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热处理温度对选区激光熔化成形316L不锈钢冲击韧性及各向异性的影响

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中国激光 2024年第12期51卷 147-155页

作者：汪洋扬孙明艳陈捷秦煜沈显峰王国伟黄姝珂中国工程物理研究院机械制造工艺研究所

为探究热处理温度对316L不锈钢冲击韧性及其各向异性的影响，利用选区激光熔化（SLM）技术制备了不同成形取向的316L冲击构件，并比较了SLM态、1050℃热处理态以及1100℃热处理态的冲击韧性和微观组织结构。结果表明，按冲击韧性从大到... 详细信息

为探究热处理温度对316L不锈钢冲击韧性及其各向异性的影响，利用选区激光熔化（SLM）技术制备了不同成形取向的316L冲击构件，并比较了SLM态、1050℃热处理态以及1100℃热处理态的冲击韧性和微观组织结构。结果表明，按冲击韧性从大到小排列，依次为SLM态、1100℃热处理态、1050℃热处理态。随着热处理温度的升高，冲击断口的韧窝逐渐增大。对于SLM态，XY-Z样的冲击韧性比XZ-X样和XY-X样更好，但热处理之后XY-Z样的冲击韧性反而最差。同时，热处理之后亚晶组织逐渐消失，夹杂物粗化，晶粒尺寸增大，大角度晶界增加，逐层制备的多层结构被破坏，晶粒织构发生变化，这些微观组织的变化与冲击韧性密切相关。

关键词：激光技术选区激光熔化 316L 冲击韧性各向异性热处理

面向工件自动化装配的空间位姿柔性接触式测量方法研究

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仪器仪表学报 2024年第4期45卷 75-83页

作者：郭文婷陈东生程思博孙若依中国工程物理研究院机械制造工艺研究所绵阳621900

自动化装配精度极其依赖于自动化位姿测量精度。目前常用的位姿测量方法基于非接触式测量方法,该方法随光照、畸变等影响鲁棒性不高。为提高位姿测量柔性和鲁棒性,本文提出一种基于接触式位姿测量方法,该方法基于多测针接触式测量系统,... 详细信息

自动化装配精度极其依赖于自动化位姿测量精度。目前常用的位姿测量方法基于非接触式测量方法,该方法随光照、畸变等影响鲁棒性不高。为提高位姿测量柔性和鲁棒性,本文提出一种基于接触式位姿测量方法,该方法基于多测针接触式测量系统,通过解耦将位姿调节量转化为姿态、圆心、相位相互独立的测算量。首先采用视觉引导方式构建视觉坐标系实现点位测量路径自更新实现柔性测量,然后通过测量工件平面、圆周、孔位圆周获取坐标点位,最后采用最小二乘法拟合平面并将圆周点位进行投影拟合圆心,求解定位孔圆心构成的向量空间夹角得到姿态、相位及圆心的调整量。本文所述方法可以提高测量效率,解耦调整方式大大降低了位姿联调的相互影响,提高了位姿测量的柔性和鲁棒性。通过实验对本文所提方法的有效性进行验证,实验结果表明:采用空间位姿柔性接触式测量方法进行测量后调整,其工件相对位置偏差在0.075 mm以下,姿态角度偏差在0.02°以下,相位角度偏差在0.055°以下。

关键词：接触测量最小二乘法位姿检测工业机器人

内力加载机构基于模型前馈的多电机同步控制方法

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制造技术与机床 2024年

作者：殷俊陈华李祥石英托中国工程物理研究院机械制造工艺研究所

针对某圆筒形分体式构件对心加载的需求，设计了一种四电机驱动的内力加载机构，可向结构件施加超过15 000 N的总加载力。但实际加载过程中由于结构不对称等原因，易造成加载偏载，结构件之间发生相对移动，影响装配质量。为此，文章提... 详细信息

针对某圆筒形分体式构件对心加载的需求，设计了一种四电机驱动的内力加载机构，可向结构件施加超过15 000 N的总加载力。但实际加载过程中由于结构不对称等原因，易造成加载偏载，结构件之间发生相对移动，影响装配质量。为此，文章提出了一种基于模型前馈的比例-微分（PD）控制方法用于多电机的同步运动控制。建立了交流伺服电机的给定信号与角速度之间的动力学模型，基于该模型的目标速度设计了前馈补偿，以增强多电机同步控制时的响应速度。同时，设计了PD反馈控制参数，以提高同步控制的精度。试验结果表明，与传统的交叉耦合同步算比较，基于模型的PD同步控制算法同步误差减少了约40%，电机同步性得到了有效提高。

