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尺寸偏差下的车身含胶滚边滚轮的位姿补偿

中国机械工程 2024年第2期35卷 364-370页

作者：李默之朱文峰王顺超同济大学机械与能源工程学院上海210804

针对铝合金车身更严格的外观精度要求,提出一种面向车身尺寸偏差的滚轮位姿补偿方法。首先对尺寸偏差区间与胎模边线进行等距离散,得到尺寸偏差矩阵;然后基于Frenet标架与齐次坐标变换将尺寸偏差映射为滚轮位姿,得到滚轮位姿偏差矩阵;... 详细信息

针对铝合金车身更严格的外观精度要求,提出一种面向车身尺寸偏差的滚轮位姿补偿方法。首先对尺寸偏差区间与胎模边线进行等距离散,得到尺寸偏差矩阵;然后基于Frenet标架与齐次坐标变换将尺寸偏差映射为滚轮位姿,得到滚轮位姿偏差矩阵;最后将滚轮位姿补偿量转化为滚轮位姿偏差矩阵行编号的调整量,得到补偿后的滚轮位姿。其中,滚轮位姿偏差矩阵由胎模曲面/曲线方程、滚轮倾角,以及FEM-SPH有限元仿真获得的尺寸偏差与TCP-RTP值的量化模型决定。实验结果表明,滚轮位姿补偿后的车身尺寸偏差平均值由0.32 mm降至0.14 mm。

关键词：滚压成形偏差工艺补偿折边胶

摩擦因数对超薄316L不锈钢双极板热冲压数值模拟的影响

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塑性工程学报 2024年第8期31卷 14-19页

作者：闫卓奇侯泽然郭楠王文垚张翔鹭闵峻英同济大学机械与能源工程学院上海201804

构建了一个高温摩擦实验装置,用于测量厚度仅为0.1 mm的超薄316L不锈钢双极板在5种不同温度下的名义摩擦因数。实验结果表明,在200℃时,超薄不锈钢板的名义摩擦因数为1.05,远高于室温条件下的摩擦因数(0.29)。基于摩擦因数随温度变化的... 详细信息

构建了一个高温摩擦实验装置,用于测量厚度仅为0.1 mm的超薄316L不锈钢双极板在5种不同温度下的名义摩擦因数。实验结果表明,在200℃时,超薄不锈钢板的名义摩擦因数为1.05,远高于室温条件下的摩擦因数(0.29)。基于摩擦因数随温度变化的实验结果,建立了双极板热冲压过程的有限元模型,并利用温度相关摩擦因数模拟了0.1 mm厚316L不锈钢双极板在热冲压成形后的微流道厚度分布。结果显示,相比于使用恒定摩擦因数的模型,采用摩擦因数随温度变化的有限元模型可以更准确地预测微流道截面的厚度分布,其预测准确性提高了192%。

关键词：热冲压摩擦因数数值模拟双极板

质子交换膜燃料电池服役环境对TA1腐蚀行为的影响

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高等学校化学学报 2024年第2期45卷 88-96页

作者：贾林瀚杨代军明平文闵峻英冷宇同济大学汽车学院上海201804 同济大学机械与能源工程学院上海201804 常州大学联合化学反应工程研究所常州大学分所常州213164

选用纯钛(钛金属牌号TA1)为实验基材,通过动电位、恒电位、电化学阻抗谱(EIS)和模拟工况测试等方法研究了运行环境(温度、pH值、气体氛围)和运行工况(电位和模拟工况时长)对其腐蚀行为的影响,并利用光学显微镜(OM)、能量色散X射线能谱(E... 详细信息

选用纯钛(钛金属牌号TA1)为实验基材,通过动电位、恒电位、电化学阻抗谱(EIS)和模拟工况测试等方法研究了运行环境(温度、pH值、气体氛围)和运行工况(电位和模拟工况时长)对其腐蚀行为的影响,并利用光学显微镜(OM)、能量色散X射线能谱(EDX)、X射线光电子能谱(XPS)、界面接触电阻(ICR)、接触角和表面粗糙度等测试方法,对不同时长模拟工况测试后TA1基材的表面形貌和性能进行了分析.结果表明,运行环境和运行工况对TA1耐蚀性均有影响,在10 h模拟工况测试后,TA1基材表面氧化层的堆积提高了其耐蚀性,腐蚀电流密度从2.62μA/cm^(2)降至0.94μA/cm^(2);其导电性和疏水性显著降低,与商用碳纸之间的ICR值从31.75 mΩ·cm^(2)增加至333.17 mΩ·cm^(2),接触角从86.28°减小至68.04°.

