基于GTW与GTI性能指标的平面5R对称并联机器人的优化研究

机器人结构参数即杆件尺寸的优化设计是并联机器人领域中一个非常重要的研究内容。为优化5R并联机器人的结构参数,给出以下步骤:首先,绘制出5R对称并联机器人的平面设计空间;然后,利用传动角的概念,通过局部传递性能指标LTI(Local Transmission Index)的合理取值范围,定义了两个性能指标:最优传递工作区域GTW(Good-Transmission Workspace)和全局传递指标GTI(Global Transmission Index),并在绘制出的平面设计空间内绘制出了GTW和GTI性能图谱;最后,给出优化设计流程,基于绘制的性能图谱,对5R对称并联机器人进行了优化设计。最终优化得到的机器人,只要传动角在一定范围内运行,不仅能满足工作需要,而且具有良好的运动和力传递性能。     

面向装配序列规划的最小生成树方法

基于最小生成树的求解方法,提出了一种简单、直观、通用性强的装配序列规划新方法。根据图论的基本知识,建立零件连接图,从产品可装配性的角度分析了影响两零件间装配关系密切程度的因素,引入了装配关系密切值λ,对零件间装配关系的密切程度进行了量化评判,再通过运筹学中求解最小生成树问题的破圈法,对零件连接图中的圈进行破除,即消除每个圈中装配关系密切值最小的边,得到最大密切程度的装配体生成树,之后对装配体生成树进行干涉分析,剔除了大量的冗杂序列,从而得到既可行又最优的装配序列。最后通过实例验证了此方法的有效性。     

加载方式和锚固长度对钢筋套筒灌浆连接性能影响试验研究

考虑三种加载方式(重复拉伸、高应力反复拉压、大变形反复拉压)与锚固长度(6.5d、7d、8d)对接头连接性能的影响,对40个试件进行拉伸试验,研究其破坏形态、力-位移关系曲线、应变分布等,分析该连接试件的约束机理与灌浆料裂缝开展过程,确定其光滑段与变形段的应力分布及钢筋临界锚固长度。结果表明:试件破坏模式包括钢筋拉断和螺纹端钢筋拔出破坏;循环荷载作用下,接头刚度退化严重;随钢筋锚固长度减小,试件耗能能力减小。套筒表面纵向与环向峰值应变位置和光滑段与变形段的黏结应力分布受钢筋锚固长度影响显著。钢筋直径为12 mm和20 mm的试件临界锚固长度分别为5.42和5.48倍钢筋直径。     

基于铸机扇形段的连铸板坯热装预处理工艺设备开发

连铸板坯的热装热送作为钢-轧界面重要技术,在绿色减碳、提高成材率和缩短生产周期方面起关键作用。微合金钢连铸板坯热装温度及比例持续提高的限制性环节是钢板表面的红送裂纹缺陷,针对此问题首钢自主设计开发了基于铸机扇形段的板坯热装预处理的工艺、设备及控制系统整套技术,实现了高温铸坯表面组织细化及强韧化,消除了高温热装轧材表面的“红送裂纹”缺陷问题,解决了快冷条件下高温铸坯弯曲变形、冷却均匀性等难题,最大限度保留了高温铸坯内部温度,提高整体热装温度。相比同类技术具有更好的经济性及可复制性。     

Si含量对Fe-Cr-Si系合金组织与耐蚀性能的影响

利用电弧熔炼工艺制备了不同Si含量(6wt%、8wt%、10wt%、12wt%)的Fe-Cr-Si系合金,系统研究了Si含量对Fe-Cr-Si系合金组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明,4种不同Si含量的Fe-Cr-Si合金均由初生树枝晶和枝晶间基体组成,Si含量的增加促进了合金中金属硅化物Fe₃Si的形成。Fe-Cr-Si系合金在10%HCl中均表现出良好的耐蚀性能,浸泡72 h后合金表面形成的SiO₂具有钝化作用,且Si含量的增加可以显著提高合金的耐蚀性能,当Si含量达到12%时,耐蚀能力为2Cr13不锈钢的26倍。     

基于EEMD-LSTM的冷连轧机振动预测研究

针对冷连轧机振动具有非线性、非平稳,以及与当前和历史状态息息相关的特点,提出了基于集合经验模态分解(EEMD)-长短时记忆循环神经网络(LSTM)的轧机振动预测模型。采用EEMD方法将轧机振动加速度分解为若干个频率单一、相对平稳的IMF模态分量和残差分量,有效地降低了振动加速度信号的复杂性;采用具有记忆单元的LSTM网络建立轧机振动预测模型,并通过引入历史振动信息显著提高了轧机振动的预测精度。仿真结果表明,EEMD-LSTM模型较LSTM模型的预测精度提高了11%,对轧机振动有很好的预测效果,并分析了各工艺参数与轧机振动之间的定量关系,为快速抑制轧机振动、优化轧制规程提供了参考。     

低碳高强舰船用钢的CCT曲线及其组织性能

采用Gleeble-3500热模拟试验机、光学显微镜和扫描电镜等研究了低碳高强舰船用钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)及热轧后终冷温度对组织性能的影响。结果表明,试验钢连续冷却转变只发生了铁素体、贝氏体相变。试验钢轧后快速冷却至不同终冷温度立即空冷工艺下,室温组织主要为贝氏体和多边形铁素体,且随着终冷温度降低,贝氏体的含量增多。与直接空冷至室温相比,随着终冷温度提高,试样的强度呈先降低后增加趋势,然而,终冷温度提高到650 ℃时,试样强度却降低。终冷温度为600 ℃时,屈服强度和抗拉强度最高,分别为644.28 MPa和为679.71 MPa,－20 ℃的冲击吸收能量最优,为112 J。     

退火温度对冷轧Fe-0.4C-10Mn-6Al高强钢组织与力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、电子万能拉伸试验机、X射线衍射以及背散射电子衍射等技术方法研究了退火温度对冷轧态Fe-0.4C-10Mn-6Al高强钢的组织与力学性能的影响。结果表明,试验钢冷轧后的微观组织主要为δ-铁素体、α-铁素体、奥氏体、马氏体与碳化物,退火后的组织主要由δ-铁素体、α-铁素体、奥氏体与碳化物组成,其中奥氏体含量因马氏体逆转变而随着退火温度升高而增加。随着退火温度的升高,屈服强度、抗拉强度均逐渐降低,伸长率逐渐提高。当退火温度达到800 ℃时,试验钢的强塑积达到27.84 GPa·%,有较好的综合力学性能。