Bulging in incremental sheet forming of cold bonded multi-layered Cu clad sheet: Influence of forming conditions and bending

Bulge is a defect that causes geometrical inaccuracy and premature failure in the innovative incremental sheet forming (ISF) process. This study has two-fold objectives: (1) knowing the bulging behavior of a Cu clad tri-layered steel sheet as a function of forming conditions, and (2) analyzing the bending effect on bulging in an attempt to identify the associated mechanism. A series of ISF tests and bending analysis are performed to realize these objectives. From the cause-effect analysis, it is found that bulge formation in the layered sheet is sensitive to forming conditions in a way that bulging can be minimized utilizing annealed material and performing ISF with larger tool diameter and step size. The bending under tension analysis reveals that the formation of bulge is an outgrowth of bending moment that the forming tool applies on the sheet during ISF. Furthermore, the magnitude of bending moment depending upon the forming conditions varies from 0.046 to 10.24 N·m/m and causes a corresponding change in the mean bulge height from 0.07 to 0.91 mm. The bending moment governs bulging in layered sheet through a linear law. These findings lead to a conclusion that the bulge defect can be overcome by controlling the bending moment and the formula proposed can be helpful in this regards.     

基于功能参数的渐进成形件表面质量表征研究

目的 以圆锥台成形件为例，基于粗糙表面的区域支承率曲线，进行了用功能参数表征表面几何形貌的研究，以全面、准确、定量地表征渐进成形件的表面质量，预测表面性能。方法 用渐进成形工艺加工成形角分别为35°、45°和55°的圆锥台件，将各圆锥台的成形面分为顶部、中部和底部三个区域，并使用三维表面轮廓仪，在上述三个区域中随机测量各4个样本。根据ISO 25178-2:2012，将各样本表面的区域支承率曲线分为峰区、核心区和谷区，选用部分功能参数——核心区高度Sk、峰区材料体积Vmp、核心区材料体积Vmc和谷区空隙体积Vvv表征表面，并与常用的高度表征参数——Sa、Sq、Ssk和Sku进行比较。结果 成形件表面的Ssk和Sku的计算值极不稳定，变异系数（标准偏差与均值之比）最高值分别可达127.67%和39.11%，Sa、Sq的最大变异系数分别为4.41%和4.26%，虽然它们的参数计算值较为稳定，但常无法体现表面形貌的实际差异。功能参数独立表征不同功能区，Sk和Vmc的最大变异系数分别为9.32%和7.73%，说明同一表面各处，在长期工作阶段具有较为一致的表面性能，Vmp和Vvv的最大变异系数分别为60.53%和31.25%，说明表面各处峰、谷区的形貌有所不同，因而在磨合时间、磨粒存储等方面会有不同的表现。结论 粗糙表面的三维本质要求用三维表征参数才能全面表征其几何形貌。高度参数虽然计算简单，但常难以解读它们的物理意义，无法定量评价表面性能；功能参数具有明确的物理意义，可为表征表面质量、预测表面性能提供定量、实用的方法。     

铝电解关键指标预测方法的研究与应用

为维持铝电解生产的持续性，保证电解槽的物耗稳定和能耗稳定，通过对铝厂数据的挖掘与建模，提出一整套维持电解槽稳定的策略方法，并用于指导实际生产。首先为数据去噪，针对铝厂数据分布特征未知的特点，提出一种无参自适应的模糊聚类方法，通过迭代自适应得到类簇个数和簇中心；根据聚类结果，将铝厂数据按实际意义标签化，提出一种基于距离的连续属性朴素贝叶斯算法，对分类器使用增量思想，使算法动态分类准确率得到提高；应用单槽测试集数据，通过累积法完成当天各指标等级趋势的预测，确定各指标下变量相对于前一天的变化量，完成预测。实验发现，预测模型可完成铝电解关键指标的预测；提出的聚类、分类算法在UCI数据及铝厂数据上表现良好。     

