检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第6期61卷 43-52页

作者：杜旺哲陈康辉李旭为刘元铭郑宪广赵雪霞王涛王志华太原理工大学机械工程学院先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心太原理工大学金属成形技术与重型装备全国重点实验室

针对当前高温H型钢截面尺寸测量需求，设计并搭建一种由多相机和线性激光器构成的高温H型钢截面尺寸测量系统，系统由四个激光三角模型子系统组成，子系统分别测量对应方向的型钢尺寸，采用拼接方式实现型钢截面尺寸测量。采用张正友标... 详细信息

针对当前高温H型钢截面尺寸测量需求，设计并搭建一种由多相机和线性激光器构成的高温H型钢截面尺寸测量系统，系统由四个激光三角模型子系统组成，子系统分别测量对应方向的型钢尺寸，采用拼接方式实现型钢截面尺寸测量。采用张正友标定法和平面拟合法分别对子系统进行标定，采用量块进行标定精度评价，试验结果表明，精度可达到±0.05 mm。针对高温H型钢表面氧化铁皮和其他杂质造成的光条凹凸不平和断线问题，提出一种基于局部回归分析和二次拟合修正的光条中心提取算法和模拟卡尺测量的H型钢截面尺寸视觉测量方法，试验结果表明，采用该方法对高温H型钢进行测量，精度可达到±0.5 mm，每幅图像平均处理时间为0.24 s，为实现热轧H型钢生产过程中的闭环控制提供了尺寸数据支撑。

关键词：高温H型钢截面尺寸测量标定精度评价光条中心提取视觉测量

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基于特征点检测的热态H型钢断面尺寸测量算法研究

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塑性工程学报 2025年第1期32卷 255-268页

作者：郑宪广刘元铭杜旺哲陈康辉王涛王志华太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024 太原理工大学金属成形技术与重型装备全国重点实验室山西太原030024

针对当前热态H型钢断面全尺寸测量需求,设计了一种基于线结构光的热态H型钢断面尺寸测量系统。测量系统由4个线结构光子系统、H型钢、电机等组成,通过各侧相机对H型钢进行图像采集,并将测量数据拼接实现热态H型钢断面全尺寸测量。为实... 详细信息

针对当前热态H型钢断面全尺寸测量需求,设计了一种基于线结构光的热态H型钢断面尺寸测量系统。测量系统由4个线结构光子系统、H型钢、电机等组成,通过各侧相机对H型钢进行图像采集,并将测量数据拼接实现热态H型钢断面全尺寸测量。为实现热态H型钢断面轮廓信息的精确提取,提出一种基于法线的高斯滤波线结构光中心线提取方法,分析高斯滤波对线结构光截面灰度分布对称均匀程度的影响规律,利用几何矩构建高斯截面灰度分布模型;在构建的模型基础上,设计一种基于法线的线结构光中心线提取方法,根据初提取中心线法线方向进行中心坐标计算和插值优化,实现热态H型钢线结构光图像中心线快速高精度提取。设计一种基于特征点检测的热态H型钢断面尺寸测量算法,分析热态H型钢轮廓形状特点和数学特征,拾取尺寸特征点,实现热态H型钢断面全尺寸测量。结果表明,与考虑膨胀系数后的热态H型钢尺寸相比,高度、宽度和翼缘的最大相对误差分别为0.06%、1.8%和1.76%;腹板厚度最大绝对误差为0.23 mm。提出的测量算法满足测量需求,能够实现热态H型钢断面尺寸测量。

关键词： H型钢线结构光测量高斯滤波几何矩线结构光中心线提取

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基于改进蜣螂算法优化模糊PID的纤维缠绕机张力控制研究

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机电工程 2025年

作者：杜昊霏梁建国太原理工大学机械工程学院金属成形技术与重型装备全国重点实验室太原理工大学

针对当前纤维缠绕机恒张力控制效果不佳的问题，深入分析了摆杆对缠绕张力控制系统的影响，建立了包含张力负反馈调节的摆杆动力学模型，并提出了一种基于改进蜣螂算法优化（IDBOA）的模糊PID（FPID）控制方法。首先，在蜣螂算法中通过B... 详细信息

