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渗碳淬火过程中C形试样组织与畸变演变行为的数值模拟

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金属热处理 2024年第5期49卷 68-73页

作者：许勇刘克邓瑶瑶杨兵陆海龙罗艺宁夏机械研究院股份有限公司宁夏银川750000 江麓机电集团有限公司湖南湘潭411100 湖南湘投金天钛业科技股份有限公司湖南常德415000

以18Cr2Ni2MoNbA钢C形试样为对象,采用有限元方法建立了温度场、组织场、应变场的多场耦合模型,研究了C形试样在悬挂方式下渗碳淬火过程中组织与畸变演变行为。结果表明:将计算的畸变结果与实测进行对比,结果吻合良好,C形试样缺口位置... 详细信息

以18Cr2Ni2MoNbA钢C形试样为对象,采用有限元方法建立了温度场、组织场、应变场的多场耦合模型,研究了C形试样在悬挂方式下渗碳淬火过程中组织与畸变演变行为。结果表明:将计算的畸变结果与实测进行对比,结果吻合良好,C形试样缺口位置的畸变最大,冷却过程中宽度最大处的中心位置与缺口处表面位置之间的最大温差出现在淬火的2.78 s,达到383.437℃;马氏体转变最先是从缺口位置的心部开始,C形试样心部马氏体含量基本都能达到94%以上;淬火时表层马氏体转变滞后于心部,其马氏体转变量受残留奥氏体影响明显低于心部,最终转变量在83%左右。

关键词： 18Cr2Ni2MoNbA钢 C形试样渗碳淬火组织畸变

音圈电机驱动三自由度大行程柔性偏摆台设计与分析

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工程设计学报 2024年

作者：徐智皓陆晓伟谢雨欣赖磊捷上海工程技术大学机械与汽车工程学院华立科技股份有限公司

针对传统压电驱动偏摆台因其行程较小而无法适应诸多毫米级大行程应用场景的问题，设计了一种音圈电机驱动三自由度大行程柔性偏摆台，并对其进行了柔度建模与性能测试。首先，介绍了大行程柔性偏摆台的结构构型，该构型包含了3组120°... 详细信息

针对传统压电驱动偏摆台因其行程较小而无法适应诸多毫米级大行程应用场景的问题，设计了一种音圈电机驱动三自由度大行程柔性偏摆台，并对其进行了柔度建模与性能测试。首先，介绍了大行程柔性偏摆台的结构构型，该构型包含了3组120°均匀排布的垂直驱动支链，并利用柔性球铰和平行四边形机构实现各支链的运动解耦和电机动子的直线导向，根据各支链几何关系推导了平台的运动学方程。然后，通过柔度矩阵法来创建柔性球铰、驱动支链和整个偏摆台的柔度解析模型。接着，对平台静力学特性进行有限元分析，验证柔度解析模型的准确性。最后，搭建了实验系统来测试偏摆台的最大行程以及θXθYZ 3个自由度方向上的柔度，以此验证偏摆台构型、结构设计以及所推导解析模型的有效性和合理性。结果表明：有限元分析和实验测试结果与解析模型计算结果的误差值都在10%以内，此偏摆台的最大行程范围是±0.0543 rad×±0.0472 rad×±4.45 mm，具有行程大、结构紧凑等优点，可以适用于多种需要大行程空间定位的场合。

关键词：偏摆台大行程柔度音圈电机柔性球铰有限元分析

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基于顶芽智能识别的棉花化学打顶系统研究

农业机械学报 2024年第3期55卷 145-152页

作者：韩鑫韩金鸽陈允琳兰玉彬李建坤崔立华山东理工大学农业工程与食品科学学院淄博255000 潍柴雷沃智慧农业科技股份有限公司潍坊261200 山东绿风农业集团有限公司滨州256600

设计了基于顶芽智能识别的棉花化学打顶系统,为实现精准作业,合理高效使用棉花化学打顶药剂,以减少因化学打顶剂的过度使用造成的环境污染。该系统主要由棉花顶芽识别系统、控制系统和喷施系统组成。采用YOLO v5s算法构建棉花顶芽识别... 详细信息

