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高强铝合金7075激光粉末床熔融凝固裂纹的消除与质量控制

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中国激光 2022年第14期49卷 177-187页

作者：吕新蕊刘婷婷廖文和韦辉亮杨涛蒋立异南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 南京理工大学数控成形技术与装备国家地方联合实验室江苏南京210094

激光粉末床熔融(LPBF)技术是近年来快速发展的一种增材制造技术,高强铝合金具有低密度、高强度的特点,如何使用LPBF技术高质量地打印高强铝合金成为近年来的研究热点。本课题组创新性地将含Zr的非晶合金引入到7075高强铝合金中,探究了... 详细信息

激光粉末床熔融(LPBF)技术是近年来快速发展的一种增材制造技术,高强铝合金具有低密度、高强度的特点,如何使用LPBF技术高质量地打印高强铝合金成为近年来的研究热点。本课题组创新性地将含Zr的非晶合金引入到7075高强铝合金中,探究了含Zr非晶合金对7075高强铝合金LPBF打印质量的影响。研究发现,含Zr非晶合金的添加可以有效实现晶粒细化,对于7075高强铝合金LPBF打印过程中的凝固裂纹具有明显的抑制作用。通过改变工艺参数探究了激光功率、扫描速度和扫描间距对单层单道、单层多道以及实体打印件的影响规律。通过正交试验发现致密度和显微硬度最优的工艺参数区间为激光功率300~340 W,扫描速度600~800 mm/s,扫描间距50~70μm,并在激光能量密度为142.9 J/mm^(3)时得到了致密度为99.4%、显微硬度为154.4 HV的块体试样。本研究对于提高高强铝合金LPBF可打印性以获得质量稳定的无缺陷打印件具有重要意义。

关键词：激光技术激光粉末床熔融高强铝合金凝固裂纹微观组织

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DICOM数据的三维重建与协同可视化系统的开发

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生物医学工程学杂志 2007年第5期24卷 1152-1156页

作者：刘泗岩廖文和俞青程筱胜戴宁张翔南京航空航天大学机电学院南京210016 南京大学医学院附属口腔医院修复科南京210080

复杂手术常需多科医生协商制定综合性治疗方案,网络协同三维可视化软件可使方案制定直观而精确。我们采用VTK工具包对DICOM格式CT图像数据进行三维重建并作网格简化,将结果所得多边形网格模型无缝集成到用HOOPS/3DAF所开发的图形系统进... 详细信息

复杂手术常需多科医生协商制定综合性治疗方案,网络协同三维可视化软件可使方案制定直观而精确。我们采用VTK工具包对DICOM格式CT图像数据进行三维重建并作网格简化,将结果所得多边形网格模型无缝集成到用HOOPS/3DAF所开发的图形系统进行显示,并用HOOPS/Stream工具包转成适合网络传输的HSF无损压缩流文件,再用HOOPS/NET工具包实现基于Client/Server架构的协同三维交互可视化系统。所得三维重建结果清晰,协同三维可视化操作实时度高。本研究实现了一个协同手术仿真开发平台,该架构易于进一步添加模拟手术操作与修复体设计功能。

关键词：医学图像三维重建协同手术仿真三维可视化 VTK(the Visualization Toolkit)

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基于非均匀细分的流曲线曲面

机械科学与技术 2008年第10期27卷 1216-1219,1224页

作者：李秀娟刘浩何钢廖文和南京航空航天大学理学院南京210016 南京航空航天大学机电学院南京210016

流曲线为切矢的积分曲线。被积函数的计算复杂,引入细分,可将被积函数的计算转化为细分的计算,但被积函数中的曲线事实上是非均匀单位B样条四元数曲线。由此,将细分推广至非均匀细分,从几何的角度推导了计算切矢的线性插值的一种简便算... 详细信息

流曲线为切矢的积分曲线。被积函数的计算复杂,引入细分,可将被积函数的计算转化为细分的计算,但被积函数中的曲线事实上是非均匀单位B样条四元数曲线。由此,将细分推广至非均匀细分,从几何的角度推导了计算切矢的线性插值的一种简便算法;给出了和非均匀B样条曲线的细分模式对应的、切矢的线性插值的表达式和计算;提出了基于非均匀细分的流曲线曲面生成算法,并给出了实例。未来可以研究基于此算法的曲面拼接、混合等,将其推广应用于CAD软件和计算机动画中。

