管桁结构管端焊接装配面模型及切割精度控制

在分析管桁结构管端5轴联动数控切割机床加工原理的基础上,应用空间解析几何数学方法推导出了两管相贯的相贯线数学模型.在此基础上,结合切割角度、实际切割时的纵向补偿及扭转角公式,建立了管桁结构管端焊接装配面数学模型.通过分析传统分点方法及其存在的问题,提出了一种根据拟合精度要求的多次比较分点法来控制切割精度.用AutoCA...     

6082铝合金激光-MIG复合焊接工艺及接头组织性能

激光焊接为动力电池铝合金薄板焊接提供了有效技术手段,然而传统激光焊接工艺在高焊接速度要求下易产生飞溅、气孔等缺陷,影响构件的服役性能. 文中开展可调环形光斑激光搭接焊工艺调控研究,阐明了中心-环形激光功率对焊缝成形的影响规律,在此基础上,确定了无飞溅、少气孔、大搭接面熔宽的高速稳定焊接工艺窗口. 在上述工艺窗口范围内,以小熔深波动与大搭接面熔宽作为目标,基于Kriging模型与NSGA-Ⅱ遗传算法开展多目标工艺参数优化. 经验证,在焊接速度70 mm/s以上,焊缝成形质量进一步得到提升,搭接面熔宽提高8.89%、熔深波动小于10%、无明显成形缺陷.

     

动力电池1060铝合金薄板可调环形光斑激光搭接焊工艺优化

激光焊接为动力电池铝合金薄板焊接提供了有效技术手段，然而传统激光焊接工艺在高焊接速度要求下易产生飞溅、气孔等缺陷，影响构件的服役性能.文中开展可调环形光斑激光搭接焊工艺调控研究，阐明了中心-环形激光功率对焊缝成形的影响规律，在此基础上，确定了无飞溅、少气孔、大搭接面熔宽的高速稳定焊接工艺窗口.在上述工艺窗口范围内，以小熔深波动与大搭接面熔宽作为目标，基于Kriging模型与NSGA-Ⅱ遗传算法开展多目标工艺参数优化.经验证，在焊接速度70 mm/s以上，焊缝成形质量进一步得到提升，搭接面熔宽提高8.89%、熔深波动小于10%、无明显成形缺陷.     

基于GMAW堆焊成形的间隔焊道搭接量模型

焊道搭接量在较大程度上影响着基于三维熔化极气体保护焊直接成形过程的顺利进行以及成形件的精度.文中根据焊接熔滴过渡的物理特性,建立了GMAW堆焊三维成形的间隔焊道搭接量模型,在此基础上计算了平整堆焊层的相邻两道焊道的理论间隔,采用实际焊接试验对理论模型进行了验证.得到了修正的理论间隔,并计算了平整堆焊层高度;试验得到的结...     

基于小位移旋量公差建模和蒙特卡洛模拟的装配体公差优化设计方法

提出一种基于小位移旋量(SDT)公差建模和蒙特卡洛模拟的装配体公差优化设计方法,通过分析装配精度链、装配结合面和结合面公差3个对装配精度具有重要影响的核心要素之间的关系,利用SDT理论和蒙特卡洛模拟法建立公差模型,再利用齐次变换理论建立结合面误差模型和装配精度模型,进而推导出装配体装配精度与结合面公差相关的映射模型;结合公差制造成本、装配精度可靠度原则,建立装配体装配精度的公差优化模型,并以顶尖装配体为例完成公差优化分析。研究发现:在满足装配精度可靠度的前提下,可使顶尖装配体加工成本降低9.02%,而装配精度可靠度提高至97.81%,验证了所提方法的有效性。     

安全壳特种钢内衬焊接装配工艺的模拟与分析

核电站安全壳特种钢内衬属大型罐体结构,在焊接装配过程中不可避免地会产生焊接变形.为了对焊接变形进行预测及控制,本文利用SYSWELD软件建立了特种钢内衬的3D壳单元模型,并采用体积收缩法对特种钢内衬环壳装配焊接变形进行了模拟计算,获得了焊接变形分布,而且通过实际测量特种钢内衬焊接后的变形量验证了模型的有效性,其可以为改进焊接装配工艺提供参考和指导.     

