检索结果-南通市图书馆

基于SP-MCTS算法的混合流水车间机器人调度

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计算机集成制造系统 2019年第9期25卷 2208-2218页

作者：郭剑史耀耀张溦普亚松张军锋西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室

针对混合流水车间存在并行设备、物料机器人和设备约束等导致调度过程复杂化的问题,提出融合标准差的选择策略、单分支扩展和启发式规则模拟的改进型SP-MCTS算法。该算法将混合流水车间机器人调度问题转化成搜索车间状态演变用时最短的... 详细信息

针对混合流水车间存在并行设备、物料机器人和设备约束等导致调度过程复杂化的问题,提出融合标准差的选择策略、单分支扩展和启发式规则模拟的改进型SP-MCTS算法。该算法将混合流水车间机器人调度问题转化成搜索车间状态演变用时最短的分支路径问题,并利用马尔科夫决策过程建立混合流水车间机器人调度问题的动态模型。优化过程中,运用选择策略评估各分支收益,选择高潜力分支进行探索,并扩展多次遍历的分支节点,最后以启发式规则模拟探索,获取调度解集。另外,搜索中通过剪枝法缩小搜索宽度,单分支扩展法避免多次同路径探索,有效利用计算资源;最后,采用基准算例进行算法测试,验证了所提算法在多工序、多设备的混合流水车间调度问题求解方面的优越性。

关键词：混合流水车间机器人调度策略蒙特卡洛搜索树 SP-MCTS算法

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面向切削过程的刀具数字孪生模型

计算机集成制造系统 2019年第6期25卷 1474-1480页

作者：孙惠斌潘军林张纪铎莫蓉西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室

刀具磨损状态退化建模和仿真的结果难以真实地反映物理现实,使刀具的选用、更换和修磨决策缺乏可靠依据,严重地影响了刀具精准利用的优化和控制,以及生产系统的动态调控。针对该问题,在数字孪生理念的基础上,提出面向切削过程的刀具数... 详细信息

刀具磨损状态退化建模和仿真的结果难以真实地反映物理现实,使刀具的选用、更换和修磨决策缺乏可靠依据,严重地影响了刀具精准利用的优化和控制,以及生产系统的动态调控。针对该问题,在数字孪生理念的基础上,提出面向切削过程的刀具数字孪生模型,探讨了其概念、组成、功能和运作流程,详细论述了数字孪生驱动的刀具磨损监测、剩余寿命预测、刀具选用决策和刀具服务,并通过原型系统进行了验证。通过刀具物理对象与虚拟模型的交互与共融,面向切削过程的刀具数字孪生模型可提高刀具全生命周期状态管理的智能性、主动性、预测性,支持面向刀具精准利用的优化、决策和服务。

关键词：数字孪生刀具切削过程磨损监测剩余寿命预测刀具选用决策刀具服务

基于光滑粒子流体动力学方法与TANH本构方程的钛合金切屑形态预测

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上海交通大学学报 2019年第5期53卷 624-632页

作者：牛伟龙莫蓉孙惠斌韩周鹏西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室

引入TANH本构方程,建立了钛合金切削过程的光滑粒子流体动力学(SPH)方法的切削模型.新模型解决了基于有限元方法(FEM)的传统切削模型经常出现的网格畸变问题,另外利用控制变量法标定出TANH本构方程的修正系数.相较于传统的Johnson-Cook... 详细信息

引入TANH本构方程,建立了钛合金切削过程的光滑粒子流体动力学(SPH)方法的切削模型.新模型解决了基于有限元方法(FEM)的传统切削模型经常出现的网格畸变问题,另外利用控制变量法标定出TANH本构方程的修正系数.相较于传统的Johnson-Cook本构模型,该模型将材料的应变软化现象考虑在内,更加准确描述出钛合金在大应变和动态再结晶情况下材料的动态力学性能.同时,新模型很好解释了钛合金切削过程中锯齿形切屑的形成过程与形成机理.实验结果与模拟结果对比显示,基于SPH方法与TANH本构方程的切屑模型可以准确可靠地预测钛合金切屑形态与切削力.

