GPS变形监测信号提取在矿山测量中的应用

介绍基本的GPS变形监测信号模型,并探讨GPS在矿区变形监测中存在的主要问题。针对GPS变形监测噪声信号提取问题,提出Kalman-EMD方法获取有效变形信息,并通过模拟和内蒙古伊泰矿区实际观测数据对该算法的有效性和准确性进行了验证。实验结果表明：利用该算法,GPS变形监测结果可以达到水准仪监测水平。     

坐标测量机非刚体误差补偿模型中附加函数的研究

通过对一台悬臂式坐标测量机的研究，建立了非刚体的误差补偿模型。详细深讨了模型中附加函数的理论分析和在实际应用中获得它的方法。通过实验验证，非刚体补偿模型对提高弱刚度坐标测量机的精度行之有效。     

基于整形多卡尔曼滤波模型的GPS实时变形分析(英文)

提出的整形多卡尔曼滤波模型可进行形变的实时检测并提高其可靠性。多卡尔曼滤波模型的扩展主要针对GNSS时间形变序列含有有色噪声的情况,而多卡尔曼滤波模型只能应用于白噪声的情况下,故采用整形滤波扩展多卡尔曼滤波模型去除有色噪声的影响。提出的模型可以提高结果的精度且实时进行变形监测,可用于灾害预警系统。通过对比该模型与其他模型(卡尔曼滤波模型,整形卡尔曼滤波模型,多卡尔曼滤波模型)发现,所改进的模型在检测形变的实时性和可靠性方面优于其他模型。     

Dynamic imaging of metallic contamination plume based on self-potential data

A dynamic imaging method for monitoring self-potential data was proposed. Based on the Darcy's law and Archie's formulas, a dynamic model was built as a state model to simulate the transportation of metallic ions in porous medium, and the Nernst equation was used to calculate the redox potential of metallic ions for observation modeling. Then, the state model and observation model form an extended Kalman filter cycle to perform dynamic imaging. The noise added synthetic data imaging test shows that the extended Kalman filter can effectively fuse the model evolution and observed self-potential data. The further sandbox monitoring experiment also demonstrates that the self-potential can be used to monitor the activities of metallic ions and exactly retrieve the dynamic process of metallic contamination.     

钽钨合金动态力学行为及其本构模型研究

本文对两种钽钨合金（Ta-2.5W和Ta-10W,钨的质量分数分别为2.5 %和10 %）的准静态和动态变形行为进行了系统研究。根据准静态压缩实验、霍普金森压杆（SHPB）实验结果,表明两种钽钨合金的屈服应力对加载应变率和钨的含量较为敏感,并拟合得到了两种钽钨合金的JC本构模型。其次,为验证本构模型的合理性,开展了泰勒撞击实验和数值模拟研究,应变率范围为103~104 s-1,数值模拟得到的泰勒杆侧轮廓与撞击端面轮廓与实验吻合较好。最后,为研究钽钨合金变形后的细观特性,对杆件进行了光学显微照片分析。本文的研究方法与结果可为材料本构关系的确定提供借鉴。     

矿井安全的短期预警及完备性监测算法(英文)

提出一种新的矿井安全短期预警及完备性监测模型。通过Kalman滤波提取真实GPS动态变形信息,并构建双边累积和检验统计量,建立短期预警模型,进而提高预警系统的可靠性。通过分析预警模型的可得性(最小预警变形)、误警率(平均运行长度)及漏警率(预警延迟)与预警参数之间的关系,给出预警参数的选取方法。变形试验平台模拟实验表明,预警模型能够有效用于陡坡变形预警。山西马兰矿矿井实测变形数据研究表明:本预警算法能够有效地探测微小变形及变形发生的时刻,在给定预警参数(最小预警灾害变形为15 mm,平均运行长度为1000)的条件下,本算法探测出相邻两天的变形发生时刻分别为第705历元(705 s)和517历元(517 s)。     

大尺寸刚性试板抗裂性试验与船体结构模型相关性研究

通过大尺寸刚性试板抗裂性试验的试板与船体结构模型的焊接工艺、拘束度、焊接热循环、基本力学性能、宏观切片的检验结果对比,表明了大尺寸刚性试板与船体结构模型的结构拘束、焊缝的冷却条件相当,在相同焊接位置下,两者的基本力学性能相当.     

