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止口结构影响下的螺栓组装配工艺研究

机械设计与制造 2024年第9期403卷 6-11,15页

作者：郭钢毅袁志伟孙清超穆晓凯大连理工大学机械工程学院

螺栓-止口连接结构在航空航天、机床、高铁、掘进装备等工业产品中有着广泛的应用。但是止口结构的存在,影响了最终螺栓预紧力分布的一致性,而且针对止口影响下的螺栓预紧力变化规律缺乏相关的理论与工艺试验研究这一现状,本文开展了止... 详细信息

螺栓-止口连接结构在航空航天、机床、高铁、掘进装备等工业产品中有着广泛的应用。但是止口结构的存在,影响了最终螺栓预紧力分布的一致性,而且针对止口影响下的螺栓预紧力变化规律缺乏相关的理论与工艺试验研究这一现状,本文开展了止口结构影响下的螺栓预紧力变化规律理论分析与工艺试验研究。定性分析了止口结构影响下的预紧力变化规律,建立了止口结构影响下的螺栓预紧力变化的理论模型,并开展含有24颗螺栓的螺栓连接试件与螺栓-止口连接试件的对比试验,试验结果表明,热装工艺完成后,止口结构会对上连接件产生一个“撬力”作用,造成连接界面出现不均匀的缝隙,在这种情况下,输入的扭矩需要先克服止口对上连接件作用的“撬力”,输入能量会有所损失,造成了平均预紧力的下降;同时,止口结构的存在同时会减小螺栓预紧力的分散性,针对这种现象设计了一种压板并提出了均压工艺,试验结果表明,采用均压工艺以后再对螺栓组进行拧紧不仅可以抵消止口结构“撬力”的影响,使螺栓组的平均预紧力有所提高,还能使螺栓预紧力分散性降低,提高装配质量。相关研究结果对螺栓-止口连接结构的工艺设计具有积极意义。

关键词：螺栓-止口连接结构过盈配合拧紧工艺均压工艺

基于深度学习与卡尔曼滤波的多模态融合里程计

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激光与光电子学进展 2024年第18期61卷 1-12页

作者：李隆安毅谢丽蓉孙卓董宏翔新疆大学电气工程学院大连理工大学控制科学与工程学院

里程计是同步定位与建图技术的重要组成部分，现有里程计算法多以视觉或激光传感器为主，未能充分发挥多模态传感器的优势，在特征缺失场景和复杂环境下鲁棒性不足。针对此问题，本文同时采用了激光雷达、彩色相机和惯性测量单元等多模... 详细信息

里程计是同步定位与建图技术的重要组成部分，现有里程计算法多以视觉或激光传感器为主，未能充分发挥多模态传感器的优势，在特征缺失场景和复杂环境下鲁棒性不足。针对此问题，本文同时采用了激光雷达、彩色相机和惯性测量单元等多模态传感器的数据，提出一种多模态融合深度网络——MLVIO-Net，并与一个误差状态卡尔曼滤波器（ESKF）共同组成多模态融合里程计。MLVIO-Net由特征金字塔网络、多层双向长短期记忆（Bi-LSTM）网络、位姿估计网络和位姿优化网络组成，实现了对多模态数据的紧密融合。特征金字塔网络可以对激光点云进行层级化特征提取，LSTM网络可以更好地学习惯性测量数据的时序特征，位姿估计网络和位姿优化网络可以逐级优化预测结果。ESKF通过惯性测量单元运动学模型预测位姿，并利用来自MLVIO-Net的预测结果校正位姿，在提升预测精度的同时，还可以大幅提高里程计的输出帧率。在开源数据集KITTI上进行验证，实验和测试结果表明，与其他常见的算法相比，本文提出的多模态融合里程计具有更高的精度。

关键词：遥感激光雷达同步定位与建图多模态融合里程计误差状态卡尔曼滤波里程计

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基于深度学习的工艺知识图谱构建及其应用

机电工程 2024年

作者：王宇东张琦马雅丽王智大连理工大学机械工程学院

针对现有的零件工艺知识分散度高、结构性弱、复用性差等问题，提出了一种基于深度学习技术的工艺知识图谱构建和工艺重用方法。首先，分析了工艺知识结构，并建立了工艺知识图谱模式层；其次，搭建了深度学习知识抽取算法，并以工艺知... 详细信息

