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激光增材制造在航天领域中的应用

中国激光 2024年

作者：李志勇韩冬雪焦世坤刘全福于仓瑞钱远宏陈荣刘洋航天增材科技(北京)有限公司北京星航机电装备有限公司中国航天科工飞航技术研究院

航天构件大型化、精细化、高性能化的趋势使其面临制造加工挑战，具有复杂结构一体化成形特性的激光增材制造技术开辟了航天构件生产的新路径。在航天领域极限制造、柔性制造需求的牵引下，激光增材制造工艺、设备、产线面临考验。本文... 详细信息

航天构件大型化、精细化、高性能化的趋势使其面临制造加工挑战，具有复杂结构一体化成形特性的激光增材制造技术开辟了航天构件生产的新路径。在航天领域极限制造、柔性制造需求的牵引下，激光增材制造工艺、设备、产线面临考验。本文以航天构件对激光增材制造技术的需求为导向：首先，从航天构件典型结构特点入手，阐述了激光增材制造工艺在航天构件高质量制造方面取得的进展；随后，介绍了激光选区熔化成形装备、激光熔化沉积装备的发展现状及设计方向；最后，阐述了基于航天构件多品种、变批量的制造背景，增材制造产线在高效率、低成本、高可靠制造上的进展。本文从激光增材制造工艺、激光增材制造设备和激光增材制造智能生产线三方面入手，系统的介绍并分析了激光增材制造技术在航天领域的应用情况，并对其发展前景进行了展望，为激光增材制造技术在航天领域的深入应用指明了方向。

关键词：航天领域激光增材制造激光增材制造装备增材制造产线

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电子束技术处理垃圾渗滤液研究

工业水处理 2024年第2期44卷 166-171页

作者：陈海许森飞朱焕铮张春远张涛陆洁平何仕均中广核达胜加速器技术有限公司江苏苏州215214 中广核达胜科技有限公司江苏苏州215214

采用电子束治污技术对垃圾渗滤液原液及生化MBR产水进行辐照处理,通过对比电子束辐照处理前后渗滤液中污染物分子质量、有机成分的变化,以及可生化性的改善,对辐照技术处理渗滤液的效果进行了考察。研究结果显示,电子束辐照耦合混凝工... 详细信息

采用电子束治污技术对垃圾渗滤液原液及生化MBR产水进行辐照处理,通过对比电子束辐照处理前后渗滤液中污染物分子质量、有机成分的变化,以及可生化性的改善,对辐照技术处理渗滤液的效果进行了考察。研究结果显示,电子束辐照耦合混凝工艺对垃圾渗滤液COD的去除具有较好的效果;电子束辐照在将渗滤液原液中大分子有机污染物(分子质量100 ku以上)破坏的同时,会促进部分较小分子质量有机物(分子质量0.5~1 ku)发生聚合;此外,电子束辐照可有效去除渗滤液生化MBR产水中的大分子腐殖质类物质,促进大分子有机物转化为小分子物质,并提升渗滤液的可生化性。

关键词：电子束辐照垃圾渗滤液可生化性

金字塔砂带磨损状态的声信号GA-BP识别方法

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表面技术 2024年第3期53卷 28-38页

作者：赵书东禹晓敏王文玺邹莱重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室重庆400044 中国航发航空科技股份有限公司成都610599

目的金字塔砂带连续磨损会引发钝峰、材料去除能力差和产热多等问题,为避免砂带磨损造成加工效率持续降低和工件表面质量逐渐恶化,需提高金字塔砂带磨损预测能力。方法在配有声音采集系统的力控机器人磨削系统中对钛合金工件进行了砂带... 详细信息

