Cf/Mg 复合材料异形件成形装置设计与实验研究

为实现Cf/Mg复合材料异形件的近净成形,在分析金属基复合材料液态浸渗制备技术的基础上,提出了真空压力浸渗-液固挤压制备Cf/Mg复合材料新工艺,并设计了相应的成形装置.利用设计的装置开展2D碳毡增强镁基复合材料异形件的制备研究.在熔炼温度为760~820℃,预制体预热温度为570~610℃,浸渗气压0.5 MPa和挤压载荷10~30 MPa等工艺参数下,成功制备出Cf/Mg复合材料异形制件.对复合材料制件进行宏观尺寸测量及扫描电镜(SEM)观察发现,制件外形完整,与设计一致;制件内部组织致密、纤维分布均匀;预制体在制备过程中没有发生明显的变形和破坏.     

企业智能制造评价标准与评价方法研究

基于"科学性、系统性、可操作、可比较"的原则,提出一种企业智能制造评价框架,从基础环境、运营现状和实施效果等方面对企业进行评价;并提出通用的评价方法,从评价队伍组建、指标选择、体系构建、组织实施和汇总分析等5个步骤进行实施。研究工作将为企业客观掌握自身智能制造水平提供依据和方法,帮助企业识别当前不足,引导其科学地弥补目标与现状之间的差距,达到有针对性地提升和发展智能制造的目的。     

仿真数据管理系统研究综述

随着仿真技术的不断发展和深入应用,仿真分析呈现出多学科、复杂化的发展趋势。面对海量的仿真数据和复杂的数据分析过程,越来越有必要建设仿真数据管理系统。首先介绍了仿真数据管理系统的定义、基本功能和架构,随后详细综述了仿真数据管理系统涉及的各项关键技术及其发展现状,接着指出仿真数据管理系统未来的研究方向和发展趋势,最后对仿真数据管理系统的研究进行了总结和展望。     

镁基复合材料真空吸渗挤压成形质量控制与缺陷预防

研究镁基复合材料真空吸渗挤压工艺参数对制件成形质量的影响规律以及参数选取原则,对成形过程中典型成形缺陷的主要特征、成因等进行了分析,提出了针对性的预防和控制措施:提高液态金属浇注温度与模具预热温度,可以改善预制体的浸渗效果;严格控制挤压温度是预防表面裂纹的根本措施;改善模具表面质量或润滑状况,可以降低表面裂纹及制件弯曲产生的几率。     

基于LabVIEW的液固挤压工艺监控系统研究

针对液态浸渗挤压复合材料成形过程实施难度大、工艺参数和成形过程难以控制的现存问题,以PCI数据采集控制卡为核心,采用LabVIEW软件设计开发了工艺实时监控系统;实现了对工艺过程中重要参数的在线采集、显示与存储,利用该监控系统进行液固挤压复合材料实验,基本实现了对温度等关键工艺参数的过程控制;实验结果表明了该系统的可靠性,从而为真空吸渗挤压复合材料工艺的实际应用奠定了基础。     

液态金属浸渗纤维预制体的临界压力与浸渗行为

开发液态金属浸渗过程动态测量装置,以其深入研究液态金属在纤维预制体内部的渗流行为。利用该装置进行液态镁合金浸渗10%体积分数短碳纤维预制体的研究,测量浸渗过程中的临界浸渗压力,研究浸渗压力对浸渗速率的影响,观察不同浸渗压力下复合材料的微观形貌。结果表明：浸渗所需的临界压力为0.048 MPa,大于理论计算结果;随着浸渗压力的增大,液态金属的浸渗速率提高,但提高的幅度逐步降低;增大浸渗压力能够有效消除复合材料中的未浸渗缺陷;浸渗压力为0.6 MPa时获得组织致密的Cf/Mg复合材料。     

挤压温度对真空吸渗挤压Csf/Mg复合材料制备工艺的影响

真空吸渗挤压工艺是近年来开发的一种金属基复合材料成形新工艺,研究挤压温度对真空吸渗挤压Csf/Mg复合材料变形规律、成形性及微观组织的影响规律,并分析热裂纹产生的内在原因。结果表明,在380～420℃的温度范围内,随着挤压温度的升高,最大成形载荷逐步降低,载荷—位移曲线中稳定挤压阶段逐渐缩短。在较低的挤压温度下实施挤压变形时,制件前端出现大量连续的孔隙缺陷,且纤维折断严重。提高挤压温度可以减少缺陷数目,降低纤维折断程度,但过高的挤压温度会使复合材料表面出现热裂纹缺陷,且热裂纹沿挤压方向呈逐渐严重的趋势。塑性变形引起的变形区坯料温度升高是复合材料表面出现热裂纹的主要原因。挤压速度与合金凝固速度的协调匹配是降低热裂纹出现概率的可行手段。在挤压温度为390～400℃、挤压速度为2～3 mm/s的条件下,可以一次成形出质量、良好的Csf/Mg复合材料制件。     

虚拟工厂在智能工厂全生命周期中的应用综述

通过描述智能工厂有感知、会记忆、能思考、可互动、善行动、自优化及互融合七大特征,从智能工厂建设新模式的深度和广度上探讨智能工厂建设中虚实互联的"物理工厂+虚拟工厂"内容和架构.研究有别于传统数字工厂的虚拟工厂框架、内涵,以及机器学习在智能工厂中应用的策略和原理,着重介绍虚拟工厂在智能工厂规划、设计、建设、生产优化、运营维护等全生命周期中的应用场景,并指出了虚拟工厂中信息集成的若干问题.     

数字孪生模型构建理论及应用

数字孪生作为实现数字化转型和促进智能化升级的重要使能途径,一直备受各行各业关注,已从理论研究走向了实际应用阶段.数字孪生是以多维虚拟模型和融合数据双驱动,通过虚实闭环交互,来实现监控、仿真、预测、优化等实际功能服务和应用需求,其中数字孪生模型构建是实现数字孪生落地应用的前提.针对如何构建数字孪生模型问题,首先提出了数字孪生模型"四化四可八用"构建准则.基于所提出的构建准则,从"建—组—融—验—校—管"6个方面探索建立了一套数字孪生模型构建理论体系.并基于所提出的数字孪生模型构建准则和理论体系,结合笔者团队承担的国家重点研发计划项目"基于数字孪生的智能生产过程精确建模理论与方法",以数字孪生车间为例,从车间要素实体建模、生产过程动态建模、生产系统仿真建模3个方面对数字孪生车间模型构建理论与技术开展了研究和实践.相关工作期望能为数字孪生构建和进一步落地应用提供理论参考.