隐伏矿体立体预测的体元模型及其磁法正演模型

针对隐伏矿体立体定量预测结果的可靠性问题,以及磁法正反演模型一直存在的地质依据不足和多解性问题,提出隐伏矿体立体预测体元模型与磁法正演模型在定量层面上相结合的新方法。利用体元模型的特点,结合磁荷面积分公式,推导出基于隐伏矿体立体预测体元模型的总磁场异常的数学模型,并进行算法设计和软件开发。以福建省尤溪县丁家山铅锌矿床为实例,计算得到研究区域的总磁场异常,绘制基于已知矿化体、预测矿化体及已知矿化体总体的理论总磁场异常等值线图,分别与实测等值线图进行比较分析。研究结果表明:以体元模型为纽带,可实现隐伏矿体立体定量预测结果与磁性体正演结果的耦合与互补,检验隐伏矿体立体定量预测结果的正确性,有效地降低隐伏矿体立体定量预测的风险。     

基于熔池监测的激光沉积制造成形工艺参数的分析及预测

激光沉积制造(LDM)过程中,熔池宽度是成形精度的关键,主要受到工艺参数的影响。本文建立了基于CCD高速摄像机的熔池在线监测系统。为了提高熔池宽度检测精度,应用卡尔曼滤波技术对熔池宽度测量值进行了去噪处理。采用正交实验设计方法和多元回归分析,建立了熔池宽度与3个主要工艺参数(激光功率、扫描速度和送粉速率)间的关系模型。并设计单一变量实验对模型进行了验证。最后,利用粒子群算法(PSO)对薄壁结构的成形过程参数进行了预测。结果表明,对LDM成形过程进行工艺参数的分析和预测为实现沉积层成形精度的控制提供了依据。     

New model of body force in electromagnetic stirring gas tungsten-arc welding

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｔｉｒｒｉｎｇ (ＥＭＳ)ｗｅｌｄｉｎｇｔｅｃｈ ｎｉｑｕｅｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｔｈｅｃｏｍｍｏｎａｒｃｗｅｌｄｉｎｇｔｅｃｈ ｎｉｑｕｅａｎｄｈａｓｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇａｄｖａｎｔａｇｅｓ[1～ 3] :1)ｌｏｗｃｏｓｔｓｆｏｒｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｏｗｉｎｇｔｏｓｉｍｐｌｅａｄｄｉｔｉｏｎａｌｅｑｕｉｐ ｍｅｎｔ;2 )ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｗｈｉｃｈｔｈａｎｋｓｔｏｔｈｅｕｓｅｏｆｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃ…     

1000 MPa级高破碎性钢的动态本构模型

利用SEM、霍普金森杆和拉伸试验机等仪器对3种1000 MPa级高破碎性钢的组织、静态和动态力学性能进行了研究,并拟合了Johnson-Cook动态本构模型。结果表明:3种试验钢均有明显的应变硬化特征,应变速率由0.001 s^-1提高至8000 s^-1时,1号钢的屈服强度增加546 MPa;2号钢的屈服强度增加434 MPa;3号钢的屈服强度增加667 MPa。3种试验钢也存在明显的温度效应,1号 钢微观组织中未溶碳化物的存在使晶格阻力增大,有效的阻碍了位错运动,500 ℃高温条件下,1号钢的屈服强度为450 MPa,明显高于2号钢和3号钢的屈服强度330 MPa和310 MPa。3种高破碎性试验钢的 Johnson-Cook 方程分别为:σe=(1008+1309.04(εp)^{0.679 97})(1+0.1498lnε·^*)(1-T^{*1.188 53});σe=(1000+1214.321(εp)^0.6112)(1+0.480 15lnε·^*)(1-T^{*1.263 05});σe=(1008+1334.871(εp)^{0.610 88})(1+0.116 18lnε·^*)(1-T^{*0.992 47})。     

机械结构模拟试验中原型与模型的力学关系分析

针对机械结构设计中模拟试验的需要,定义了模拟试验中的原型和模型.在模型与原型材料不同的情况下,建立了原型与模型间的应力场、应变场及位移场的相互转化关系,利用所得的转化关系将模拟试验中得到模型的力学参量直接转化到原型上,以液压缸的模拟为例进行了转化计算.     

一种采用动态补偿的五轴机床铣削力预测方法

对五轴数控机床的铣削力进行精准预测,有利于提高工件的加工质量。因此,提出一种采用动态补偿的五轴机床铣削力预测方法。分析五轴数控加工中心结构,研究五轴数控铣削加工中心的进给传动动力学;通过测量切削扭矩,计算电机传递的总转矩,在冲击力激励的作用下,计算它与测量扰动频率响应间的传递函数。将实际切削扭矩分解成直流(静态)分量和交流(谐波)分量,在此基础上采用卡尔曼滤波器衰减噪声,并补偿结构动态模式对间隔采样的切削力矩的影响,从而减少结构动态模式引起的测量值失真。引入Denavit-Hartenberg方法,通过雅克比矩阵求取工件框架中刀具上的切削力和扭矩与驱动框架中驱动力和扭矩的转换关系,进而将刀尖力映射为驱动力矩,以实现对铣削力的预测。结果表明：所提方法预测的力信号与实测的力信号几乎一致,说明该方法能较精准地预测五轴机床的铣削力。     

