仿人机器人步行运动学建模与仿真

为研究仿人机器人步行、跑动和跳跃等技术问题,并实现仿人机器人在复杂非结构的人类生活环境中的应用。建立了刚柔耦合的仿人机器人系统;用D-H坐标变换法建立数学模型并得出正逆运动学公式及其解析解;规划出机器人稳定无冲击的行走步态,将Solidworks实体模型导入虚拟样机Adams中进行运动仿真,仿真结果与规划步态基本一致,验证了所建立的数学模型和实体模型的正确性,为仿人机器人动力学分析和步态优化提供了研究平台。     

热处理工艺对一种镍基P/M高温合金组织性能的影响

研究不同热处理工艺对一种粉末冶金镍基高温合金组织性能的影响。从两种工艺热处理的俄罗斯的该类合金盘件上部分截取试样并进行了组织性能对比分析。结果表明,在γ＇相完全溶解温度以上固溶处理后,淬火冷却速度和随后的时效方式直接影响γ＇强化相、二次碳、硼化物析出的形貌、尺寸和分布。两种工艺热处理的试样中γ＇强化相和碳、硼化物的不同匹配度决定其各自达到最佳的综合力学性能。二者的室温冲击韧性和650℃,980 MPa条件下的低周疲劳寿命和持久性能水平相当,相比之下,工艺Ⅰ试样的拉伸强度低于工艺Ⅱ试样,但工艺Ⅰ试样的塑性高于工艺Ⅱ。     

不同成形工艺对镍基粉末高温合金超声波缺陷信号的影响

分别对热等静压+锻造和直接热等静压成形的FGH4096合金环形件进行接触法超声检测。结果表明,热等静压+锻造成形的环形件外圆有明显的缺陷信号,轴向靠近中心位置缺陷信号幅度最高,探头沿轴向向上、下端面移动时,缺陷信号幅度逐渐降低,靠近上、下端面时,仍存在明显的缺陷信号,整个圆周均存在缺陷信号,且缺陷信号特征一致,类似于裂纹缺陷,并且缺陷信号沿径向不变;而直接热等静压成形的环形件外圆未发现类似的缺陷信号。通过实验验证得出:热等静压+锻造成形的环形件外圆周超声检测时发现的缺陷信号是一种伪缺陷,是由于材料衰减系数小及脉冲重复频率过高产生的幻影波。     

预变形对FGH97粉末高温合金热处理组织的影响

FGH97粉末高温合金制品在生产加工过程中由于操作不当会出现局部表面凹坑,对存在该缺陷的合金制品进行检测分析,发现受外力影响的区域经热处理后晶粒异常粗大;采用热模拟实验验证了局部变形对FGH97合金热处理组织的影响。结果表明:FGH97合金在受外力作用后的合金变形量达到临界变形量时,热处理过程中会发生晶粒异常长大,造成组织不均匀,进而影响合金的性能与应用。合金在制备过程应严格遵守操作规程,避免局部发生变形。     

颗粒间断裂在P/M镍基高温合金低周疲劳断口上的特征

粉末冶金(P/M)合金中由于原始颗粒边界(PPB)的存在,在力学性能试样断口上呈现颗粒间断裂。通过SEM、TEM、AES等手段对采用等离子旋转电极(PREP)制粉+直接热等静压(HIP)成形工艺的一种P/M镍基高温合金低周疲劳(LCF)断口上颗粒间断裂的形貌和类型进行了表征和分析,讨论了PPB的起因及其与疲劳裂纹在颗粒间萌生、扩展断裂机制的关系和颗粒间断裂对疲劳寿命的影响。结果表明:PREP+HIP工艺成形的镍基合金中的PPB由多种综合因素造成;PPB降低了合金的断裂韧性,直接影响颗粒间断裂程度;在LCF断口上,单颗粒成为裂纹源的占颗粒间断裂断口总数的67%,多颗粒裂纹源占17%,其他占16%;颗粒间断裂在LCF断口上的分布表征分为4级;颗粒间断裂越严重,对合金疲劳寿命影响越大。     