关键词： TANH本构方程锯齿形切屑光滑粒子流体动力学(SPH) 钛合金

基于灰色关联分析和响应面法的复合材料缠绕成型多目标工艺参数优化

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复合材料学报 2019年第12期36卷 2822-2832页

作者：洪旗史耀耀路丹妮郭一鸣西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室

针对复合材料预浸带缠绕过程中制品的残余应力、孔隙率最小化和层间剪切强度(ILSS)最大化的多目标优化问题,采用Box-Behnken Design(BBD)原理设计四因素三水平的T300/环氧树脂预浸带缠绕实验;基于灰色关联分析(GRA)将多目标优化问题转... 详细信息

针对复合材料预浸带缠绕过程中制品的残余应力、孔隙率最小化和层间剪切强度(ILSS)最大化的多目标优化问题,采用Box-Behnken Design(BBD)原理设计四因素三水平的T300/环氧树脂预浸带缠绕实验;基于灰色关联分析(GRA)将多目标优化问题转化为单目标优化问题,利用主成分分析(PCA)法确定残余应力、孔隙率和ILSS对灰色关联度(GRG)的影响权重;通过对实验数据的回归分析,建立GRG与主要缠绕工艺参数(缠绕温度、张力、压辊压力和缠绕速度)的二阶预测模型;分析了各工艺参数对残余应力、孔隙率、ILSS和GRG的影响规律,确定缠绕工艺参数优化方案;利用响应面法(RSM)求解工艺参数优化问题并进行复合材料预浸带缠绕实验。结果表明:该优化方法获得的最优工艺参数组合可以有效改善残余应力、孔隙率和ILSS,提高预浸带缠绕制品的性能。

关键词：复合材料缠绕灰色关联分析工艺参数优化层间剪切强度孔隙率残余应力

基于装夹力监测的叶片类零件铣削残余应力变形感知预测

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机械工程学报 2018年第19期54卷 241-248页

作者：王骏腾张定华吴宝海罗明西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室

针对叶片类薄壁零件铣削加工装夹卸载后发生的残余应力变形难以准确预测的难题,提出了基于装夹力监测的残余应力变形感知预测方法。建立了残余应力变形感知预测的数学模型,对感知预测过程进行了数学表述;基于超静定结构理论提出了残余... 详细信息

针对叶片类薄壁零件铣削加工装夹卸载后发生的残余应力变形难以准确预测的难题,提出了基于装夹力监测的残余应力变形感知预测方法。建立了残余应力变形感知预测的数学模型,对感知预测过程进行了数学表述;基于超静定结构理论提出了残余应力变形感知预测的求解方法,利用变形协调方程实现了基于装夹力变化的残余应力变形等效求解;分析了几种典型装夹形式的感知过程,提出了残余应力变形感知预测的实现步骤;搭建了残余应力变形感知预测试验平台,将叶片简化为薄板模型进行了铣削残余应力变形感知预测试验,试验结果表明,装夹卸载后残余应力变形感知预测值与实测值相比误差为13%,具有较好的一致性,从而验证了该方法的有效性。

关键词：叶片铣削装夹力监测残余应力变形感知预测

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薄壁件加工误差补偿建模与学习控制方法

机械工程学报 2018年第17期54卷 108-115页

作者：侯尧华张定华张莹西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室

针对薄壁件加工过程中的切削变形问题,提出了加工误差补偿学习控制方法。该方法以弹性变形为基础,建立了加工误差与名义切深的非线性函数关系,并利用补偿思想,构造了薄壁件加工误差补偿通用模型,即下次切削时名义切深的计算方法。在此... 详细信息

针对薄壁件加工过程中的切削变形问题,提出了加工误差补偿学习控制方法。该方法以弹性变形为基础,建立了加工误差与名义切深的非线性函数关系,并利用补偿思想,构造了薄壁件加工误差补偿通用模型,即下次切削时名义切深的计算方法。在此基础上,利用数学原理和物理方法提出了四种具有不同收敛速度的补偿系数迭代算法。对比分析四种方法的优劣,以及多件单工步零件批量生产的特点,选择初始点割线法搭建误差补偿离散控制系统。该系统利用反馈原理实现了补偿系数的离线学习与加工误差的准确控制。最终以侧铣加工试验验证了该模型的有效性。

关键词：薄壁件误差补偿离线学习系数控制

基于PVDF薄膜传感器的薄壁件铣削振动在线监测与分析

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机械工程学报 2018年第17期54卷 116-123页

