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7075铝合金二维超声挤压加工表面质量影响因素及其交互作用研究

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兵工学报 2017年第6期38卷 1231-1238页

作者：郑建新刘威成段玉涛河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454003

进行二维超声挤压加工正交试验,研究静压力、挤压速度和进给量等工艺参数及其交互作用对7075铝合金表面质量的影响,并寻求最优工艺参数。通过极差分析和方差分析,确定工艺参数及其交互作用对表面粗糙度和表层硬度的影响主次顺序和影响... 详细信息

进行二维超声挤压加工正交试验,研究静压力、挤压速度和进给量等工艺参数及其交互作用对7075铝合金表面质量的影响,并寻求最优工艺参数。通过极差分析和方差分析,确定工艺参数及其交互作用对表面粗糙度和表层硬度的影响主次顺序和影响显著性;基于数据驱动,采用回归分析方法构建表面粗糙度和表层硬度预测模型;基于响应曲面法,分析交互作用对表面粗糙度和表层硬度的影响;利用有约束多目标规划模型,确定最优工艺参数。研究发现:经过二维超声挤压加工后,7075铝合金试件表面粗糙度值明显降低,而表层硬度大幅度提高;表面粗糙度主要取决于挤压速度和进给量的交互作用,而表层硬度主要取决于静压力、挤压速度,以及挤压速度和进给量、静压力和挤压速度的交互作用。基于预测模型获得的表面粗糙度和表层硬度与实测结果基本吻合;基于最小表面粗糙度值和最高表层硬度值目标下的最优工艺参数也与试验结果较为吻合。研究结果表明,工艺参数之间的交互作用对表面质量的影响是不可忽略的,所构建的表面粗糙度模型和表层硬度模型是有效的。

关键词：机械制造工艺与设备二维超声振动超声挤压表面质量交互作用铝合金

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虚拟PLC硬件仿真系统的研究与设计

虚拟PLC硬件仿真系统的研究与设计

作者：段玉涛广东工业大学

学位级别：硕士

随着PLC技术的发展,由于传统PLC由于软、硬件的封闭性,各厂家产品的兼容性差等问题,严重限制了传统PLC技术的发展。从而,在IEC61131标准的推出和影响下,各个厂家都在向的开放式结构方向靠拢。虚拟PLC技术是计算机技术、虚拟现实技术和... 详细信息

随着PLC技术的发展,由于传统PLC由于软、硬件的封闭性,各厂家产品的兼容性差等问题,严重限制了传统PLC技术的发展。从而,在IEC61131标准的推出和影响下,各个厂家都在向的开放式结构方向靠拢。虚拟PLC技术是计算机技术、虚拟现实技术和三维仿真技术的融合,是软PLC技术基础上的又一延伸,为PLC技术开放性发展提供了很好的支撑平台。论文主要做了以下研究：(1)研究了指令表程序向梯形图程序的转换算法。首先,根据PLC指令和梯形图的对应关系,把指令归为增长点型、串并联型和输出型;其次,根据指令逻辑进一步的归类,给出转换的具体方法。例如增长点型又分为LD型、AND型和OR型等;第三,借助堆栈等的数据结构,实现转换算法。该算法没有经过二叉树的中间状态,指令表可以直接转换为梯形图,对以后的研究具有很好的借鉴意义。(2)研究了虚拟PLC硬件仿真系统总体方案的设计。首先,从整体的需求出发,根据各个部分的需求提出具体的解决方案;然后,给出了硬件仿真系统的总体框架,包括虚拟PLC、通讯系统平台和硬件控制对象三部分。通讯系统平台是论文研究的重点,包括硬件和软件设计两部分;最后,由于系统采用模块化设计,故分为上位机和下位机两个部分来阐述系统的工作原理。(3)研究了虚拟PLC通讯系统平台的硬件电路设计。首先,介绍了单片机STC89C52rc和转串口芯片PL2303hx;其次,接口电路的设计,包括与上位机、与下位机、以及与硬件控制对象的接口电路设计;第三,电源电路的设计和引脚扩展电路的设计。(4)研究了虚拟PLC通讯系统平台的软件设计。首先,上位机中通讯程序主要由MSComm控件实现,采用事件驱动的方式;其次,串口通讯初始化的设计,以便实现上位机和下位机的有效握手;最后,用户输入检测程序设计,采用的是查询方式。

