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利于磨削加工的W18Cr4V激光熔覆工艺参数研究

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应用激光 2024年第09期 28-36页

作者：詹友基王英杰黄旭郑天清许永超邱泓桑福建省智能加工技术及装备重点实验室(福建工程学院)

在制备W18Cr4V熔覆层的过程中，由于激光的瞬时能量极高，导致W18Cr4V熔覆层存在孔洞、未熔颗粒与裂纹等缺陷，限制了激光熔覆技术在生产加工中的大规模应用。为了探究适合磨削的W18Cr4V熔覆层，设计4因素4水平的正交试验，以熔覆效率... 详细信息

在制备W18Cr4V熔覆层的过程中，由于激光的瞬时能量极高，导致W18Cr4V熔覆层存在孔洞、未熔颗粒与裂纹等缺陷，限制了激光熔覆技术在生产加工中的大规模应用。为了探究适合磨削的W18Cr4V熔覆层，设计4因素4水平的正交试验，以熔覆效率、高宽比和磨削后表面粗糙度作为熔覆层的性能表征指标，开展激光熔覆工艺研究。通过正交实验法获得熔覆层的性能数据，利用信噪比方法对熔覆层的性能数据进行处理；随后采用极差分析法观察激光熔覆工艺参数对熔覆层性能指标的影响主次，并对影响程度最大的因素进行分析；最后用灰色关联分析将3个性能指标转化为单一的灰色关联度进行优化。结果表明，在激光功率为1 900 W,扫描速度为8 mm/s,气流量为10 L/min,离焦量为9 mm的熔覆工艺参数下，熔覆层获得较好的综合性能，其中熔覆效率为15.613 mm3/s,高宽比为0.641,表面粗糙度为0.734μm。

关键词：激光熔覆磨削信噪比极差分析灰色关联分析

42CrMo钢激光-电磁感应复合淬火过程应力与变形研究

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表面技术 2024年

作者：张群莉李国昌董浩芃沈鹏陈智君吴国龙任得余姚建华浙江工业大学激光先进制造研究院特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室浙江天马轴承集团有限公司浙江工业大学机械工程学院浙江省激光智能装备技术创新中心

目的为了提高激光强化风电机组轴承的尺寸稳定性，对激光-电磁感应复合淬火过程中的应力演化过程进行分析并研究工艺参数对淬火变形的影响规律。方法通过考虑淬火相关的工艺过程、材料参数、热源输入及边界条件，使用COMSOL软件建立了4... 详细信息

目的为了提高激光强化风电机组轴承的尺寸稳定性，对激光-电磁感应复合淬火过程中的应力演化过程进行分析并研究工艺参数对淬火变形的影响规律。方法通过考虑淬火相关的工艺过程、材料参数、热源输入及边界条件，使用COMSOL软件建立了42CrMo钢激光-电磁感应复合淬火数学温度-组织-应力场多物理场耦合模型，研究淬火过程中的温度、组织和应力变化过程，并进行复合淬火实验验证，通过改进边界条件建立了轴承试件的淬火模型，通过改变相关工艺参数包括激光功率、感应功率和扫描速度，研究工艺对轴承淬火变形的影响规律，并与实际轴承实验结果进行对比。结果经实验测试结果和模型结果对比，感应和激光的温度相对误差分别为5.48%和9.69%，淬硬层深度的相对误差为5.66%，工件中心点应力相对误差为7.14%。结合温度变化和组织变化，将应力变化过程分为感应加热阶段、激光加热阶段、自然冷却阶段和强制水冷阶段。改进后的大轴承表面变形量的模拟值与实验值相对平均误差为0.58%。结论在复合淬火过程中，应力同时受到热应力和组织相变应力的影响，热应力和组织相变应力在每个阶段起作用的主体不同。随着激光功率和感应功率的减小，以及扫描速度的增大，轴承内圈外滚道表面法向位移变小，尺寸稳定性越好。

