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基于表达式树的顺序柔性车间调度问题求解

计算机集成制造系统 2024年第6期30卷 2036-2043页

作者：胡瑞淇程辉张执南上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海航天设备制造总厂有限公司上海200240

为求解顺序柔性车间调度问题,提出一种表达式树结构的描述模型和一种工序顺序的随机生成方法,建立了以最大完工时间为优化目标的数学模型及其遗传算法求解流程;设计了相应的染色体编解码方法,并根据编码方式选择合适的遗传操作,该编码由... 详细信息

为求解顺序柔性车间调度问题,提出一种表达式树结构的描述模型和一种工序顺序的随机生成方法,建立了以最大完工时间为优化目标的数学模型及其遗传算法求解流程;设计了相应的染色体编解码方法,并根据编码方式选择合适的遗传操作,该编码由0和1组成,描述形式简洁且任意形式均表示可行解。在不同规模及柔性指标的测试案例上进行实验,以平均解和标准差作为指标评价了模型的有效性。通过与无顺序柔性模型、随机顺序模型和柔性工序段模型对比,验证了表达式树模型的优化性能。

关键词：柔性车间调度工序顺序柔性表达式树遗传算法

基于二维切削的SiCp/Al复合材料表面损伤形成机制研究

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表面技术 2024年第8期53卷 145-155页

作者：毋宇超郭淼现郭维诚周金强上海理工大学机械工程学院上海200093 上海航天设备制造总厂有限公司上海200245

目的研究SiCp/Al复合材料切削过程中的表面损伤形成机制。方法以SiCp/Al复合材料为研究对象,展开基于二维切削的仿真和实验研究,建立了包含铝合金2A14、SiC增强颗粒以及界面特性的SiCp/Al切削仿真模型,对作用于不同SiC颗粒部位的材料表... 详细信息

目的研究SiCp/Al复合材料切削过程中的表面损伤形成机制。方法以SiCp/Al复合材料为研究对象,展开基于二维切削的仿真和实验研究,建立了包含铝合金2A14、SiC增强颗粒以及界面特性的SiCp/Al切削仿真模型,对作用于不同SiC颗粒部位的材料表面缺陷进行分析;接着利用高速直线电机搭建能映射二维切削条件的实验平台,在不同材料去除条件下,利用扫描电子显微镜和白光干涉仪对切削表面形貌进行测试,分析和验证切削表面损伤形成条件。结果SiCp/Al复合材料切削表面损伤机理取决于SiC颗粒相对刀具切削路径的位置:当刀尖作用在SiC颗粒的顶部时,表面损伤主要为基体撕裂、颗粒破碎;当刀尖作用在SiC颗粒的中部时,表面损伤为颗粒破碎导致的裂纹和凹坑;当刀尖作用在SiC颗粒的底部时,表面损伤为颗粒拔出导致的凹坑。随着切削深度的增大,凹坑逐渐增多,表面粗糙度随之增大。结论利用二维切削模型仿真方法和高速直线电机实验,可以有效研究复合材料切削损伤形成机制。SiC颗粒相对刀具切削路径的位置不同会导致切削损伤不同;SiCp/Al复合材料表面质量会随着切削速度的提升而有所提高。

关键词： SiCp/Al复合材料高速直线电机切削仿真表面损伤去除机制表面质量

Ti6Al4V/NiTi异质功能材料原位梯度增材成形与界面组织演化(特邀)

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中国激光 2024年第10期51卷 196-206页

作者：高佳丽汪徐郝云波王志强赵凯上海理工大学机械工程学院上海200093 上海航天设备制造总厂有限公司上海200245

面向航天领域极端复杂工况,Ti6Al4V/NiTi异质功能结构可在充分发挥高比强度、耐蚀性等材料性能优势的同时实现智能变形等功能需求。然而,两种金属过渡界面区具有较高的开裂倾向。笔者采用激光熔化同步输送异质合金粉末沉积成形工艺,在... 详细信息