关键词：质子交换膜燃料电池钛金属金属双极板腐蚀

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空间曲柄摇杆机构极限位置综合的几何方法

工程科学与技术 2024年

作者：王瀚超郭颖颖林松江竞宇龙岩学院物理与机电工程学院同济大学机械与能源工程学院

为了解决由空间曲柄摇杆（RSSR）机构的极位夹角及极限位置确定机构尺度的问题，进一步提高综合过程的直观性及透明度，本文将利用几何综合方法，从直线二位置的空间运动几何学规律出发，提取出直线二位置变化的几何特征，实现了运动学... 详细信息

为了解决由空间曲柄摇杆（RSSR）机构的极位夹角及极限位置确定机构尺度的问题，进一步提高综合过程的直观性及透明度，本文将利用几何综合方法，从直线二位置的空间运动几何学规律出发，提取出直线二位置变化的几何特征，实现了运动学问题向几何学问题的转化。利用二平面投影系统，建立了直线二位置的线导引模型，实现了运动几何学问题由空间向平面的转化，并为RSSR机构的极限位置综合过程奠定了理论基础。进一步对RSSR机构极限位置的几何特性展开研究，确定出摇杆在极限位置时曲柄与连杆的几何位置关系，利用圆心角定理，确定出符合极位夹角的机架位置，并将机构的极限位置综合问题向函数生成问题转化。利用相对运动理论(运动反转法)，将函数生成问题转化为线导引模型的求解，由此拟定出一套综合流程相对统一的空间曲柄摇杆机构极限位置综合的几何流程。最终，通过综合算例，进一步验证了该套几何综合方法的有效性。与现有极限位置综合方法相比，该几何操作流程直观性强、透明度度高、设计自由度广，与现代几何作图工具相结合可快速完成综合工作。同时，该套综合方法基于前期研究所提出的空间运动几何学原理之上（可解决空间连杆机构2-5位置的尺度综合），是对该理论体系应用范围的进一步拓展。

关键词：空间曲柄摇杆机构极限位置综合几何法二平面投影系统线导引模型

基于Isight的可变角度主轴刀柄机构设计与优化

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机械设计 2024年第5期41卷 13-20页

作者：李晏张明宇陈辛波同济大学机械与能源工程学院上海201804 同济大学汽车学院上海201804

为实现基于三轴数控加工中心的四轴数控加工功能,文中提出了一种可变角度主轴刀柄机构,其具有低成本的多轴化数控功能升级技术优势。首先,完成可变角度主轴刀柄机构的结构设计,并建立该机构的运动学模型;其次,基于ADAMS∕View建立可变... 详细信息

为实现基于三轴数控加工中心的四轴数控加工功能,文中提出了一种可变角度主轴刀柄机构,其具有低成本的多轴化数控功能升级技术优势。首先,完成可变角度主轴刀柄机构的结构设计,并建立该机构的运动学模型;其次,基于ADAMS∕View建立可变角度主轴刀柄机构的参数化模型,并通过Isight平台搭建多目标优化设计流程,以主动臂平均扭矩、主动臂转角及连杆总长度为优化目标,采用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化设计。数值算例的结果表明:相较于原始方案,优化后主动臂平均扭矩减小了15.5%,连杆总长度减小了11.3%,且机构内各部件在运动中不发生结构干涉。因此,基于Isight平台对可变角度主轴刀柄机构进行多目标优化设计的方法是可行的,优化后的机构具有更加合理的尺寸参数,可最大限度地发挥可变角度主轴刀柄机构的动力性和经济性。

关键词：多轴数控加工中心参数模型多目标优化 Isight

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基于正交试验的850吨冷剪机剪切失效机理分析及其优化设计

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中国机械工程 2024年第4期35卷 752-759页

作者：祁瑁富孙远韬田春雷冯嘉琪中船澄西船舶修造有限公司江阴214400 同济大学机械与能源工程学院上海201804 辽宁工程技术大学电气与控制工程学院葫芦岛125000

以减小850吨冷剪机剪切力为研究目的,从冷剪机剪切机理及特点出发,采用正交试验法分析剪切间隙、剪刃倾角、剪切速度、剪刃刀面宽度及剪刃重叠量等参数对剪切力的影响,分别以方差、极差及显著性作为影响因素的指标,并对其进行优先级排序... 详细信息

以减小850吨冷剪机剪切力为研究目的,从冷剪机剪切机理及特点出发,采用正交试验法分析剪切间隙、剪刃倾角、剪切速度、剪刃刀面宽度及剪刃重叠量等参数对剪切力的影响,分别以方差、极差及显著性作为影响因素的指标,并对其进行优先级排序,进而优化剪切参数,减小剪切力。优化剪切参数前后的冷剪机现场试验表明,优化前后冷剪机剪切力的实测值与仿真值误差均在5%以内,仿真结果可靠。采用优化后的剪切参数,冷剪机剪切相同规格钢筋时,上剪刃最大剪切力减小了5.84 kN,减小约13%,下剪刃最大剪切力减小了4.77 kN,减小约9.7%。经车间反馈,使用优化后的剪切参数可大幅延长冷剪机剪刃崩刃和磨损的周期,增长剪刃寿命和提高剪切效率。该研究对提高设备经济性和生产效率具有重要意义,可应用于同类型冷剪机的工程设计。