关键词：装配内力加载多电机同步前馈控制

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复杂精密散热器制造技术研究

制造技术与机床 2024年

作者：彭泽军韩亚高贵存中国工程物理研究院机械制造工艺研究所

分析了一种复杂精密散热器的结构特点及制造难点，论述了散热器制造的总体研究思路，提出了散热器总体制造方案，采取了一系列工艺控制措施，有效解决了复杂精密散热器难制造、易变形、难焊接的技术困难。针对散热套精度高、刚性差、易... 详细信息

分析了一种复杂精密散热器的结构特点及制造难点，论述了散热器制造的总体研究思路，提出了散热器总体制造方案，采取了一系列工艺控制措施，有效解决了复杂精密散热器难制造、易变形、难焊接的技术困难。针对散热套精度高、刚性差、易变形等制造难点，提出了弱刚性薄壁散热套多工序统筹精度控制技术，设计了随行内撑胎，有效解决了散热套制造过程的装卡、焊接变形问题，设计了圆弧靠模板，解决了散热套卷板对接处形成直段问题。针对三维空间散热管的成型困难，提出了“由单弯到平面多弯，由平面多弯到三维空间”的两步成型方案，设计了柔性组合弯曲工装，解决了散热管的成型困难。

关键词：散热器变形控制焊接变形弯曲成型

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双级时效对ZL205A合金力学性能的影响

金属热处理 2024年第2期49卷 149-153页

作者：杨泾萍周文凤闻福林刘建辉中国工程物理研究院机械制造工艺研究所四川绵阳621900

对ZL205A合金试验件进行双级时效处理,探究了双级时效对其组织及力学性能的影响。结果表明,双级时效能调控显微组织,提高综合力学性能,特别是伸长率。500℃×30 min+535℃×60 min+540℃×720 min分级固溶处理、150℃×540 min+210℃×3... 详细信息

对ZL205A合金试验件进行双级时效处理,探究了双级时效对其组织及力学性能的影响。结果表明,双级时效能调控显微组织,提高综合力学性能,特别是伸长率。500℃×30 min+535℃×60 min+540℃×720 min分级固溶处理、150℃×540 min+210℃×300 min时效后ZL205A合金的抗拉强度最高为428.5 MPa,硬度最高为126 HBW,伸长率最高为9.3%。该热处理工艺方法能够针对不同批次材料稳定铸件组织,得到良好的综合力学性能。

关键词： ZL205A合金双级时效力学性能

新型SSRMS构型可重构空间机械臂的运动学奇异性分析

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机械工程学报 2024年第5期60卷 19-35页

作者：赵智远杨晓航徐梓淳李云涛汤家文赵京东哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所绵阳621999

大型化、多样化和高精度化的在轨建造任务日趋增多,对舱外作业空间机械臂的能力提出了新的需求。传统SSRMS构型空间机械臂虽然被广泛地应用于在轨服务,但是其具有针对于特定任务设计的结构特点,限制了单个机械臂执行不同种类任务的能力... 详细信息

大型化、多样化和高精度化的在轨建造任务日趋增多,对舱外作业空间机械臂的能力提出了新的需求。传统SSRMS构型空间机械臂虽然被广泛地应用于在轨服务,但是其具有针对于特定任务设计的结构特点,限制了单个机械臂执行不同种类任务的能力,难以适应未来在轨任务复杂化发展的应用需求。为此,提出了一种新型的具有两个被动式伸缩臂杆的SSRMS构型可重构空间机械臂,并对其运动学奇异性进行了深入分析。首先,通过介绍新型机械臂的结构特点及可重构原理,总结了此类机械臂的工作性能优点,证明了其具备在未来的复杂在轨任务中扮演重要角色的潜力。然后,建立了新型机械臂分别在自由空间操作和重构操作时的微分运动学方程,通过对微分逆运动学方程的分析确定出了包含运动学奇异条件的雅可比矩阵。接着,提出了一种简单可靠的运动学奇异性分析方法,在雅可比矩阵中求解得到了新型机械臂的全部运动学奇异条件。最后,以新型机械臂为例进行了实验验证,结果表明:奇异条件不仅能够正确的确定出新型机械臂的奇异位形,而且在机械臂执行操作任务时可作为先验条件指导机械臂的避奇异运动控制,为操作任务的可靠执行提供了有力保障。

关键词：空间机械臂可重构机械臂被动式伸缩臂杆微分运动学奇异性分析

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结构参数对选区激光熔化成形AlSi10Mg金刚石点阵结构拉伸性能的影响

