Ni60A/WC激光熔覆涂层表面抗蚀行为

牙轮钻头是钻井设备的重要部件,易受到磨损与腐蚀.为了增加牙轮钻头的工作时效,可在其表面激光熔覆强化层.本研究利用YLS-2000型激光器在牙轮钻头材料15CrNiMo钢表面分别制备了Ni60A熔覆层,以及5％、15％、25％(质量分数,下同)WC增强的Ni基涂层.采用SEM和EDS等方式分析了熔覆层的显微组织及元素分布;利用XRD分析了各Ni60A/WC涂层的物相组成,使用CHI660E型电化学工作站测试了Ni60A/WC涂层的耐腐蚀性能.研究WC含量对Ni60A/WC熔覆层的微观组织与耐腐蚀性能的影响;讨论Ni60A/WC熔覆层与基体在不同pH值腐蚀液中的腐蚀行为.结果表明:随着WC含量的增多,涂层组织出现微区定向凝固;各涂层中均出现了γ(Fe,Ni)以及M23 C6、M6 C等金属间化合物;相比于基体,在不同pH值腐蚀液中,Ni60A/WC涂层的自腐蚀电流密度降低了1～2个数量级,具备良好的耐腐蚀性能,但其耐腐蚀性与WC的添加量呈负相关;富H+、OH-环境促使钝化膜由低价氧化物转变为高价氧化物.     

激光熔覆铁基合金梯度涂层的组织性能及应用

辊轴是高速线材轧机的重要部件,轴颈表面易磨损,为了延长辊轴的服役寿命,可以对磨损后的轴颈表面进行激光熔覆再制造。但是辊轴表面硬度较高,激光熔覆高硬度粉末易产生大量裂纹,而梯度熔覆则可在一定程度上解决此问题。前人关于梯度熔覆的研究多集中于理论及工艺阶段,鲜见应用于实际修复中。本工作利用4 k W光纤激光器在辊轴材料45~#钢基体表面逐层熔覆了Fe1合金粉末和Fe5合金粉末,前者为过渡层,后者为强化层。利用渗透探伤检测了涂层表面的缺陷情况,运用OM、SEM和EDS等手段分析了熔覆层的显微组织及元素含量变化,采用XRD技术分别分析了各层的物相组成,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度。结果表明,梯度熔覆层表面形貌良好,无宏观裂纹,内部组织致密无缺陷。各层之间呈现良好的冶金结合,过渡层与强化层结合处的晶粒出现了细化,上层晶粒比下层晶粒细小。XRD分析表明,过渡层主要由奥氏体组成,强化层由奥氏体和马氏体两相组成。熔覆层硬度呈典型的梯度分布,强化层平均硬度为566. 12HV_(0. 2),达到了辊轴的硬度要求,过渡层平均硬度为385. 98HV_(0. 2),起到了很好的缓冲作用。最后,推导出了激光熔覆时机械臂与轴颈转速之间的关系模型,取得了较好的修复效果。     

基于模态叠加法的大型风力机典型工况动态特性分析

为提高复杂多变工况下风力机工作性能和使用寿命,建立风力机动态特性计算模型,采用了基于模态叠加法的风力机动态特性计算方法,并对2 MW大型风力机在启动、正常停机、湍流、阵风等典型工况下进行动态特性分析,总结了在不同工况下风力机的动态特性。结果表明:在极端运行阵风作用下风力机的动态特性最为明显,叶尖处的最大动响应的最大值相对于其稳态振幅均值反向增加了359.78%,塔架顶部的最大动应力的最大值相对于稳态应力均值增加了357.63%,该结果为风力机系统进一步优化设计与提高其运行效率及安全性提供了理论依据。     

含轴向偏载的行星齿轮传动系统动态特性研究EI北大核心CSCD

轴向偏载是影响行星轮传动系统工作状态的重要因素,以行星轮传动系统为研究对象,运用牛顿动力学理论建立了行星传动平移-扭转动力学模型,讨论了轴向偏载对啮合刚度的影响。在考虑轮齿齿面接触特性基础上,揭示了轴向偏载对行星传动系统动态特性的影响。研究表明:太阳轮发生轴向偏载后,齿面接触区域产生偏移,其啮合刚度也随之发生改变。随着偏载的增大,啮合刚度逐渐减小,对行星传动系统的高阶固有频率影响较为明显。太阳轮与行星轮的外啮合动载荷将出现转频成分,并且当偏载增大时,其转频成分将明显增大,但其他频率成分基本保持不变。当存在轴向偏载时,浮动轨迹由圆形分布变为椭圆形分布,浮动轨迹中的变形量增加,从而系统振动更加明显,啮合冲击更激烈,影响系统的使用寿命。     