针对现有的零件工艺知识分散度高、结构性弱、复用性差等问题，提出了一种基于深度学习技术的工艺知识图谱构建和工艺重用方法。首先，分析了工艺知识结构，并建立了工艺知识图谱模式层；其次，搭建了深度学习知识抽取算法，并以工艺知识图谱模式层作为数据模式抽取工艺知识以建立工艺知识图谱的数据层；然后，基于图神经网络深度学习算法，搭建了工艺知识推理模型，作为工艺推荐基础；最后，搭建了零件工艺知识图谱可视化系统，并以行星架类零件为例，验证了工艺知识的检索和推荐功能。研究结果表明：该方法在工艺知识上的识别准确率达到了80%以上，工艺推荐准确率达到了70%以上，相比以往模型有所提高，证明了该方法在工艺知识图谱自动化构建和工艺重用上的有效性和可行性。

关键词：工艺知识结构深度学习技术工艺重用知识抽取知识推理模型图神经网络模式层和数据层

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匀光阵列微结构模具高性能非接触仿形抛光

机械工程学报 2024年第1期60卷 127-136页

作者：郭江张鹏飞杨哲赵勇李琳光景召张蒙庞桂兵大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连116024 大连理工大学宁波研究院宁波315000 大连工业大学机械工程与自动化学院大连116034

匀光元件具有优良的光束扩散性能,被广泛应用于投影、照明及成像系统,抛光可有效去除匀光模具表面刀纹从而提升性能,但现有的抛光方法通常难以在保持微结构面形精度的同时提升表面质量。为解决上述问题,提出了一种用于阵列微结构模具的... 详细信息

匀光元件具有优良的光束扩散性能,被广泛应用于投影、照明及成像系统,抛光可有效去除匀光模具表面刀纹从而提升性能,但现有的抛光方法通常难以在保持微结构面形精度的同时提升表面质量。为解决上述问题,提出了一种用于阵列微结构模具的高性能非接触仿形抛光方法,研究了加工间隙和工具转速对材料去除的影响,分析了模具表面质量及面形变化。最后,通过打光测试表征了不同加工方法与元件性能的关系。结果表明,抛光对匀光元件性能提升作用显著,提出的高性能非接触仿形抛光方法可大幅提高塑件匀光性能。抛光后,模具表面粗糙度由初始的164.2 nm Ra下降至8.1 nm Ra,形状精度误差小于0.8μm,同时刀纹和毛刺被有效去除。塑件匀光亮度提升了40.4%,匀光均匀度提升了67.1%,塑件匀光性能显著提升。提出的非接触仿形抛光方法可以为高性能光学微结构元件的制造提供技术支撑。

关键词：匀光元件阵列微结构模具非接触仿形抛光刀纹去除面形保持

针刺陶瓷基复合材料孔隙缺陷参数化表征及其弹性参数预测

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复合材料科学与工程 2024年

作者：孙士勇李海林王俊龙大连理工大学机械工程学院

针刺陶瓷基复合材料在航空航天等热端结构上具有广泛应用前景，但在预制、沉积等过程中产生的制造缺陷导致其性能分散性大，难以准确预测其力学行为。本文基于X射线显微镜和三维图像重构技术，结合概率拟合方法，对材料孔隙缺陷的尺寸... 详细信息

针刺陶瓷基复合材料在航空航天等热端结构上具有广泛应用前景，但在预制、沉积等过程中产生的制造缺陷导致其性能分散性大，难以准确预测其力学行为。本文基于X射线显微镜和三维图像重构技术，结合概率拟合方法，对材料孔隙缺陷的尺寸和结构特征进行参数化表征，发现网胎层孔隙率高于单向层，且网胎层孔隙等效直径大于单向层，但长宽比小于单向层。采用椭球拟合和多尺度建模方法，对材料的弹性性能进行了预测和分析，预测结果与实验结果相差约3.1%，具有较好的准确性。通过对孔隙参数的讨论发现：单向层孔隙在分布方向上具有较好的统一性，对纤维束长度方向弹性性能的削减程度低于其他方向；相较而言网胎层具有较高的孔隙率，通过改善工艺参数，降低网胎层孔隙率有利于进一步提高材料整体的弹性性能。

关键词：针刺陶瓷基复合材料 X射线显微镜孔隙缺陷表征多尺度建模弹性性能

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激光熔覆裂纹产生机理及控制方法研究进展

热加工工艺 2024年 1-5+10页

作者：邓林辉李涛詹欢石非凡大连理工大学机械工程学院

激光熔覆是一种先进的提高表面性能的技术，已被广泛应用于航空、汽车、石油等行业。作为激光熔覆过程中最棘手的缺陷，裂纹严重降低了熔覆层质量，极大地限制了激光熔覆技术的产业化发展。本文概括了裂纹的种类、产生机理，例举了激光... 详细信息

