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激光选区熔化关键工艺参数对热物理过程的影响

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工程科学与技术 2020年第1期52卷 134-142页

作者：向召伟殷鸣殷国富王玲重庆理工大学机械工程学院重庆400054 四川大学机械工程学院四川成都610065

激光选区熔化(selective laser melting,SLM)采用激光束将金属粉末等分层熔融成形,在制造业中具有重要价值。然而成形过程中的热物理现象及各工艺参数对热物理过程的影响有待进一步研究。在综合考虑SLM成形过程中材料相变、粉体—实体... 详细信息

激光选区熔化(selective laser melting,SLM)采用激光束将金属粉末等分层熔融成形,在制造业中具有重要价值。然而成形过程中的热物理现象及各工艺参数对热物理过程的影响有待进一步研究。在综合考虑SLM成形过程中材料相变、粉体—实体不可逆转变等过程的基础上,建立了SLM成形316L不锈钢的多道扫描温度场数值模拟模型。研究了激光功率、扫描速率和激光束有效直径对SLM温度场、熔融时间、冷却速率和熔池尺寸等的影响,并通过实验验证了数值模拟结果的可靠性。结果表明:熔融时间易受激光功率和扫描速率的影响,而最大冷却速率更易受激光束有效直径的影响。激光功率较低或扫描速率较大时,熔池尺寸较小,易形成孔穴类缺陷;激光束有效直径对熔池尺寸影响较小。随着激光功率增加,熔池稳定性先无确定变化趋势后增加;随着扫描速率增加,熔池稳定性不断降低;激光束有效直径对熔池稳定性的影响不确定。实验结果与数值模拟分析结果基本一致,研究结果可为SLM工艺参数调整与优化提供参考。

关键词：激光选区熔化工艺参数数值模拟温度分布熔池特性

一种复杂曲面类增材制造零件分层截面生成算法

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机械工程学报 2019年第15期55卷 88-98页

作者：韩兴国宋小辉殷鸣殷国富四川大学制造科学与工程学院成都610065 桂林航天工业学院机械工程学院桂林541004

针对传统增材制造分层方法对复杂曲面类零件STL模型分层易造成部分层面轮廓线失真的问题,提出一种基于NURBS曲线的复杂曲面类零件分层截面轮廓生成算法。针对STL模型数据量大和分层速度慢的特点,采用了分组排序的求交算法进行分层,生成... 详细信息

针对传统增材制造分层方法对复杂曲面类零件STL模型分层易造成部分层面轮廓线失真的问题,提出一种基于NURBS曲线的复杂曲面类零件分层截面轮廓生成算法。针对STL模型数据量大和分层速度慢的特点,采用了分组排序的求交算法进行分层,生成截面轮廓点云数据。以切平面与STL模型三角面片的交点作为NURBS曲线的型值点,设定型值点的权值,利用矩阵形式和切失边界条件确定了NURBS曲线的权因子,求解NURBS曲线的控制顶点,采用矩阵形式建立了各切片层的截面轮廓所对应的NURBS曲线方程,绘制了基于NURBS曲线的各层层面轮廓。采用基于NURBS曲线的复杂曲面类零件分层截面生成算法对燃气轮机中压缸动叶片和Ganesha模型进行了分层试验仿真和误差分析。进行了燃气轮机中压缸动叶片的打印试验,通过测量表明:采用本算法打印叶片的轮廓度偏差值符合要求,相比传统算法打印的叶片精度更高,从而验证了所提出的基于NURBS曲线的复杂曲面类零件分层截面生成算法的可行性和准确性。

关键词：增材制造复杂曲面分层算法分组排序非均匀有理B样条

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空间曲线轮廓误差实时估算与补偿方法研究

四川大学学报（工程科学版） 2015年第1期47卷 215-222页

作者：肖晓萍殷国富四川大学制造科学与工程学院四川成都610065 西南科技大学工程技术中心四川绵阳621010

为提高复杂轮廓线的加工精度,提出一套轮廓误差实时估算及误差补偿算法。该算法通过当前刀位点数据,建立局部搜索的曲线实时轮廓误差模型,结合数控机床伺服控制系统,利用数控插补器输出位置,采用Z变换预测各运动轴在下一时刻的输出值并... 详细信息

