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机械工程学报 2022年第10期58卷 51-58页

作者：朱敏郑乔吴巍钱伟方夏立乾张延松王宝森上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240 宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201900

采用TIG焊制备了13 mm厚Incoloy825/X52双金属复合板的对接接头,采用数值模拟与试验手段相结合的方法,分析了不同坡口形式对复合板接头焊接残余应力分布的影响,揭示了双金属复合板多层多道焊过程中残余应力的演变特征。结果表明:对于双... 详细信息

采用TIG焊制备了13 mm厚Incoloy825/X52双金属复合板的对接接头,采用数值模拟与试验手段相结合的方法,分析了不同坡口形式对复合板接头焊接残余应力分布的影响,揭示了双金属复合板多层多道焊过程中残余应力的演变特征。结果表明:对于双金属复合板而言,复合型及V型坡口接头内部最高应力集中区域均位于过渡层内,沿水平方向呈现长条状分布,坡口形式的变化对于接头内部和表面应力的分布特征及峰值没有明显影响;从残余应力的产生和演变过程来看,只有当复合板接头的基层、过渡层和复层都焊接完成后,过渡层内才会产生最高应力集中区域;此外,最终焊道对复合板接头的应力分布起着决定性作用,会对最终应力状态产生很强的牵引作用,使其呈现偏离试板中心线的不对称分布。

关键词：双金属复合板有限元坡口形式残余应力

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铝/钢电阻点焊熔核流动行为及其作用机制研究

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机械工程学报 2024年第22期60卷 58-67页

作者：李卓然杨炳鑫夏裕俊黄霜陆润东李永兵上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 宝山钢铁股份有限公司宝武铝业技术中心上海201999 上海运输工具轻量化金属材料应用工程技术研究中心上海201999

汽车轻量化作为节能减排的重要手段,以铝/钢混合为代表的多材料混合车身已经成为汽车车身发展的重要趋势。面向轻量化铝/钢异质材料混合汽车车身制造,建立适用于铝/钢电阻点焊过程的“电-热-磁-流”多场耦合三维磁流体动力学仿真模型,... 详细信息

汽车轻量化作为节能减排的重要手段,以铝/钢混合为代表的多材料混合车身已经成为汽车车身发展的重要趋势。面向轻量化铝/钢异质材料混合汽车车身制造,建立适用于铝/钢电阻点焊过程的“电-热-磁-流”多场耦合三维磁流体动力学仿真模型,研究电阻点焊过程中铝熔核的流动行为及其对温度分布的影响,揭示铝/钢异质材料点焊铝熔核形貌的形成机理。结果表明,铝侧熔核呈现内侧顺时针流动为主、外侧逆时针流动为辅的流动模式。这种熔核流动行为促使铝熔核高温区向熔核中部集中,强化了内侧流动,促进了热量由钢板通过界面进入铝板,并沿铝熔核厚度方向的传导。铝侧熔核因此形成内厚外薄的特征,呈现出紧贴铝/钢界面生长的独特“钟形”形貌。

关键词：电阻点焊异质材料磁流体动力学仿真流动模式钟形熔核

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X80埋弧焊热影响区的微观组织与局部软化行为分析

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焊接学报 2021年第4期42卷 69-73,96,I0004页

作者：朱敏张延松上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

以X80高等级管线钢埋弧焊接头作为研究对象,利用小尺寸拉伸样配合数字图像相关技术(DIC)对其热影响区的局部软化现象和失效行为做了表征,研究接头热影响区的强度退化和组织演变之间的关系.应用数字图像相关技术的拉伸应变云图表明,单道... 详细信息

以X80高等级管线钢埋弧焊接头作为研究对象,利用小尺寸拉伸样配合数字图像相关技术(DIC)对其热影响区的局部软化现象和失效行为做了表征,研究接头热影响区的强度退化和组织演变之间的关系.应用数字图像相关技术的拉伸应变云图表明,单道焊热影响区内的一次细晶区(FGHAZ)及两道焊交叠热影响区内的二次细晶亚区(UAFZHAZ和ICFGHAZ)均发生了明显的软化现象.微观组织表征结果表明,微区内部位错缠结、位错墙等亚结构消失导致的位错强化效果的下降和M/A组元形态及数量变化导致的析出强化效果的减弱是软化发生的主要原因;在两道焊交叠热影响区,二次细晶亚区的局部软化可以被周围的其它区域有效缓和,对接头的安全服役威胁较小,相比之下,一次细晶区的强度退化更值得关注.

