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切削加工车削刀具断屑装置及技术研究综述

机械工程学报 2024年第7期60卷 334-349页

作者：刘安南刘战强蔡士祥赵金富王兵山东大学机械工程学院济南250061 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061 重汽(济南)车桥有限公司济南250104

金属切削加工过程中,当加工高韧性材料或切削用量选用不当时,容易产生带状或螺旋状连续切屑,这类切屑持续卷曲不断裂并且容易发生缠绕,切屑缠绕导致切削区域材料非稳定变形及切削力波动,严重的切屑缠绕还会刮擦划伤零件已加工表面,恶化... 详细信息

金属切削加工过程中,当加工高韧性材料或切削用量选用不当时,容易产生带状或螺旋状连续切屑,这类切屑持续卷曲不断裂并且容易发生缠绕,切屑缠绕导致切削区域材料非稳定变形及切削力波动,严重的切屑缠绕还会刮擦划伤零件已加工表面,恶化加工表面质量,影响零件服役寿命。基于连续切屑形成及断裂机理,研发断屑技术与装置可实现切屑周期性断裂,消除或抑制切屑缠绕,从而可实现高质高效的切削加工。首先,对切屑运动状态及断裂机理进行阐述;其次,分别论述了嵌入式断屑器、刀具织构化断屑、高压射流断屑、优化切削工艺参数断屑和专用断屑装置等车削断屑方法,并对这些断屑装置与技术方法的工作原理和断屑效果进行对比分析,总结出其优势和不足;最后,在切屑断裂判据、可转位刀片断屑结构设计、断屑过程仿真模型、断屑技术创新优化方面对断屑研究的理论和应用发展提出展望。

关键词：切削加工车削刀具切屑缠绕断屑机理断屑方法

大豆分离蛋白及大豆浓缩蛋白喷涂造粒生产实践及工艺对比

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中国油脂 2024年第7期49卷 146-149页

作者：郑峰王文昕吴畏林凤岩黄永娜山东凯斯达机械制造有限公司山东济宁272000 济宁市机械设计研究院有限公司山东济宁272000

旨在优化大豆蛋白粉的生产工艺流程,介绍了大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白的3种喷涂造粒工艺(流化床喷涂造粒工艺、高效混合机喷涂造粒工艺、风运管道喷涂造粒工艺)的生产工艺流程以及工艺特点,并对比分析这3种喷涂造粒工艺的优缺点。如果... 详细信息

旨在优化大豆蛋白粉的生产工艺流程,介绍了大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白的3种喷涂造粒工艺(流化床喷涂造粒工艺、高效混合机喷涂造粒工艺、风运管道喷涂造粒工艺)的生产工艺流程以及工艺特点,并对比分析这3种喷涂造粒工艺的优缺点。如果只从蛋白粉的不飞扬性考虑,风运管道喷涂造粒工艺具有更大的优势;如果从蛋白粉的不飞扬性及蛋白的功能性两方面考虑,则采用流化床喷涂造粒工艺更合适。

关键词：大豆分离蛋白大豆浓缩蛋白喷涂造粒

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超声导波目标模式的激励方法研究

振动与冲击 2024年第4期43卷 20-26页

作者：丁涛涛郭宇项延训江苏徐工国重实验室科技有限公司江苏徐州221004 高端工程机械智能制造国家重点实验室江苏徐州221004 华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

超声导波检测过程中不同模态导波信号与各类损伤之间的相互作用存在差异性,直接影响了损伤检测及定位成像结果的可靠性。因此,系统研究导波目标模式的激励方法从而获得理想的导波信号,有助于实现多类型损伤的精准检出以及获得高分辨率... 详细信息

超声导波检测过程中不同模态导波信号与各类损伤之间的相互作用存在差异性,直接影响了损伤检测及定位成像结果的可靠性。因此,系统研究导波目标模式的激励方法从而获得理想的导波信号,有助于实现多类型损伤的精准检出以及获得高分辨率定位成像结果。该研究基于理论分析、有限元仿真和试验测量开展了超声导波目标模式的激励方法研究。理论分析导波目标模式激励的条件,并且构建二维多物理场仿真模型进行导波目标模式激励方法的验证。试验过程中将梳状换能器与锆钛酸铅压电陶瓷(piezoelectric ceramic, PZT)进行比较分析,结果表明,梳状换能器相较于PZT压电片具有良好的模式选择能力。另外,设计制作四分之一全向和全向梳状换能器,使其进行目标模式导波信号激励的同时实现传播方向的调控。

关键词：超声导波目标模式梳状换能器声场调控

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精炼车间过滤机的自动控制系统设计

中国油脂 2024年第8期49卷 149-152页

作者：秦忠凯李亭亭刘宝友赵向军山东凯斯达机械制造有限公司山东济宁272000 济宁市机械设计研究院有限公司山东济宁272000

叶片过滤机是精炼车间脱色工段中非常关键的设备,设备前端后续的工艺阀门很多,有很多操作步骤和时间节点控制阀门的开启和关闭,操作复杂烦琐。为简化人工手动操作的烦琐性及为更多单机系统控制提供技术参考,以立式叶片过滤机为例,采用PL... 详细信息