为提高复杂轮廓线的加工精度,提出一套轮廓误差实时估算及误差补偿算法。该算法通过当前刀位点数据,建立局部搜索的曲线实时轮廓误差模型,结合数控机床伺服控制系统,利用数控插补器输出位置,采用Z变换预测各运动轴在下一时刻的输出值并估算其轮廓误差,运用泰勒级数求解各运动轴的补偿值,并将其送入伺服系统输入端,从而实现加工过程中轮廓误差的实时补偿。以空间直线、圆柱螺旋线和B样条曲线为例,构建其轮廓误差模型并进行仿真分析,最后对"S"形B样条曲线进行实验验证。结果表明,该方法能有效地控制空间曲线的轮廓误差。

关键词：空间曲线轮廓误差局部估算泰勒级数误差补偿

基于MEA-BP算法的卧式加工中心主轴热误差建模

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组合机床与自动化加工技术 2022年第7期 30-33,37页

作者：曹利彭骥殷鸣殷国富四川大学机械工程学院成都610065

主轴热误差是影响数控机床热精度最关键的因素,为了探究主轴在变温车间中不同转速不同冷却条件下温升与热误差之间的演化规律,以一台五轴卧式加工中心的主轴为研究对象,利用思维进化算法(mind evolutionary algorithm, MEA)优化BP神经... 详细信息

主轴热误差是影响数控机床热精度最关键的因素,为了探究主轴在变温车间中不同转速不同冷却条件下温升与热误差之间的演化规律,以一台五轴卧式加工中心的主轴为研究对象,利用思维进化算法(mind evolutionary algorithm, MEA)优化BP神经网络建立MEA-BP热误差模型,预测主轴热变形趋势。结果表明,建立的MEA-BP热误差模型,相比于传统的基于BP神经网络和遗传算法(genetic algorithm, GA)优化BP神经网络(GA-BP)建立的热误差模型,平均预测精度分别提高了63.16%和54.34%,验证了本模型在不同工况下的鲁棒性和泛化能力。

关键词：主轴温度关键点热误差建模多工况泛化性能

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双柱制备型逆流色谱仪解绕架结构分析及优化

组合机床与自动化加工技术 2022年第3期 38-42页

作者：黄河来陈海军殷国富殷鸣四川大学机械工程学院成都610065

为了解决双分离柱J型逆流色谱仪在高转速(>2500 r/min)大容量下质量过重,且送料管路不便于流体流动的问题,针对双柱制备型逆流色谱仪关键部件—解绕架进行了结构分析及优化。为减少两相液体在解绕架内部流道流动时所受湍流阻力,对不同... 详细信息

为了解决双分离柱J型逆流色谱仪在高转速(>2500 r/min)大容量下质量过重,且送料管路不便于流体流动的问题,针对双柱制备型逆流色谱仪关键部件—解绕架进行了结构分析及优化。为减少两相液体在解绕架内部流道流动时所受湍流阻力,对不同夹角所形成的流道结构进行湍流阻力分析,得到了最优夹角132°和128°;为了减轻解绕架质量,利用GENESIS TINDEX算子建立了提高一阶固有频率并减小柔度的多目标数学模型,对解绕架进行了多目标结构拓扑优化。研究结果表明,解绕架在静力学和模态均满足设计标准的前提下质量下降了13.2%,得到了比初始结构更加优良的构型,实现了解绕架的优化设计。

关键词：逆流色谱仪结构设计湍流阻力分析拓扑优化轻量化设计

快堆装载机支臂结构的动静态性能拓扑优化设计方法

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四川大学学报（工程科学版） 2017年第S2期49卷 251-256页

作者：彭骥谭峰卫亚斌殷国富四川大学制造科学与工程学院四川成都610065

针对快堆装载机支臂结构的动静态性能和轻量化设计要求,采用有限元法验证了原结构的安全性,提出一种基于变密度法固体各向同性惩罚微结构(SIMP),通过引入标准化系数建立将多工况刚度和动态多个低阶关键固有频率归一为组合柔度指数最小... 详细信息

