油田远程智能注入系统的开发

为解决油田聚合物注入系统中人工配料精度和自动化程度低、井口的注入流量和注入压力不可调控以及人工抄表、现场手动操作和监控等问题,将可编程控制器(PLC)与组态王有机结合后,连同现场总线技术应用到油田聚合物注入过程,开发了用于3次采油的远程智能注入系统。开展了3次采油控制系统工作原理分析,优化了自动控制的工艺流程,设计了包含物料输送、搅拌、调剖注入、检测与控制功能的硬件系统以及聚合物远程注入的PLC控制逻辑系统、上位机监控系统和网络通讯系统,并在油田得到了成功应用。研究及应用结果表明,油田远程智能注入系统的运行安全可靠,聚合物与水浓度的配比精度达90%以上,节省了3/4的人力,自动化程度高。     

基于三维扫描和3D打印的鼻套模具制作关键技术

为解决喷火表演鼻子容易烧伤的问题,运用三维扫描技术进行反求设计,并用3D打印方法制造。首先,使用三维扫描仪获得鼻子部位扫描曲面,运用Meshmixer软件对曲面处理得到鼻子三维数字模型;其次,绘制鼻套设计所需三维模型并与鼻子三维模型进行布尔运算,得到鼻套模具三维模型,将模型数据导出为切片软件可识别的STL文件;然后,设置熔融沉积成型3D打印机参数、添加外部冷却设备,以聚乙烯醇(PVA)为打印耗材,对鼻套模具进行打印;最后,使用硅胶浇注、热水溶模的方法得到一体成型的鼻套模型。结果表明:该方法能够有效应用于鼻套模型的制作,实现三维扫描曲面壳体到模具实体的转化,为类似产品的制造提供了一种方法。     

TBM盘型滚刀不同磨损状态下的切削力预测

基于ABAQUS/Explicit非线性显式动力学有限元计算,分析了滚刀在不同磨损厚度和不同磨损刃角的受力,以及滚刀与岩石的接触压力。计算结果显示,在不同磨损条件下,滚刀所受的贯入力是滚动力的3倍,侧向力可以忽略不计。在均匀磨损条件下,滚刀受力和接触压力随磨损加剧也快速增大。在刃角磨损条件下,滚刀受力和接触压力不随刃角变化成比例增加,具有一定随机分布特性,其最大值和无磨损滚刀受力最大值差异较小。这些结论为TBM的结构设计、滚刀的寿命预测和动力学分析提供了参考依据。     

Investigation of Surface Roughness in High-Speed Milling of Aeronautical Aluminum Alloy

An approach is presented to optimize the surface roughness in high-speed finish milling of 7050-T7451 aeronautical aluminum alloy. In view of this, the multi-linear regression model for surface roughness has been developed in terms of slenderness ratio, cutting speed, radial depth-of-cut and feed per tooth by means of orthogonal experimental design. Variance analyses were applied to check the adequacy of the predictive model and the significances of the independent input parameters. Response contours of surface roughness were generated by using response surface methodology (RSM). From these contours, it was possible to select an optimum combination of cutting parameters that improves machining efficiency without increasing the surface roughness.     

高速铣削过程中表面粗糙度变化规律的试验研究

在高速铣削试验的基础上 ,研究分析切削速度与进给量对加工表面粗糙度的影响。试验数据表明 ,切削速度的提高有利于改善加工表面粗糙度 ,当切削速度超过某一范围后 ,随切削速度的进一步提高 ,加工表面粗糙度的降低并不明显 ,有时还会使表面粗糙度增加。根据试验结果 ,对具体工件材料与刀具材料匹配选择合理的切削速度与进给量范围 ,可以获得最小加工表面粗糙度值     

挖掘装载机滑架失效分析与结构改进

针对挖掘装载机样机在可靠性试验过程中出现的滑架上悬臂断裂情况,研究了滑架的疲劳与断裂问题,对滑架疲劳断裂进行了理论分析,并利用ANSYS软件对滑架进行静力学分析,得到滑架结构的应力特性。根据应力分析结果,对滑架进行结构改进。然后,对比改进后的滑架应力特性与改进前分析结果,发现改进后滑架的最大应力减小了46.8%。改进后的滑架装机可靠性试验表明,工作3 000 h后未出现破坏。     

医用钛合金表面形貌与成分对生物相容性影响研究综述

生物医用钛合金表面物化特性作为影响细胞生物学行为的关键因素,决定了骨-植入体之间的结合质量和速率。针对作者所在研究小组在钛合金表面改性技术研究中所取得的一系列进展进行了综述。在表面形貌制备方面,利用喷砂、激光和微细铣削等机械加工方法和酸蚀、碱热处理、阳极氧化等化学处理方法,在钛合金表面获得了微纳米双级结构。在表面化学成分方面,采用离子置换的方式在微纳米结构表面植入生物活性离子,通过富氧切削方式改善表面钝化膜的质量。通过电化学腐蚀试验和一系列体外细胞培养实验,验证各表面物化改性方法对钛合金植入体生物相容性的影响。研究表明,微纳米结构化的表面能够提高材料表面的亲水性,促进细胞的粘附、增殖和矿化等,而植入生物活性离子后与微纳结构表面产生了协同效应,进一步增加了其生物相容性。此外,在富氧加工气氛下,钛合金表面的氧化膜厚度相比自然条件下加工有明显增加,提高了生物相容性,同时耐腐蚀性也得到显著增强。     

铝合金7050高温流变应力特征及本构方程

在高温分离式Hopkinson压杆装置进行高温冲击压缩试验，研究航空铝合金7050—77451在温度范围200—550℃及应变率范围1400—2800s’内压缩变形时的流变应力变化和特征。结果表明，流变应力随着温度的升高而降低，随应变率的升高而增大。温度对流动应力的影响较应变率对流动应力的影响更为显著。用修正的Johnson—Cook模型建立7050-T7451铝合金的本构方程，描述了该合金材料高温下流变应力、应变与应变率之间的关系。     

基于粒子滤波的UWB+惯导融合定位算法研究

为了提高自主导航机器人的室内定位精度,提出一种基于粒子滤波的超带宽(UWB)/惯导融合定位算法。首先,UWB定位采用双边双向测距算法确定距离信息,通过三边定位算法确定位置信息。其次,惯导定位通过编码器采集运动信息,建立非完整约束下的动力学模型,确定运动轨迹。两种定位信息在上位机中通过粒子滤波进行融合,实现高精度融合定位。仿真结果表明,与单一UWB定位相比,基于粒子滤波的融合定位算法定位误差降低了66.41%。