目的金字塔砂带连续磨损会引发钝峰、材料去除能力差和产热多等问题,为避免砂带磨损造成加工效率持续降低和工件表面质量逐渐恶化,需提高金字塔砂带磨损预测能力。方法在配有声音采集系统的力控机器人磨削系统中对钛合金工件进行了砂带磨损试验;基于Archard模型建立了金字塔砂带磨损模型,并对金字塔砂带磨损程度进行量化;然后利用短时傅里叶和小波包分解分析、提取砂带磨损相关的声音特征;基于声音信号特征建立GA-BP模型,并对金字塔砂带磨损状态进行预测。结果K_(r)与R_(0)规律相近,随着磨削速度的增大而略微增大。对磨削声音进行小波包分解,DD2频段的声音特征随磨削时间逐渐降低,相较于其他频段更具有规律性。提取DD2频段的声音信号特征建立GA-BP模型,并对金字塔砂带磨损状态进行预测。结果表明,决定系数(R^(2))大于0.8,平均绝对误差(MAE)小于0.04,平均偏差误差(MBE)在±0.002之间,均方误差(RMSE)小于0.05。结论随着砂带的磨损,金字塔尖锐的胞体开始磨平,单颗胞体的局部压力逐渐减小,材料去除能力减弱,产生的微振荡越来越弱,高频信号的声音特征逐渐下降。通过DD2频段声音信号特征建立的GA-BP模型对金字塔砂带磨损状态进行预测,具有准确性和稳定性。

关键词：机器人砂带磨削声信号 Archard模型遗传算法优化BP神经网络

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深水采油树井口液压连接器的设计

船海工程 2024年第3期53卷 113-119页

作者：李华张崇黄青松任冠龙汪洋余意重庆前卫科技集团有限公司工程事业部重庆401121

设计一种基于18-3/4"H4型面、69 MPa井口压力的液压驱动锁块式连接器,通过有限元方法分析锁紧型面过盈量对锁紧峰值压力、连接器预紧力的影响,预紧力与锁紧峰值压力之间的关系,以及VX钢圈在失效负载条件下的密封性能,并对相关分析结果... 详细信息

设计一种基于18-3/4"H4型面、69 MPa井口压力的液压驱动锁块式连接器,通过有限元方法分析锁紧型面过盈量对锁紧峰值压力、连接器预紧力的影响,预紧力与锁紧峰值压力之间的关系,以及VX钢圈在失效负载条件下的密封性能,并对相关分析结果进行测试验证。分析及测试验证表明,在过盈量可调范围内连接器预紧力与锁紧峰值压力为线性关系,可通过锁紧峰值压力的大小有效评估预紧力;有限元分析结果可为连接器的调试作参考;连续的环状接触压痕是钢圈密封的必要条件,密封面的材料及加工质量是建立密封的关键因素;连接器在69 MPa+1300 kN+11000 kN·m负载条件下功能、结构及密封性能良好。连接器搭载采油树在南海相关油气田得到成功的示范应用。

关键词：水下采油树井口液压连接器密封钢圈锁紧峰值压力预紧力负载测试

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考虑结构非线性的铁路弹性车轮动态特性研究

中国科学：技术科学 2024年第4期54卷 709-721页

作者：陈兆玮蒲前华龙权明尚婷王峙张军重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆市轨道交通(集团)有限公司重庆401120

为研究结构非线性(包括弹性车轮橡胶材料非线性和接触边界非线性)对弹性车轮力学行为的影响,设计静动态试验获得弹性车轮中橡胶材料非线性本构关系并探讨了橡胶黏弹性特性;推导弹性车轮系统中橡胶弹性模量与刚度的转换关系,并确定黏弹... 详细信息

为研究结构非线性(包括弹性车轮橡胶材料非线性和接触边界非线性)对弹性车轮力学行为的影响,设计静动态试验获得弹性车轮中橡胶材料非线性本构关系并探讨了橡胶黏弹性特性;推导弹性车轮系统中橡胶弹性模量与刚度的转换关系,并确定黏弹性橡胶材料的刚度特性;基于橡胶Yeoh本构模型,建立整体车轮、线弹性车轮、考虑材料非线性特性的弹性车轮(以下简称:非线性弹性车轮)以及同时考虑材料与接触非线性特性的弹性车轮(以下简称:接触弹性车轮)等四个动力学模型,研究四种车轮模型在轮轨垂向力激扰下车轮的动态规律,并探明橡胶材料参数对弹性车轮动态特性的影响.研究表明:弹性车轮能有效降低车轮垂向振动;线弹性车轮的端点和中点较之非线性弹性车轮分别最大增加10%和13%的变形量,且橡胶中点变形量小于端点变形量;线弹性车轮较之整体车轮最大能降低17%的垂向振动,非线性弹性车轮较整体车轮最大能降低22%的垂向振动,同时考虑橡胶材料非线性和接触非线性对弹性车轮的动态特性影响不显著;四种车轮振动主频均为3~5, 10以及22 Hz;弹性车轮的振动和变形量随材料硬度增加而增加.