PPB对镍基粉末高温合金裂纹扩展速率的影响

摘 要: 研究了直接热等静压（As-HIP）成形的一种镍基粉末高温合金中原始颗粒边界（PPB）对其裂纹扩展行为的影响。结果表明,粉末高温合金中的原始颗粒边界上析出的碳、氧化物会导致断裂韧性(KIC值)降低,使界面极易萌生裂纹;在裂纹扩展过程中发生沿颗粒间断开,改变扩展棱的走向,并加剧裂纹沿晶界扩展,使裂纹扩展速率增快;沿原始颗粒边界扩展的裂纹尖端的断裂韧度与边界析出物的物理性质、数量、尺寸密切相关,析出物排列越密集,KIC值越小,会加速裂纹在这些薄弱区扩展。     

粉末高温合金盘件超声波底损监控问题探讨

为了研究粉末高温合金盘件,在水浸超声波检测过程中监控一次底波或多次底波对缺陷处底损检测结果的影响,选择带有平底孔的粉末高温合金对比试块进行试验研究,并对监控一次底波或多次底波得到的 C扫描检测结果进行了对比。试验表明：监控一次底波或多次底波均能有效检测出材料中底损异常的区域,采用一次底波和多次底波监控底损的方法得到缺陷处底波损失最大值相同,但通过二次或多次底波监控底损放大了缺陷区域面积,因此,采用二次或多次底波监控底损的方法不容易发生漏检。当粉末高温合金盘件被检部位厚度较薄时,可通过二次底波监控底损。     

塑闪阵列探测器读出ASIC阈值产生与调节电路的设计

基于GF 0.18 um CMOS工艺,设计并实现了ASIC芯片中的重要组成部分?阈值产生与调节电路,包括DAC模块和基于SPI慢控接口模块的控制模块。为了有效减少ASIC芯片版图面积、降低功耗,同时提高调节精度,提出通过组合高、低两个4位的DAC实现一个8位DAC的阈值调节,其中多个通道复用一个高4位DAC进行阈值粗调,每通道各自包含一个低4位DAC进行阈值细调。SPI慢控接口模块不仅实现对8位DAC输入的控制来调节触发阈值,还能够控制前放的增益和成型时间的档位。测试结果表明:DAC模块的DNL<0.10 LSB;INL<0.18 LSB;阈值粗调范围约为900 mV;阈值细调范围约为60 mV,精度误差小于7%,可满足ASIC芯片中的甄别器对阈值调节的需求。     

金属包套与镍基粉末冶金高温合金之间连接区的研究

本文通过观察金属包套与粉末冶金高温合金之间连接区形貌,分析了在镍基粉末冶金高温合金毛坯表面发现明显原始颗粒形貌的原因,重点研究了不锈钢包套与镍基粉末冶金高温合金之间的连接区。结果表明:连接区内在不锈钢和粉末冶金高温合金之间存在明显的界面,界面两侧存在扩散层,距离界面最近的镍基高温合金粉末仍保持原始粉末颗粒形貌;毛坯表面发现原始颗粒形貌是靠近粉末冶金高温合金一侧的界面没有完全去除造成的;界面、界面附近粉末原始颗粒形貌的形成与C扩散及镍基高温合金粉末元素偏析有关,连接区Ⅰ厚度不小于167μm,连接区Ⅱ厚度不小于716μm。     

热诱导孔洞对粉末冶金高温合金性能的影响

热诱导孔洞(TIP)是粉末高温合金中的3种主要缺陷之一,对合金的性能有不利影响。对生产中存在TIP的工件进行了分析,观察了合金的显微组织,并研究了不同气孔率对合金性能的影响。结果表明:对大尺寸、形状复杂的合金制件而言,在热等静压时包套内部有残留气体是TIP形成的原因。随着气孔率的增加,合金的室温拉伸性能和冲击韧性明显降低。当气孔率从0.072%增加到1.744%时,抗拉强度和屈服强度分别降低了28.37%和17.39%,伸长率和断面收缩率分别降低了62.0%和62.5%,同时冲击功降低了58.18%。热处理时TIP会成为裂纹源,导致合金制件出现裂纹甚至开裂。