作者：刘冬生张定华罗明罗欢西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室

薄壁件的弱刚性导致其在加工过程当中容易产生振动,而薄壁件加工过程中存在的非线性问题使得加工振动难以预测,尚无法建立精确的理论模型。为了研究薄壁件铣削加工过程中的振动,提出一种基于模态理论的悬臂梁工件的动态振动监测模型,利... 详细信息

薄壁件的弱刚性导致其在加工过程当中容易产生振动,而薄壁件加工过程中存在的非线性问题使得加工振动难以预测,尚无法建立精确的理论模型。为了研究薄壁件铣削加工过程中的振动,提出一种基于模态理论的悬臂梁工件的动态振动监测模型,利用N个动态位移传感器监测前N阶模态下悬臂梁上任意一点的振动。以铣削加工悬臂薄板为例,采用聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)薄膜传感器在线监测了铣削过程中工件的振动位移。工件振动位移信号的时频域分析结果表明,PVDF薄膜传感器能够有效监测薄壁件加工过程中周期谐振信号和高频振动信号,其中高频振动易发生在切入、切出阶段,且频率多分散在周期性切削激励倍频附近。最后,只考虑工件一阶模态,计算得到刀具在工件上动态作用点处工件的振动位移,并与工件变形引起的让刀量对比,验证了该方法的有效性。

关键词：薄壁件加工振动在线监测 PVDF薄膜传感器

CFRP层合板制孔周期内轴向力分布规律研究

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机械工程学报 2018年第11期54卷 110-120页

作者：孟庆勋姜寿山刘书暖张开富严小烨西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室

碳纤维增强复合材料(Carbon fiber-reinforced polymers,CFRPs)制孔轴向力与多种损伤形式密切相关,描述整个制孔过程中以及钻头在任意旋转周期内轴向力的分布规律,对于揭示制孔损伤的产生与演化过程具有重要意义。介绍切削比功率的概念... 详细信息

碳纤维增强复合材料(Carbon fiber-reinforced polymers,CFRPs)制孔轴向力与多种损伤形式密切相关,描述整个制孔过程中以及钻头在任意旋转周期内轴向力的分布规律,对于揭示制孔损伤的产生与演化过程具有重要意义。介绍切削比功率的概念,用于描述单位时间内去除单位体积材料的效率;分别对主切削刃和横刃进行微元划分,利用钻削比功率对产生的局部微元力进行经验表示,计算各切削刃上任意位置切削微元的工作角度,构建局部微元力与整体钻削力的转换矩阵,进而建立切削比功率与轴向力的关系。最后,通过试验测量单向CFRP板制孔轴向力与扭矩,提取数据信息对切削比功率进行标定,实现了对钻头处于任意状态时轴向力的描述。利用所建立的轴向力模型研究了:单向铺层CFRP板制孔轴向力分布规律、孔周损伤产生的位置与轴向力分布的关系以及两向和多向铺层的制孔轴向力叠加效应。

关键词：碳纤维增强复合材料轴向力切削比功率力学建模分布规律

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复杂曲面通道多轴加工的刀具选择方法

机械工程学报 2018年第3期54卷 117-124页

作者：吴宝海梁满仓张莹罗明西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室

针对复杂曲面通道零件多轴加工的刀具优化选择问题,提出一种基于点可行空间分析的刀具选择方法。分析了复杂曲面通道多轴加工刀具运动的几何约束,利用临界约束条件对通道加工的临界刀轴进行求解。通过分析单点可达区域与球头刀可行摆刀... 详细信息

针对复杂曲面通道零件多轴加工的刀具优化选择问题,提出一种基于点可行空间分析的刀具选择方法。分析了复杂曲面通道多轴加工刀具运动的几何约束,利用临界约束条件对通道加工的临界刀轴进行求解。通过分析单点可达区域与球头刀可行摆刀域之间的关系,提出一种无碰撞干涉条件下的最大刀具直径选择方法;在此基础上,通过对可行摆刀域内刀轴矢量的优化,获得了刀具直径最大条件下的最短刀具长度。以整体叶轮的五轴加工为例,对该方法进行了分析与验证,给出了叶片曲面上最大刀具直径与最短刀具长度的变化情况,并对不同刀具直径的加工效果进行了对比分析。结果表明,本文方法能获得复杂曲面通道类零件多轴加工的最大刀具直径、最小刀具长度,可显著提高该类零件的加工效率及加工稳定性。

关键词：复杂曲面通道刀具选择球头刀碰撞干涉