激光熔覆是一种先进的提高表面性能的技术，已被广泛应用于航空、汽车、石油等行业。作为激光熔覆过程中最棘手的缺陷，裂纹严重降低了熔覆层质量，极大地限制了激光熔覆技术的产业化发展。本文概括了裂纹的种类、产生机理，例举了激光熔覆过程中应力的计算公式，并提出通过优化工艺参数、改善熔覆层材料、施加辅助场等措施对裂纹进行控制。最后分析了当前研究中存在的问题以及未来的研究与发展方向。

关键词：激光熔覆裂纹机理热应力裂纹控制

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β型Ti-15Mo合金中α相变体选择

金属热处理 2024年第9期49卷 1-10页

作者：任诚闵小华费琪大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024

利用SEM、EBSD等方法研究了固溶时效后Ti-15Mo合金中β基体和晶界处析出α相的变体选择行为。结果表明,固溶态试样由无择优取向的单一β晶粒构成。固溶时效态试样中晶内α相不发生变体选择,但晶内α相变体之间存在自协调现象,并导致各... 详细信息

利用SEM、EBSD等方法研究了固溶时效后Ti-15Mo合金中β基体和晶界处析出α相的变体选择行为。结果表明,固溶态试样由无择优取向的单一β晶粒构成。固溶时效态试样中晶内α相不发生变体选择,但晶内α相变体之间存在自协调现象,并导致各α相变体呈现60°交叉状分布。膜状晶界α相的变体选择受到相邻β晶粒间取向差的影响,取向差较小时会与两侧的β晶粒均保持Burgers取向关系,而取向差较大时会受到界面取向的影响。晶界魏氏组织的变体选择取决于形核位置,形核于膜状晶界α相的魏氏组织选择与晶界α相相同的变体,形核于膜状晶界α相与β基体界面处的魏氏组织同时受到两者的共同影响。

关键词： β型钛合金时效处理等温α相变体选择

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不同温度下铝合金摩擦机制的分子动力学研究

工具技术 2024年第3期58卷 80-85页

作者：李红霞孙晓宇高易仁凡晓波大连理工大学机械工程学院

铝合金成形过程中与模具接触会发生摩擦磨损,直接影响零件成形质量和模具使用寿命,且铝合金摩擦性能受温度影响。基于分子动力学方法,针对原子尺度研究了铝合金摩擦机制的温度相关性,分析不同温度下铝合金摩擦过程中力学性能、摩擦系数... 详细信息

铝合金成形过程中与模具接触会发生摩擦磨损,直接影响零件成形质量和模具使用寿命,且铝合金摩擦性能受温度影响。基于分子动力学方法,针对原子尺度研究了铝合金摩擦机制的温度相关性,分析不同温度下铝合金摩擦过程中力学性能、摩擦系数、表面形貌和内部结构变化。结果表明:铝合金抗变形能力随着温度降低而增强,600K下的摩擦系数比83K低7%;随着温度升高,铝合金塑性变形程度增大,形变原子数量增多;在铝合金内部,因变形产生的缺陷原子数量和位错运动范围与温度呈正相关趋势。因此,高温有利于降低铝合金成形摩擦,而低温可以提高铝合金抗变形能力,有利于减少磨损,提高零件成形质量。

关键词：摩擦铝合金分子动力学温度原子尺度

深冷轧制及时效处理过程中Cu-Fe合金的组织性能演变

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金属热处理 2024年第4期49卷 48-54页

作者：马启东张宇博岳世鹏陈佳乐李廷举大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024

利用SEM、XRD、TEM、力学性能及导电性能测试研究了Cu-5Fe合金在深冷轧制及时效过程中组织和性能的演变规律。结果表明,变形量为90%时,相比室温轧制,深冷轧制后合金的位错密度更高,Cu基体晶粒和Fe相的细化更显著。时效温度为500℃时,深... 详细信息

利用SEM、XRD、TEM、力学性能及导电性能测试研究了Cu-5Fe合金在深冷轧制及时效过程中组织和性能的演变规律。结果表明,变形量为90%时,相比室温轧制,深冷轧制后合金的位错密度更高,Cu基体晶粒和Fe相的细化更显著。时效温度为500℃时,深冷轧制试样中析出的纳米Fe相更加细小,数量更多,这是因为深冷轧制试样中更高的形变储能和位错密度更有效地促进了Fe相析出。经过90%变形量深冷轧制和500℃时效1 h后,Cu-5Fe合金的抗拉强度为551.5 MPa,导电率为69%IACS,综合性能优于室温轧制结合时效处理后的合金,这归因于深冷轧制试样再结晶后的晶粒仍小于室温轧制试样的,同时深冷轧制试样中更多纳米Fe相带来的析出强化效果更强,对合金的导电性影响也更小。

关键词： Cu-5Fe合金深冷轧制时效处理析出相