表面张力过渡动态过程的仿真

在分析短路过渡、熔滴受力以及表面张力过渡控制理论的基础上，建立了表面张力过渡动态过程的数学模型及仿真模型。系统地分析了送丝速度、熔化率、熔滴的变化对弧长的影响，并建立了其数学模型。比较了在表面张力控制区内选择不同的电流控制方式时对焊接系统动特性的影响。对仿真模型进行了试验验证，仿真结果与试验结果基本吻合，证实了模型的正确性。试验结果表明，采用输出斩波控制方式较逆变环节控制方式能够更快速地将电流减小以满足表面张力控制的需要。     

管板接头三维焊接变形的数值模拟

采用三维热弹塑性有限元法对管板接头的焊接变形进行数值模拟。研究了不同计算模型和焊接条件下接头的收缩和平板上开孔的位置和形状的变化。比较了半周模型和全周模型，固定热源和移动热源，单道焊和多道焊下的分析结果。为预测管板接头的焊接变形，控制制造精度提供了有价值的数据和方法。     

虚拟装配系统中精度信息表达方法的研究

精度信息是产品虚拟装配系统中模型信息的重要组成部分.针对传统精度信息表达方法上存在的不足,研究了虚拟装配系统中尺寸公差、形位公差的数学模型与表示模型的表示方法.提出了一种基于数学不等式的数学模型与一种基于约束关系图的表示模型.     

铝合金薄壁型材搭接角焊缝焊接缺陷及变形研究

铝合金薄壁型材搭接角焊缝在焊接过程中很容易产生型材塌陷和焊缝处焊塌,通过焊接试验研究得出:控制焊前装配质量,调整焊枪角度、控制焊接热输入、采用分段跳焊等方法的综合运用能有效地控制薄壁型材搭接角焊缝的焊接质量,避免型材塌陷和焊缝出现焊塌缺陷。     

数控型高真空电子束焊机的设计

介绍了数控型高真空电子束焊机的基本组成及工作原理，对电子束焊机的控制原理和作用进行了分析，提出用可编程逻辑控制器对电子束焊机进行整机逻辑控制，计算机对工作台实现CNC控制，根据焊机的技术要求，设计了PLC的控制软件和计算机的CNC软件、计算机和PLC之间的通信接口电路，并对焊机的工作过程及软件设计进行了详细地说明。设备运行表明：焊机的控制系统硬、软件功能完善、工作可靠、设计合理，满足生产工艺的需要。     

便携式相贯线切割焊接一体机的设计

支管和支管间狭小空间的相贯线自动焊接是一个难题,同时,一般相贯线焊接设备的吊装不便也限制了相贯线自动切割、焊机的大规模推广应用。根据对相贯线数学模型的研究,在充分了解了焊接生产需求和焊接工艺的基础上,设计了一种用于接管与筒体正交的马鞍形焊缝的便携式的相贯线切割、焊接一体机。通过采用轻量化机械结构设计,达到了便携式效果。重点介绍了控制系统相关内容,以及无线遥控器在线微量调节焊机参数的方案。     

方管管端焊接坡口模型及加工工艺精度

针对一般用于加工圆管的五轴联动数控切割机床在加工方管时出现的加工工艺问题,相对传统的管、管模型,运用解析几何方法推导出了新的圆、方管空间相贯数学模型,提出了解决纵向轴补偿的“外接圆包络法”,研究了适用于方管切割时切割角度的割炬位姿和两面角、坡口角等相关参数的数学模型,解决了方管相贯线拐点处坡口处理难题,提出了对带突变的切割轨迹的精度进行控制的自适应分点法和突变位置速度的控制处理方法,并验证了所建立的数学模型的可靠性和实用性.为多功能数控管道切割机床的开发提供了新的理论依据和思路.     

