局部干法横焊排水罩内流场数值模拟

针对局部干法横向焊接条件,建立排水罩数值模型,对罩内流场进行分析,并进行实验验证。模拟结果表明:随着进气压力的增大,排水效果逐渐变好,但是压力增大到一定程度后,进气压力再增大,排水效果也不会进一步变好。进气气压力小于0.05 MPa时,无法把水完全排干,同时过程中会有外界水的回流现象,气体压力大于0.05 MPa时,可以基本消除这一现象。排水气在罩内产生了一个自下而上的层流流场,气体的流速随压力的增大而增大,越接近母材,该流场速度越大,可以对横焊熔池起到支托作用。最后实验表明:采用较小的气压就能实现排水的目的,排水后罩内环境相对干燥,排水罩内气体流动方式与模拟结果吻合。这为下一步开展局部干法横焊实验提供良好的基础。     

牛头刨床的双向刨削结构设计与研究

传统的牛头刨床因其回程为空行程,切削速度和切削力均不恒定,故切削效率低,加工精度不高。本次设计对牛头刨床的刀架进行改进,并用液压驱动,可以实现刨床的双向、匀速刨削加工,提高加工效率和精度。     

旋转电弧MAG焊强迫短路过渡电流信号滤波

研究了MAG焊旋转电弧V形坡口扫描焊接电流的变化特征,发现当电弧扫描到坡口两侧时,由于电极高度变小,会产生强迫短路熔滴过渡.在短路过渡的瞬间会产生较大的峰值电流,对旋转电弧传感器的检测灵敏度造成影响.为此提出了基于空间邻域的均值滤波和软阈值小波滤波组合算法,对实际焊接电流信号进行了滤波处理,并研究了该算法的实时性.结果表明,该算法可以使电流波形得到明显的改善,并具有较强的实时性,为焊枪偏差识别奠定了基础.     

TC4合金超声振动滚压表面质量的纳米压痕测试

传统滚压容易在工件表层形成加工硬化层,与内部基体材料有明显的分层现象,易造成表层脱落。本文采用超声振动滚压方式对TC4合金表面进行滚压加工,并通过纳米压痕技术测试了超声滚压后的表面质量。实验结果表明:滚压表面的材料弹性模量、硬度都有所提高;随着测点距离滚压表面深度的增加,材料的弹性模量和硬度都呈现下降趋势;相比于普通滚压,超声滚压具有更深的作用范围,试样表层晶粒明显细化,且材料的弹性模量、硬度等变化更为均匀,有利于减小滚压分层。     

基于双目视觉的船舱格子间角焊缝路径识别

针对船舱格子间工作空间狭小,大型自动化设备难以完成舱内自动焊接的问题,提出了一种基于双目视觉获取焊缝路径三维信息的策略。基于张正友标定原理获取双目系统基本参数后,利用C++与OpenCV编写了自适应阈值的二值化处理、改进的Sobel轮廓提取算子、非连续像素点筛除等程序,对双目相机采集的图像进行处理,提取了清晰、低噪点的直角角焊缝中心轮廓图像。基于BM特征点匹配算法与像素点扫描方法,得到了焊缝轮廓上连续特征点的三维信息数据集,利用Origin作图软件拟合后生成了三维直角角焊缝路径。为了验证双目系统测距精度与鲁棒性,设计了可升降、角度可调的滑轨万向节组合模块,实现了从不同拍摄角度、高度采集焊缝图像,并对焊缝上设置的等距特征点的距离进行识别。试验结果表明,当拍摄偏角在30°之内,或正拍高度在150～190 mm内变化时,测距偏差都可以控制在2 mm内,基本满足焊接的精度与稳定性要求,并为焊接的自动化循迹过程提供了数据基础。 创新点： (1)将双目视觉识别测距技术应用于小型船舱格子间内矩形角焊缝中心路径的识别,为自动化的焊接过程提供了循迹数据基础。 (2)设计了滑轨万向结模块,证实了该双目视觉识别系统在不同角度与高度下良好的鲁棒性与识别精度。     