关键词： 42CrMo钢激光-电磁感应复合淬火应力变形模拟

多三相分布式绕组和集中式绕组永磁磁阻电机对比研究

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电工技术学报 2024年第10期39卷 2984-2994页

作者：汪波徐文翰查陈诚刘朝辉程明花为东南大学电气工程学院南京210096 国家新能源汽车技术创新中心北京100176

利用磁阻转矩替代永磁转矩,永磁磁阻电机可减少永磁用量,以较低的成本实现相同的性能,该电机在相关行业应用正愈发得到重视。得益于较低的永磁磁链,该类电机短路电流小,非常适合容错设计。电机运行性能和容错能力与绕组紧密相关,因此该... 详细信息

利用磁阻转矩替代永磁转矩,永磁磁阻电机可减少永磁用量,以较低的成本实现相同的性能,该电机在相关行业应用正愈发得到重视。得益于较低的永磁磁链,该类电机短路电流小,非常适合容错设计。电机运行性能和容错能力与绕组紧密相关,因此该文研究了两台分别采用分布式绕组和集中式绕组的多三相永磁磁阻电机,两台电机基于相同性能指标进行设计加工。通过深入的有限元仿真和实验测试,比较了两台电机的反电动势、最大转矩电流比(MTPA)曲线、输出转矩以及不同故障模式下的故障行为和容错能力。结果表明,对于中低速应用场合,采用集中式绕组永磁磁阻电机较之分布式绕组结构具有更好的容错表现。

关键词：多三相容错电机故障运行匝间短路有限元仿真

具有仿射形成约束的分布式连续时间优化算法与应用

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中国科学：技术科学 2024年第9期54卷 1747-1762页

作者：郑可凡吴楚方浩班超北京理工大学自动化学院模式识别与智能系统研究所北京100081 中国船舶集团有限公司第七一〇研究所宜昌443003 清江创新中心武汉430076

本文研究了一种具有仿射形成约束与时变代价函数的分布式连续时间优化问题.该问题的求解目标是最小化带有仿射形成约束与时变安全约束的联合代价函数,且该联合代价函数由仅被各智能体自身所知晓的局部代价函数构成.通过设计分布式梯度... 详细信息

本文研究了一种具有仿射形成约束与时变代价函数的分布式连续时间优化问题.该问题的求解目标是最小化带有仿射形成约束与时变安全约束的联合代价函数,且该联合代价函数由仅被各智能体自身所知晓的局部代价函数构成.通过设计分布式梯度跟踪算法,求解了该问题的一般形式,并针对现存的由未知环境中障碍物所致的局部代价函数不连续与阻碍系统实现协同跟踪的问题,在局部代价函数设计中引入了近似连续时间函数与时变位置收敛函数以解决上述问题.通过引入算法收敛系数,提升了估计解对最优解的收敛速度.通过对所设计算法的收敛性分析,证明了估计解对最优解的跟踪误差将以指数级消失,且将最终收敛至局部移动目标的领域内.通过设计并应用了分布式多智能体系统框架,对所提出的算法的有效性进行了仿真与实物验证.

关键词：连续时间优化仿射形成多智能体系统分布式控制

大规模定制家具加工中心多钻头并行作业的优化

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林业工程学报 2024年第2期9卷 175-183页

作者：欧阳周洲吴义强陶涛蔡丰王迅中南林业科技大学长沙410004 欧派家居集团股份有限公司广州510475 农林生物质绿色加工技术国家地方联合工程研究中心长沙410004 木竹资源高效利用省部共建协同创新中心长沙410004

大规模定制家具超高的生产效率与高度个性化的产品两大特征决定了其需要依赖高水平的信息化与自动化组织生产,是家具制造业智能制造的前沿领域。运用数控加工中心开展钻孔作业是调和个性化产品制造过程中的矛盾、实现柔性生产的重要手... 详细信息

