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外圆纵向磨削表面粗糙度的在线测量研究

外圆纵向磨削表面粗糙度的在线测量研究

作者：孟繁禹吉林大学

学位级别：硕士

随着科技的进步，人们对零件的制造精度和表面粗糙度的要求不断提高。外圆磨削加工往往是轴类机械产品的终级加工工序，它的应用范围越来越广，已在高效及高精密加工领域中占有重要的地位。长期的生产实践表明，降低零件的表面粗糙度... 详细信息

随着科技的进步，人们对零件的制造精度和表面粗糙度的要求不断提高。外圆磨削加工往往是轴类机械产品的终级加工工序，它的应用范围越来越广，已在高效及高精密加工领域中占有重要的地位。长期的生产实践表明，降低零件的表面粗糙度，对保证配合的可靠性和稳定性;对减少摩擦系数，降低动力消耗;对提高机械和仪器的工作精度和灵敏度;对增大支撑面积，减少磨损，提高接触刚度;对减少应力集中，增加耐疲劳强度，减少振动和噪声等均起着重要的作用：即表面粗糙度直接影响着机械和仪器的使用性能和使用寿命。因此，在保证零件尺寸、形状和位置精度的同时，决不能忽视表面粗糙度。表面粗糙度的测量可分为接触式和非接触式测量两种方式。接触式测量以触针式仪器为代表。它是用一种特殊触针以一定的速度沿着被测工件表面移动，由于表面的微观不平引起了触针的上下运动，并把触针移动的变量通过机械的、光学的、电学的转换，再经放大、运算，由指示表指示被测表面粗糙度的评定参数数值，或用记录仪描绘微观不平轮廓的一种检测方法。然而，针描法轮廓仪的缺点是：由于它受到触针尖半径大小和测量速度的限制，不能用于测量R5.0的表面粗糙度(即5级以下的表面粗糙度)。用针描法对一个被测表面进行测量，不可能完全避免划伤，因此，针描法不适合对软质材料、精加工后的工件进行粗糙度的测量。可以考虑采用非接触式测量方式。在表面粗糙度非接触测量中，光学法是测量的主体，其测量精度高，适于对软质材料，易损工件，以及某些带有有用信息的表面进行测量。采用光学原理的表面粗糙度非接触测量方法(如光切法﹑光波干涉法﹑散斑法﹑反射光能法即反射散射比法等)则可以较好弥补触针式仪器的不足。为了提高表面粗糙度的检测效率，可以采用光学法进行在线测量方式。在线测量是一种实时的快速自动测量，是指在加工过程中的其它时间，如在流水线生产中当转移工位时(加工零件仍旧装夹在机床上)，定时地无间断地进行的测量。表面粗糙度的在线测量，不但能正确的检测加工过程中参数状态的变化，而且对控制和改进加工方法、提高加工表面的质量和产品性能，有着十分重要的意义。本文利用激光图谱比较法进行表面粗糙度的在线测量。物体被高度相干的激光照射后，具有一种独特的颗粒状的外貌，这种颗粒状态称为激光散斑，亦称激光光斑。光学散斑法(又称光斑法)是利用平均散斑对比度测量表面粗糙度有关参数的一种方法。当以一定角度入射的激光束照射到粗糙表面上时，将会按照光学定律产生散射和反射现象。表面粗糙度高度参数越小的表面，镜面反射的中心亮斑越强，散射的光带越弱，并且光带随之变短变窄;反之，表面越粗糙，中心亮斑越弱，散射光带越强。在入射光的反射方向上，使用面阵CCD摄像机进行接收。被摄物体反射的光线，传播到镜头，经镜头聚焦到CCD芯片上，CCD根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放电，产生表示一幅幅画面的电信号，经过滤波、放大处理，通过摄像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号。该视频信号经计算机进行图像处理后，输出表面粗糙度等级。通过对外圆磨削表面粗糙度标准样块进行多次测量，以此统计数据建立数据库，再对外圆纵向磨削加工后的零件进行表面粗糙度非接触式在线测量，将此测量结果与数据库中的数据进行比较，从而判定加工零件表面粗糙度的等级。表面粗糙度检测，可以考虑通过对图像纹理分析的方法来实现。纹理表现为所观察到的图像子区域的灰度变化规律。一些物体表面可能具有与方向相关的纹理信息。一般来说，纹理图像中灰度分布具有某种周期性，即使灰度变化是随机的，它也具有一定的统计特征。我们可以直观地认为图像纹理结构具有以下三个特征：①是某种局部的序列性在该序列更大的区域内不断重复;②是该序列由非随机排列的基本部分组成;③是纹理区域内大都是均匀的统一体，图像往往显示出重复性结构。本文利用傅立叶变换，可以把空间域中需要解决的问题转换到空间频率域中去解决：由于被检测件表面成像是一幅二维图像，因此采用二维离散傅立叶变换方法使之转换到频域中对信号进行谱分析。通过对能量谱的分析，区分判别不同等级的表面粗糙度。如果一幅图像的纹理较粗糙，即图像的灰度变化很少或较慢，则在小的值处| F(u, v)|应有较大的值;如果一幅图像的纹理较细腻，即图像的灰度变化频繁或较快，则在大的值处| F(u, v)|应有较大的值。因此，若检测纹理的粗糙、细腻性质，可以利用建立| F(u, v)|(能量谱E)随(能量谱所在半径R)变化的关系进行判断。本文把所有在线测得工件的图谱数据交给神经网络,通过使用图像识别技术，与数据库中存储的图像进行对比识别，并输出被测件的表面粗糙度等级。这种算法能排除人为因素,正确识别不同的表面,并具有较高的精

