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金属拉拔工艺中的摩擦与腐蚀交互作用研究进展

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热加工工艺 2024年第16期53卷 9-14,19页

作者：韩昉文怀兴樊亚龙何乃如陈威贾均红陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021 陕西科技大学机械表面新技术及服役行为研究中心陕西西安710021

综述了金属拉拔成形中的摩擦特点及影响摩擦的主要因素,总结分析了电致塑性和电化学促进金属表面塑化的作用机制,以及电化学冷拉拔中电解液环境下的腐蚀与磨损交互作用对工艺及工件的影响,以期为提高拉拔成形技术中加工金属的表面质量,... 详细信息

综述了金属拉拔成形中的摩擦特点及影响摩擦的主要因素,总结分析了电致塑性和电化学促进金属表面塑化的作用机制,以及电化学冷拉拔中电解液环境下的腐蚀与磨损交互作用对工艺及工件的影响,以期为提高拉拔成形技术中加工金属的表面质量,延长模具使用寿命提供理论基础,为金属塑性成形技术的发展以及关键材料的生产提供重要参考。

关键词：拉拔成形电化学塑化腐蚀磨损电化学冷拉拔

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Yb^(3+)/Nd^(3+)掺杂对Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶Cr^(3+)发光性能的影响

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发光学报 2024年第5期45卷 736-744页

作者：谢鑫葛万银张倩杨茂浩吴晨歌何鹏殷宏磊陕西科技大学材料科学与工程学院陕西西安710021

近红外荧光粉由于其独特的物理特性和广阔的应用前景吸引了人们极大的研究兴趣。本文通过高温固相反应法合成Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+)近红外荧光粉,使用460 nm蓝光激发样品的发射波长位于833 nm,半峰宽为117 nm。随后引入稀土... 详细信息

近红外荧光粉由于其独特的物理特性和广阔的应用前景吸引了人们极大的研究兴趣。本文通过高温固相反应法合成Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+)近红外荧光粉,使用460 nm蓝光激发样品的发射波长位于833 nm,半峰宽为117 nm。随后引入稀土离子合成Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),Yb^(3+)和Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),Nd^(3+)近红外荧光粉。相比Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),460 nm蓝光激发的Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),Yb^(3+)同时出现Cr^(3+)和Yb^(3+)特征发射峰,经过光谱分析和荧光寿命变化证明Cr^(3+)-Yb^(3+)存在能量传递通道,最高使Cr^(3+)-Yb^(3+)能量传递效率达80.2%,得益于Yb^(3+)卓越的热稳定性促使整体荧光光谱热稳定性提高约3.7倍。设计合成的Sr_(9)Ga(PO_(4))_7∶0.8Cr^(3+),Nd^(3+)样品调制出833,876,1 060 nm的多峰发射,显著拓宽了近红外光谱范围。最终,讨论了荧光粉在温度传感和无损检测领域的应用,证明该系列荧光粉具有广阔的应用前景。

关键词： Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+) 近红外荧光粉 Yb^(3+) Nd^(3+)

多主轴头数控机床虚拟仿真加工平台的构建方法

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吉林大学学报（工学版） 2024年第6期54卷 1528-1536页

作者：蔡安江王沛彭王晨曦李玲西安建筑科技大学机电工程学院西安710055

针对目前多主轴头数控机床在虚拟仿真加工过程中无法实现多主轴头切换调用的问题,提出了一种多主轴头数控机床虚拟仿真加工平台的构建方法。首先,根据多主轴头数控机床的多主轴头库创立虚拟轴,构建其各运动轴的拓扑结构,搭建虚拟数控机... 详细信息

针对目前多主轴头数控机床在虚拟仿真加工过程中无法实现多主轴头切换调用的问题,提出了一种多主轴头数控机床虚拟仿真加工平台的构建方法。首先,根据多主轴头数控机床的多主轴头库创立虚拟轴,构建其各运动轴的拓扑结构,搭建虚拟数控机床的几何模型;其次,利用数控系统的宏和变量等进行二次开发,通过改变虚拟轴中各主轴头组件在虚拟数控机床结构项目树和几何模型中的位置得到宏程序,并通过宏调用指令将此更换主轴头宏程序作为子程序代替执行NC程序中更换主轴头的功能指令,使虚拟数控机床在执行更换主轴头指令时实际执行的是更换主轴头的宏程序,实现了多主轴头数控机床虚拟仿真加工过程中主轴头的动态切换调用;最后,应用该方法构建了UniForce6落地镗铣加工中心的虚拟仿真加工平台,并完成了某箱体零件的仿真加工。结果表明:该虚拟仿真加工平台可实现多个主轴头协同完成加工过程的连续仿真,符合实际加工工况,且在更换主轴头的过程中可检查干涉碰撞情况,进一步提高了多主轴头数控机床虚拟仿真加工的有效性。