基于西门子802D数控系统的机床进给爬行的模型分析及改进措施

数控机床爬行问题是提高机床加工精度的重要研究课题之一,本文基于产生数控机床爬行现象的原理对机床产生爬行原因进行了理论分析,并建立了爬行的数学模型。在对爬行原因进行合理分析的同时提出了解决数控机床爬行现象的有效措施,并以市场上较为流行的西门子802D数控系统为例,阐述了如何通过相关的机床参数改善进给爬行现象。该项研究对数控机床的设计、制造和维修具有重要意义。     

NC嵌入PC型开放式数控系统的研究和应用

本文从硬件和软件两方面探讨了NC嵌入PC型开放式数控系统的设计及研究,结合XK5030数控铣床,基于PC ADT850运动控制卡开发了一套开放式数控立式铣床系统。通过实验证明,该开放式数控系统能实时控制机床运动及实时显示机床状态,达到了预期的精度,并具备了开放式数控系统的开放性。     

数控机床永磁直线电动机磁悬浮运行机制研究

为实现数控机床永磁直线同步电动机的磁悬浮运行,须对电动机的电磁推力和悬浮力进行实时控制。电磁推力和悬浮力的计算是数控机床磁悬浮永磁直线同步电动机设计及控制的基础。根据数控机床永磁直线同步电动机的磁悬浮运行机制,推导出电动机的电磁推力和悬浮力与电流之间关系的数学模型。并用Ansoft对电磁推力和悬浮力进行有限元分析,将解析计算结果与Ansoft的计算结果进行比较,验证了数学模型的有效性与正确性,为数控机床永磁直线同步电动机磁悬浮控制系统的分析与设计提供依据。     

基于生命周期的数控车床寿命分布模型及控制

针对国产数控机床故障频繁的问题,提出了建立基于生命周期的寿命分布模型,并揭示了故障机理和规律.选择国产和进口相同类型的数控车床,由同一机床用户进行现场跟踪试验.通过对故障时间信息进行拟合优度检验等建模分析,得出两类寿命分布模型:发达国家机床运行于故障率近似恒定的偶然故障期;而国产机床寿命模型包含浴盆曲线左侧面,首先运行于高故障率的早期故障期,然后过渡到偶然故障期.由此揭示了造成国内外机床可靠性差距的原因,提出了消除早期故障的方法,采用该方法可显著提高国产机床的可靠性水平.     

基于载荷损耗系数的数控机床效率和能量利用率的研究

针对数控机床能量效率低下,机床效率和能量利用率在线获取困难的问题,为提高其加工过程中的能效,提出一种基于载荷损耗系数的能耗数学模型而建立的机床效率和能量利用率的计算方法。采用控制变量的思想,测试机床在不同材料、不同工艺参数下的输入和空载功率,计算出机床的切削功率、效率和能量利用率。通过响应曲面的方法分析切削负载率、实载率和机床效率、能量利用率的关系。结果表明:同种材料的机床效率和能量利用率随着切削负载率和实载率的增大而增大;而对于异种材料,其随着有用切削功率所占比例的增大而增大。为提高机床加工过程的能效,分析了提高机床效率和能量利用率的途径。     

微区脉冲点焊技术用于模具修复

介绍了GM－3450系列工模具修补机的原理及采用合金粉末或焊丝对模具的棱边磨损，内腔划沟等典型损伤进行微区脉冲焊补修复的技术特性，分析了焊补层与基体间的结构特点，扩散情况及热影响区，证明微区脉冲点焊是一种操作简便，性能可靠的模具修补新技术。     

聚乙烯管道电熔焊接的温度场模型

聚乙烯管道焊接过程中,温度场的分布对焊接的质量有重要影响。本文在分析了聚乙烯管道电熔焊接过程的基础上,提出了焊接过程中热量传输的数学模型,采用完全隐式差分方法对电熔焊接过程中的瞬态温度场进行了数值模拟,并利用热电耦温度自动采集系统对焊接时的温度场变化进行了实时自动检测。通过实际测量值和模型预测值的比较表明,所建立的数学模型是合理的,计算结果与实际测试结果基本吻合,这一模型的提出有助于焊接质量的保证