关键词：表面粗糙度在线检测磨削傅立叶变换

局部筋腱失效时三角型张力腿平台响应特性的数值预报研究

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局部筋腱失效时三角型张力腿平台响应特性的数值预报研究

作者：孟繁禹哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

作为一种典型的深海油气开发平台,张力腿平台具有升沉运动小、适用于深水作业、抗恶劣海况能力强等特点,这些特点使得张力腿平台在深海油气资源开发中具有显著的优势。筋腱作为连接平台主体和海底基础之间的媒介,它时刻保持张紧状态,为... 详细信息

作为一种典型的深海油气开发平台,张力腿平台具有升沉运动小、适用于深水作业、抗恶劣海况能力强等特点,这些特点使得张力腿平台在深海油气资源开发中具有显著的优势。筋腱作为连接平台主体和海底基础之间的媒介,它时刻保持张紧状态,为平台提供垂向刚度,使其固有周期远离波浪周期,保持张力腿平台的运动控制在稳定范围内。随着深水资源开发的迅速推进,张力腿平台的作业水深不断增加,平台所面临海洋环境更加恶劣,在这种恶劣的海洋环境下,筋腱载荷的变化非常显著,平台整体运动的稳定性受到了极大的威胁。当筋腱顶部张力超过其断裂强度时,会出现筋腱的顶部断裂,发生瞬间失效;当筋腱底部张力变为负值并经历向下冲程时,可能会发生筋腱的底部解锁。此外,筋腱遭受的意外碰撞、疲劳等问题也可能造成筋腱的局部失效或损伤,这些问题都会导致张力腿平台整体的倾覆,甚至引起严重的人身伤亡及次生灾害事故发生。因此,近些年来张力腿平台的筋腱失效问题备受工业界和学术界的密切关注,对于局部筋腱失效时张力腿平台响应特性的研究具有显著的实际工程价值。本论文在查阅大量的国内文献基础上,采用海洋工程专业软件SESAM软件,基于三维势流理论和时域耦合算法,开展了局部筋腱失效时三角型张力腿平台响应特性的研究。重点研究了张力腿平台-筋腱时域耦合算法,在此基础上探究了二阶波浪力作用下、局部筋腱失效(单根断裂、解锁等)时三角型张力腿平台的运动特性和筋腱张力的变化特性,分析了筋腱的失效形式、数量、位置和波浪载荷参数等因素对三角型张力腿平台响应特性的影响,并基于三点法对局部筋腱失效后三角型张力腿平台的运动姿态历程和最危险位置进行预报,结合API规范对平台的安全性能进行校核。数值研究结果显示:与一阶波浪力相比,局部筋腱失效时二阶波浪力对三角型张力腿平台运动响应及筋腱张力的影响更加显著。筋腱瞬时失效对同组筋腱张力的影响最大;筋腱断裂时平台在出现大幅度转动的同时还伴随着明显的俯仰运动,平台上的最大响应位置出现在断裂筋腱附近。相较于单根筋腱断裂,筋腱解锁在达到稳态阶段时除同组筋腱外其他筋腱的张力几乎无变化,纵摇响应下降明显,降幅达21.72%。局部筋腱失效时,筋腱的失效形式、数目、位置及波浪载荷参数等因素与三角型张力腿平台的动力响应关系密切,且失效位置越集中,筋腱失效带来的影响越大。