GMAW短路过渡动态模型的建立

从全系统的角度建立了短路过渡GMAW系统的动态模型.在研究了短路过渡GMAW过程各物理量相互关系的基础上,在一定的条件下,以焊接回路模型为主体,进行了短路过渡GMAW过程全系统的动态模型建立,其中的液桥形状动态模型则采用了能量最小原理.在建立的动态模型基础上进行了仿真计算和误差分析,并进一步与实际的焊接过程进行了比较.     

A cutting power model for tool wear monitoring in milling

This paper describes a cutting power model in face milling operation, where cutting conditions and average tool flank wear are taken into account. The cutting power model is verified with experiments. It is shown with the simulations and experiments that the simulated power signals predict the mean cutting power better than the instantaneous cutting power. Finally, the cutting power model is used in a cutting power threshold updating strategy for tool wear monitoring which has been carried out successfully in milling operations under variable cutting conditions.     

低合金钢Q345B动态再结晶动力学模型

采用Gleeble-3500热模拟实验机对低合金钢Q345B进行热压缩实验,研究其在变形温度为900～1100℃和应变速率为0.01～10s-1条件下的动态再结晶行为。结果表明:低合金钢Q345B在变形过程中存在动态再结晶现象,且随着温度的升高和应变速率的降低,临界应变越小,动态再结晶越易发生。根据流变应力、应变速率和变形温度的相关性,得到了动态再结晶激活能。通过对热模拟实验数据的分析计算,建立了峰值应变模型,动态再结晶临界应变模型和动态再结晶动力学模型。并对动态再结晶动力学模型进行了误差分析,证明了模型具有较高的精确性。最后,通过所建立的模型分析了变形条件对动态再结晶的影响,验证了实验所得出的在高温、低应变速率下更有利于动态再结晶发生的规律。     

CIMS环境下汽车覆盖件模具CAPP的研究与开发

分析了汽车覆盖件模具的结构和工艺特点，提出了基于零件分组和面向工艺决策的特征描述方法；介绍了CIMS环境下汽车覆盖件模具CAPP系统。该系统采用特征信息与工艺规则相匹配的基于规则的工艺决策方法，以及按零件特征搜索相似零件工艺的基于实例的工艺生成方法，实现了工艺设计的自动化。     

GMAW短路过渡液桥形状动态模型

GNAW(熔化极气体保护焊)短路过渡中的液桥形状变化受诸多因素影响,是一个复杂的动态变化过程.基于能量最小原理,在一定的假设条件下,建立了GMAW短路过渡液桥形状动态变化的模型;结合焊接回路的动态模型,对液桥形状动态变化进行了仿真计算;并在此基础上,进一步进行了模型的试验验证和模型的误差分析.结果表明,建立的GMAW短路过渡液桥形状模型所描述的液桥轮廓动态变化趋势与试验结果比较吻合,实际焊接过程中的液桥形状还受到磁偏吹、焊接运动过程、熔池作用、保护气体流动等的影响,这些影响是造成液桥形状模型误差的主要因素.     

超高强DP980钢的动态再结晶模型

采用Gleeble-3500热模拟试验机对超高强DP980钢进行热压缩试验,研究其在变形温度为900~1 200℃、应变速率为0.05~30s~(-1)条件下的动态再结晶行为,分析了变形温度和应变速率对真应力-真应变曲线的影响。结果表明:超高强DP980钢在变形过程中,存在动态再结晶和动态回复两种软化机制,且随着温度的升高和应变速率的降低,临界应变越小,动态再结晶越容易发生;同时,得到了发生动态再结晶时的形变激活能,建立了峰值应变模型、动态再结晶临界应力模型和动态再结晶动力学模型。     

焊接现场脉冲GTAW熔池图像动态检测

通过熔池的动态观测可以获得焊接过程的稳定性和连续性等信息.熔池的动态观测目前基本上停留在试验室阶段,焊接现场对熔池进行观测在改进工艺和指导生产等方面更具意义.针对焊接现场焊接电源不能修改,非计算机可控,电流电压波形未知等问题,在焊接现场建立了一套焊接熔池图像动态检测系统.根据焊接现场脉冲GTAW的特点,采用"外同步取像"方式确定了焊接现场取像的关键制约因素--取像时刻;并利用电弧光谱分析建立了减小弧光干扰的复合滤光系统;在适合的取像时刻,CCD摄像系统配合复合滤光系统,在焊接现场检测到了清晰的熔池图像.