数控机床两种几何误差建模方法有效性试验研究

数控机床在制造行业中有着广泛的应用,数控机床精度对保证被加工零件质量起着关键作用,对机床平动轴几何误差进行补偿是进一步提升数控机床加工精度能力的重要手段。几何误差建模是几何误差补偿的基础,通常采用18项或21项几何误差建模方法,基于这两种建模方法,进行误差检测、辨识与补偿。但这两种建模方法对误差补偿的不同影响还没有系统的验证研究,根据验证结果指导采用更适宜的几何建模方法,对于改善误差补偿效果有着至关重要的意义。通过已经建立的数控机床的两种几何误差建模方法建模,开展了基于这两种误差模型的数控机床平动轴几何误差检测、辨识和补偿的仿真和试验研究,并对这两种误差补偿的有效性进行了系统性的分析比较。试验研究发现,18项几何误差建模方法能够精简地描述三轴数控机床的全几何误差项,21项几何误差建模方法则存在3项冗余角度误差项,造成精度预测模型的准确性降低。当通过建立精度预测模型进行机床空间误差补偿,试验研究发现采用18项几何误差建模方法的误差补偿效果优于采用21项几何误差建模方法的误差补偿效果,即18项几何误差建模方法更适用于三轴数控机床几何误差的软件补偿方法。该研究结论对于进一步提升数控机床加工精度的能力具有理论和实际的指导意义。     

考虑削峰填谷的电气化铁路混合储能系统容量优化配置

随着我国电气化铁路的快速发展,能耗问题日益突出,极大影响了铁路的运营效益。为提升铁路的经济效益,通过混合储能系统实现再生制动能量的回收利用,在此基础上,提出了一种考虑削峰填谷的电气化铁路混合储能系统能量管理策略,通过控制储能的充放电阈值实现对铁路负荷的削峰填谷。基于此能量管理策略建立电气化铁路混合储能系统全寿命周期的经济性优化模型,以储能充放电阈值与容量配置参数为优化变量,以全寿命周期的最大净收益为优化目标,对混合储能系统经济性进行优化。采用改进的粒子群优化算法求解具体算例。通过算例分析与方案对比,验证了所提方法的有效性。     

城轨交通混合型再生制动能量利用系统及其控制策略

针对城轨交通再生制动能量利用问题,结合城轨交通供电系统负荷特性,提出一种含能馈系统与储能系统的混合型再生制动能量利用系统及其控制策略。结合城轨交通供电系统架构与负荷特性,提出混合型再生制动能量利用系统拓扑结构并分析其运行原理。以充分利用再生制动能量为目标制定系统能量管理策略,实现在多种运行模式和运行工况下的功率潮流管理。提出计及牵引网母线电压控制和系统动态功率分配的分层控制策略。通过仿真分析验证所提系统及其控制策略的正确性和有效性,并借助相关技术指标和经济性指标对不同再生制动能量利用方案进行对比。结果表明,所提分层控制策略能协调控制系统按需回馈、存储/释放再生制动能量,实现城轨交通再生制动能量高效利用,并有效抑制牵引网母线电压波动;同时,所提混合型再生制动能量利用方案能较好地兼顾技术效果和经济性,相比储能方案和能馈方案有一定优势,可作为城轨交通再生制动能量利用方案的选择之一。     

火炮身管失效机理与炮钢的发展

火炮身管材料不仅与武器寿命,也与精度、火力等战技指标密切相关。随着指标不断提升,身管服役工况愈加恶劣,而现用身管钢由于热强性低、抗烧蚀弱等问题,已难以满足火炮系统的要求。综述了项目团队在火炮失效机理突破、长寿命枪炮身管系列新材料与制备技术、实弹考核验证及应用等多方面的进展与成果,建立枪炮身管寿命关键参数(初速、精度与立靶密集度、横弹、弹带削光)与身管材料关键性能(室温低温高温强韧性、烧蚀性能、耐磨性能、疲劳性能)间的内在关系,以此为依据提出高热强性身管材料性能特征与提升思路,实现火炮身管新材料高温强度较现用材料均提高1.5～2倍以上,高温磨损率仅1/5～1/2,实弹寿命翻倍提升,且已在多个装备上应用,从材料方面为现用火炮及新一代高膛压、超远程火炮身管延寿和性能提升提供坚实技术支撑。     