关键词：三角型张力腿平台筋腱局部失效动力响应二阶波浪力数值预报

基于矩阵光学的多程激光放大器准直系统模型分析

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航空制造技术 2022年第3期65卷 96-100页

作者：唐玮高光波孟繁禹中国航空制造技术研究院北京100024

多程放大技术成为高功率固体激光装置的主要发展方向,对激光光路进行调试和维护,建立光路准直的数学模型和调整方案很有必要,采用矩阵光学方法,建立了多程放大自动准直系统数学模型,得出了远、近场光斑偏移量与调整量的解析表达式,验证... 详细信息

多程放大技术成为高功率固体激光装置的主要发展方向,对激光光路进行调试和维护,建立光路准直的数学模型和调整方案很有必要,采用矩阵光学方法,建立了多程放大自动准直系统数学模型,得出了远、近场光斑偏移量与调整量的解析表达式,验证了该自动准直系统光路原理及调整方法的可行性。

关键词：高功率固体激光多程放大技术自动准直系统数学模型矩阵光学光斑偏移量

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纳秒双脉冲激光的控制方法

中国激光 2011年第2期38卷 99-102页

作者：王学军孟繁禹李猛王静波高光波中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所北京100024

研究了用于航空发动机涡轮叶片气膜孔加工的双脉冲激光控制方法。报道了采用两台闪光灯抽运的电光调Q激光器偏振组束产生100 ns左右时间间隔的双脉冲激光的实验结果。共轴的双脉冲激光的时间间隔可以在零到几百纳秒之间自由调节。双脉... 详细信息

研究了用于航空发动机涡轮叶片气膜孔加工的双脉冲激光控制方法。报道了采用两台闪光灯抽运的电光调Q激光器偏振组束产生100 ns左右时间间隔的双脉冲激光的实验结果。共轴的双脉冲激光的时间间隔可以在零到几百纳秒之间自由调节。双脉冲最大相对定时抖动小于5 ns。双脉冲激光器的重复频率40 Hz,双脉冲能量大于400 mJ。

关键词：激光技术双脉冲激光偏振组束定时抖动触发延迟

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培养学生数学核心素养的几个案例

百科知识 2019年第33期 44-45页

作者：孟繁禹吉林省德惠市朝阳乡南岗中学

数学学科的核心素养主要包含6个方面的内容:逻辑推理、数学抽象、数学计算、空间想象、数学分析、数据整合。数学核心素养的培育,需要让学生学会使用数学思维,思考问题,观察世界。数学核心素养涉及的内容众多,在课程设计中,要与时俱进,... 详细信息

数学学科的核心素养主要包含6个方面的内容:逻辑推理、数学抽象、数学计算、空间想象、数学分析、数据整合。数学核心素养的培育,需要让学生学会使用数学思维,思考问题,观察世界。数学核心素养涉及的内容众多,在课程设计中,要与时俱进,充分借助于各种数学工具,采用多种教学模式结合的方式,将抽象的数学概念、数学逻辑,运用到生活中去,把现实世界复

关键词：数学核心素养函数图像反比例函数平方根培养学生

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外圆纵向智能磨削控制系统的研究

机床与液压 2003年第5期31卷 55-58,236页

作者：丁宁王龙山李国发孟繁禹陈岱民吉林大学机械科学与工程学院吉林长春130025 长春大学吉林长春130022

通过对磨削机理、专家系统、模糊神经网络和人机一体化学术思想的深入研究 ,本文提出了一种外圆磨削加工中人机一体化智能控制策略。其中 ,初始磨削加工参数由基于神经网络的专家系统决定 ;磨削过程中采用了大进给和超切入的优化磨削方... 详细信息

