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Al含量对高锰高铝轻质钢组织和力学性能的影响

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金属热处理 2024年第8期49卷 48-52页

作者：白瑞杜云飞贺秀丽梁红玉太原工业学院机械工程系山西太原030008

利用物相分析、显微组织表征和室温拉伸、硬度测试等手段,以3种不同Al含量(10%,12%,14%,质量分数)的高锰高铝轻质钢为研究对象,探究了其铸态及固溶态的力学性能以及第二相的析出规律。结果表明,在铸态下,随着Al含量的增加,试验钢中铁素... 详细信息

利用物相分析、显微组织表征和室温拉伸、硬度测试等手段,以3种不同Al含量(10%,12%,14%,质量分数)的高锰高铝轻质钢为研究对象,探究了其铸态及固溶态的力学性能以及第二相的析出规律。结果表明,在铸态下,随着Al含量的增加,试验钢中铁素体含量增加,在奥氏体晶间呈不连续析出;κ碳化物的尺寸不断变大,主要由奥氏体晶内析出。经1100℃固溶处理后,试验钢可获得强度与塑性的协同提高,Al含量为12%的试验钢具有良好的综合性能,密度为6.41 g·cm^(-3),比强度为157 MPa·cm^(3)·g^(-1),断后伸长率为26.2%。

关键词：高锰高铝轻质钢 Al含量固溶处理 κ碳化物力学性能

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基于插值超分辨的双目三维重建方法

中国光学（中英文） 2024年第4期17卷 862-874页

作者：刘宇豪吴福培吴树壮王瑞汕头大学工学院机械工程系广东汕头515063

基于双目立体匹配重建物体表面三维形貌时,其匹配精度往往受限于传感器尺寸、镜头焦距和光源环境等物理条件。针对此问题,本文提出了一种基于插值超分辨的双目表面三维重建方法。首先,在图像预处理阶段,建立基于小波变换与双直方图均衡... 详细信息

基于双目立体匹配重建物体表面三维形貌时,其匹配精度往往受限于传感器尺寸、镜头焦距和光源环境等物理条件。针对此问题,本文提出了一种基于插值超分辨的双目表面三维重建方法。首先,在图像预处理阶段,建立基于小波变换与双直方图均衡融合的图像增强方法,克服传统双目视觉受限于复杂环境光干扰等问题;其次,构建基于拉格朗日与三次多项式插值的超分辨算法,提升图像像素密度,为双目匹配代价计算阶段增加图像细节,从而提高匹配精度;最后,基于SLIC算法对目标图像进行分割,并针对各分割区域分别做二次曲面拟合,进而获得与物体实际表面更为贴合的高度曲线,从而降低重建误差并可提高重建精度。实验结果表明:5组测量样品的全局高度测量平均相对误差为±2.3%,实验平均测量时长为1.8828 s,最大时长为1.9362 s,较传统方法有明显提升。实验分析结果验证了本文所提方法的有效性。

关键词：双目视觉三维测量插值超分辨超像素分割

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一种基于条纹相位特征的印刷电路板三维重建方法

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光学学报 2024年第14期44卷 144-153页

作者：吴福培彭俊龙叶玮琳郑志丹李昇平汕头大学工学院机械工程系广东汕头515063

重建印刷电路板(PCB)表面元器件的三维形貌对确保其贴装质量具有重要意义。为提升PCB表面三维重建的精度和可靠性,本文提出了一种基于条纹相位特征的PCB三维重建方法。首先,基于自适应权重法建立多曝光图像的融合规则,进而合成高质量的... 详细信息

重建印刷电路板(PCB)表面元器件的三维形貌对确保其贴装质量具有重要意义。为提升PCB表面三维重建的精度和可靠性,本文提出了一种基于条纹相位特征的PCB三维重建方法。首先,基于自适应权重法建立多曝光图像的融合规则,进而合成高质量的条纹图像,并构建异步多频相移法以求解视场内各像素点的相位值;其次,针对结构光三角立体模型因标定误差而影响PCB重建精度的问题,由相机和结构光发生器视线映射关系建立高度重建模型;在此基础上,基于标准量块的测量值标定并拟合出最终的三维重建参数。实验结果表明,所提方法可有效提升高动态范围复杂表面的三维重建效果;在精度评价实验中,采用所提三维重建方法测量陶瓷标准球的平均直径误差为0.0188 mm,且能准确可靠地恢复PCB表面元器件的三维形貌,进一步检验了所提方法的有效性。

关键词：三维重建条纹结构光印刷电路板参数标定图像融合

变截面压电悬臂梁能量采集器在高斯白噪声激励下的稳态统计特性研究

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振动工程学报 2024年第5期37卷 864-874页

作者：周坤涛杨涛葛根郝淑英冯晶晶张琪昌天津工业大学机械工程学院天津300387 天津理工大学工程训练中心天津300384 天津理工大学机械工程学院天津300384 天津大学机械工程学院天津300072