大规模定制家具超高的生产效率与高度个性化的产品两大特征决定了其需要依赖高水平的信息化与自动化组织生产,是家具制造业智能制造的前沿领域。运用数控加工中心开展钻孔作业是调和个性化产品制造过程中的矛盾、实现柔性生产的重要手段。当前,数控钻孔工序因其作业时间长且板件之间差异较大而往往成为制造过程中的瓶颈。为切实提高生产效率,本研究立足生产实际,从钻头与孔的位置关系中寻求突破口,提出了数控加工中心多钻头并行作业优化问题。以优化钻头排列为主要途径,减少下钻次数为核心目标,基于制造大数据与工艺规则挖掘信息并简化建模,采用差分进化算法求解钻头排列方案,进一步通过聚类算法探索出面向未来高自动化水平下的差异化钻头排列,形成了一套具有实际意义与普适性的优化方法。通过理论与实践验证了该方法的有效性,达到了缩减作业时间、提升加工效率的目的。对打通大规模定制家具制造瓶颈、推动定制家具智能制造具有一定的指导意义。

关键词：大规模定制家具数控钻孔多钻头并行加工差分进化算法家具制造智能制造

Fe-Mn-Al-C系奥氏体基低密度钢使役性能研究进展

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机械工程学报 2024年第8期60卷 34-47页

作者：孔玲王玉辉杨浩坤彭艳燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心秦皇岛066004 香港生产力促进局智能制造部中国香港999077

双碳战略催生轻量化材料和技术的蓬勃发展。作为最重要的结构材料之一,钢铁材料在国民经济发展中扮演重要角色。Fe-Mn-Al-C系钢具备优异的轻量化特征、耐腐蚀性、机械强度(抗拉强度600~2000 MPa)和塑性(伸长率30%~100%)匹配,引起国内外... 详细信息

双碳战略催生轻量化材料和技术的蓬勃发展。作为最重要的结构材料之一,钢铁材料在国民经济发展中扮演重要角色。Fe-Mn-Al-C系钢具备优异的轻量化特征、耐腐蚀性、机械强度(抗拉强度600~2000 MPa)和塑性(伸长率30%~100%)匹配,引起国内外极大关注。其中,奥氏体基低密度钢在综合性能和加工方面具有显著优势,是汽车、交通、军事等领域结构件极具潜力的轻量化先进钢铁材料。对近年来国内外发表的Fe-Mn-Al-C系低密度钢典型使役性能进行总结和分析,着重聚焦其作为结构件应用中的“基本力学性能、加工成形性能和重要服役性能”等方面,综述Fe-Mn-Al-C系奥氏体基低密度钢使役过程中的力学行为、变形特征以及冲击、疲劳和腐蚀等使役评价,归纳阻碍该类钢作为结构件工业应用仍需突破的科学与技术问题,提出未来提高奥氏体基Fe-Mn-Al-C系低密度钢使役性能的重点方向和研究路径,以期为奥氏体基低密度钢作为结构件应用研究提供参考。

关键词：奥氏体基低密度钢 Fe-Mn-Al-C 力学性能成形性能服役性能

一种面向航空母舰甲板运动状态预估的鲁棒学习模型

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自动化学报 2024年第9期50卷 1785-1793页

作者：王可徐明亮李亚飞姜晓恒鲁爱国李鉴郑州大学计算机与人工智能学院郑州450001 武汉数字工程研究所武汉430074

航母甲板在风、浪、流等因素影响下做六自由度不规则运动,影响舰载机着舰精度.航母甲板运动预估与补偿是自动着舰系统的重要功能之一,也是提高舰载机着舰安全性与成功率的关键技术之一.为此,提出一种面向甲板运动预估的鲁棒学习模型,通... 详细信息

航母甲板在风、浪、流等因素影响下做六自由度不规则运动,影响舰载机着舰精度.航母甲板运动预估与补偿是自动着舰系统的重要功能之一,也是提高舰载机着舰安全性与成功率的关键技术之一.为此,提出一种面向甲板运动预估的鲁棒学习模型,通过基本构建单元自适应演化出复杂学习系统.构建单元的训练采用非梯度的伪逆学习策略,提高了训练效率,简化了学习控制超参数调优;构建单元的架构设计采用数据驱动的策略,简化了架构超参数调优;采用图拉普拉斯正则化方法提高了模型对噪声和意外扰动的鲁棒性.通过某型航母在中等海况条件下以典型航速巡航时的仿真实验,验证了所提方法在甲板纵摇、横摇以及垂荡运动预估问题中的有效性及鲁棒性.