通过对磨削机理、专家系统、模糊神经网络和人机一体化学术思想的深入研究 ,本文提出了一种外圆磨削加工中人机一体化智能控制策略。其中 ,初始磨削加工参数由基于神经网络的专家系统决定 ;磨削过程中采用了大进给和超切入的优化磨削方法 ;由二个模糊神经网络和人组成的合作智能控制系统实时修正磨削加工参数。实验结果表明 ,该系统在外圆磨削加工中适应性强 ,可极大地提高磨削质量和效率。

关键词：专家系统模糊神经网络人机一体化大进给磨削超切入磨削外圆磨削智能控制系统

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要积极探索网络思想政治教育

党建与人才 2002年第7期 37-37,43页

作者：苏胜新孟繁禹内蒙古大学艺术学院平庄煤业(集团)公司

网络思想政治教育,是计算机网络同思想政治教育结合的产物,是思想政治教育适应现代科技发展的表现.它具有不同于传统思想政治教育的显著特点,是思想政治教育的一种崭新方式.在信息时代,认识并学会运用网络思想政治教育,具有重要意义.

关键词：网络思想政治教育教育主体创新精神法制教育

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外圆纵向磨削表面粗糙度的在线检测研究

金属加工（冷加工） 2008年第5期 54-56页

作者：孟繁禹王龙山丁宁北京航空制造工程研究所 100024 吉林大学机械学院长春130025

现代机械制造工艺对机械加工过程中的表面粗糙度的测量要求日益提高，不仅要保证测量精度，而且要提高测量效率。表面粗糙度测量有接触式和非接触式两种方法。接触式测量仪器稳定性好，示值客观、可靠，使用方便。但是，触针式表面粗糙... 详细信息

现代机械制造工艺对机械加工过程中的表面粗糙度的测量要求日益提高，不仅要保证测量精度，而且要提高测量效率。表面粗糙度测量有接触式和非接触式两种方法。接触式测量仪器稳定性好，示值客观、可靠，使用方便。但是，触针式表面粗糙度测量仪存在着易划伤软性材料表面、易使薄壁试件变形、测量速度低、测量范围小及不易实现自动化在线检测等弊端。而在表面粗糙度的非接触式测量中，光学法是测量的主体，其测量精度高，适合对软材料、易损工件以及某些带有有用信息的表面进行测量，可以较好地弥补触针式表面粗糙度测量仪的不足。目前光学法测量表面粗糙度的仪器有许多种，它们各有特点，但多数只限于在实验室良好环境下使用，能够在现场恶劣环境中对精加工后工件的表面粗糙度值进行在线测量的仪器并不是很多。

关键词：表面粗糙度测量仪在线检测外圆纵向磨削非接触式测量仪器稳定性测量精度光学法测量机械加工过程

不同热过程对Type 347H不锈钢焊接接头性能及组织的影响

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金属加工（热加工） 2021年第10期 53-56页

作者：柳云天龚巍孟繁禹哈尔滨锅炉厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150046 高效清洁燃煤电站锅炉国家重点实验室黑龙江哈尔滨150046

研究含稳定化元素Nb的Type 347H奥氏体不锈钢焊接接头在稳定化处理、固溶处理及焊态3种热循环条件下的性能变化规律。试验结果表明:3种热循环条件下,焊接接头性能均可满足使用需求;稳定化处理后,Type347H不锈钢焊接接头的室温抗拉强度最... 详细信息

研究含稳定化元素Nb的Type 347H奥氏体不锈钢焊接接头在稳定化处理、固溶处理及焊态3种热循环条件下的性能变化规律。试验结果表明:3种热循环条件下,焊接接头性能均可满足使用需求;稳定化处理后,Type347H不锈钢焊接接头的室温抗拉强度最高,580℃抗拉强度最低、屈强比最高,室温冲击韧度最差,焊接接头硬度最高,较其他热循环条件有更高的硬化倾向;固溶处理和焊态下的焊接接头性能较稳定化处理表现更均衡。

关键词： Type 347H不锈钢稳定化处理固溶处理焊态