设计了基于顶芽智能识别的棉花化学打顶系统,为实现精准作业,合理高效使用棉花化学打顶药剂,以减少因化学打顶剂的过度使用造成的环境污染。该系统主要由棉花顶芽识别系统、控制系统和喷施系统组成。采用YOLO v5s算法构建棉花顶芽识别模型。控制系统采用STM32F407单片机,负责接收识别系统的信号,并对各个棉花打顶剂管道进行控制。同时,显示界面能够实时显示机具行驶速度、药液流量、打顶剂液位等参数。试验结果表明,在田间全天光照试验中,上午和下午时间段识别效果最优;在速度0.4 m/s下,平均识别率约为94%;信号发送区间为100 mm时,成功向下位机发送信号的成功率达到92%;田间对靶喷施试验表明,有效喷施率为94%,满足作业要求。

关键词：棉花化学打顶控制系统 YOLO v5s 顶芽识别

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稀释率对激光熔覆层组织与硬度的影响

模具工业 2024年第10期 69-76页

作者：裴明源王磊赵京涛王海强高龙飞刘代平赵阳范召森刘志兰山东省轮胎模具关键技术重点试验室山东豪迈机械科技股份有限公司

为探究不同碳钢基体下稀释率对熔覆层组织与硬度的影响，在Q235钢、35钢和45钢基体表面通过激光熔覆技术制备不同稀释率的316L不锈钢熔覆层，采用激光共聚焦显微镜、扫描电镜和维氏硬度计对熔覆层组织和硬度进行表征试验。试验结果表明... 详细信息

为探究不同碳钢基体下稀释率对熔覆层组织与硬度的影响，在Q235钢、35钢和45钢基体表面通过激光熔覆技术制备不同稀释率的316L不锈钢熔覆层，采用激光共聚焦显微镜、扫描电镜和维氏硬度计对熔覆层组织和硬度进行表征试验。试验结果表明：熔覆层稀释率随激光功率提高而增大，在相同激光功率下基体差异会对熔覆层的稀释率产生一定影响；熔覆层与基体间为冶金结合，随着稀释率增大，熔覆层与附近基体的元素趋于一致，结合效果增强，同时熔覆层中C含量的增加产生了弥散强化作用；熔覆层稀释率超过30%，伴随着快速凝固组织特征逐渐消失，熔覆层由奥氏体转变为马氏体，硬度值提升250～300 HV。

关键词：稀释率碳钢马氏体激光功率元素

甲基法尼酯和蜕皮激素对凡纳滨对虾幼体存活、变态以及Ⅱ型CHH基因表达的影响

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海洋与湖沼 2024年第3期55卷 746-755页

作者：孙金凤邓之通刘飞陈锚杨颖飞王忠凯李玉全青岛农业大学海洋科学与工程学院山东青岛266109 渤海水产股份有限公司山东滨州251907 山东景明海洋科技股份有限公司山东东营257000

甲基法尼酯(MF)和蜕皮激素(20E)在甲壳动物的蜕皮、幼虫变态、形态发生过程中发挥重要作用。MF和20E的体内合成和分泌受到II型甲壳动物高血糖激素(CHH)的调控。为探讨MF和20E对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)幼体发育的影响,使用不... 详细信息

甲基法尼酯(MF)和蜕皮激素(20E)在甲壳动物的蜕皮、幼虫变态、形态发生过程中发挥重要作用。MF和20E的体内合成和分泌受到II型甲壳动物高血糖激素(CHH)的调控。为探讨MF和20E对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)幼体发育的影响,使用不同浓度的MF和20E处理不同发育时期的凡纳滨对虾幼体,并检测了幼体的存活率和变态率变化;鉴定了凡纳滨对虾II型CHH亚家族的全部成员,并使用实时荧光定量PCR技术检测了在外源MF和20E作用下,II型CHH基因在凡纳滨对虾仔虾的表达变化。研究发现,凡纳滨对虾的幼体早期阶段对MF和20E都表现出很强的敏感性,其存活率均呈剂量依赖性下降,并且MF和20E也能造成幼体变态率的降低。凡纳滨对虾II型CHH亚家族包含8个蜕皮抑制激素MIH基因(LvMIH1-8)和1个卵黄发生抑制激素VIH基因(LvVIH),在仔虾中LvMIH3表达量最高,其次是LvMIH1和LvMIH7,其余基因有微弱表达或者不表达。在外源MF和20E作用下,LvMIH1和LvMIH7的表达趋势类似,二者同时具有MIH和MOIH的功能特征,但LvMIH1侧重于抑制蜕皮,LvMIH7侧重于抑制MF合成;而LvMIH3参与蜕皮调控,不参与调控MF的合成。研究结果表明LvMIH1、LvMIH3、LvMIH7在凡纳滨对虾应答MF和20E信号中发挥重要作用,该结果对于深入认识II型CHH在甲壳动物蜕皮和变态发育中的调控机制具有重要意义。