叶片过滤机是精炼车间脱色工段中非常关键的设备,设备前端后续的工艺阀门很多,有很多操作步骤和时间节点控制阀门的开启和关闭,操作复杂烦琐。为简化人工手动操作的烦琐性及为更多单机系统控制提供技术参考,以立式叶片过滤机为例,采用PLC和触摸屏的方式构建自动控制系统,控制叶片过滤机的单机运行和切换控制。自动控制系统的CPU采用西门子S7-1214C DC/DC/Rly,HMI采用西门子KTP1200触摸屏,并采用西门子TIAPORTALV18软件进行PLC硬件组态及编程和上位机KTP1200的监控和控制界面的制作,自动控制系统的设计包括两台过滤机的单独控制和切换控制,可根据不同的产量设定切换的时间参数。此系统运行稳定可靠,是独立的控制系统,可以单独应用于生产,还具有以太网通信功能,可以实现与其他控制系统的数据交换。

关键词：叶片过滤机精炼自动控制 S7-1214C KTP1200

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2219铝合金CMT电弧增材熔滴过渡行为

焊接学报 2024年第2期45卷 19-32,I0004页

作者：倪允强杨健楠方学伟张长春李春旭王健卢秉恒潍柴动力股份有限公司潍坊261061 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710054 国家增材制造创新中心西安710117

在冷金属过渡(cold metal transfer,CMT)电弧增材制造过程中,熔池的流动行为极易受到电弧和熔滴的影响,从而严重影响堆积层的稳定性和成形件质量.该文利用高速摄影结果及电信号参数波形图,引入热输入量计算公式,从特征电信号、熔滴过渡... 详细信息

在冷金属过渡(cold metal transfer,CMT)电弧增材制造过程中,熔池的流动行为极易受到电弧和熔滴的影响,从而严重影响堆积层的稳定性和成形件质量.该文利用高速摄影结果及电信号参数波形图,引入热输入量计算公式,从特征电信号、熔滴过渡特征量、热输入量等方面定量分析了CMT+P模式下送丝速度及脉冲修正系数对熔滴过渡过程及单道成形形貌的影响,同时分析了脉冲变极性冷金属过渡(Advanced CMT,CMT+PA)模式下送丝速度及控制面板上的EP/EN修正系数η对熔滴过渡过程及单道成形形貌的影响,为后续工艺优化提供参考和指导.

关键词：铝合金电弧增材熔滴过渡电弧特性成形形貌

基于GA-BP-PSO算法的薄壁注塑件翘曲变形优化

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工程塑料应用 2024年第3期52卷 70-75页

作者：陈忠杭胡燕海沈加明倪德香王舟挺宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 宁波华美达机械制造有限公司浙江宁波315000

以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的塑料瓶胚零件为例,通过Moldflow软件设计浇注系统和冷却系统并进行有限元分析以优化零件的翘曲变形量。选定熔体温度、模具温度、保压压力、保压时间和注射时间为5个影响因素,设计了L16(45)的正交试验表。... 详细信息

以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的塑料瓶胚零件为例,通过Moldflow软件设计浇注系统和冷却系统并进行有限元分析以优化零件的翘曲变形量。选定熔体温度、模具温度、保压压力、保压时间和注射时间为5个影响因素,设计了L16(45)的正交试验表。对正交实验数据进行了极差分析,得出了各因素对翘曲变形量的影响程度并获得较优工艺参数。通过GA-BP-PSO算法对工艺参数进一步优化,得到最佳工艺参数:熔体温度265℃、模具温度60℃、保压压力125 MPa、保压时间12.8671 s、注射时间0.3405 s。上述工艺参数对应的零件翘曲变形量为0.1373 mm。最后通过Moldflow软件进行数值模拟,得到翘曲变形量为0.1395 mm,较优化前的翘曲变形量0.1796 mm,降低了22.33%。软件模拟值和经GA-BP-PSO算法得到的预测值仅相差1.60%,将优化后的工艺参数组合应用于实际生产中,所获得的产品符合生产要求,验证了GA-BP-PSO算法的准确性与可行性。

关键词：翘曲变形 Moldflow 正交试验 GA-BP神经网络粒子群算法优化

基于WOA-Stacking集成学习的注塑产品尺寸预测

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工程塑料应用 2024年第6期52卷 135-141,163页

作者：陈忠杭王舟挺沈加明胡燕海倪德香宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 宁波华美达机械制造有限公司浙江宁波315000

