基于激光超声的电弧增材制件内部缺陷深度检测

针对增材制件表面质量差、内部缺陷在线检测困难的问题,开展激光超声对电弧增材制造试块内部缺陷检测的研究。为保证缺陷检测结果的准确性,采用缺陷反射法与激发源、接收源同步移动检测方式。对比理论计算、仿真分析、实验结果,确定传播路径和检测波形,在A扫中得到缺陷反射波幅值,在B扫中得到缺陷反射波成像,根据幅值大小和成像结果,准确探测出10 mm深度内直径为1 mm的内部缺陷,得到缺陷深度影响规律。研究结果为增材制造在线检测提供了参考。     

基于深度残差网络的有色金属破碎料视觉识别方法

为从报废机械中回收和分选有色金属,提出一种基于深度残差网络的有色金属破碎料视觉识别方法,使分选过程自动化。为从彩色CCD相机采集的图像中获得金属破碎料的感兴趣区域(ROI),通过反距离加权插值算法优化大津方法,使得图像分割的阈值可以自适应调节,以取得更好的分割效果。有色金属破碎料的感兴趣区域作为一个39层的深度残差网络的输入用以训练网络,深度残差网络输出每个有色金属破碎料的类别,工控机通过这种算法和相机标定获取破碎料在传送带上的位置和类别信息来控制分选机构。作为对比,开展了基于传统的卷积网络,如AlexNet、VGGNet16、VGGNet39、GoogLeNet(Inception V2)的有色金属破碎料识别测试。结果表明,基于深度残差网络的方法对铝料、铜料和其他杂料的识别准确率分别达到98.7%、98.9%、96.2%,优于基于传统的卷积网络。     

基于FEM的热锻模磨损分析与寿命预测

锻模磨损是热锻模失效的主要形式,对热锻模的磨损进行分析显得尤为重要.建立了基于磨损计算的三维有限元模型,对轮毂热模锻成形过程进行热力耦合分析,实现了成形过程的仿真,得到了模具应力分布和模具磨损分布,预测了成形所需的载荷力;根据热锻模具在工作时的模膛磨损分布趋势,对热锻模型腔表面的关键部位的磨损进行观察,并对热锻模具的使用寿命进行了预测.研究结果表明,采用有限元模拟与磨损理论相结合的方式预测热锻模寿命,与实际使用状况相符,可以为实际的热锻模具设计及锻造生产提供参考.     

热锻模具型腔表层温度场分布及回火效应的研究

温度对热锻模的力学性能有很大影响,温度的变化导致锻模失效。通过对轿车轮毂热锻成形过程的模拟分析,得到了锻模型腔表面和表层的温度分布规律,证明了在热锻模内部温度场呈梯度分布。同时对热锻模具的回火效应进行定性分析,揭示了等效回火温度和等效回火时间对模具的寿命影响。提高热锻模具的使用寿命,关键是尽可能的减少坯料和模具的接触时间来降低模具的温度幅值,为实际的生产提供参考。     

超大型环件径轴向轧制过程偏移机理及自适应模糊控制方法研究

超大型环件径轴向轧制过程容易产生偏移,影响环件轧制稳定性和成形质量。为研究环件偏移机理及其控制方法,分析了轴向孔型滑移区中前滑区和后滑区的分布变化规律,建立了理想情况下不产生环件偏移时锥辊旋转运动学条件,获得了滑移区的最优速度匹配系数。此外,从历史轧制数据中归纳人工控制经验后提出了基于锥辊转速自适应模糊调节的环心偏移量控制方法,基于ABAQUS软件和VUAMP子程序开发,建立了集成有环心偏移量模糊控制算法的?10 m超大型环件径轴向轧制有限元模型,研究了采用最优速度匹配系数的常规控制和自适应模糊控制下的环心偏移量变化规律。结果表明,自适应模糊控制下的平均环心偏移量相比于常规控制降低了72.4%,仿真结果和试验数据均验证了所提超大型环件轧制过程偏移自适应模糊控制方法的有效性。     

双曲柄七杆机构精冲机参数化建模及运动仿真研究

运用复数矢量法推导出双曲柄七杆机构精冲机的运动学方程,利用ADAMS提供的参数化功能,将各输入设计参数设置为变量,通过参数化铰点坐标,建立具有运动约束的双曲柄七杆机构精冲机参数化模型,利用ADAMS二次开发技术开发一个双曲柄七杆机构精冲机设计专用模块,将上述建模过程自动化,方便用户对模型进行修改。在参数化模型的基础上仿真分析精冲过程中滑块位移、速度和加速度曲线。结果表明:双曲柄七杆机构精冲机急回特性明显,在工作行程内具有位移平稳、速度和加速度小的特点。这些特点有利于提高精冲机的效率和精度。     

基于LabVIEW的轧环机振动监测系统开发

为了监测轧环机在轧制过程中的振动状况,利用虚拟仪器开发软件LabVIEW中的信号采集、分析模块,结合压电式加速度传感器、信号适调仪、数据采集卡和工控机等硬件,开发出轧环机振动监测与分析系统.该系统具有对设备的振动信号进行滤波、时域和频域分析,读取和保存文件数据等功能.利用其对立式轧环机的运行过程进行振动监测.实验结果表明:该系统具有良好的人机交互界面,运行速度快、成本低,有较强的可扩展性.     

基于超声信号增益补偿的电阻点焊熔核直径评估算法

该文针对电阻点焊超声检测熔核直径评估算法中,检测信号各波峰幅值不同程度衰减对熔核直径评估结果的影响,提出一种基于小波变换超声信号增益补偿方法,将原信号进行3层小波分解获得4个子带信号,分别计算各子带信号衰减系数并补偿,再通过小波重构得到重构信号,最后利用重构信号计算熔核直径。通过构建点焊超声检测有限元仿真模型,研究信号衰减对熔核直径计算结果的影响,为试验提供理论依据。运用该方法处理多组点焊超声检测数据,对比分析处理前后熔核直径计算值与金相实测值,研究结果表明,采用该方法处理超声信号并计算点焊熔核直径,误差减小到0.1 mm,可有效提高评估精度。     

热轧环过程尺寸公差控制方法

热轧环过程中,环件几何尺寸是否满足公差设计要求是生产出合格环件产品的前提条件。研究热轧环件毛坯质量误差与成形环件几何尺寸公差之间的相互关系和影响规律,提出一种环件尺寸公差控制计算方法,并建立相应的数学模型:即以毛坯质量误差和内外径尺寸公差为约束条件,以成形环件的壁厚为控制目标参数,从而轧制出尺寸满足公差要求的环件产品。运用该方法,选用三组不同质量环件毛坯,在武汉理工大学开发的HRM160型数控立式热轧环机上进行热轧环试验。结果表明数学模型计算值、试验所得环件的几何尺寸值以及环件产品的设计尺寸值比较接近,且均在产品设计尺寸公差范围内。研究结论对于优质热轧环件的生产具有实际指导意义。     

环件摆辗镦粗过程中的塑性铰特性

塑性铰是影响环件摆动辗压工艺稳定的重要因素,研究其形成过程非常必要。建立了基于ABAQUS软件的环件摆辗镦粗有限元模型,研究了环件塑性铰区域的应力分布状况,分析了不同高径比对环形件塑性铰区域应力场的影响,得到了塑性铰形成的影响因素及变化规律,即随着环件高径比增大,塑性铰的位置沿摆头旋转方向偏移,促进了环件摆辗镦粗工艺的稳定与发展。