关键词：凡纳滨对虾甲基法尼酯蜕皮激素 CHH

热处理对增材制造TS5镍基高温合金组织与性能的影响

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金属热处理 2024年第4期49卷 116-122页

作者：谭科杰谢锦丽秦海龙徐斌董行毕中南张继钢铁研究总院有限公司高温合金新材料北京市重点实验室北京100081 北京钢研高纳科技股份有限公司北京100081 北京钢研高纳科技股份有限公司平度分公司山东青岛266736

采用选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)技术制备TS5镍基高温合金,通过不同保温温度、升温速率和保温时间的热处理工艺,分析了热处理对SLM成形TS5合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明,沉积态TS5合金裂纹占比0.07%,平均晶... 详细信息

采用选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)技术制备TS5镍基高温合金,通过不同保温温度、升温速率和保温时间的热处理工艺,分析了热处理对SLM成形TS5合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明,沉积态TS5合金裂纹占比0.07%,平均晶粒截面粒径为66.94μm,具有低的打印成形开裂倾向与稳定的成形组织。沉积态TS5合金以0.1℃/s升温至900℃时,γ′相在升温过程中析出。而较快的升温速率可以抑制TS5合金在升温过程中γ′相的析出,特别是当升温速率大于50℃/s时,γ′相的析出被完全抑制。在850℃下分别保温10、60、240 min时,γ′相体积分数分别为26.2%、37.7%和47.1%,析出量逐渐增加;γ′相尺寸分别为22.2、40.5、58.9 nm。拉伸测试显示,沉积态TS5合金随着热处理温度升高,抗拉强度逐步降低,650℃与750℃的屈服强度分别为873 MPa和768 MPa;850℃和950℃的拉伸过程出现脆断现象。电子背散射衍射(Electron back-scatter diffraction,EBSD)发现裂纹主要出现在大角度晶界处。综上所述,合理的快速升温配合短时保温有利于避免升温过程的相变内应力,有效提升晶界强度,对SLM成形TS5合金避免热处理过程的畸变开裂至关重要。

关键词：镍基高温合金选区激光熔化热处理组织性能裂纹

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盐穴压缩空气储能库注采井筒体系优化设计

天然气工业 2024年第6期44卷 169-180页

作者：万继方纪文栋李景翠孙养清赵永安罗一峰吴启春中能建数字科技集团有限公司长江大学机械工程学院宝山钢铁股份有限公司百勤能源科技(广东)股份有限公司建湖县鸿达阀门管件有限公司

盐穴因其密封与稳定特性成为压缩空气储能库(以下简称储能库)首选,储能库可以实现大规模的清洁储能,能实现电力供需的“削峰填谷”,是实现“双碳”目标的重要方向之一。井口装置、注采管和封隔器组成的井筒体系是储能库与地面设备的连... 详细信息

