一种新的专家系统面向对象知识表示模型

文中旨在为专家系统的构建提供更完备的知识表示方法.文中提出了一种基于认识客体角度的知识分类,将知识分成四类:反映事物个性的知识、反映事物外部关联的知识、反映事物行为的知识、元知识.为了充分表达上述四类知识,文中提出了一种面向对象的知识表示模型,该模型集成运用了面向对象和产生式规则两种知识表示方法,具备比单一知识表示技术更强的领域知识表达能力.     

外加横向磁场作用电弧增材成形过程中的传热传质仿真

为了揭示外加横向磁场对电弧增材成形过程中电弧和熔池传热传质以及成形件微观组织影响的内在机理,建立基于GMAW电弧增材成形过程中电弧和熔池的弱耦合数值模型,通过数值模拟对比分析了有/无外加横向磁场作用下熔池电磁力分布、电弧和熔池传热传质的差异,发现横向磁场作用使电弧向熔池后方偏转,使熔池发生单向强制对流并驱动熔融金属和热量向熔池后方运动,从而更加直接地冲刷熔池结晶面。由此预测横向磁场作用能降低熔池凝固过程中枝晶前沿温度梯度和溶质浓度,提高枝晶前沿的成分过冷,使得靠近熔池中心的枝晶前端生长加速并细化晶粒。相同工艺条件的对比试验表明:相比无外加磁场的普通熔积,横向磁场作用下熔池底部等轴晶区域减小,整个结晶面上细密的胞状枝晶区域面积增大,验证了数值模拟的预测。研究结果可为外加磁场在电弧增材成形微观组织控制中的应用提供依据和参考。     

电磁场对电弧熔积快速成形温度场及残余应力的影响

为了研究在电孤熔积快速成形过程中附加电磁场之后成形工件表面温度场发生的改变,以及温度场变化对成形件造成的影响,使用红外热像仪对附加电磁场前后的电弧熔积成形过程进行了实时拍摄,并用X射线衍射测应力法对得到的成形件表面残余应力进行了测量.结果表明,附加磁场后,成形件表面温度场各温度区域尺寸扩大,熔积层表面所经历的最高温度升高,冷却速度减缓,成形件表面的纵向及横向残余应力均减小.     

发动机气门-门座副磨损量的理论分析

分析了冲击性交变载荷、高温、燃烧废气以及恶劣的润滑状况等工况对发动机气门-门座副磨损的影响,以2个相互配合的＂联接体＂模型计算发动机气门-门座副的磨损量,确定了磨损过程中两接触表面之间的压力分布、在气门-门座副使用期限内的极限线磨损量和气门、门座两摩擦表面上线磨损量的分布情况,可用于预测气门-门座副使用寿命。     

焊接速度对电弧增材熔池流动及焊道形貌影响的数值模拟研究

焊接速度对电弧增材成形过程中传热传质以及焊道成形有重要影响，为探究其影响机理，建立TIG电弧增材成形过程的三维瞬态数值模型，采用VOF方法追踪熔池自由界面，研究不同焊接速度下单道熔积成形过程中的传热及熔池流态，并分析焊接速度对单道焊道形貌的影响。数值模拟结果表明，随着焊接速度减小，熔池的热积累增强，体积增大，熔池表面峰值温度提高，弧坑深度也加深；同时，在电磁力和熔池表面力的共同作用下，熔池表面流速峰值随焊接速度减小而减小，熔池内部流速增大，对流更充分。此外，随着焊接速度减小，成形焊道的宽度和高度均有不同程度的增加。相同条件下的试验与数值模拟的焊道轮廓对比验证了数值模拟结果的有效性，研究结论可为电弧增材技术的工艺参数调控提供理论支撑和依据。     

电弧增材制造多层单道堆积的焊道轮廓模型函数

焊道截面轮廓的建模和分析为电弧增材制造过程中的切片、路径规划和工艺自动化提供必要的形貌数据. 采用MATLAB开发基于图像处理和曲线拟合的自适应拟合程序，可以在半椭圆函数、圆弧函数、余弦函数和抛物线函数之间自适应选择合适的拟合模型函数. 基于该程序，研究分析在焊接参数可行域内单层单道焊道截面轮廓最佳数学模型函数的分布情况，以及多层单道堆积过程中不同层数上焊道轮廓的最佳模型函数. 结果表明，自适应拟合程序对焊道截面的轮廓曲线拟合具有较好的精度；在堆焊焊接参数可行域中，单层单道焊道截面轮廓可以用半椭圆函数或余弦函数模型表示；而对于多层单道堆积，半椭圆函数模型对焊道最上层轮廓的拟合精度最高.     

电弧熔积-热轧复合成形件微观组织和性能研究

电弧成形金属件的组织形态直接影响其服役性能,对组织形态的控制是面向性能的直接制造中的重要一环。本文运用热轧辅助作用于直接成形过程,试验研究了热轧对堆焊件组织和性能的影响。分别在自由熔积和熔积-热轧的条件下,使用CHW-50C6低合金焊丝进行堆焊直接成形。对试样进行了显微硬度测试、金相组织分析、拉伸试验。试验数据对比结果显示:热轧促进树枝晶向等轴晶的转变、促成气孔排出、减少缺陷并促进晶粒细化,堆焊件的微观组织均得到改善,硬度和拉伸性能也得到了较大提高。     

外加磁场下GMAW熔池电磁力的有限元计算

针对外加各种磁场作用下的GMAW堆焊过程,开发了基于电弧简化模型的熔池电磁力工程化有限元计算方法. 利用此方法,系统研究了无外加磁场、外加纵向磁场和横向磁场三种工况下熔池内电磁力的分布情况,并预测了电磁力对熔池对流的影响. 结果表明,焊接自有磁场驱动了熔池中心收缩下沉流;外加纵向磁场导致周向搅拌流,形成电磁搅拌细化晶粒;外加横向磁场可以驱动熔池流动演变为"单涡"对流状态,有利于熔池接纳熔滴减少飞溅. 基于模拟结果的预测与试验结果吻合,因此验证了所用计算方法的正确性.     

电弧增材成形单道两层熔积过程中的晶粒生长模拟

晶粒生长的数值模拟是研究复杂微观组织演变的重要手段,现有的研究较少涉及电弧增材成形中晶粒生长的数值模拟。采用有限元和元胞自动机方法建立了碳钢电弧增材成形过程的宏观传热和微观组织演变的耦合模型,模拟单道第两层熔积的熔池凝固过程中晶粒动态演变过程。模拟结果显示,单道第一层熔积熔池凝固过程中晶粒从熔合线位置形核后向熔池中心生长,在温度梯度方向与枝晶臂优先生长方向的共同作用下,枝晶呈现竞争生长,晶粒优先生长方向与温度梯度方向一致的晶粒生长更快,部分晶粒生长被抑制,最终形成交错、完全粗大的柱状晶组织,枝晶之间出现溶质富集的现象;单道第二层熔积的晶粒在上一层粗大柱状晶基础上形核并生长,随后的生长过程与第一层类似,第二层熔积时熔池温度梯度方向的改变导致晶粒的主要生长方向与第一层之间有一定夹角。与模拟相同成形工艺的成形试样金相照片验证了模拟结果。研究结果可为电弧增材成形微观组织控制以及后续工艺规划提供依据和参考。