基于迭代算法的焊接电弧发射系数重建

采用代数迭代重建算法(ART)来恢复焊接电弧等离子体发射系数.开发了ART算法的MATLAB语言计算程序,并通过一个已知的偏置高斯模型验证了该算法的有效性.以一个TIG焊接电弧为例,图像法测量得到电弧光谱强度,利用所开发的ART算法程序重建了发射系数,并将计算结果与常用的Abel逆变换恢复的发射系数进行了比较.结果表明,ART算法的重建精度较高,可用于焊接电弧发射系数的恢复.     

基于粒子群算法的加热炉空气系数寻优

加热炉中燃料在燃烧的过程中选择合适的空气系数α是节约能源的关键。只有将α控制在一个合理的范围之内,才能最大程度的降低热损失。由烟气热损失率以及不完全燃烧热损失率与α的函数关系得到寻优函数,使用MATLAB仿真粒子群算法对寻优函数的寻优过程,在燃料热值突变和工况变化时快速找到新的合适的α,达到燃料充分燃烧,提高热效率的目的。仿真结果充分验证算法的可行性和优越性,理论上实现了用相对较少的燃料得到较高的热效率。     

轴对称磁场对电弧离子镀弧斑运动的影响

研究了轴对称磁场对电弧离子镀弧斑运动的影响规律,利用有限元分析软件FEMM对轴对称磁场的分布进行了模拟,采用SHT-V型磁场测试仪测试了磁场强度,分析了靶面不同磁场分量的分布规律.从电弧斑点放电的物理机制出发,探讨了不同磁场分量和轴对称磁场对电弧离子镀弧斑运动的影响机制.结果表明,轴对称磁场通过影响空间正电荷密度n~+的分布而作用于弧斑运动;随着轴对称磁场横向分量的增加,电弧斑点由随机运动逐渐转变为向靶面边缘扩展的旋转运动,弧斑运动速度加快,电弧电压升高,电流下降;当横向分量增加到临界强度(B_T≈30 Gs)时,弧斑在靶材边缘稳定的快速旋转运动并在靶沿处上下抖动,弧斑分裂,靶面中心处每隔0.5 s左右出现多个细的圆斑线,然后很快向外扩展消失;靶材边缘出现明显的刻蚀轨道.     

旋转电弧机器人V形坡口焊缝跟踪模型与仿真

通过建立旋转电弧传感器扫描V形坡口焊缝时焊枪空间姿态数学模型,提取焊枪三维信息,根据V形坡口焊缝特点,推导出焊枪纠正偏差后ABB机器人的工具坐标系相对于基坐标系的变换矩阵,结合机器人逆运动学,建立了ABB机器人对V形坡口焊缝跟踪纠偏的数学模型,并针对该模型的求解提出了一种渐进粒子群优化算法,利用LABVIEW并结合该算法对该模型进行仿真分析,得出了左右、高低跟踪偏差. 结果表明,模型具有准确性、有效性以及该算法的高效性,为旋转电弧传感器与ABB机器人相结合对V形坡口焊缝进行自动焊接提供了理论依据.     

输油管TIG焊接电弧温度的光谱诊断

测定电弧温度对于深入理解焊接电弧在不同环境下的物理特性,从而寻求改善焊接质量的新途径有重要意义.笔者介绍了电弧等离子体光谱理论及光谱诊断方法,对TIG焊电弧光谱进行了采样分析.通过对光谱数据的分析指出钨元素谱线具有较好的利用价值.利用等离子体光谱诊断法对不同电流和不同弧长的电弧光谱和电弧温度进行了对比分析,并时其变化规律做出了解释.本研究工作对于输油管TIG焊接电弧物理的研究具有参考价值.     