蓄热式加热炉内速度场和压力场的数值模拟

建立了蓄热式加热炉内气体流动的三维、稳态流动数学模型,求得了炉内速度场和压力场;在此基础上,探讨了在不同出口压力工况对炉内速度场和压力场的影响。研究结果表明,增大出口负压一方面可以显著增大出口处烟气的流速,但对炉膛其它部分烟气的流速影响不大,另一方面仅可以影响炉宽方向的压力水平,但不影响该方向的压力分布;此外,当出口负压从-600 Pa增大到-1 000 Pa时,炉门处负压升高并与外界的压差减小,蓄热式加热炉的运行状态得到了改善,但当出口负压继续增大到-1 200 Pa时,炉门处负压显著升高,蓄热式加热炉的运行状态受到了恶化。     

分布式MIMO雷达中仅使用多普勒频移的直接定位技术

本文研究了MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）雷达系统中,仅使用多普勒频移（Doppler Frequency Shifts, DFS）信息对目标进行直接定位（Direct Position Determination, DPD）的方法。通常的两步定位的方法需要先将定位参数从接收信号中提取出来再通过求解参数与目标位置的关系方程对目标位置进行估计。这一过程由于忽略了所有测量参数的提取必须相对于同一个目标位置的约束条件,因而是次优的定位方法。针对这一问题,本文提出了一种基于极大似然（Maximum Likelihood, ML）准则的直接定位算法,可以不需要进行参数提取而集中地处理所有接收到的数据,实现对目标位置的一步估计。仿真结果表明,所提算法性能在较低信噪比（signal to noise ratio, SNR）的条件下优于两步定位法,且在较高信噪比下与两步法定位精度相当。      

开放式Web三维零件资源集成库系统开发

为实现对机电行业中存在的大量标准化、系列化零件资源的集成管理与信息高度共享,综合应用.NET框架下的三维CAD系统二次开发、ADO.NET、Web3D、AJAX(异步刷新)、Web服务等系统实现使能技术,开发了面向机电行业的开放式Web三维零件资源集成库系统。首先,基于B/S模式设计了系统五层架构;而后详细介绍了零部件三维模型在线浏览与参数化驱动设计、零件资源库快速构建与动态扩展、分布异构零件库资源Web服务集成等系统主要功能模块的实现过程;最后给出了系统开发实例及其在复杂产品协同设计链中的应用模式。     

基于梯度提升决策树的电力短期负荷预测模型

为提高短期负荷预测的预测精度,本文基于梯度提升决策树,对电力系统短期负荷预测模型进行研究。梯度提升决策树是通过将梯度提升机和决策树相结合,用大量的历史负荷和气象等数据进行训练,在损失函数负梯度的方向上生成新的决策树,不断优化预测结果。以某地区电力负荷数据为例,对比传统的BP-NN和RBF-NN预测模型。研究结果表明,与其它两个模型相比,基于梯度提升决策树的预测模型对于工作日负荷的预测误差分别降低了1.56%和1.73%,对于休息日负荷的预测误差分别降低了1.60%和1.53%,预测精度得到明显提高。而且该模型不仅可以克服易陷入局部极小值问题,还有效地减小了多因素之间关系互嵌、信息冗余对预测精度的不良影响,验证了该模型研究的合理性和有效性。     

激光熔覆零件破损边界提取和形状还原研究

为了快速、准确地提取零件破损边界,直观地反映零件损伤的过程和结果并进行形状还原,更好地实现激光熔覆再制造修复复杂破损零件,依据激光熔覆的工艺特点对破损零件的缺陷类型进行划分,并对不同类型缺陷进行破损边界提取和形状还原方法的研究。提出基于曲率阈值和法矢夹角阈值的表面浅斑类损伤边界特征以及基于3-D比较的局部深层类损伤边界特征进行提取的方法,采用NURBS曲面对表面浅斑类损伤零件和传统曲面造型方法对局部深层类损伤零件进行形状还原,最后路径规划进行激光熔覆再制造修复实验验证。结果表明,此方法提高了其破损区域提取和还原的精度和效率,熔覆形貌波纹度较小。该研究为零件破损边界提取与形状还原在激光熔覆再制造的应用提供了理论基础。     

基于BIM技术及三维激光扫描技术的古建筑修复保护研究

将三维激光扫描技术与BIM技术进行衔接,应用于古建筑的保护与修复,能发挥两种技术的优势。先通过三维激光扫描技术准确获取古建筑的几何信息,生成点云模型,再基于点云模型,建立BIM模型,从而实现文物古建筑修复的正向设计,为修复施工、古建筑维护、信息存档提供技术支持。