环境振动是一种非周期、随机的宽频激励,研究振动能量采集器在环境振动下的能量采集特性具有重要意义。本文采用改进随机平均法,求解了变截面压电梁在高斯白噪声激励下的等效振幅、位移、速度的稳态概率密度函数,位移与速度的联合概率... 详细信息

环境振动是一种非周期、随机的宽频激励,研究振动能量采集器在环境振动下的能量采集特性具有重要意义。本文采用改进随机平均法,求解了变截面压电梁在高斯白噪声激励下的等效振幅、位移、速度的稳态概率密度函数,位移与速度的联合概率密度函数以及稳态均方输出电压,随后研究了变截面压电梁的能量采集效能。结果表明:负载电阻一定时,截面系数β>0时的变截面压电梁相比β=0时的等截面压电梁有更好的稳态均方输出电压;截面系数β>0时,随着电阻电容乘积的倒数的增加,变截面压电梁的均方电压均呈现逐渐减小的趋势,当电阻电容乘积的倒数值一定时,β值越大,均方电压也越高;随着噪声强度的增加,变截面压电梁的均方电压均呈现逐渐增大的趋势,当噪声强度一定时,β值越大,均方电压也越高。本文研究结果可为变截面压电悬臂梁能量采集系统的设计及应用提供理论依据。

关键词：能量采集器变截面压电悬臂梁高斯白噪声激励稳态概率密度均方电压

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轮式多机协同搬运机器人轨迹跟踪控制器设计

机械工程学报 2024年第11期60卷 145-155页

作者：何华刘全申屠舒展宫昭清华大学机械工程系北京100084 中国机械工业集团有限公司北京100080

轮式移动机器人多机协同搬运负载过程中受到的地面非完整约束以及负载刚性约束,对其轨迹跟踪控制器的动态特性以及稳态误差均提出很高的要求。基于李雅普诺夫第二方法,设计轮式移动机器人渐进稳定轨迹跟踪控制器,实现输入饱和约束可沿... 详细信息

轮式移动机器人多机协同搬运负载过程中受到的地面非完整约束以及负载刚性约束,对其轨迹跟踪控制器的动态特性以及稳态误差均提出很高的要求。基于李雅普诺夫第二方法,设计轮式移动机器人渐进稳定轨迹跟踪控制器,实现输入饱和约束可沿广义速度空间边界滑动,在保证控制信号不超出机器人广义速度空间的前提下,提升轨迹跟踪控制器的响应速度。研究轨迹跟踪控制器对不同目标轨迹的跟踪误差规律,提出以门限角度为分界的状态机,控制机器人对目标参数的响应顺序,减小跟踪过程误差。基于模糊控制器,实现轨迹跟踪控制器增益系数的动态调节,有效降低对不同目标速度的跟踪稳态误差。通过多机协同搬运负载试验验证控制器的正确性和有效性。

关键词：轮式移动机器人轨迹跟踪控制器模糊控制输入饱和状态机

高导热氮化硼/天然橡胶纳米复合材料的制备与性能

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化工进展 2024年

作者：王林艳周平德张一铎刘钰溪郝明正梁玉蓉太原工业学院材料工程系

采用葡萄糖辅助球磨六方氮化硼（BN），通过B—O化学键将葡萄糖成功接枝在BN分子上，制备得到BN-OH纳米片。将不同含量的BN-OH纳米片与天然胶乳（NR）粒子通过胶乳共沉淀制备得到了均匀的隔离网络结构，在NR胶乳粒子周围蛋白质的辅助下B... 详细信息

采用葡萄糖辅助球磨六方氮化硼（BN），通过B—O化学键将葡萄糖成功接枝在BN分子上，制备得到BN-OH纳米片。将不同含量的BN-OH纳米片与天然胶乳（NR）粒子通过胶乳共沉淀制备得到了均匀的隔离网络结构，在NR胶乳粒子周围蛋白质的辅助下BN-OH纳米片与NR分子链通过氢键等形成了物理交联。考察了BN-OH纳米片的含量对BN-OH/NR纳米复合材料的交联密度、机械性能、导热性能和气体阻隔性能等的影响。在一定范围内，随BN-OH纳米片填充量的增加，BN-OH/NR纳米复合材料的拉伸强度、定伸应力增加，储能模量上升，损耗因子下降，表明了BN-OH纳米片良好的补强作用和强两相界面结合作用力。BN-OH纳米片良好的分散，形成的隔离网络结构，以及蛋白质辅助物理交联所形成的强有力的界面相互作用，阻隔了气体分子的扩散，同时热量沿搭接在一起的BN-OH纳米片释放出去，致使BN-OH/NR复合材料良好的导热性能和气体阻隔性能。20% BN-OH/NR纳米复合材料的导热系数为0.319 W/(m·K)，为导热材料，较纯NR的导热系数提升了94%。而不同含量的BN-OH/NR纳米复合材料的体积电阻率仍远高于绝缘临界电阻率的标准，即本文制备的绝缘、高机械性能、高导热和良好密封性能的橡胶复合材料有望应用于电子元器件、电池、汽车等领域的热界面材料。