关键词：流曲线细分四元数

基于“薄膜变形”的牙齿曲面重建算法研究与实现

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机械科学与技术 2007年第9期26卷 1220-1224,1228页

作者：程筱胜廖文和戴宁俞青孙全平南京航空航天大学机电学院南京210016 南京大学附属口腔医院南京210008 淮阴工学院数字化制造技术重点实验室淮阴223003

牙齿曲面重建是口腔修复CAD/CAM系统的核心内容之一。本文提出了一种基于"薄膜变形包围"牙齿曲面重建算法,首先对简化后的牙齿三角网格模型进行Loop细分以提高模型的变形逼近的能力;然后对细分后的网格施加"吸引力"使细分网格逼近原始... 详细信息

牙齿曲面重建是口腔修复CAD/CAM系统的核心内容之一。本文提出了一种基于"薄膜变形包围"牙齿曲面重建算法,首先对简化后的牙齿三角网格模型进行Loop细分以提高模型的变形逼近的能力;然后对细分后的网格施加"吸引力"使细分网格逼近原始密集的网格模型;接着施加"松弛力"消除网格变形后的褶皱;最后通过不断的异步迭代循环调整网格顶点的位置,直到满足预设的误差精度后停止。通过对两类典型牙齿模型的网格重建的算例,验证了本文算法的可行性。

关键词：牙齿曲面重建 Loop细分薄膜变形

基于粒子群优化神经网络的机器人精度补偿方法研究

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中国机械工程 2013年第2期24卷 174-179页

作者：周炜廖文和田威万世明刘勇南京航空航天大学南京210016 中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610091

针对工业机器人应用于飞机柔性化自动装配时绝对定位精度不能满足装配精度的问题,在机器人空间网格精度补偿方法的基础上,综合考虑环境温度的变化对机器人的绝对定位精度的影响,提出了基于神经网络的机器人综合精度补偿方法。为了防止... 详细信息

针对工业机器人应用于飞机柔性化自动装配时绝对定位精度不能满足装配精度的问题,在机器人空间网格精度补偿方法的基础上,综合考虑环境温度的变化对机器人的绝对定位精度的影响,提出了基于神经网络的机器人综合精度补偿方法。为了防止神经网络在训练中陷入局部极值,采用粒子群优化方法对它的初始权值和阈值进行了优化。实验结果表明,当温度在20～30℃范围内变化时,机器人的绝对定位误差由补偿前的1～3mm,提高到补偿后的绝对定位误差最大值为0.32mm,平均值为0.194mm,精度较未补偿前有了大幅提高,可以满足飞机自动化装配的高精度的要求。

关键词：工业机器人精度补偿神经网络标定绝对定位精度

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氧化铝激光选区熔化温度场模拟

硅酸盐学报 2017年第12期45卷 1825-1832页

作者：张凯刘婷婷廖文和张长东杜道中郑毅南京理工大学机械工程学院江苏省高端制造装备与技术工程实验室南京210094

基于ANSYS模拟分析了激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)Al_2O_3陶瓷过程中的温度场,研究了激光功率和扫描速率对熔池热行为的影响,并结合实验验证了模型的可靠性。结果表明:当激光功率由100 W增加到200 W时,熔池的最高温从1 61... 详细信息

基于ANSYS模拟分析了激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)Al_2O_3陶瓷过程中的温度场,研究了激光功率和扫描速率对熔池热行为的影响,并结合实验验证了模型的可靠性。结果表明:当激光功率由100 W增加到200 W时,熔池的最高温从1 619.02 K增加到3 276.79 K,升温速率极值从2.05×106 K/s增加到4.90×106 K/s;当扫描速率由60 mm/s增加到120 mm/s时,熔池的最高温由2 754.45 K减少到1 980.59 K,而升温速率极值由2.65×106 K/s增加到3.57×106 K/s,降温速率极值由2.15×106 K/s增加到2.63×106 K/s;当扫描速率固定为90 mm/s时,熔池的最高温度是影响降温速率值的直接因素,熔池最高温度越高(激光功率越大),降温速率越大。随着激光功率的增加或者扫描速率的减少,熔池的尺寸逐渐增大。对比实验与模拟数据,发现模拟结果能够说明试样的表面质量和粉末的熔化状态随激光工艺参数而变化的趋势。

