焊接机器人翻转工作台的设计与分析

针对焊接精度要求不高的焊接机器人应用场合,设计出一种成本较低、位置控制精度较好的翻转式焊接工作台,以满足中低端产品的焊接工艺要求。在该翻转式焊接工作台中,采用气动马达作动力输出,蜗轮蜗杆大传动比传动系统作高精度分度装置,光电编码器作位置信息获取装置,并通过闭环控制实现高精度翻转运动。仿真结果表明,该焊接工作台最高转速达到14r/min,能够满足大多数产品的焊接需求。设计的焊接机器人翻转工作台为中低端焊接产品提供了一种经济、有效的焊接机器人应用方案,对降低焊接机器人的应用成本、提高焊接生产效率具有重要意义。     

含控制时滞的海洋平台前馈反馈最优跟踪控制

通过引入状态变换,将含控制时滞的海洋平台系统转化为无时滞系统.然后,通过引入渐近稳定的期望系统,基于波浪力线性外系统近似模型,给出了海洋平台系统基于二次型性能指标泛函的前馈反馈最优跟踪控制器设计方法及其控制器的存在唯一性条件.控制器的前馈增益矩阵和反馈增益矩阵可分别经由求解代数Riccati方程和Sylvester方程得到.仿真算例表明了方法的有效性,且在减小平台的振动幅值和控制力方面,前馈反馈最优跟踪控制方法优于前馈反馈最优控制方法.     

基于峰度检验和小波包分解的海洋平台脉冲噪声处理方法研究

海洋平台处于复杂的环境中,不仅受到风浪流的作用,而且还受到平台本身各种机器运转的影响,所以在平台上采集的信号一般都不可避免地包含大量噪声.其中,脉冲噪声是振动响应数据处理中经常遇到的干扰,严重影响了后续损伤敏感特征的提取.为了更好地消除脉冲噪声对特征提取的不利影响,引入了一种峰度检验和小波包阈值联合的降噪方法.将测得的...     

基于随机子空间法的海洋平台模态特征实时提取方法研究

海洋平台结构模态特征实时提取是其结构健康监测的一项重要手段.针对传统随机子空间算法在有限测点下无法反映结构整体特征的问题,提出了一种改进的协方差驱动随机子空间模态实时提取方法.该方法基于一种新的Hankel元素重构方式,构建了结构实际空间信息与算法的相关性,并有效降低了计算矩阵的维度,从而显著提高了平台模态识别的准确度...     

海冰作用下平台结构自激振动的参数分析与响应的数值计算

本文依据Ｍａａｔｔａｎｅｎ的自激冰力模型,分析了冰和结构的各种参数对海冰作用下平台结构自激振动的影响;对不同动力特性的导管架平台结构简化模型,进行了海冰作用下结构自激振动响应的数值计算,发现了自激冰力和结构振动的一些特征,为进一步理解冰致平台结构自激振动现象,避免自激振动的产生及采取相应的控制措施提供了有益的结果。     

考虑温度梯度的模态应变能法海洋平台损伤检测研究

针对导管架式海洋平台,研究了海水温度梯度对结构整体损伤检测方法之一的模态应变能法的影响。以一个导管架平台为模型,考虑温度对钢材弹性模量的影响,建立了该平台在模拟的海水温度梯度下的有限元模型。通过使用模态应变能法对该模型进行损伤检测,总结了温度梯度对基于模态应变能法的海洋平台损伤检测的影响规律。结果表明温度梯度会使该方法损伤定位能力变弱,对结构冗余度越大的构件影响越大;同时会使损伤程度识别精度降低,构件结构冗余度越大、损伤程度越小,影响越大。     

导管架式海洋平台磁流变阻尼隔震结构的模型试验

针对渤海JZ20—2MUQ导管架式海洋平台结构，进行1：10比例模型的振动台试验。首先通过扫频分析得到模型结构的基本力学性能和参数；然后进行隔震装置性能试验，确定控制参数；最后对模型结构进行振动台试验研究，考查三种地震作用下的结构反应。试验结果表明：导管架式海洋平台结构的磁流变阻尼隔震方案对于减少导管架结构的振动、平台甲板的加速度和隔震层相对位移是非常有效的。     

海上风电场基础形式及配套施工技术

根据不同的水深及地质条件,结合已建成的海上风电场基础形式及施工方法,介绍和研究了重力式、单桩、群桩、设置沉箱、沉井及吸力式筒形基础等几种形式。对不同的基础形式,分别提出了自升式平台、浅吃水半潜驳、打桩船及整体浮运吊装等相应的基础施工方法。根据风机机组类型,对塔筒和风机的安装也做了介绍。     