针对当前纤维缠绕机恒张力控制效果不佳的问题，深入分析了摆杆对缠绕张力控制系统的影响，建立了包含张力负反馈调节的摆杆动力学模型，并提出了一种基于改进蜣螂算法优化（IDBOA）的模糊PID（FPID）控制方法。首先，在蜣螂算法中通过Bernoulli混沌映射初始化种群，实现种群位置的均匀分布目的，提高了算法的全局寻优能力；引入了黄金正弦策略，使种群在迭代寻优过程中具备周期性变化特性，增强了种群的搜索能力；然后，为了平衡算法全局搜索与局部收敛能力，自主设计了权重因子，动态改变了种群全局最佳位置对蜣螂位置更新的影响，使得搜索过程更加高效与精准；最终，为了评估该方法的性能，将改进后的蜣螂算法用于优化模糊PID控制器的初始参数，进行了仿真分析，并开展了实验，进一步验证了该方法的控制效果。研究结果表明：改进后的蜣螂算法相较于其他8种算法，具有更快的收敛速度和更高的精度；与传统PID、模糊PID控制器相比，基于改进蜣螂算法优化的模糊PID控制器在调节时间方面分别减少了76.7%和74.7%，在超调量方面分别减小了88.6%和84.9%，响应速度更快，超调量更小，克服了传统模糊PID控制器依赖人工经验、缺乏自适应性和精度不足的问题；基于改进蜣螂算法优化的模糊PID控制器相较于工业常用的传统PID控制器，纤维缠绕机张力控制精度提高了30.2%，响应速度提高了41.7%。实验结果与仿真结果一致，表明该控制方法具有优异的综合控制性能。

关键词：纤维缠绕机张力控制系统蜣螂优化算法模糊PID控制超调量响应速度

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铝合金压铸件X射线图像多任务分割方法研究

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特种铸造及有色合金 2025年第1期45卷 15-22页

作者：杜旺哲刘元铭牛小淼王涛太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心太原030024 太原理工大学金属成形技术与重型装备全国重点实验室太原030024

为满足对铝合金压铸件内部缺陷和关键位置的精确分割需求,提出一种铝合金压铸件X射线图像多任务分割算法。设计一种关键位置边界感知模块和局部参数共享编码器,提高对低相关性任务的特征提取能力。开发一种交互式注意力模块,探究关键位... 详细信息

为满足对铝合金压铸件内部缺陷和关键位置的精确分割需求,提出一种铝合金压铸件X射线图像多任务分割算法。设计一种关键位置边界感知模块和局部参数共享编码器,提高对低相关性任务的特征提取能力。开发一种交互式注意力模块,探究关键位置及其边界区域特征交互融合机制。结果表明,提出的多任务缺陷分割算法可以对X射线图像中的缺陷和关键位置区域同时进行分割,且分割精度在mIoU指标上分别为42.3和82.5,满足实际需求。

关键词：缺陷分割铝合金压铸件多任务分割 X射线图像深度学习

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Al-Li合金研究进展

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特种铸造及有色合金 2025年第3期45卷 342-350页

作者：李莎边丽萍平宏伟李腾魏军祥李佳琪太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 先进镁基材料山西省重点实验室太原030024 金属成形技术与重型装备全国重点实验室太原030024

时效强化Al-Li合金具有低密度、高比强度、高弹性模量和较好的低温性能等特点,广泛应用于航空航天、军事工业等领域。概述了Al-Li合金的发展历程及存在问题,简述了主要组织因素及相应解决办法,详细阐述了合金化、热变形及热处理工艺对新... 详细信息

时效强化Al-Li合金具有低密度、高比强度、高弹性模量和较好的低温性能等特点,广泛应用于航空航天、军事工业等领域。概述了Al-Li合金的发展历程及存在问题,简述了主要组织因素及相应解决办法,详细阐述了合金化、热变形及热处理工艺对新型Al-Li合金组织性能的影响,并对Al-Li合金的发展提出展望。

关键词： Al-Li合金强塑性各向异性热变形热处理

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同温和异温挤压对7075/AZ31B复合管层厚均匀性及力学性能的影响

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锻压技术 2025年第3期50卷 157-169页

作者：李朋王涛黄庆学太原理工大学机械工程学院山西太原030024 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024 太原理工大学金属成形技术与重型装备全国重点实验室山西太原030024

为了实现7075/AZ31B复合管的高效制备,研究了挤压工艺对7075/AZ31B复合管的层厚均匀性及力学性能的影响。采用380和410℃异温和同温挤压成功制备了7075/AZ31B复合管,并进行了周向和轴向层厚均匀性分析和力学性能测试。研究发现,380℃同... 详细信息