A time integration algorithm for a 3D constitutive model for SMAs including permanent inelasticity and degradation effects

Components based on shape‐memory alloys are often subjected to several loading cycles that result in substantial alteration of material behavior. In such a framework, accurate models, as well as robust and efficient numerical approaches, become essential to allow for the simulation of complex devices. The present paper focuses on the numerical simulation of quasi‐static problems involving shape‐memory alloy structures or components subjected to multiple loading‐unloading cycles. A novel state‐update procedure for a three‐dimensional phenomenological model able to describe the saturation of permanent inelasticity, including degradation effects, is proposed here. The algorithm, being of the predictor‐corrector type and relying on an incremental energy minimization approach, is based on elastic checks, closed‐form solutions of polynomial equations, and nonlinear scalar equations solved through a combination of Newton‐Raphson and bisection methods. This allows for an easy implementation of model equations and to avoid the use of regularization parameters for the treatment of nonsmooth functions. Numerical results assess the good performances of the proposed approach in predicting both pseudoelastic and shape‐memory material behavior under cyclic loading as well as algorithm robustness.     

FRP/RC预应力杂交柱在轴向荷载作用下的应力-应变关系分析

由于FRP包裹混凝土柱能够显著提高柱的抗压强度 ,杂交柱已成为土木工程修复加固领域的新热点。但复合材料只有在混凝土的横向变形较大时 ,才能发挥应有作用。如何使高强复合材料和混凝土更好地协同工作 ,充分发挥两者的特性 ,就成为制约杂交柱结构应用的一个关键问题 ,给复合材料施加预应力无疑是解决这一问题的有效方法。针对预应力杂交柱利用增量法提出了新的分析模型 ,进行了参数分析 ,得出了适用于预应力杂交柱的计算方法     

用增量网络法计算稳态流体网络的微分灵敏度

结合微分灵敏度的概念和稳态流体管网的数学模型，分析了增量网络法求解微分灵敏度的数学原理，导出了它的计算公式和求解方法。从而当管网中某些分支参数发生微小变化时，可以方便快捷地得出各分支流量对这些分支阻抗的变化率。根据编制的FORTRAN语言程序对算例进行了计算，定量地分析了分支流量随阻抗变化的规律性。通过对微分灵敏度的计算，可以针对管网中不同的调节过程，全面预测各分支流量的变化趋势，在确定管网调节顺序和监测参数方面具有一定的指导意义。     

基于损耗最小化的南方西电东送通道功率优化分配实用方法

为降低西电东送电网运行过程中的输电损耗,采用理论解析法和仿真计算相结合的方法对网损最小化的西电东送通道功率优化分配策略进行研究。基于等网损微增率原则对不同直流输电通道的功率优化分配关系,确定各直流输电通道的最优功率占比;在不同直流通道功率最优分配的基础上,通过电力系统分析计算软件对交流和直流通道送电功率的合理分配关系进行寻优计算。通过分步实施的寻优策略,将多个输电通道功率优化分配的多变量优化问题简化为单变量优化问题。基于进退法、黄金分割法等一维搜索方法,可通过较少的寻优次数确定最优的输电通道功率分配方案。实例表明,提出的输电通道功率优化策略具有较强的实用性和可操作性,可为电网运行方式安排和经济运行提供重要参考。     

永磁同步电机无磁链电流预测控制

针对永磁同步电机PWM电流预测控制对电机模型参数的依赖性问题,研究了基于增量式模型的永磁同步电机无磁链电流预测控制方法。对传统PWM电流预测控制的稳定性以及参数摄动造成的电流静差进行了理论分析,表明参数摄动会对系统稳定性造成影响,造成电流控制静差。建立基于增量式状态方程的永磁同步电机模型,基于该模型设计无磁链电流预测控制器,保证控制器能够在无磁链参数参与的情况下运行,增强系统对磁链参数摄动的鲁棒性。选择适当的评价函数获取最优控制电压增量数学表达式。实验结果验证了新型控制策略的可行性。