关键词：激光选区熔化增材制造陶瓷氧化铝数值模拟

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精铸叶片金属型随形冷却蜡模的快速制作方法

南京航空航天大学学报 2016年第1期48卷 87-92页

作者：刘泗岩徐赛男廖文和张亮亮南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室南京210016

针对现有树脂型快速模具存在精度差、导热率低的问题,提出了一种基于低熔点合金铸造成形的空心涡轮叶片熔模铸造蜡型注射用快速模具制作方法;设计了注蜡型腔模的复合结构,型腔模外部是铝合金框,内部是包埋有随形冷却铜管的低熔点合金铸... 详细信息

针对现有树脂型快速模具存在精度差、导热率低的问题,提出了一种基于低熔点合金铸造成形的空心涡轮叶片熔模铸造蜡型注射用快速模具制作方法;设计了注蜡型腔模的复合结构,型腔模外部是铝合金框,内部是包埋有随形冷却铜管的低熔点合金铸造体;给出了模具内随形冷却管的设计方案。以"模具-蜡型-型芯"系统为分析对象,应用ANSYS软件进行了模具冷却仿真。仿真结果显示本模具的冷却速率与温度均匀性得到显著改善。

关键词：熔模铸造快速模具空心涡轮叶片注蜡模具随形冷却

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线缆虚拟装配关键技术研究现状及其发展

中国机械工程 2016年第6期27卷 839-851页

作者：王发麟廖文和郭宇王晓飞高扬南京航空航天大学南京210016 南京电子技术研究所南京210039

线缆布线与安装是复杂机电产品设计中带有普遍性的难题,线缆的敷设质量已成为衡量产品整机性能和可靠性的一个重要指标。介绍了线缆虚拟装配的内涵和主要研究内容,重点对线缆虚拟装配涉及到的关键技术及其特点进行了分析,对比分析了国... 详细信息

线缆布线与安装是复杂机电产品设计中带有普遍性的难题,线缆的敷设质量已成为衡量产品整机性能和可靠性的一个重要指标。介绍了线缆虚拟装配的内涵和主要研究内容,重点对线缆虚拟装配涉及到的关键技术及其特点进行了分析,对比分析了国内外线缆虚拟装配的研究现状,分析和指出了线缆虚拟装配存在的问题以及发展趋势。最后对增强现实技术在线缆装配领域中的应用进行了展望。

关键词：线缆虚拟装配线缆虚拟布线装配过程仿真虚拟现实增强现实

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熔融沉积成形制件表面粗糙度预测模型

中南大学学报（自然科学版） 2020年第9期51卷 2460-2470页

作者：胡伟岳廖文和刘婷婷肖行志顾明飞李仕博南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 数控成形技术与装备国家地方联合工程实验室江苏南京210094

针对熔融沉积成形的制件表面较为粗糙这一问题,通过试验方法分析关键工艺参数对表面粗糙度的影响,重点分析层厚和挤出宽对制件表面粗糙度的影响,研究成形过程中丝材截面的变化情况与侧表面轮廓的形成过程,建立表面粗糙度预测模型,并进... 详细信息

针对熔融沉积成形的制件表面较为粗糙这一问题,通过试验方法分析关键工艺参数对表面粗糙度的影响,重点分析层厚和挤出宽对制件表面粗糙度的影响,研究成形过程中丝材截面的变化情况与侧表面轮廓的形成过程,建立表面粗糙度预测模型,并进行试验验证。研究结果表明:2组试验中,模型预测的表面粗糙度和实际测得的表面粗糙度的平均相对误差分别为6.25%和5.04%,证明了该模型的可行性。

关键词：熔融沉积成形表面粗糙度轮廓曲线预测模型