GIS设备在高海拔环境应用的适应性研究

随着西部地区、特别是西藏地区的开发,高海拔输电成为解决能源问题的关键因素.本文分析了高原地区与低海拔地区的环境特点,结合低海拔地区GIS设备应用情况,对高海拔地区GIS应用要点进行研究.本文主要研究了绝缘、温升以及紫外线防护几部分.由于随着海拔的增高大气压压力也将降低,气压的降低将会对空气绝缘产生影响,结合现有GIS外绝缘情况,完成高海拔套管及二次元件的设计,并通过了相关试验.通过对空气密度降低及环境温度变化的理论分析,得到了海拔升高对设备温升影响较小的结论.考虑高海拔地区的高紫外线情况,通过对面漆分子构成情况的分析,选取了氟碳漆对高海拔地区GIS表面进行防护,并组织了相关试验,确认了氟碳漆的抗紫外线性能.本文通过对这些课题的研讨,为今后GIS设备在高海拔工况下的安全运行提供了设计经验.     

1100kV特高压交流变电站开关设备低温应对措施

随着特高压交流工程建设的不断开展,越来越多特高压变电站将建设在低温地区。由于特高压开关设备普遍采用SF_6气体绝缘,在低温地区使用会存在低温液化问题,降低设备运行稳定性,提升电网运行风险,需采取措施提高设备耐受低温能力。基于设备重要性的考虑,对于1 100 kV GIS,宜采用户内布置方式。对于户外使用的1 100 kV出线套管和分支母线可采用降低气压的方法降低气体液化温度。对于其他电压等级的GIS设备,可在设备外壳加装加热装置,按一定程序对设备气室加热,保证绝缘和灭弧介质SF_6的状态稳定。上述低温应对措施均通过了低温试验考核,试验结果将为后续低温特高压站的建设和运行提供指导。     

基于塑料微挤出成型的熔融沉积成型技术表面粗糙度研究进展

熔融沉积成型技术(FDM)是一种无模成型技术,易实现复杂模型的个性化定制,使得它在航空、汽车、医疗行业具有广泛、潜在的应用。同时FDM打印也是一种逐层打印技术,但制件表面粗糙,限制了它的应用。文中回顾了近10年来,尤其是近3年来在改进FDM表面粗糙度方面的研究现状和进展,并从制件后处理、软件控制、数学模型预测、优化工艺参数及结合其它成型技术等多方面论述了国内外关于FDM打印件表面粗糙度的改进方法及研究进展。     

特征谐波法在焊枪姿态检测中的应用

以旋转电弧作为传感器,研究了利用特征谐波法进行焊枪空间姿态检测的若干问题。建立了焊枪空间姿态变化和电弧长度变化的数学模型。从理论上证明了焊枪偏差、焊枪倾角以及焊接方向与焊缝方向的夹角对特征谐波法检测结果的影响。发现当焊接方向与焊缝方向的夹角较小时,可以采用一次谐波的余弦分量系数表征焊枪偏差,正弦分量系数表征焊枪倾角。试验结果表明,将特征谐波法用于焊枪偏差和焊枪倾角的检测,其倾角检测误差为±7.77°,偏差检测误差为±0.69mm,满足实际焊接工程需要。     

移动机器人弯曲角焊缝跟踪预测模糊控制器设计

研究以旋转电弧作为传感器、采用轮式移动机器人对弯曲角焊缝进行跟踪焊接的控制方法.设计预测模糊控制器控制小车转弯,并在转弯过程中使车轮与横向滑块协调动作,实现对弯曲角焊缝的平滑跟踪.该控制器采用焊枪偏差和倾角信息获得车体运动方向和焊缝走向之间的角度偏差,采用线性化模型预测焊枪下一点的位置,采用加权最小二乘方法预测焊缝下一点位置,采用模糊理论实现小车转弯时车轮和横向滑块的协调控制.利用试验对常规模糊控制器和所提出的预测模糊控制器进行比较,发现所提出的控制方法具有更好的控制效果和跟踪精度.