关键词：虚拟PLC STC89C52rc PL2303hx MSComm控件

灰色关联改进TOPSIS的二维超声挤压表面质量研究

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表面技术 2018年第3期47卷 121-126页

作者：任元超郑建新段玉涛河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454003

目的获得二维超声挤压最优工艺参数,并研究工艺参数以及其交互作用对工件表面质量的影响。方法采用正交试验法对7075-T651铝合金进行二维超声挤压加工试验,运用熵权法确定表面粗糙度和显微硬度的影响权重,结合灰色关联法和TOPSIS法构建... 详细信息

目的获得二维超声挤压最优工艺参数,并研究工艺参数以及其交互作用对工件表面质量的影响。方法采用正交试验法对7075-T651铝合金进行二维超声挤压加工试验,运用熵权法确定表面粗糙度和显微硬度的影响权重,结合灰色关联法和TOPSIS法构建最优表面质量评价模型,以此获得最佳表面质量时的最优工艺参数,并基于极差分析获得工艺参数以及其交互作用对工件表面质量的影响结果。结果经二维超声挤压加工后,零件表面粗糙度值显著降低,表层显微硬度大幅提高,建立的评价模型可准确获得最优工艺参数。结论最优工艺参数为:静压力300 N,挤压速度30 m/min,进给量0.1 mm/r。此时表面粗糙度Ra值约为0.41μm,显微硬度约为378HV。工艺参数间的交互作用对零件表面粗糙度、显微硬度和表面综合质量的影响远大于主效应,对表面综合质量起主要影响作用的是挤压速度分别与静压力、进给量间的交互作用。

关键词：二维超声挤压表面质量 TOPSIS法灰色关联分析法熵权法

纵-扭复合振动超声深滚加工残余应力场数值分析

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机械科学与技术 2017年第2期36卷 257-261页

作者：郑建新段玉涛河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454003

为研究平面试件在纵-扭复合振动超声深滚加工后材料应力分布及变化规律,采用有限元方法对Q345钢进行了纵-扭复合振动超声深滚加工残余应力场数值模拟。首先分析了加工后试件材料各应力分量沿深度方向的分布情况,然后研究了静压力、滚压... 详细信息

为研究平面试件在纵-扭复合振动超声深滚加工后材料应力分布及变化规律,采用有限元方法对Q345钢进行了纵-扭复合振动超声深滚加工残余应力场数值模拟。首先分析了加工后试件材料各应力分量沿深度方向的分布情况,然后研究了静压力、滚压速度、振幅和相位差对加工后材料残余应力的影响规律。结果表明:经纵-扭复合振动超声深滚加工后材料表层残余应力分布较均匀,表面为压应力,压应力沿试件深度方向先增后减;试件最大残余压应力及最大横向残余压应力深度和残余压应力层深度随静压力的增大而增大,随滚压速度的增大而减小,而表面残余压应力和最大纵向残余压应力深度无显著变化;试件横向残余压应力层深度随振幅的增加小幅度地增大,但最大残余压应力幅值和深度和纵向残余压应力层深度几无变化;相位差对残余应力影响可忽略不计。

关键词：纵-扭复合振动超声深滚残余应力有限元方法

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面向虚拟PLC的硬件通讯系统的开发与实现

制造业自动化 2010年第A7期32卷 90-94页

作者：段玉涛何汉武胡兆勇广东工业大学机电工程学院广州510006

针对虚拟PLC对硬件的驱动控制问题,论文研究了基于单片机的虚拟PLC与硬件的通讯,开发出面向虚拟PLC的硬件通讯系统,从而实现对硬件的驱动控制。该通讯系统包括MSComm控件、PL2303hx和单片机三个模块。其中,MSComm控件完成上位机串行通讯... 详细信息

针对虚拟PLC对硬件的驱动控制问题,论文研究了基于单片机的虚拟PLC与硬件的通讯,开发出面向虚拟PLC的硬件通讯系统,从而实现对硬件的驱动控制。该通讯系统包括MSComm控件、PL2303hx和单片机三个模块。其中,MSComm控件完成上位机串行通讯;PL2303hx负责USB信号与串口信号间的转换;单片机一方面解析上位机的信号,另一方面采集现场信息并传输到上位机。最后,以一个典型的跑马灯PLC控制实验为案例,证明了硬件通讯系统的有效性。应用虚拟PLC及其硬件通讯模块可以开发出不同的PLC实验装置,为PLC的教育训练提供了一种新的实用工具。

关键词：虚拟PLC MSComm PL2303hx 单片机