为了实现7075/AZ31B复合管的高效制备,研究了挤压工艺对7075/AZ31B复合管的层厚均匀性及力学性能的影响。采用380和410℃异温和同温挤压成功制备了7075/AZ31B复合管,并进行了周向和轴向层厚均匀性分析和力学性能测试。研究发现,380℃同温挤压和410℃异温挤压管材内层AZ31B镁合金均具有较好的轴向和周向均匀性,并且380℃同温挤压的扩散层厚度为7.4μm。380℃同温和异温挤压管材的力学性能优于410℃,380℃同温挤压管材的抗拉强度和伸长率分别为307 MPa和19.5%,380℃异温挤压管材的抗拉强度和伸长率分别为346 MPa和15.0%。研究结果表明,提高7075/AZ31B复合管的挤压温度不利于力学性能的提升。通过对比发现380℃同温挤压7075/AZ31B复合管既具有较好的层厚均匀性,还具有较好的力学性能。

关键词：挤压温度 7075/AZ31B复合管层厚均匀性微观组织力学性能

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新能源汽车电工钢二十辊轧机轧制工艺技术研发

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锻压技术 2025年第2期50卷 115-124页

作者：刘松徐利璞刘云飞魏志毅黄煜计江刘江林柳宇中国重型机械研究院股份公司陕西西安710018 金属成形技术与重型装备全国重点实验室陕西西安710018 太原理工大学机械工程学院山西太原030024 西安理工大学计算机科学与工程学院陕西西安710048

针对电工钢的材料属性和二十辊轧机的设备特性,研发了二十辊轧机在线监测工艺技术及其板厚与板形控制技术。断带预警系统、巡边测厚系统和精确准停控制系统等在线监测工艺技术为电工钢产品整体品质的提升提供了硬件基础,极大降低了边裂... 详细信息

针对电工钢的材料属性和二十辊轧机的设备特性,研发了二十辊轧机在线监测工艺技术及其板厚与板形控制技术。断带预警系统、巡边测厚系统和精确准停控制系统等在线监测工艺技术为电工钢产品整体品质的提升提供了硬件基础,极大降低了边裂和断带风险,并显著提升了成材率。综合运用预控AGC、监控AGC和秒流量AGC的板厚控制技术与控制策略和核心算法更先进的板形控制技术,不仅为电工钢规模化生产提供了软件保障,而且对其板形和板厚等核心技术指标完成了有效控制。通过软硬件的协同作用,本轧制工艺技术使带材精度和同板差得到有效控制,厚度精度达±1μm,板形精度达5 I。电工钢的成材率和生产效率得以提升,而且其磁性增强、铁损降低,满足了新能源汽车的需求。

关键词：新能源汽车电工钢二十辊轧机在线监测板形控制

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基于惩罚法接触模型的Cu/Al复合板轧制界面动态复合过程数值模拟

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中国表面工程 2025年第1期38卷 182-194页

作者：孙其美覃志伟赵辰辰孙亚波王涛太原理工大学机械与运载工程学院太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心金属成形技术与重型装备全国重点实验室

数值模拟是金属复合板轧制过程分析的有力工具，然而目前模拟异种金属层状板冷轧复合的数值模型大多采用界面绑定或摩擦约束。难以对界面动态复合进行判定和模拟，较难反映复合板真实的应力应变场以及实现宏观翘曲、厚度比的高精度预测... 详细信息

数值模拟是金属复合板轧制过程分析的有力工具，然而目前模拟异种金属层状板冷轧复合的数值模型大多采用界面绑定或摩擦约束。难以对界面动态复合进行判定和模拟，较难反映复合板真实的应力应变场以及实现宏观翘曲、厚度比的高精度预测，并且在单道次大压下率下易出现网格畸变严重、计算不收敛等问题，从而制约了轧制复合仿真领域的融合发展。提出了一种新的数值模型，其中的Cu/Al板有限元建模部分采用一种长宽比大于等于2的细长形网格，并且改进先前复合判据在力学行为上只考虑法线方向的不足，引入了切向力限制条件，更好地描述了法向力和切向力综合作用的实际轧制复合过程。该模型可实现对40%～60%压下率区间内，2∶4、3∶3、4∶2厚度比Cu/Al板的轧制复合模拟和宏观样貌表征，同时实现对复合板翘曲度板形和轧后厚度比的高精度模拟，翘曲度的误差均小于7.40%，轧后厚度比误差一般小于10%。模型初步解决了单道次大压下率下的严重网格畸变和计算不收敛问题，此外，在评估层状金属板复合质量和进一步探究轧制复合内在作用机制等方面有良好的发展潜力。