在现有的基于机器学习的注塑产品尺寸预测模型中,存在单一模型预测精度不高的问题,为了提高实时监测注塑产品尺寸变化的精度,提出了一种基于鲸鱼优化算法(WOA)优化Stacking集成学习的注塑产品尺寸预测方法。首先,整合注塑过程收集到的数... 详细信息

在现有的基于机器学习的注塑产品尺寸预测模型中,存在单一模型预测精度不高的问题,为了提高实时监测注塑产品尺寸变化的精度,提出了一种基于鲸鱼优化算法(WOA)优化Stacking集成学习的注塑产品尺寸预测方法。首先,整合注塑过程收集到的数据,使用3σ准则进行异常值筛选,再通过随机森林法和互信息法选取关键的特征,作为后续模型的输入特征;其次,在Stacking集成学习框架中,选择K近邻、随机森林和轻量级梯度提升机作为基学习器,选择弹性网络回归作为元学习器,使用WOA优化各个基学习器中的超参数,构建WOA-Stacking集成学习预测模型;最后,将所提的模型应用到注塑产品尺寸预测并与其他模型进行对比分析,以验证本方法的有效性。以第四届工业大数据创新竞赛数据为例,在包含3种集成模型和3种单一模型的对比实验中,选择产品的三维尺寸作为预测目标,实验结果表明WOA-Stacking集成学习模型具有更高的预测精度和拟合能力。

关键词：注塑尺寸预测鲸鱼优化算法 Stacking集成学习特征选择

油气田非金属管道失效预测及防控技术研究进展

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化工进展 2024年第3期43卷 1118-1132页

作者：张玉红李轩宇冯春健马春迅张晨周洋洋毕海胜青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河热采机械制造分公司辽宁盘锦124209 中石化石油工程设计有限公司山东东营257000

油气田金属管道腐蚀穿孔风险日趋严重,管道泄漏事故时有发生,玻璃钢管、钢骨架增强聚乙烯复合管、柔性复合管等非金属管道以其良好的耐蚀性和适用性在油气田开发生产系统中逐渐受到青睐。然而,由于管道在长期服役过程中遭受内外压载荷... 详细信息

油气田金属管道腐蚀穿孔风险日趋严重,管道泄漏事故时有发生,玻璃钢管、钢骨架增强聚乙烯复合管、柔性复合管等非金属管道以其良好的耐蚀性和适用性在油气田开发生产系统中逐渐受到青睐。然而,由于管道在长期服役过程中遭受内外压载荷、介质腐蚀等老化作用,随之而来的诸如基体开裂、管体脆断、纤维/基体界面脱黏、层间分离等各种失效问题亟待解决。基于此现状,文章综述了油气田常用非金属管道特点、应用、失效原因,以及非金属管道探测定位、无损检测技术、风险评估和寿命预测方法,针对非金属管道损伤失效的预防在管道制造、施工、运行、应用、维修及关键技术等方面提出了相关建议,并对非金属管道失效预防技术攻关方面进行展望,为非金属油气管道失效预测方法及其防控技术的相关研究提供有效支撑。

关键词：非金属管道失效检测技术风险评估预测方法

基于模糊解耦策略的小型注塑机料筒温度F-PI复合控制器

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工程塑料应用 2024年第2期52卷 82-86,108页

作者：张绍坤沈加明傅挺胡燕海宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 宁波华美达机械制造有限公司浙江宁波315803

在塑料产品的生产过程中,注塑机料筒温度的响应速度和稳定性对最终塑料产品的质量具有重要影响。为了提高小型注塑机料筒温度的控制精度,针对料筒具有的惯性大、非线性、大滞后、强耦合等温度特性,在模糊控制不能满足控制要求的背景下,... 详细信息

在塑料产品的生产过程中,注塑机料筒温度的响应速度和稳定性对最终塑料产品的质量具有重要影响。为了提高小型注塑机料筒温度的控制精度,针对料筒具有的惯性大、非线性、大滞后、强耦合等温度特性,在模糊控制不能满足控制要求的背景下,提出了基于相邻加热段之间温差的模糊解耦策略,通过利用相邻加热段之间的温差信息,建立模糊解耦控制器,对各段料筒之间的温度耦合进行解耦控制。实验结果表明,该控制方法效果良好,达到目标温度所用时间为1092 s,最大超调量只有3%,但稳态性能较差。为解决稳态性能较差的问题,在模糊解耦的基础上建立F-PI复合控制器,通过引入积分环节消除系统在稳态下的偏差。在Matlab/Simulink环境下进行仿真并在注塑机上进行验证,结果表明,F-PI复合控制方法不仅具有良好的动态响应,还具有更高的稳态精度,稳态偏差仅为±1℃。因此基于模糊解耦策略的F-PI复合控制方法不仅能对料筒的温度耦合进行解耦控制,还有效提高了系统的稳定性和控制精度,具有良好的鲁棒性。

关键词：注塑机料筒温度控制模糊解耦 F-PI复合控制器稳态性能