关键词：复合材料纳米结构导热性能气体阻隔性能氮化硼天然橡胶

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轮足式磁吸附越障爬壁机器人设计与分析

机械工程学报 2024年第1期60卷 248-261页

作者：张小俊吴亚淇刘昊学钟道方河北工业大学机械工程学院天津300130

针对现有爬壁机器人负载能力弱、复杂障碍地形下适应能力差以及运动柔顺性不足等特点,提出了一种基于轮足复合式运动与非接触变间隙永磁吸附的柔顺越障爬壁机器人。在分析石化储罐、船舶等非结构化设备作业环境特点和功能需求的基础上,... 详细信息

针对现有爬壁机器人负载能力弱、复杂障碍地形下适应能力差以及运动柔顺性不足等特点,提出了一种基于轮足复合式运动与非接触变间隙永磁吸附的柔顺越障爬壁机器人。在分析石化储罐、船舶等非结构化设备作业环境特点和功能需求的基础上,融合构型主被动理念,设计了机器人移动本体并对主被动越障步态进行了规划;对机器人在不同工况下的稳定性进行分析,建立了机器人安全吸附的数学模型;建立了机器人直行与转向下的动力学模型,分析了机器人的转向灵活性;结合机器人金属立面智能控制需求,对机器人的智能控制系统进行了设计。通过样机平台实验表明,机器人能够实现灵活的主被动越障,具有自适应柔顺运动以及大负载的能力。

关键词：爬壁机器人越障步态规划稳定性分析转向灵活性智能控制系统

基于场景点云重建的移动焊接机器人作业轨迹提取方法

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计算机集成制造系统 2024年第7期30卷 2381-2388页

作者：刘今越李文秀贾晓辉冯重阳河北工业大学机械工程学院天津300401

为保证移动作业焊接机器人能够在建筑、石化、船舶等非结构化场景中精准高效的完成作业,提出一种基于点云重建的焊接轨迹提取方法。焊接机器人变换作业场景后,首先通过深度相机实时检测引导标志物,明确作业范围和起点并重建场景点云。... 详细信息

为保证移动作业焊接机器人能够在建筑、石化、船舶等非结构化场景中精准高效的完成作业,提出一种基于点云重建的焊接轨迹提取方法。焊接机器人变换作业场景后,首先通过深度相机实时检测引导标志物,明确作业范围和起点并重建场景点云。然后基于点云分割和边界提取算法获取焊缝点云轨迹,并提出一种焊接机器人位姿调整策略。最后,针对点云精度不足的问题,采用激光视觉传感器对焊缝进行精度修正,提取精确焊接轨迹。通过曲线焊缝场景实验,表明机器人运动平滑,焊缝轨迹提取误差小于0.5 mm,精度满足生产要求。

关键词：移动焊接机器人轨迹提取点云处理目标检测

基于IRCMMRDE和HHO-PNN的轴承损伤辨识模型

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机电工程 2024年

作者：桂芳李健刘磊安徽省第一轻工业学校工业工程系合肥工业大学机械工程学院

采用单通道振动信号无法完全准确表征轴承多角度的故障信息，导致特征提取不够充分。针对这一缺陷，构建了一种基于改进精细复合多元多尺度反向散布熵(IRCMMRDE)和参数优化概率神经网络(PNN)的滚动轴承损伤辨识模型。首先，使用了振动... 详细信息

采用单通道振动信号无法完全准确表征轴承多角度的故障信息，导致特征提取不够充分。针对这一缺陷，构建了一种基于改进精细复合多元多尺度反向散布熵(IRCMMRDE)和参数优化概率神经网络(PNN)的滚动轴承损伤辨识模型。首先，使用了振动加速度计和麦克风两种类型的传感器，同时获得了滚动轴承不同工况下的振动和声音信号，构建了故障信息量更丰富的多通道信号；随后，提出了能够同步分析多通道信号的IRCMMRDE方法，并将其用于提取滚动轴承多通道信号的故障特征；接着，采用哈里斯鹰优化器(HHO)对概率神经网络的平滑因子进行了自适应寻优，构造了网络结构最优的PNN模型；最后，将损伤样本输入至HHO-PNN模型中，进行了故障的分类识别，完成了滚动轴承样本的故障辨识；并基于滚动轴承声振信号数据集，对基于IRCMMRDE-HHO-PNN的故障诊断方法的有效性进行了验证。研究结果表明：基于IRCMMRDE和HHO-PNN的故障诊断方法的准确率达到了99.6%，平均的识别准确率达到了99.8%，优于其他多种特征提取方法；同时，对多通道融合信号进行分析取得的准确率优于单个通道的信号，准确率分别提高了8.8%和4.8%；此外，HHO-PNN分类器模型的诊断性能优于其他分类模型，更具有泛化性和实用性。

关键词：滚动轴承故障诊断改进精细复合多元多尺度反向散布熵概率神经网络多通道信号哈里斯鹰优化器