面向航天领域极端复杂工况,Ti6Al4V/NiTi异质功能结构可在充分发挥高比强度、耐蚀性等材料性能优势的同时实现智能变形等功能需求。然而,两种金属过渡界面区具有较高的开裂倾向。笔者采用激光熔化同步输送异质合金粉末沉积成形工艺,在富氧环境下开展了组分梯度过渡的Ti6Al4V/NiTi合金的原位制备,并在此基础上通过等能量密度成形法和基板热管理,实现了Ti6Al4V/NiTi异质材料的一体化沉积成形,分析了过渡区界面组织的演化规律。扫描电镜和能谱分析结果表明:经组分梯度优化后,梯度层界面之间呈良好的冶金结合;随着NiTi组分逐渐增加,从Ti6Al4V区到NiTi区,相组成演变为α-Ti+β-Ti→α-Ti+NiTi_(2)→NiTi_(2)→NiTi_(2)+NiTi→NiTi→NiTi+Ni3Ti。梯度过渡区的显微硬度从Ti6Al4V区的343 HV±13 HV变化到NiTi区的275 HV±10 HV,40%Ti6Al4V+60%NiTi区域由于NiTi_(2)强化相的析出而具有最高的硬度值,硬度值为576 HV±5 HV。

关键词：激光熔化沉积异质功能材料原位梯度增材制造界面组织等能量密度成形

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基于PPO的自适应PID控制算法研究

系统仿真学报 2024年第6期36卷 1425-1432页

作者：周志勇莫非赵凯郝云波钱宇峰上海电机学院机械学院上海201306 上海航天设备制造总厂有限公司上海200245

采用MATLAB物理引擎联合Python搭建了一个六轴机械臂,并模拟带有扰动的复杂控制环境,为机械臂训练提供现实中无法提供的试错环境。使用强化学习中近端优化算法(proximal policy optimization,PPO)算法对传统PID控制算法进行改进,引入多... 详细信息

采用MATLAB物理引擎联合Python搭建了一个六轴机械臂,并模拟带有扰动的复杂控制环境,为机械臂训练提供现实中无法提供的试错环境。使用强化学习中近端优化算法(proximal policy optimization,PPO)算法对传统PID控制算法进行改进,引入多智能体思想,根据PID三个参数对控制系统的不同影响及六轴机械臂的特性,将三个参数分别作为不同的智能个体进行训练,实现多智能体自适应调整参数的新型多智能体自适应PID算法。仿真结果表明:该算法的训练收敛性优于MA-DDPG与MA-SAC算法,与传统PID算法的控制效果相比,在遇到扰动及振荡的情况下,能够更有效地抑制振荡,并具有更低的超调量和调整时间,控制过程更为平缓,有效提高了机械臂的控制精度,证明了该算法的鲁棒性及有效性。

关键词：强化学习近端优化算法自适应PID整定机械臂多智能体

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低温流体流动沸腾失稳预测模型

上海航天（中英文） 2024年第4期41卷 89-95,112页

作者：匡以武孟金龙张文胜况康上海航天设备制造总厂上海200245

针对液氮等低温流体在通道内的沸腾两相流动失稳问题,建立了典型液氮沸腾流动失稳的动力学模型,基于非线性稳定性理论,对液氮沸腾流动稳定性进行分析,获得了流动失稳判据。基于失稳判据并结合液氮沸腾的流动特性分析,提出了以无量纲参... 详细信息

针对液氮等低温流体在通道内的沸腾两相流动失稳问题,建立了典型液氮沸腾流动失稳的动力学模型,基于非线性稳定性理论,对液氮沸腾流动稳定性进行分析,获得了流动失稳判据。基于失稳判据并结合液氮沸腾的流动特性分析,提出了以无量纲参数表示的流动失稳预测模型。将模型预测结果与文献实验数据对比,在17个工况中,模型成功预测了15个工况的流动稳定性,准确率达88.2%。流动失稳的理论分析结果与实验吻合良好,能够用于液氮沸腾失稳的预测。模型分析结果显示:在液氮的沸腾失稳过程中,加速压降作用非常显著;相同长径比的通道,失稳边界基本重合;提高流体饱和压强有助于抑制流动失稳。

关键词：两相流低温流体流动失稳失稳边界数值计算

铣削工艺优化对镍基高温合金加工残余应力分布影响研究

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中国机械工程 2024年第4期35卷 624-635页

作者：张金阳许伟春王笑含江小辉高山上海理工大学机械工程学院上海200093 上海航天技术研究院上海201109 上海航天设备制造总厂有限公司上海200240

镍基高温合金加工残余应力分布状态对产品质量有显著影响,为实现对残余应力的控制,采用仿真与实验结合的方法,研究了工艺参数、刀具参数以及力-热耦合对镍基高温合金残余应力分布的影响。研究结果表明:切削深度的改变会同时影响径向和... 详细信息