关键词：复合板轧制数值模拟惩罚接触算法有限元法轧制复合判据

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Mg/Al复合板波纹轧变形特点与微观组织演变

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机械工程学报 2025年第08期 85-97页

作者：刘元铭刘延啸申宏卓王振华王涛太原理工大学机械工程学院先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心金属成形技术与重型装备全国重点实验室

针对普通平轧制备复合板存在的结合强度低、轧后弯曲严重等难题，采用波平轧工艺制备Mg/Al复合板，并对其进行力学性能测试。波平轧制备的Mg/Al复合板抗拉强度为324.50 MPa，比普通平轧提高了11.8%；剪切强度为82.55 MPa，比普通平轧提... 详细信息

针对普通平轧制备复合板存在的结合强度低、轧后弯曲严重等难题，采用波平轧工艺制备Mg/Al复合板，并对其进行力学性能测试。波平轧制备的Mg/Al复合板抗拉强度为324.50 MPa，比普通平轧提高了11.8%；剪切强度为82.55 MPa，比普通平轧提高了8.0%。通过建立波纹轧Mg/Al复合板三维热-力耦合有限元模型，分析轧制过程中应力、应变、温度变化规律。波纹轧过程中镁板表面剪应力方向发生多次改变，变形区内交替出现多个前滑区与后滑区，形成多个搓轧区。这种剪切作用产生了更多的变形热，提升了镁板温度，协调了异种金属变形。融合有限元得到的变形区金属温度、应变随时间的变化规律，利用轧卡试验研究了波纹轧变形区内特征位置的微观组织演变规律，并揭示了波纹轧Mg/Al复合板的结合机理。

关键词： Mg/Al复合板波纹轧力学性能组织演变

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薄层碳纤维/不锈钢极薄带纤维金属层板的高速冲击性能

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航空学报 2024年第14期45卷 299-316页

作者：魏士博舒洪基张晓琼赵婷婷王涛王志华黄庆学太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 太原理工大学金属成形技术与重型装备全国重点实验室太原030024

为了增强碳纤维复合材料的韧性并提升其高速冲击性能,提出一种组分材料分别为30μm厚薄层碳纤维预浸料和50μm厚不锈钢极薄带的新型纤维金属层板——薄层碳纤维/不锈钢极薄带纤维金属层板(CUSFML)。在金属体积含量(MVF)为0.250~0.625的... 详细信息

为了增强碳纤维复合材料的韧性并提升其高速冲击性能,提出一种组分材料分别为30μm厚薄层碳纤维预浸料和50μm厚不锈钢极薄带的新型纤维金属层板——薄层碳纤维/不锈钢极薄带纤维金属层板(CUSFML)。在金属体积含量(MVF)为0.250~0.625的范围内,制备了3类薄层CUSFML。利用空气炮在45~120 m/s速度范围内对纯碳纤维层板和3类薄层CUSFML开展了高速冲击实验研究,并结合修正后的三维Hashin失效准则在ABAQUS/Explicit软件中对薄层CUSFML的高速冲击响应进行了数值仿真。系统分析了高速冲击下MVF数值变化对薄层CUSFML的动态响应特征和能量吸收的影响规律。研究结果表明:薄层CUSFML在高速冲击下的性能较传统碳纤维复合材料有显著提升。经实验数据分析及数值计算可知,所制备的薄层CUSFML的比吸能最高可达8.51 J·m2/kg,较纯碳纤维层板提升19.2%;冲击承载最高可达6713 N,约为纯碳纤维层板的2.5倍。提高薄层CUSFML中不锈钢极薄带的体积含量在一定范围内可增强金属层塑性变形和断裂在能量吸收中的主导作用,提升层板的高速冲击性能。但随着MVF数值的持续增加,薄层CUSFML的比吸能会出现小幅下降。对比各类层板的动态响应特征后发现薄层CUSFML在MVF为0.455附近的抗冲击性能及吸能性能最为优异。

关键词：纤维金属层板薄层碳纤维不锈钢极薄带高速冲击能量吸收

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