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热加工工艺 2024年第4期53卷 96-101,106页

作者：吴鸿飞王国伟沈显峰杨家林王晨光陈金明中国工程物理研究院机械制造工艺研究所四川绵阳621900

选区激光熔化制备金属点阵结构由于具有结构设计自由度大、成形零件具有轻量化、缓冲吸震、隔热散热等优势在航空航天等领域具有广泛的工程应用前景。随着应用的不断拓展,对点阵结构的拉伸性能也提出了要求。通过有限元模拟,研究了金刚... 详细信息

选区激光熔化制备金属点阵结构由于具有结构设计自由度大、成形零件具有轻量化、缓冲吸震、隔热散热等优势在航空航天等领域具有广泛的工程应用前景。随着应用的不断拓展,对点阵结构的拉伸性能也提出了要求。通过有限元模拟,研究了金刚石单元结构参数对Al Si10Mg点阵结构拉伸性能的影响,并进行了试验验证。结果表明:所设计的点阵结构成形效果较好,具有稳定的力学性能;支杆杆径和孔隙率对点阵结构抗拉强度存在显著影响;随着支杆长径比的减小,点阵结构应力集中区域由节点处向支杆中间位置移动,长径比在1.4左右时点阵结构具有较为均匀的应力分布;在点阵结构外层包裹薄壳结构,可使点阵结构整体应力分布更为均匀。试验与仿真结果相吻合,可通过有限元方法对点阵结构的拉伸性能和变形失效方式进行有效预测。

关键词：点阵结构选区激光熔化有限元模拟拉伸性能

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粘-惯性耦合节流静压气浮轴承微振动特性研究

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制造技术与机床 2024年第2期 24-30页

作者：杨光伟孙沐邦俞利庆中国工程物理研究院机械制造工艺研究所四川绵阳621900

小孔节流气浮轴承因结构简单、刚度较高等优点在超精密加工中获得了广泛的应用。然而由于小孔节流气浮轴承存在微振动,限制了超精密加工表面粗糙度的进一步提升。为了抑制小孔节流气浮轴微振动,文章提出了一种新型粘-惯性耦合节流气浮轴... 详细信息

小孔节流气浮轴承因结构简单、刚度较高等优点在超精密加工中获得了广泛的应用。然而由于小孔节流气浮轴承存在微振动,限制了超精密加工表面粗糙度的进一步提升。为了抑制小孔节流气浮轴微振动,文章提出了一种新型粘-惯性耦合节流气浮轴承,通过数值模拟的方法研究了新型节流器的结构参数对气浮轴承微振动特性的影响,在此基础上开发了试验平台对新型气浮轴承振动特性进行测试。研究结果表明,粘-惯性耦合节流气浮轴承均压腔内压力波动低于小孔节流,可以减小气浮轴承微振动;同时,增大渗透率和节流孔直径、降低均压腔高度均能减小粘惯性耦合节流气浮轴承微振动。

关键词：气体静压轴承涡旋粘-惯性耦合节流

基于梯度线圈和双光束反向补偿的NMRG主磁场匀化方法

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光学技术 2024年第4期50卷 391-398页

作者：舒强吉方中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所四川绵阳621000

核磁共振陀螺气室磁场梯度导致的核自旋横向弛豫率是制约陀螺角度随机游走性能提升的重要因素。提出了基于梯度补偿线圈和双光束反向补偿的主磁场匀化方法。建立了气室原子系综Rb电子自旋极化、核自旋极化和泵浦光场传播的多场耦合动力... 详细信息

核磁共振陀螺气室磁场梯度导致的核自旋横向弛豫率是制约陀螺角度随机游走性能提升的重要因素。提出了基于梯度补偿线圈和双光束反向补偿的主磁场匀化方法。建立了气室原子系综Rb电子自旋极化、核自旋极化和泵浦光场传播的多场耦合动力学模型,结合有限元分析方法获得了方形气室磁场梯度与Xe核自旋横向弛豫的量化关系,分别对梯度线圈补偿环境磁场梯度、反向传播双光束均匀泵浦的Rb极化等效磁场匀化方案进行了研究。结果表明:梯度线圈将5×5×5mm^(3)气室的^(129)Xe_(T_(2))由3.6s提升到5.7s;Rb原子极化均匀性在纵向和横向都得到了显著改善,Rb原子极化等效磁场的一阶梯度得到抑制,残留的二阶等效磁场梯度导致的Xe核自旋横向弛豫率降低到约10^(-4)·s^(-1)量级。

关键词：核磁共振陀螺磁场梯度双光束反向补偿弛豫率