复合材料纤维铺放自动编程技术研究

纤维铺放是近年来发展最快、最有效的复合材料构件成形技术之一。结合所研制的纤维铺放设备,研究复合材料纤维铺放自动编程技术。在已知芯模曲面和纤维铺放路径的基础上,运用机器人学原理建立了纤维铺放机构各杆件坐标系,设计了空间机构运动学逆问题的简化求解算法,针对纤维铺放路径上的每个控制点,得到纤维铺放机构各运动关节位置和姿态。根据传动机构的组成,计算出各驱动步进电机的转角,从而生成纤维铺放机运动控制指令代码。基于CATIA开发平台CAA,开发了复合材料纤维铺放仿真软件模块。     

固定式导管架平台超常振动及减振措施试验研究

通过4个1／20的导管架平台模型试验，研究了直立式桩腿导管架平台在海底淘空条件下的超常振动原因及其减振方案，提出了结构频率降低以及导管架与桩之间的碰撞是造成该平台剧烈振动的根本原因及其相应的治理措施。     

大气环境温度与压力传感器的自动化标定系统研究

目前大气环境传感器的测试和标定主要依赖于人工手动操作完成,测试和标定效率较低,结果准确率较差。为解决该问题,在分析大气环境传感器工作原理的基础上,搭建了一套由真空泵电机、气压控制器、高低温箱、金属密封腔、标准数字温度计、工控机、待标定大气环境传感器等部分组成的大气环境传感器硬件测试平台,并设计了大气环境自动化软件测试系统,通过工控机控制标准环境,对标准环境参数进行周期采样,自动判定稳态并记录标定所需参数,从而拟合出标定曲线。对待标定温度和压力传感器进行自动化标定测试,结果显示：温度标定的拟合相关系数为0.994 5,重复性误差为0.087%;压力标定的拟合相关系数为0.996,重复性误差为0.046%,验证了测试系统的可行性。此研究成果为大气环境传感器快速部署应用提供了有力支撑,对于推动自动化技术在大气环境参数测量领域中的应用具有重要意义。     

Buoyancy potential conserving technique for dynamic analysis of offshore pipes and risers

The paper describes the midpoint algorithm for the solution of dynamic equilibrium equations in the marine environment for the non‐linear dynamic analysis of flexible pipes and riser systems in 3D configuration. It has been shown that proposed method has an advantage over traditional time marching method by means of long‐term stability and larger time steps. The mid‐point algorithm used for the time integration is considered ‘approximate buoyancy‐energy conserving algorithm’. Emphasis is placed on elements that use the Reissner–Simo beam theory or a related co‐rotational approach. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于机器视觉与运动控制的轨距尺检定器自动化检测技术研究

人工操作轨距尺检定器繁琐耗时,通过运动控制与机器视觉两项技术集成实现检定器的自动化改造。由数显卡尺长度标准、链式传动机构及步进电机构成两个闭环定位子系统,实现轨距及超高参数测点的自动运动控制。在显示表盘图像中依据亮度、几何形状结构和拟合特征信息识别出各类示值特征及其相互关系实现机器视觉读数。实验结果表明:技术集成后可完成各类轨距尺的自动化检测过程。     

碰撞条件下碳纤维增强复合材料（CFRP）加固自升式平台桩腿的性能分析

老龄化海洋平台在与船舶碰撞的碰撞事故作用下,会导致桩腿的变形,降低其承载性能。为了降低碰撞对桩腿受力性能的影响,提高桩腿的耐撞性能,提出了利用吸能能力较强的高强碳纤维增强复合材料（CFRP）加固平台桩腿局部损伤的方法。以某自升式海洋平台的桩腿为例,利用有限元法建立简化的碰撞模型,通过在局部损伤部位粘贴CFRP材料来提高桩腿的耐撞性能,验证CFRP加固方法提高其耐撞性能的有效性。研究表明,相同的碰撞条件下,在加固前碰撞力使桩腿产生了接近屈服强度的应力;在粘贴2层CFRP布后,桩腿吸收的能量下降56.8%,极值应力下降了8.66%。在粘贴CFRP板后,桩腿吸收的能量下降70.68%,桩腿的极值应力下降55.84%。随着CFRP厚度的增加其吸能的能力越强,桩腿的耐撞性能越好,提高了桩腿的受力性能。     