关键词：铁路车辆弹性车轮橡胶非线性特性减振

齿轨车辆-轨道(齿轨)系统耦合动力学模型及其基本振动特性

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中国科学：技术科学 2024年第5期54卷 940-954页

作者：陈兆玮李世辉袁密奥王浪李长林杨吉忠陈志辉杨武重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 中铁二院工程集团有限责任公司成都610031 重庆艾博瑞威轨道交通设备有限公司重庆402365

为研究齿轨车辆-轨道(齿轨)系统动态特性,基于车辆-轨道耦合动力学理论和齿轮动力学原理建立了考虑齿轮-齿轨非线性啮合行为和轮轨非线性接触特性的齿轨车辆-轨道(齿轨)系统空间耦合动力学模型,并开展工程线路动力学试验验证了本模型的... 详细信息

为研究齿轨车辆-轨道(齿轨)系统动态特性,基于车辆-轨道耦合动力学理论和齿轮动力学原理建立了考虑齿轮-齿轨非线性啮合行为和轮轨非线性接触特性的齿轨车辆-轨道(齿轨)系统空间耦合动力学模型,并开展工程线路动力学试验验证了本模型的有效性.在此基础上,研究了齿轨车辆-轨道(齿轨)系统的基本振动特性以及轨道随机不平顺对齿轮-齿轨系统动态啮合行为的影响机制.研究结果表明,本文建立的齿轨车辆-轨道(齿轨)系统动力学模型具有良好的准确性和可靠性;轨道随机不平顺对齿轨车辆振动有较大影响,齿轮-齿轨系统垂向和纵向振动受不平顺激励影响较小,而横向振动则受到明显影响;齿轮-齿轨系统对轨道高低和水平不平顺敏感程度较低,而方向和轨距不平顺则明显使齿轮-齿轨系统啮合不稳定,因此建议通过减小轨道横向不平顺来提高齿轮-齿轨系统稳定性,以保证齿轨车辆的安全平稳运行.

关键词：齿轨铁路车辆动力学轮轨动态接触齿轮动力学轨道不平顺齿轮-齿轨系统稳定性

基于电子鼻、GC-MS结合感官评价分析丰都麻辣鸡调料风味特征

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食品与发酵工业 2024年第1期50卷 293-301页

作者：屠大伟陈小鸿黄永强胡霞王烁超刘文俊重庆工商大学环境与资源学院重庆400067 重庆万标检测技术有限公司重庆400714

调料对丰都麻辣鸡品质有重要影响,为评价丰都麻辣鸡调料的风味特征,该文采用HPLC、电子鼻、GC-MS技术以及感官评价等方法分析研究了不同厂家丰都麻辣鸡调料麻度、辣度和挥发性香气成分。结果表明,不同厂家丰都麻辣鸡调料的山椒素和辣椒... 详细信息

调料对丰都麻辣鸡品质有重要影响,为评价丰都麻辣鸡调料的风味特征,该文采用HPLC、电子鼻、GC-MS技术以及感官评价等方法分析研究了不同厂家丰都麻辣鸡调料麻度、辣度和挥发性香气成分。结果表明,不同厂家丰都麻辣鸡调料的山椒素和辣椒素类物质含量分别为0.023~4.053 mg/g和0.123~0.471 g/kg,麻度、辣度差异显著;电子鼻结合主成分分析可用于对不同厂家丰都麻辣鸡调料的快速区分;在丰都麻辣鸡调料中共检测出81种挥发性成分,其组成和比例的不同使得各厂家丰都麻辣鸡产品风味各异;香气活度值(odor activity value,OAV)分析筛选出了13种主要香气成分,主要为月桂烯、芳樟醇、(Z)-2-癸烯醛、D-柠檬烯、乙酸芳樟酯等成分;经感官评价,S4、S8、S9的感官评分最高,其麻辣味较为协调、适口。总的来说,不同厂家丰都麻辣鸡调料的麻辣程度和香气有差异,结合麻度、辣度分析和感官评价结果,1.512~4.053 mg/g、0.184~0.200 g/kg可能是较为适宜的麻度、辣度范围,其整体风味以脂肪香、花果香和辛香为主。