关键词：航空母舰甲板运动预估鲁棒性机器学习仿真验证

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基于响应面法的镁合金轮毂等温成形过渡区折叠缺陷的预测

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精密成形工程 2024年第4期16卷 111-119页

作者：李富猛郭俊卿陈拂晓相楠河南科技大学材料科学与工程学院、有色金属材料与先进加工技术省部共建协同创新中心河南洛阳471000

目的大尺寸镁合金汽车轮毂塑性在加工过程中易出现折叠等缺陷,为获得合格的轮毂锻件,对镁合金轮毂等温成形工艺参数与折叠缺陷长度的影响关系进行研究。方法基于轮毂复杂的几何结构,设计了三步成形工艺方案,通过成形试验测试判断出折... 详细信息

目的大尺寸镁合金汽车轮毂塑性在加工过程中易出现折叠等缺陷,为获得合格的轮毂锻件,对镁合金轮毂等温成形工艺参数与折叠缺陷长度的影响关系进行研究。方法基于轮毂复杂的几何结构,设计了三步成形工艺方案,通过成形试验测试判断出折叠缺陷产生位置,选取影响轮毂折叠缺陷的压下量h、挤压温度t、挤压速度v与摩擦因数μ作为设计变量,构建了轮毂最大折叠长度Llap的目标函数关系式。结合响应面法的线性模型和Design Expert软件,对设计变量进行了参量约束条件下的多目标优化,制备出合格的镁合金轮毂锻件。结果基于成形试验得到折叠缺陷产生位置为轮辐和轮缘结合处;基于响应面法和有限元分析,可知压下量对折叠缺陷长度Llap影响最大;根据拟合结果得到的回归线性模型,其折叠缺陷回归系数为0.965 4,可靠性较高。结论建立了镁合金轮毂锻件成形过程中工艺参数对折叠缺陷长度的线性回归模型,获得了关于折叠长度的最小值,为消除轮毂锻件中的折叠缺陷提供了理论依据。

关键词：镁合金轮毂等温成形折叠缺陷折叠指数响应面法

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大模型引导的高效强化学习方法

图学学报 2024年

作者：徐沛黄凯奇中国科学院自动化研究所智能系统与工程研究中心中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心中国科学院大学人工智能学院

深度强化学习作为支撑AlphaGo和ChatGPT等突破性工作的关键技术，已成为前沿科学的研究热点。在实际应用上，深度强化学习作为一种重要的智能决策技术，被广泛应用于视觉场景的避障、虚拟场景的优化生成、机器臂控制、数字化设计与制造... 详细信息

深度强化学习作为支撑AlphaGo和ChatGPT等突破性工作的关键技术，已成为前沿科学的研究热点。在实际应用上，深度强化学习作为一种重要的智能决策技术，被广泛应用于视觉场景的避障、虚拟场景的优化生成、机器臂控制、数字化设计与制造、工业设计决策等多种规划决策任务。然而，深度强化学习在实际应用中面临样本效率低下的挑战，这严重限制了其应用效果。为缓解这一问题，本文针对现有强化学习探索机制的不足，将大模型技术与多种主流探索技术相结合，提出了一种基于大模型引导的高效探索方法，来提升样本效率。通过利用大模型来指导深度强化学习智能体的探索行为，我们的方法在多个国际公认的测试环境中显示出显著的性能提升。这一研究不仅展示了大模型技术在深度强化学习探索问题中的潜力，也为实际应用中改善样本效率提供了新的解决思路。

关键词：深度强化学习大语言模型高效探索