关键词：机械制造多主轴头数控机床虚拟轴拓扑结构宏程序连续仿真加工

考虑能耗与负载因素的抓取机械臂运动轨迹规划算法

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吉林大学学报（工学版） 2024年第7期54卷 1862-1868页

作者：汤小红龚永健中南林业科技大学机电工程学院长沙410000

针对抓取机械臂运动轨迹规划不合理导致的运动路程增加及能耗加剧问题,提出了考虑能耗与负载因素的抓取机械臂运动轨迹规划算法。根据运动学原理建立抓取机械臂运动学模型,通过齐次变换矩阵求解各环节空间位置、姿态,利用时间间隔序列... 详细信息

针对抓取机械臂运动轨迹规划不合理导致的运动路程增加及能耗加剧问题,提出了考虑能耗与负载因素的抓取机械臂运动轨迹规划算法。根据运动学原理建立抓取机械臂运动学模型,通过齐次变换矩阵求解各环节空间位置、姿态,利用时间间隔序列、三次非均匀B样条插值算法约束各个关节角度、速度及其加速度,使其运动轨迹能耗、负载最优;采用线性回归分析方程生成新的群体,找出该群体最优粒子并将其替换原群体中任意一个粒子,反复该过程,即可找出群体最优运动轨迹。实验结果表明,本文算法收敛速度快,且运动轨迹能耗最低。

关键词：能耗计算负载平衡抓取机械臂运动轨迹运动学混沌群体粒子群算法

新型3-DOF 1T2R并联机构的运动学分析与尺度优化

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机电工程 2024年

作者：李兴瑞龙有强姜峰鹤壁能源化工职业学院机电工程系北海职业学院机电工程系广西科技大学机械与汽车工程学院

移动和转动混合运动的并联机构具有很高的研究和应用价值。基于转移混合输出运动的机构适用范围广，但该类机构的设计比较困难。为了研发和推广转移混合运动的1T2R并联机构，基于平面五杆机构和一条无约束支链，设计出了一种一平移两转... 详细信息

移动和转动混合运动的并联机构具有很高的研究和应用价值。基于转移混合输出运动的机构适用范围广，但该类机构的设计比较困难。为了研发和推广转移混合运动的1T2R并联机构，基于平面五杆机构和一条无约束支链，设计出了一种一平移两转动（1T2R）的并联机构。首先，根据方位特征(POC)方程对机构进行了拓扑结构分析，并计算了该机构的自由度；然后，对该并联机构进行了运动学建模，推导了其位置正反解的解析表达式，并基于雅可比矩阵分析了机构的奇异性，利用三维离散搜索法计算了机构的工作空间，给出了机构在工作空间中的灵巧度分布情况；最后，利用粒子群算法(PSO)对机构的工作空间和灵巧度进行了双重优化，同时探讨了无约束支链的布置角φ对机构工作空间和灵巧度的影响。研究结果表明：所设计的1T2R并联机构结构简单，具有位置解析解；优化后的机构的工作空间和灵巧度分别提升了93.47%，203.42%；当无约束支链的驱动方向与平面(2P-3R)机构垂直布置时，能够获得更好的运动性能。该结果为3-DOF 1T2R机构的实际应用奠定了理论基础。

关键词：五杆机构设计自由度验算一平移两转动并联机构运动学位置分析奇异性分析工作空间灵巧度分析机构尺度综合优化

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基于改进A-DDQN算法的机器人路径规划

系统仿真学报 2024年

作者：倪培龙毛鹏军王宁杨孟杰河南科技大学机电工程学院

针对传统DQN算法在机器人路径规划过程中存在奖励稀疏、无法区分样本重要性等问题，提出一种A-DDQN改进算法。首先，在原有DQN的基础上，利用Double-DQN在目标网络的基础上做出改进，通过最大化预测Q值网络所给出的估值，并采用Q网络选... 详细信息

针对传统DQN算法在机器人路径规划过程中存在奖励稀疏、无法区分样本重要性等问题，提出一种A-DDQN改进算法。首先，在原有DQN的基础上，利用Double-DQN在目标网络的基础上做出改进，通过最大化预测Q值网络所给出的估值，并采用Q网络选出的动作去更新这个预测Q值网络，而非直接利用预测的Q值来选择行动，降低了最大化造成的高估问题；其次，引入APF (Artificial Potential Field)的思想，在机器人运动过程中，针对每一步设计相应的奖励，来引导机器人移动，改善奖励稀疏的问题；最后，加入PER(Prioritized Experience Replay)机制，通过对经验进行优先级排序来调整样本的采样概率，从而加速学习过程并提高性能。通过在二维栅格地图下对算法改进前后的路径规划效果进行了对比分析，仿真结果表明，改进A-DDQN算法的路径长度、迭代次数、拐点数量在小范围地图中分别减少11.5%、23.1%、61.5%；在大范围地图障碍物稀疏环境中分别减少19.4%、50.0%、52.9%；在大范围地图障碍物密集环境中分别减少29.7%、48.1%、64.3%，证明了改进算法能够实现更快的收敛速度和更优的路径规划效果。