关键词：丰都麻辣鸡调料 HPLC 电子鼻 GC-MS 麻度辣度挥发性成分

基于改进YOLOv5s的水面漂浮小目标检测算法

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中国舰船研究 2024年

作者：岳旭生李军王耀弘朱鹏浩王哲兴许炫皓重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆市计量质量检测研究院郑州恒达智控科技有限公司

[目的]针对无人船视角下的水面漂浮瓶识别易出现错检、漏检等问题，基于YOLOv5s算法，提出一种改进的YOLOv5s水面漂浮小目标检测算法。[方法]针对原始数据集Flow-Img进行了数据增强，对原始数据集进行扩充，从而避免模型出现过拟合的现... 详细信息

[目的]针对无人船视角下的水面漂浮瓶识别易出现错检、漏检等问题，基于YOLOv5s算法，提出一种改进的YOLOv5s水面漂浮小目标检测算法。[方法]针对原始数据集Flow-Img进行了数据增强，对原始数据集进行扩充，从而避免模型出现过拟合的现象；为了提高深度学习模型对极小目标的检测精度，在YOLOv5s的3个检测层的基础上，增加了1个极小目标检测层，同时去掉用于大目标的检测头，避免数据不均衡带来的先验框分配问题；接着，在骨干网络中增加CBAM注意力模块，以解决模型在水面漂浮瓶检测任务中目标特征信息捕捉能力不足的问题；最后引入NWD回归损失函数，将IoU损失函数和NWD损失函数进行加权组合，形成一个综合的回归损失函数，从而进一步提高对水面漂浮瓶识别的准确率和精度。[结果]实验结果表明，该算法在水面漂浮瓶检测上mAP@0.5值达到95.7%，对比原始的YOLOv5s算法，改进YOLOv5s算法的mAP@0.5提升了2.6%,mAP@0.95提升了4.5%，同时，模型参数量下降了61.9%。[结论]在实现轻量化的同时使得水面漂浮瓶检测结果更加准确，为水面小型漂浮物的检测提供了重要的技术参考。

关键词：水面漂浮小目标极小目标检测层卷积块注意模块 NWD损失函数

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大型柔性风电叶片气弹响应分析

太阳能学报 2024年第8期45卷 572-580页

作者：高龙林立辉杨宛生高尔杰朱磊厦门双瑞风电科技有限公司厦门361000 中国船舶集团海装风电股份有限公司重庆401121 广东海装海上风电研究中心有限公司湛江524000

风力机的大型化、深水化发展使得叶片尺寸急剧增加,长柔叶片的气弹效应日趋显著。该文以某95 m叶片为研究对象,基于BEM方法和多体动力学理论构建气动结构耦合方程并求解极端风载条件下的叶片气弹响应。系统地研究了发生颤振现象后叶片... 详细信息

风力机的大型化、深水化发展使得叶片尺寸急剧增加,长柔叶片的气弹效应日趋显著。该文以某95 m叶片为研究对象,基于BEM方法和多体动力学理论构建气动结构耦合方程并求解极端风载条件下的叶片气弹响应。系统地研究了发生颤振现象后叶片的振动特征及不同转速条件下的叶片阻尼特性,发现摆振负阻尼是诱导叶片发生颤振失稳的关键因素;同时通过平行对照分析了空气密度、变桨角度等因素对大型叶片气弹稳定性的影响。

关键词：风电叶片气动弹性阻尼稳定性分析叶素动量方法