神华重载铁路技术创新平台构建与运行

发展重载铁路是国家宏观环境对神华集团有限责任公司提出的要求。重载铁路技术创新的特点决定了其必须采取开放式创新的模式,构建创新平台是发展重载铁路技术的必然选择。介绍了神华重载铁路技术创新平台构建所坚持的需求引领、企业主导、整合资源、依托项目、高效适用和持续创新的总体思路,论述了重载铁路技术创新平台的组织、人才、资金和制度等构成要素,分析了重载铁路技术创新平台运行的过程。通过重载铁路技术创新平台的构建与运行,神华铁路形成了独具特色的重载铁路技术创新模式,取得了一系列技术创新成效,有力地支撑了企业战略目标的实现,为同类型企业乃至行业的技术创新提供了新思路。     

粉煤灰复合活性剂在A-TIG焊中增加熔深的机理研究

为实现对工业废弃物粉煤灰的剩余价值利用,尝试以粉煤灰作为主要原料制备焊接复合活性剂,并在AZ91镁合金板上进行A-TIG焊.利用焊缝的电特性实时采集、焊接温度场采集、电弧力测试等手段研究活性剂对电弧影响,通过熔池Bi粒子示踪实验探究活性剂对表面张力温度梯度影响.结果 表明:与常规TIG焊相比,粉煤灰复合活性剂可以使焊缝熔深增深1.4倍,熔宽减小,深宽比是常规TIG焊的1.43倍.粉煤灰复合活性剂中氟化物的解离和电离吸热过程、带电粒子的电子扩散和复合过程可以促进电弧收缩,使焊接电压升高,热输入量提高.而活性剂中的氧化物既可以通过对电弧的机械压缩作用强迫电弧收缩,又可以通过电离产生的氧元素实现对熔池液态金属表面张力温度梯度系数的改变,提高熔池中心热输入.A-TIG焊AZ91镁合金熔深增加是电弧收缩理论和表面张力温度梯度改变理论共同作用的结果.     

激光型基准平台的研制

介绍了一种新型的激光型基准平台.该平台运用重力摆技术使光平台在一定范围内达到了自动安平的功能;运用激光在球面镜单根母线上的光学成像原理、光学补偿技术,解决了宽范围正交光平面的聚集问题;输出了两条正交的水平光基准面与垂直光基准面,通过水平旋转机构与支架升降机构实现了两基准面上、下、左、右位置的任意移动,并保持输出信号基本特性不变.     

Theoretical and practical aspects of seeding technology for fusion welding

In numerous applications, contradictory properties are demanded from welded joints; for example, high seam strength and good formability or high hardness value and wear resistance with the highest possible toughness. Controlling the solidification behaviour by means of seeding the molten weld metal represents a very effective method of fulfilling such contrary demands. For this purpose, seeding methods were modified for welding technology in such a way that microstructures can be specified. The choice of seeding materials is based on a theoretical model which describes the functioning mode of complex inoculants in a melt. The effectiveness of the procedure was investigated on ferritic chromium‐steels by using various seeding methods and complex inoculants. Moreover, pronounced seeding effects were verified on nickel based superalloys and titanium.     

汽车法兰自动平衡去重组合机床的研制

介绍了一种适用于汽车法兰及类似转子的自动平衡去重机床的系统结构和去重模型。该机以虚拟仪器、可编程控制器（PLC）、单片机为核心组建，采用外圆弧铣削方式进行动平衡校正，将几何计算与人工手动补偿的曲线拟合结合起来进行校正值计算，实践证明，该机操作方便、平衡精度高、价格适中、生产效率高，具有广阔的市场前景。     

漂浮式风力机平台动态响应的优化方法探讨

为研究漂浮式风力机平台动态响应的优化措施,分别提出平台附加螺旋侧板和平板的方式。建立基于Spar平台的5MW风力机整机模型,利用有限元软件进行水动力计算,得到了结构运动和波浪力的幅频特性。并通过与附加螺旋侧板和平板情况下的频域和时域动态特性参数对比,探讨两种措施是否对结构的运动性能起到提升作用。结果表明：附加螺旋侧板后,结构在垂荡和纵摇上的运动幅值均得到了明显抑制;附加平板可以有效降低结构的垂荡频域响应峰值,但对纵荡和纵摇影响很小;在考虑实际风、浪、流载荷作用时,两种措施都能起到对结构运动性能的优化作用,附加螺旋侧板的优化作用更为优越。