关键词：冷剪机剪切力正交试验剪切参数剪刃寿命

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四元Co-Ni-Cr-Al合金高温氧化模式及其转变机理

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金属学报 2024年第7期60卷 947-956页

作者：吕云蕾任延杰冯抗抗周梦妮王文陈荐牛焱长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410076 浙江科技大学机械与能源工程学院杭州310023 中国科学院金属研究所沈阳110016

为深入探究Cr、Al元素对Co-Ni合金高温氧化行为的影响,本工作研究了四元Co-20Ni-8Cr-xAl (x=3、5,质量分数,%)合金在纯氧中800、900、1000和1100℃下的氧化行为。氧化后,2种合金表面均生成了复杂的氧化膜。2种合金在800、900和1000℃下... 详细信息

为深入探究Cr、Al元素对Co-Ni合金高温氧化行为的影响,本工作研究了四元Co-20Ni-8Cr-xAl (x=3、5,质量分数,%)合金在纯氧中800、900、1000和1100℃下的氧化行为。氧化后,2种合金表面均生成了复杂的氧化膜。2种合金在800、900和1000℃下均有不连续Al_(2)O_(3)膜生成,1100℃下仅在Co-20Ni-8Cr-5Al表面生成Al2O3。温度从800℃升到900℃,合金的氧化速率均提高,而温度从1000℃升高到1100℃后,2种合金的氧化速率均下降。合金中Al含量由3%增加到5%,Co-Ni-Cr-Al合金的氧化速率随之下降,但5%的Al含量仍不足以令合金表面生成保护性的Al2O3膜。与Al含量相同的Co-Ni-Al三元合金相比,Cr和Al的同时存在有利于降低四元Co-Ni-Cr-Al合金的氧化速率。

关键词： Co-Ni-Cr-Al合金高温氧化氧化动力学保护性氧化膜

Cr过渡层对电铸Ni层和Pt基底结合性能影响的仿真分析

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数字技术与应用 2024年第1期42卷 14-17页

作者：王昆程云同济大学机械与能源工程学院

本文运用了MaterialsStudio软件中的CASTEP模块,针对Cr过渡层对电铸Ni层和Pt基底结合性能影响进行仿真分析。界面粘附功计算结果表明:引入Cr过渡层后可以有效改善Pt/Ni异质结构的结合性能,界面强度提高了约67%。界面结构的态密度和电子... 详细信息

本文运用了MaterialsStudio软件中的CASTEP模块,针对Cr过渡层对电铸Ni层和Pt基底结合性能影响进行仿真分析。界面粘附功计算结果表明:引入Cr过渡层后可以有效改善Pt/Ni异质结构的结合性能,界面强度提高了约67%。界面结构的态密度和电子差分密度的计算结果表明:Pt(100)/Cr(001)、Cr(001)/Ni(100)界面间的成键强度高于Pt(100)/Ni(100),从而从原子尺度上对过渡层的优化原理进行了揭示。

关键词：过渡层结合性能原子尺度优化原理电铸界面结构键强度界面强度

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宽温域下偏转板电液伺服阀温度场特性

流体机械 2024年第3期52卷 49-56页

作者：严成坤刘小雪郑树伟王生荣冯东玲訚耀保中国航发长春控制科技有限公司长春130102 同济大学机械与能源工程学院上海201804

针对电液伺服阀在极端温度服役环境下复杂零件各部位的温度分布规律无法测量的难题,在工作介质温度为-40~140℃和环境温度为-55~250℃的工况下,建立了一种考虑传热过程的电液伺服阀及其精密部件的温度分析方法,取得了各零部件的温度分... 详细信息

针对电液伺服阀在极端温度服役环境下复杂零件各部位的温度分布规律无法测量的难题,在工作介质温度为-40~140℃和环境温度为-55~250℃的工况下,建立了一种考虑传热过程的电液伺服阀及其精密部件的温度分析方法,取得了各零部件的温度分布规律及其影响因素。结果表明:力矩马达壳体以及阀体的外表面温度最为恶劣,温度接近环境温度,阀体从外表面到内部呈现温度梯度;阀芯、阀套与工作介质直接接触,温度状况较好;力矩马达从上至下具有较大温度梯度,如高温工况下温度差值约为66℃,其中弹簧管上、下温差约为45℃,反馈杆上、下温差约为26℃。较大的温度梯度极易造成材料刚度、偶件配合尺寸等变化,显著影响服役性能,在材料选择上需要充分考虑;环境温度显著影响力矩马达组件中不与工作介质接触的部分,且对磁性材料性能、气隙、线圈均产生明显影响;介质温度通常低于环境温度,与介质接触的零部件受环境温度影响较小。本文分析方法和结果可用于宽温域下电液伺服阀的设计与分析。

关键词：偏转板伺服阀宽温域温度场力矩马达反馈杆组件