关键词：热影响区数字图像相关技术局部软化位错 M/A组元

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电磁感应矫平工艺试验研究

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船舶工程 2023年第5期45卷 123-129,181页

作者：蔡昌儒赵亦希邓琳鞠理杨张延松刘徐阳上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240 上海外高桥造船有限公司上海200137

为了掌握电磁感应矫平的工艺规律,设计并搭建电磁感应矫平试验原型系统,可实现典型焊接结构件电磁感应矫平。利用试验原型系统开展对接焊件的固定式感应矫平试验,获得电流大小、加热时间和初始焊接变形量对矫平量的影响规律。通过金相... 详细信息

为了掌握电磁感应矫平的工艺规律,设计并搭建电磁感应矫平试验原型系统,可实现典型焊接结构件电磁感应矫平。利用试验原型系统开展对接焊件的固定式感应矫平试验,获得电流大小、加热时间和初始焊接变形量对矫平量的影响规律。通过金相试验和硬度试验分析感应矫平工艺对微观组织的影响,为薄板矫平工艺参数的设置提供技术支撑。

关键词：电磁感应矫平薄板变形试验原型系统工艺参数

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基于自适应多尺度图卷积网络的骨架动作识别

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计算机工程 2023年第10期49卷 264-271页

作者：刘宽奚小冰周明东上海交通大学机械与动力工程学院、上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240 上海交通大学医学院附属瑞金医院上海200240

将人体骨架建模为时空拓扑图的图卷积网络在基于人体骨架数据的动作识别任务中得到了广泛应用。但现有图卷积网络存在预定义骨架拓扑图拓扑结构固定、单支路时间图卷积算子提取时空特征粒度单一的问题,极大限制了模型的泛化能力和表达... 详细信息

将人体骨架建模为时空拓扑图的图卷积网络在基于人体骨架数据的动作识别任务中得到了广泛应用。但现有图卷积网络存在预定义骨架拓扑图拓扑结构固定、单支路时间图卷积算子提取时空特征粒度单一的问题,极大限制了模型的泛化能力和表达能力。提出基于自适应多尺度图卷积网络的人体骨架动作识别模型,自适应空间图卷积层将骨架的拓扑结构作为参数进行端到端的自适应学习,根据动作生成数据驱动的骨架拓扑图。多尺度时间图卷积层对时间图卷积算子进行多支路扩展,动态融合骨架序列不同时间粒度的时空特征。综合骨架关节点、骨架长度、骨架关节点运动、骨架长度运动4路信息输入模型。实验结果表明,所提模型在NTU RGB+D 60动作识别数据集下的人物划分(CS)模式和视角划分模式实验中分别取得90.5%和96.8%的识别准确率,在NTU RGB+D120动作识别数据集的CS模式和设置划分模式的实验中分别取得86.0%和88.7%的识别准确率,能有效提取骨架动作的时空特征,提升了人体骨架动作识别的分类性能。

关键词：人体骨架动作识别图卷积网络自适应多尺度

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面向大部件三维重建的多视角点云配准方法

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机械设计与研究 2022年第3期38卷 30-36页

作者：张瑞程陈坤勇赵勇上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

针对大尺寸部件三维重建中点云配准易产生错误匹配点和累积误差的问题,提出一种改进的多视角点云配准方法。首先采用基于鲁棒核函数的成对点云配准算法,在点到平面距离度量的ICP算法的基础上通过改进目标函数来减小误匹配点对配准结果... 详细信息

针对大尺寸部件三维重建中点云配准易产生错误匹配点和累积误差的问题,提出一种改进的多视角点云配准方法。首先采用基于鲁棒核函数的成对点云配准算法,在点到平面距离度量的ICP算法的基础上通过改进目标函数来减小误匹配点对配准结果的影响。点云对两两顺序配准后,采用基于位姿图优化的多视角点云全局配准方法,将点云全局位姿优化转化为图优化问题求解,通过最小化点云对整体配准误差实现对累积误差的消除。实验结果表明该成对配准方法对点云重叠比值具有较高的鲁棒性,在重叠比值大于40%的点云对上全部配准成功,全局配准方法在顺序配准的基础上将多视角配准误差降低了39.1%,有效减小了顺序配准后的累积误差。

关键词：成对点云配准点云全局配准鲁棒核函数位姿图优化

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打印方向对3D打印马氏体时效钢电阻点焊接头形成过程的影响

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热加工工艺 2022年第17期51卷 12-18页

作者：赖智勇罗柽张延松上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

为了满足汽车零部件的个性化定制和快速开发需求,3D打印材料在汽车中的应用逐步增加,但目前3D打印材料的点焊性能在汽车服役过程中是否满足需求尚不清楚。采用实验手段开展3D打印马氏体时效钢和DP600双相钢电阻点焊接头的形成过程及力... 详细信息