轴对称磁场对电弧离子镀TiN薄膜结构及摩擦性能的影响

利用轴对称磁场增强电弧离子镀工艺制备TiN薄膜,对薄膜表面大颗粒尺寸、数量及大颗粒与薄膜的面积比进行了分析统计,研究了轴对称磁场横向分量强度对薄膜表面大颗粒尺寸和数量、薄膜组织结构及摩擦性能的影响,结果表明,随着轴对称磁场横向分量强度的增加,大颗粒的尺寸和数量大幅度减少,不同尺寸大颗粒的形貌差别很大,TiN薄膜的(111)择优取向增强,薄膜的晶粒尺寸减小且分布均匀:同时,薄膜的摩擦系数及其随时间的波动减小,耐磨性增强.     

焊接电弧电离区域与边界的诊断

焊接电弧是一种以气体放电实现电热转换的热源,其电离区域的尺度以及有效作用范围与其能量密度的分布有直接的对应关系.采用发射光谱诊断法,通过对电弧径向的氩原子和氩离子谱线强度的定量检测,获得了电弧内气体电离区域和气体原子激发辐射边界的尺度.克服了以往摄像手段由于曝光因素而无法定量观测电弧的问题,并将电弧光谱边界测定方法应用于脉冲电弧的观测,对电弧导电的物理概念以及电弧热源的建模等提供了认识的依据.     

非轴对称复杂构件的成形工艺优化

通过有限元模拟与实验验证对非轴对称复杂构件成形工艺进行优化。带有V形高筋的复杂形状构件作为关键承重部位被广泛应用。模拟了一次整体加载成形和两次局部加载成形的成形过程,研究了金属的流动特点。模拟结果显示,两次局部加载成形明显降低了成形载荷,提高了金属的充填成形能力,所需的成形载荷明显低于一次成形所需载荷。本文研究了金属成形时所需的成形载荷和速度流动场分布。实验结果表明两次局部加载成形明显降低了成形载荷,成形件满足尺寸精度与机械性能要求。     

基于PSODE算法的机场充电桩规划研究

基于当前机场逐步实行车辆“油改电”的大背景,研究了今后机场充电桩的布局规划问题。建立了以充电桩管理建设费用、电动特种车辆路上运行费用及充电等待费用最小为目标函数的充电桩选址模型,在粒子群算法的基础上引入信息互融机制,提出了差分进化粒子群算法作为模型求解方法,克服了粒子群算法易陷入局部最优和精度低的缺陷,增加了种群多样性及全局寻优能力。最后结合机场实例确定充电桩布局选址的具体方案,证明了模型算法的可行性和有效性。     

干式高压环境对TIG焊接电弧温度的影响

干式高压焊接时,环境压力对焊接电弧的影响不容忽视.电弧温度是焊接电弧物理特性的重要参数之一,测定高压环境下的电弧温度对于深入理解焊接电弧在高压环境下的物理特性,从而寻求改善水下干式高压焊接质量的新途径有重要意义.介绍了电弧等离子体光谱诊断方法,对高压环境下的TiG电弧光谱进行分析,建立了一套切实可行的高压环境电弧温度测量方法.对高压环境焊接电弧温度变化规律进行了分析,建立了环境压力与电弧温度的函数关系式,并对试验结果进行了讨论.研究结果对于高压环境焊接电弧物理特性的研究具有参考价值.     

Modeling of mechanical properties of as-cast Mg-Li-Al alloys based on PSO-BP algorithm

Artificial neural networks have been widely used to predict the mechanical properties of alloys in material research.This study aims to investigate the implicit relationship between the compositions an...     

改进混合粒子群算法优化热轧负荷分配

热轧带钢精轧过程的负荷分配是制定精轧轧制规程的核心。为制定合理的负荷分配方案并提高生产效率与产品质量,在粒子群算法中引入杂交策略和收缩因子,构成改进后的混合粒子群优化算法。杂交策略的引入可以增强粒子种群的多样性,避免算法在收敛后期因粒子多样性不足而无法跳出局部极值。收缩因子可以有效约束粒子飞行速度,增强算法局部收敛能力。杂交策略与收缩因子两者共同作用可以明显改善算法的收敛性能。函数测试与仿真试验结果表明,改进的算法具备很好的收敛速度和收敛精度,对负荷分配的优化也十分有效。