铝箔粗轧第一道次轧件应力应变的三维有限元分析

采用DEFORM-3D有限元软件模拟铝箔粗轧第一道次轧件的轧辊转速和压下率对有效应力和有效应变的影响。铸轧坯料为铝合金1235,采用两辊轧机,轧辊直径为Φ180mm,辊宽为450mm。在DEFORM-3D软件中建立铝箔坯料的四分之一模型,宽度为205mm,长度400mm,厚度为3mm。轧辊温度为60℃、坯料温度为450℃。通过跟踪坯料上表面中心线不同位置点的等效应变和等效应力,分析讨论了轧辊转速为0.75rad/s、1.5rad/s和3rad/s,压下率为50%、57%和64%对轧件有效应变和有效应力的影响。研究结果表明:随轧辊转速和压下率的增加,有效应变变大,达到最大有效应变的时间增加;有效应力变大,达到最大有效应力的时间增加。较佳的轧辊转速和压下率为3.0rad/s和57%。     

基于机房设备表具图像的非侵入式故障诊断算法

空调系统的故障诊断是维持空调系统正常运行、降低建筑能耗、提升空调系统设备使用寿命的重要手段。其中,冷冻机房内的设备和系统造价及耗能占比较高,因此冷冻机房内设备和系统的故障诊断是空调系统故障诊断中至关重要的一部分。现有的针对冷冻机房内设备和系统的故障诊断研究大多依赖于建筑自动系统(BA)采集的传感器数据,传感器在实际应用中常因自身损坏和通信故障导致BA系统无法获取准确信息,而大部分大型设备中自带且更为可靠的机械表数据却没有被纳入到自动监测中。利用基于图像的故障诊断算法,以故障状态监测为目的,以冷冻机房比较普遍的日常巡检任务为切入点,以实现利用能够采集图像的巡检机器人对冷冻机房的主要设备进行自动巡检,达到空调系统的智能化管理为愿景,开发多种自动化的故障诊断算法模块。这些诊断模块具有非侵入、成本低、易部署等优点。基于图像的算法进行温度和压力表盘的示数读取。先利用迁移学习,关闭特征层的梯度更新的方式训练一个AlexNet卷积神经网络,对冷冻机房中的表盘、卧式水泵、立式水泵、压缩机4种主要设备进行分类。对于温度和压力表盘,利用图像二值化、最大连通域提取、形态学处理和边缘检测等多种图像处理方法获取...     

机械合金化联合真空热压烧结工艺制备CoCrFeNi高熵合金的力学性能和耐腐蚀性能

采用机械合金化和真空热压烧结工艺制备了CoCrFeNi高熵合金。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电感耦合等离子体发射光谱和光学显微镜对产物的相结构和微观结构进行了表征,并采用万能试验机、维氏硬度计和电化学工作站对其力学性能和耐腐蚀性能进行了研究。结果表明：与电化学还原联合热压烧结工艺以及电弧熔炼法制备的CoCrFeNi高熵合金性能相比,机械合金化联合真空热压烧结工艺制备的CoCrFeNi高熵合金具有良好的抗拉伸强度和断裂伸长率,其合金硬度是电弧熔炼法制备合金的2倍,在0.5 mol/L H₂SO₄、1 mol/L KOH和3.5%（质量分数）NaCl水溶液中,该合金具有与304不锈钢及电化学还原联合热压烧结工艺或电弧熔炼法制备的合金相当的耐腐蚀性能。     

氯胺消毒对臭氧活性炭出水水质生物稳定性的影响

以太湖流域某水厂常规工艺和深度处理工艺(臭氧活性炭,O_3-BAC)出水为研究对象,以可同化有机碳(AOC)为生物稳定性评判指标,对比研究了常规工艺与深度处理工艺出水在氯胺消毒过程中生物稳定性的变化特征。试验结果表明,尽管臭氧活性炭工艺提高了出水的浊度和耗氧量等常规水质指标的去除率,但出水在氯胺消毒后水质的生物安全性降低。当接触时间为120 min时,氯氮比为5:1和3:1的氯胺消毒后,水中细菌灭活率分别为3.26 lg和2.90 lg,AOC分别为94.87μg/L和107.31μg/L,表明采用高氯氮比(5:1)的氯胺消毒后水质生物稳定性优于使用低氯氮比的氯胺(3:1)。氯胺(5:1)消毒时当氯胺投加量为0.50 mg/L、CT值为90 mg·min·L~(-1)时,出水生物稳定性最佳。     

确定不同地层压力下气井产能的方法

目前气井产能方程主要通过稳定试井的方式来确定，但如果忽视地层压力的下降所导致的相关参数的变化，势必给气藏开发带来误差。为此，从二项式产能方程和指数式产能方程出发，推导出了确定不同地层压力下气井产能的方程式。当已知气井某一时刻的稳定产能方程后，便可确定任意地层压力下的气井产能，从而更准确地指导气井开采。