为了满足汽车零部件的个性化定制和快速开发需求,3D打印材料在汽车中的应用逐步增加,但目前3D打印材料的点焊性能在汽车服役过程中是否满足需求尚不清楚。采用实验手段开展3D打印马氏体时效钢和DP600双相钢电阻点焊接头的形成过程及力学性能研究。研究发现,由于3D打印材料的材料属性及表面粗糙度与传统钢板有差异,接头形状和形核过程与传统钢板明显不同。同时3D打印材料/DP600接头的拉剪强度高于传统双相钢接头,满足使用要求。不同打印方向对接头性能有影响,45°打印方向的马氏体时效钢粗糙度约为90°打印方向的3倍,导致电阻点焊接头熔核的形成时间滞后;综合形核过程和力学性能,90°打印方向的马氏体时效钢点焊性能更优。

关键词： 3D打印马氏体时效钢电阻点焊微观组织力学性能

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车用永磁同步电机转子热力耦合疲劳仿真

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机械设计与研究 2022年第1期38卷 202-206,210页

作者：崔月儿李淑慧崔荣高上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

车用永磁同步电机工作在循环工况下,转子受到交变离心力作用会产生疲劳问题;同时随着电机的峰值转速和功率密度朝着越来越高的方向发展,电机温升严重,在转子上会产生热应力的作用,其对转子疲劳性能的影响不容忽视。以一台峰值转速为1200... 详细信息

车用永磁同步电机工作在循环工况下,转子受到交变离心力作用会产生疲劳问题;同时随着电机的峰值转速和功率密度朝着越来越高的方向发展,电机温升严重,在转子上会产生热应力的作用,其对转子疲劳性能的影响不容忽视。以一台峰值转速为12000 r/min的车用永磁同步电机为研究对象,基于传热学理论建立了电机三维温度场求解域模型并通过实验进行验证,为转子疲劳仿真提供了准确的热边界条件;通过不同温度下的疲劳试验获得转子硅钢片材料的S-N曲线作为转子疲劳仿真的输入,分析了转子在热力耦合下的应力及疲劳寿命分布。分析表明,温度的升高不仅会使转子硅钢片材料疲劳强度降低,还会在转子上产生热应力的作用提高磁桥处局部应力,进而降低转子疲劳寿命。

关键词：永磁同步电机热力耦合热应力疲劳寿命

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基于NURBS曲面重建的大型曲面结构制造偏差分析方法

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机械设计与研究 2023年第1期39卷 153-158,175页

作者：司洪轩王皓陈根良上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

火箭贮箱箱底为大型曲面结构,在环缝焊接时对箱底结构的形状精度具有极高的要求,因此需要对焊装完成后的箱底结构的形状偏差进行分析与评价。利用点云测量设备获得实际构件表面的三维点云,对原始点云数据进行预处理,之后提取截面点云数... 详细信息

火箭贮箱箱底为大型曲面结构,在环缝焊接时对箱底结构的形状精度具有极高的要求,因此需要对焊装完成后的箱底结构的形状偏差进行分析与评价。利用点云测量设备获得实际构件表面的三维点云,对原始点云数据进行预处理,之后提取截面点云数据,进而采用NURBS曲面对实际构件表面进行重建,最后通过计算理论模型上测试点集到重建曲面的最小距离对形状偏差进行表征与计算。利用本文方法对贮箱箱底结构模拟件进行了形状偏差分析,得到了箱底结构测试点集的偏差大小和空间分布规律,并验证文中所提方法的准确性。

关键词：火箭贮箱偏差分析点云 NURBS 曲面重建

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无重叠视场视觉测量系统与标定方法

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机械设计与研究 2023年第3期39卷 175-179,192页

作者：张文卿阚艳陈根良 JOACHIM Seidelmann 王皓上海交通大学、上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240 弗劳恩霍夫制造工程与自动化研究所

大部件对接场景下,二维视觉测量有着速度快、价格低等特点,是测量与定位的有效方法。将多个相机布置在大部件的对接端,可以同时拍摄到两个对接面的特征,实现快速定位从而引导对接。但由于场景复杂,二维视觉系统会面临着多个相机对视、... 详细信息

大部件对接场景下,二维视觉测量有着速度快、价格低等特点,是测量与定位的有效方法。将多个相机布置在大部件的对接端,可以同时拍摄到两个对接面的特征,实现快速定位从而引导对接。但由于场景复杂,二维视觉系统会面临着多个相机对视、没有重叠视场的问题,导致难以完成相机之间的参数标定。为了解决这一问题,本文提出一种面向大部件对接场景的无重叠视场视觉测量系统与标定方法。对于对视且视野不重叠的多相机系统,本方法仅需在多相机标定阶段,安装或粘贴二维标定板,多次拍摄后即可完成相机间的位姿标定。相对于其他无重叠视野的二维相机系统标定方法,本方法在保证标定精度的前提下,硬件安装更加灵活,极大地减少了人工作业,标定效率更高。

关键词：多相机标定无重叠视野大部件对接

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