盐穴因其密封与稳定特性成为压缩空气储能库(以下简称储能库)首选,储能库可以实现大规模的清洁储能,能实现电力供需的“削峰填谷”,是实现“双碳”目标的重要方向之一。井口装置、注采管和封隔器组成的井筒体系是储能库与地面设备的连接通道,然而受气体注采流量的限制和冲蚀作用的影响,现阶段的小通径井筒严重限制了压缩空气储能电站的装机规模。为优化储能库注采井筒体系,对大通径井口装置、耐腐蚀套管和大尺寸封隔器的设计与加工中存在的主要问题进行了分析,并结合工程实际提出了解决措施和合理化建议。研究结果表明:(1)井口装置设计需考虑到每层套管头座挂芯轴悬挂器台阶的承载强度,需要校核及验证悬挂器最小壁厚处的抗外挤强度、承受井下反压时顶丝的抗剪切强度等参数;(2)套管选材应充分考虑制造工艺及经济成本在盐穴压缩空气储能工况中的适用性,建议在易发生冲蚀处使用耐蚀合金纯管材,其余部位优选具有性价比的耐腐蚀套管;(3)大尺寸封隔器建议整体采用芯轴设计,胶筒选用氢化丁腈橡胶或四丙氟橡胶等材质,卡瓦建议采用笼式桶状。结论认为,提出的注采井筒体系设计优化措施,能够为该类型储能项目的大尺寸井筒注采体系设计与优化提供方法和思路。

关键词：盐穴 CAES 井口装置套管封隔器大尺寸注采优化设计

“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统智能优化方法

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计算机集成制造系统 2024年第5期30卷 1551-1570页

作者：李浩王昊琪李琳利张玉彦杨文超文笑雨张旭辉刘根张幸福刘俊崔科飞陈录城王朋静杨新宇郑州轻工业大学河南省机械装备智能制造重点实验室河南郑州450002 西安科技大学机械工程学院陕西西安710699 郑州恒达智控科技股份有限公司河南郑州450016 中信重工机械股份有限公司河南洛阳471003 卡奥斯工业智能研究院(青岛)有限公司山东青岛266000

工业数字孪生系统是智能制造应用实施的重要手段,但现有工业数字孪生系统主要面向机械系统探索研究理论和关键技术,缺乏从“人-机-环境”全局开展系统建模和优化。鉴于此,分析了“人-机-环境”系统建模和智能优化研究进展,总结了“人-机... 详细信息

工业数字孪生系统是智能制造应用实施的重要手段,但现有工业数字孪生系统主要面向机械系统探索研究理论和关键技术,缺乏从“人-机-环境”全局开展系统建模和优化。鉴于此,分析了“人-机-环境”系统建模和智能优化研究进展,总结了“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统基本特征,建立了系统参考架构。然后,提出了“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统智能优化方法与关键技术体系,主要包括数据驱动的快速动态建模与仿真方法、基于生成式人工智能(AI)的数字孪生快速建模方法、多模态感知与智能交互方法、虚实同步映射与模型校正方法、基于分布式计算的运行优化控制方法、“人-机-环境”安全监测与态势感知方法和基于AI agent的系统自学习与优化控制方法等。最后,通过典型案例展示了智能优化方法的应用效果。所提出的工业数字孪生系统智能优化方法为实现智能制造过程中的“人-机-环境”共融提供了重要支撑。

关键词： “人-机-环境”共融工业数字孪生系统智能制造智能优化 AI agent

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超声椭圆振动切削难加工材料的研究进展

制造技术与机床 2024年第1期 100-107页

作者：孙玉涵张艺嘉杨延朝蒋振峰付秀丽济南大学机械工程学院山东济南250022 淄博大亚金属科技股份有限公司山东淄博255318

超声椭圆振动切削具有断续切削特性的切削优势,已成为国内外研究及应用的热点,尤其适用于脆性材料、复合材料等难加工材料的高性能制造加工领域。目前该技术的机理及对难加工材料的适配工艺方面仍不成熟,需要进一步地探索和实践。通过... 详细信息

超声椭圆振动切削具有断续切削特性的切削优势,已成为国内外研究及应用的热点,尤其适用于脆性材料、复合材料等难加工材料的高性能制造加工领域。目前该技术的机理及对难加工材料的适配工艺方面仍不成熟,需要进一步地探索和实践。通过超声椭圆振动切削机理、特性以及对加工表面质量影响因素的分析,阐明了其在加工中低切削温度、低切削力、低损伤、高尺寸精度以及良好表面完整性的独特优势,综述了在塑性材料、脆性材料、复合材料等难加工材料领域的应用,为后续研究超声椭圆振动切削技术提供了参考。

关键词：难加工材料超声椭圆振动切削加工表面质量