影响,使得滑环处于多场耦合的复杂环境,导致对其进行物理建模尤为困难... 航天信号传输系统是航天系统的生命线,而导电滑环是航天系统信号传输系统的重要组成部件,是整星少数几个单点失效环节之一。由于导电滑环的工作环境中涉及电流和摩擦影响,使得滑环处于多场耦合的复杂环境,导致对其进行物理建模尤为困难;同时由于滑环价格高、试验过程复杂的特点,更进一步增加滑环研究的难度。为了提升航天信号传输系统稳定性与可靠性,对航天系统中重要的信号传输部件导电滑环进行失效物理建模,并基于模型对滑环工艺进行优化。针对导电滑环运行原理和失效特点,将滑环失效的关键部位摩擦副产生的磨屑量作为滑环性能退化特征量;应用赫兹接触理论和传热学方法分别计算摩擦副磨损过程中的接触区域变化和温度变化,量化热力电多场耦合对摩擦副磨损的影响;同时结合磨损计算方法建立多物理场耦合磨损模型,对摩擦副磨损寿命进行预测,达到对滑环可靠性与稳定性提升的目的。通过与真实滑环磨损试验数据进行对比,验证模型的正确性,并将该模型应用于实际的滑环摩擦副工艺设计。结果表明,多场耦合模型可有效揭示滑环摩擦副微观运作机理并实施寿命预测,进而可靠地实施滑环工艺优化,提高滑环寿命与运作可靠性,满足新一代长寿命卫星空间无故障长期可靠运行的需求。 展开更多
关键词 导电滑环 摩擦副 多物理场耦合 寿命预测 工艺优化
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随机森林回归分析在激光熔覆形貌预测中的应用 被引量：12
20
作者 梁旭东 王炜 +3 位作者 赵凯 郝云波 杨萍 朱忠良 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1644-1652,共9页
激光熔覆修复过程中单道熔覆层形貌极大地影响修复效果,但多工艺参数对熔覆层影响的耦合作用机制尚未被研究清楚,因此,获得不同工艺参数组合与熔覆层尺寸的定量关系是亟待解决的难题。以Inconel 625合金的激光熔覆修复为背景,采用随机森... 激光熔覆修复过程中单道熔覆层形貌极大地影响修复效果,但多工艺参数对熔覆层影响的耦合作用机制尚未被研究清楚,因此,获得不同工艺参数组合与熔覆层尺寸的定量关系是亟待解决的难题。以Inconel 625合金的激光熔覆修复为背景,采用随机森林(Random Forest,RF)算法构建了激光熔覆工艺参数(激光功率、扫描速度、送粉速率)到单道熔覆层尺寸的回归模型,将模型用于特定熔覆参数组下单道尺寸的预测;同时在给定期望的单道熔覆层尺寸参数时,基于Gini不纯度选择强关联因子构建了工艺参数预测模型。结果表明,激光熔覆工艺参数预测模型的预测误差小于4%,能够准确地估计加工特定单道熔覆层截面几何形状所需的激光熔覆工艺参数。 展开更多
关键词 随机森林 激光熔覆 特征筛选 参数预测
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