关键词：机器人路径规划深度强化学习人工势场优先经验回放

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CFRP/钛合金叠层材料钻削研究进展

机械科学与技术 2024年

作者：陈怡晴王晓强田英健张旭刘梦豪河南科技大学机电工程学院

CFRP/钛合金叠层材料强度高、韧性好、耐疲劳且质量轻，是航空航天领域广泛使用的叠层材料。针对CFRP/钛合金叠层材料高效率、低损伤的制孔需求，本文从传统钻削方法、振动辅助钻削及低温冷却辅助钻削对CFRP/钛合金叠层材料钻削研究进... 详细信息

CFRP/钛合金叠层材料强度高、韧性好、耐疲劳且质量轻，是航空航天领域广泛使用的叠层材料。针对CFRP/钛合金叠层材料高效率、低损伤的制孔需求，本文从传统钻削方法、振动辅助钻削及低温冷却辅助钻削对CFRP/钛合金叠层材料钻削研究进展进行综合论述，阐述了各类先进制孔技术的加工原理，分析了各加工参数对切削力、切削温度及加工质量的影响规律，厘清了不同钻削方式的优劣和机理，并对今后CFRP/钛合金叠层材料高效高质钻削研究方向进行展望，旨在为提高叠层材料钻削加工质量提供理论参考和数据支撑。

关键词： CFRP/钛合金叠层材料高效高质加工传统钻削振动辅助钻削低温冷却钻削

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硅基SiC薄膜制备与应用研究进展

材料导报 2024年第7期38卷 26-39页

作者：杨晨光王秀峰陕西科技大学材料科学与工程学院西安710021

碳化硅(SiC)材料具有极为优良的物理、化学及电学性能,可满足在高温、高腐蚀等极端条件下的应用,碳化硅还是极端工作条件下微机电系统(MEMS)的主要候选材料,成为国际上新材料、微电子和光电子领域研究的热点。同时,碳化硅有与硅同属立... 详细信息

碳化硅(SiC)材料具有极为优良的物理、化学及电学性能,可满足在高温、高腐蚀等极端条件下的应用,碳化硅还是极端工作条件下微机电系统(MEMS)的主要候选材料,成为国际上新材料、微电子和光电子领域研究的热点。同时,碳化硅有与硅同属立方晶系的同质异形体,可与硅工艺技术相结合制备出适应大规模集成电路需要的硅基器件,因此用硅晶片作为衬底制备碳化硅薄膜的工作受到研究人员的特别重视。本文综述了近年来国内外硅基碳化硅薄膜的研究现状,就其制备方法进行了系统的介绍,主要包括各种化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)法和物理气相沉积(Physical vapor deposition,PVD)法,并归纳了对硅基碳化硅薄膜性能的研究,包括杨氏模量、硬度、薄膜反射率、透射率、发光性能、电阻、压阻、电阻率和电导率等,以及其在微机电系统传感器、生物传感器和太阳能电池等领域的应用,最后对硅基碳化硅薄膜未来的发展进行了展望。

关键词：硅基碳化硅薄膜化学气相沉积物理气相沉积微机电系统传感器生物传感器太阳能电池

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电子芯片弹热制冷式热控系统的数值模拟

制冷学报 2024年

作者：赵志明刘奇蒋翔俊董兴琨邹吾松张笑凡西安电子科技大学机电工程学院陕西科技大学机电工程学院中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所

电子行业的迅猛发展使电子设备的热流密度急剧攀升。高效的散热方法，能够显著降低设备的工作温度，提升其性能并延长使用寿命。为进一步降低芯片的最高使用温度，提出一种基于形状记忆合金(SMA)弹热效应的电子芯片热控方法，即将卸载... 详细信息

电子行业的迅猛发展使电子设备的热流密度急剧攀升。高效的散热方法，能够显著降低设备的工作温度，提升其性能并延长使用寿命。为进一步降低芯片的最高使用温度，提出一种基于形状记忆合金(SMA)弹热效应的电子芯片热控方法，即将卸载过程中产生的冷能通过流体介质输送至具有良好散热性能的电子芯片微通道散热器热控系统中。利用FLUENT软件，分析三维条件下系统的传热特性。结果表明：冷却后的传热流体进一步降低芯片的最高温度达5.5 K，微通道散热器性能提高约10.7%。经参数分析发现，提高制冷系统的循环频率和冷却液体积流量可以显著提高其制冷能力，循环频率为0.25 Hz和0.33 Hz时分别可提高68%和92%。

关键词：散热弹热效应微通道散热器制冷系统制冷能力