针对快堆装载机支臂结构的动静态性能和轻量化设计要求,采用有限元法验证了原结构的安全性,提出一种基于变密度法固体各向同性惩罚微结构(SIMP),通过引入标准化系数建立将多工况刚度和动态多个低阶关键固有频率归一为组合柔度指数最小的动静态多目标拓扑优化数学模型,并得到了合理的整体Pareto解。分析结果表明,根据拓扑优化结果改进设计的支臂动态性能明显提高,在安全停堆(SSE)工况下最大Tresca应力减小约10%,结构重量减轻约21.5%,较好地达到了既提高性能又减轻重量的结构优化目标。

关键词：装载机支臂变密度法组合柔度指数动静态多目标拓扑优化

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核反应堆控制棒驱动机构落棒历程计算

核动力工程 2017年第3期38卷 72-76页

作者：马兴奎董冠华殷鸣殷国富陈辉四川大学制造科学与工程学院成都610065 四川华都核设备制造有限公司成都611830

以控制棒驱动机构为研究对象,对其落棒历程进行运动学建模、落棒体受力分析及计算。同时,提出相关转动部件转动惯量的折算办法及电机随动过程中所产生制动力矩的处理办法,编制落棒计算的通用程序,实现了落棒历程中各影响因素时变规律的... 详细信息

以控制棒驱动机构为研究对象,对其落棒历程进行运动学建模、落棒体受力分析及计算。同时,提出相关转动部件转动惯量的折算办法及电机随动过程中所产生制动力矩的处理办法,编制落棒计算的通用程序,实现了落棒历程中各影响因素时变规律的全程监控。计算结果显示:控制棒驱动机构的设计方案满足反应堆总体设计对其的时间、止动坐标方面的要求;电机最大制动力矩低于电机设计方案的额定制动力矩,验证了控制棒驱动机构现阶段总体方案设计的合理性。

关键词：落棒计算驱动机构反应堆

基于动态云制造的定制加工系统组态分析及优化

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中国机械工程 2014年第7期25卷 906-910页

作者：尚欣殷国富宁夏大学银川750021 四川大学成都610065

针对如何在工程现场快速而简单地组建基于云的制造系统这一问题,通过分析适应定制生产要求而组建的基于动态云制造的组态,发现其组态是一个以动态云制造云发起者为起终点的、具有若干阶段的封闭环;通过分析选择动态云制造成员时需考虑... 详细信息

针对如何在工程现场快速而简单地组建基于云的制造系统这一问题,通过分析适应定制生产要求而组建的基于动态云制造的组态,发现其组态是一个以动态云制造云发起者为起终点的、具有若干阶段的封闭环;通过分析选择动态云制造成员时需考虑的因素,将指标转化为一个体现用户要求的量纲一量;通过对动态云制造组态进行改造,将其改造为适用动态规划的层次结构,然后将体现用户要求的量纲一量作为动态规划的权引入路径优化,从而得到了可以利用动态规划方法和LINDO软件进行优化的组建动态云制造时成员选择的优化模型;最后,讨论了一个具体例子。

关键词：组态优化动态云制造动态规划

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6R机器人逆运动学求解与运动轨迹仿真

四川大学学报（工程科学版） 2015年第6期47卷 185-190页

作者：韩兴国殷鸣刘晓刚殷国富四川大学制造科学与工程学院四川成都610065 桂林航天工业学院机械工程系广西桂林541004

针对如何提高6R机器人逆运动学求解的精度和效率问题,提出一种基于动态模糊神经网络进行求解的方法。根据6R机器人逆运动学方程组具有高维非线性、求解复杂的特点,对动态模糊神经网络进行改进,使其能够应用于多输入多输出系统,建立运动... 详细信息

针对如何提高6R机器人逆运动学求解的精度和效率问题,提出一种基于动态模糊神经网络进行求解的方法。根据6R机器人逆运动学方程组具有高维非线性、求解复杂的特点,对动态模糊神经网络进行改进,使其能够应用于多输入多输出系统,建立运动学逆解预测模型。通过正运动学方程获取工作空间位姿样本,以工作空间的位姿作为预测模型的输入变量,以关节空间中的关节角作为输出变量,用样本数据对逆解预测模型进行训练。最后,运用该模型对KR16-2机器人进行复杂运动轨迹仿真,并与RBF和BP神经网络模型的求解效果进行比较,结果显示,基于动态模糊神经网络的6R机器人运动学逆解预测模型具有精度高、鲁棒性优和泛化能力强的特点,证明了该方法的可行性和有效性。

关键词：逆运动学 6R机器人动态模糊神经网络运动轨迹