镍基高温合金加工残余应力分布状态对产品质量有显著影响,为实现对残余应力的控制,采用仿真与实验结合的方法,研究了工艺参数、刀具参数以及力-热耦合对镍基高温合金残余应力分布的影响。研究结果表明:切削深度的改变会同时影响径向和切向的残余应力;每齿进给量的改变主要影响进给方向残余应力;当转速提高时,温度场作用变强,材料出现软化效应,铣削合力降低,热应力影响逐渐增强。采用参数组合配比的方法得到了最优的配比方案。发动机叶片零件加工实例表明,提出的基于参数优化配比的方法可有效控制镍基高温合金的加工残余应力。

关键词：镍基高温合金有限元残余应力工艺参数切削加工工艺

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卫星天线复合材料的模具金属镀层影响因素研究

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热加工工艺 2024年第10期53卷 37-41页

作者：师恬恬焦新生孔袁莉黄顺舟上海航天设备制造总厂有限公司上海200245

面向航天领域的卫星天线,为提高天线复合材料的性能,采用模具金属镀层的方法实现复合材料表面金属化。在实际工艺试验中影响金属涂层的因素众多,按照子系统组成划分方法,对模具金属镀层转移法工艺中的影响因素简要归纳,并进一步分析金... 详细信息

面向航天领域的卫星天线,为提高天线复合材料的性能,采用模具金属镀层的方法实现复合材料表面金属化。在实际工艺试验中影响金属涂层的因素众多,按照子系统组成划分方法,对模具金属镀层转移法工艺中的影响因素简要归纳,并进一步分析金属丝送丝速度、喷枪运动参数、空间环境等多种因素对金属涂层的影响;研究了移动机器人子系统中的参数,得出涂层厚度随喷枪运动中速度、距离、间距变化关系,为实际工艺提取主要参数设计试验提供参考。

关键词：卫星天线复合材料模具金属镀层影响因素

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卫星用CFRP/铝合金叠层套钻孔工艺

工具技术 2024年第7期58卷 132-137页

作者：陈文成邢赛健秦春云吴文杰沈鑫上海航天设备制造总厂有限公司

针对卫星框架产品中CFRP/铝合金叠层结构制孔精度差、缺陷多的问题,优化改进此类叠层结构制孔工艺。通过总结CFRP/金属叠层结构的特点并进行分类,分析传统制孔、螺旋铣孔和套钻制孔的钻削机理,开展对比试验,通过对孔径尺寸、孔壁质量、... 详细信息

针对卫星框架产品中CFRP/铝合金叠层结构制孔精度差、缺陷多的问题,优化改进此类叠层结构制孔工艺。通过总结CFRP/金属叠层结构的特点并进行分类,分析传统制孔、螺旋铣孔和套钻制孔的钻削机理,开展对比试验,通过对孔径尺寸、孔壁质量、贴片脱落数的综合评定,确定最优加工工艺方案;通过单因素对比试验研究了加工参数对叠层结构孔加工质量和加工精度的影响规律,并依此优化工艺参数。试验结果显示:采用套钻制孔,可明显提高制孔质量与制孔精度。确定最优加工参数组合为主轴转速3000~4000r/min,进给速度30~40mm/min,该工况下孔径尺寸符合公差要求且加工缺陷少,孔壁表观质量好。

关键词： CFRP/铝合金叠层结构套钻制孔加工参数

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FL-KR-7锌酸盐镀锌工艺及其应用

材料保护 1991年第9期24卷 31-34页

作者：孙隆桢上海飞乐电声总厂

前言无氰锌酸盐镀锌工艺自70年代初即在我国迅猛发展,到80年代则取代了80％以上的氰化镀锌,成为国内镀锌的主要工艺,我厂早在1975年就废弃了对电镀设备腐蚀严重的铵盐镀锌旧工艺,而在三条大型镀锌自动生产线上(槽液约5.5万升)选用了无... 详细信息

前言无氰锌酸盐镀锌工艺自70年代初即在我国迅猛发展,到80年代则取代了80％以上的氰化镀锌,成为国内镀锌的主要工艺,我厂早在1975年就废弃了对电镀设备腐蚀严重的铵盐镀锌旧工艺,而在三条大型镀锌自动生产线上(槽液约5.5万升)选用了无氰锌酸盐镀锌工艺。在生产实践中,我们注重镀液的维护管理并不断改进配方。

关键词：镀锌锌酸盐工艺