检索结果-内蒙古大学图书馆

表面技术 2024年第13期53卷 44-54页

作者：范伟光李燕乐牛家亭戚小霞潘忠涛李剑峰李方义山东大学机械工程学院济南250061 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061

目的面向激光定向能沉积表面改性及再制造发展需求,揭示超声振动方向对激光定向能沉积Inconel 718零件的影响机制,为超声辅助激光定向能沉积高质量成形提供参考。方法开展多方向超声振动辅助激光定向能沉积Inconel 718零件试验,结合原... 详细信息

目的面向激光定向能沉积表面改性及再制造发展需求,揭示超声振动方向对激光定向能沉积Inconel 718零件的影响机制,为超声辅助激光定向能沉积高质量成形提供参考。方法开展多方向超声振动辅助激光定向能沉积Inconel 718零件试验,结合原位熔池监测技术,研究沉积方向、搭接方向和扫描方向超声振动对熔池流动行为、微观结构和力学性能的影响。结果不同方向超声振动显著影响了熔池的动态流动行为,其中搭接方向超声振动使熔池润湿面积提高了86.4%,并且形状更为规则,拖尾现象得到改善。微观组织细化方面,扫描方向振动效果最佳,晶体直径细化了46.9%,水平方向的晶体等轴晶转变优于沉积方向,而在沉积方向振动下,Laves相点球化和减少最为明显。相较于对照组的显微硬度210.4HV0.2,添加沉积、搭接和扫描方向超声振动后分别提高到了232.5HV0.2、230.9HV0.2和233.9HV0.2,变化趋势与晶体直径变化趋势基本一致。水平方向超声振动影响下,特别是扫描方向的超声振动在提高材料强度的同时,还在一定程度上保持了材料的延展性;在搭接方向上,超声振动辅助显示出较好的各向异性消除能力,获得了优异的硬度、强度和塑性匹配。结论不同方向超声振动,通过不同方向的惯性力和热流改善了熔池的动态流动性,其中搭接方向超声振动在扩大熔池润湿面积和改善熔池动态形状方面具有优异的综合能力。由于超声强度方向性传播衰减和引起不同的声压梯度,微观组织细化和Laves相的细小点球状消减分别在扫描方向和沉积方向上最为显著,这些变化引起了显微硬度和拉伸性能的相关性提升。超声振动还均衡了材料的力学性能,提高了抗拉强度、屈服强度和延展性,尤其在搭接方向上,显示出较好的各向异性消除能力。可根据具体需求目标,选用相应的超声振动方向或者复合使用,以获得优异的Inconel 718零件熔池流动、微观形貌和力学性能匹配。

关键词：激光定向能沉积 Inconel 718合金超声振动方向熔池流动微观结构力学性能

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可见光光学相干层析成像技术发展综述(特邀)

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中国激光 2024年第15期51卷 1-14页

作者：宋维业姚政开吴付旺户凯旋姜显春山东大学机械工程学院山东济南250061 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室山东济南250061

光学相干层析成像技术是一种高分辨率、高信噪比的非接触式三维成像技术,在视网膜成像等领域具有重要的应用价值与意义。可见光光学相干层析成像技术采用波长更短的光源,相比于采用传统的近红外波段光源具有独特的成像优势——可以达到... 详细信息

光学相干层析成像技术是一种高分辨率、高信噪比的非接触式三维成像技术,在视网膜成像等领域具有重要的应用价值与意义。可见光光学相干层析成像技术采用波长更短的光源,相比于采用传统的近红外波段光源具有独特的成像优势——可以达到亚微米级的轴向分辨率,具有更高的视网膜层间对比度,可以检测视网膜血管的血氧饱和度——对多种疾病的早期诊断、治疗和深入研究具有重要意义。本文简述了光学相干层析成像技术的发展现状,并对可见光光学相干层析成像技术在系统结构优化、动物成像应用和临床应用方面的代表性工作进行了综述。

关键词：光学相干层析成像可见光成像系统视网膜成像血氧饱和度检测

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阻尼可控的柔性臂建模及联合振动控制

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机械科学与技术 2025年第5期 745-750页

作者：谢冰冰牛军川夏俭俭山东大学机械工程学院山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室

针对搬运机器人这种长连杆结构的柔性机械臂系统，为了优化残余振动的问题，设计了ZV输入整形器与最优控制结合的振动抑制方法，并对最优控制器中的加权参数Q进行模糊控制；为了降低响应到达稳态的时间，提高柔性臂运动的精确性，引入... 详细信息

针对搬运机器人这种长连杆结构的柔性机械臂系统，为了优化残余振动的问题，设计了ZV输入整形器与最优控制结合的振动抑制方法，并对最优控制器中的加权参数Q进行模糊控制；为了降低响应到达稳态的时间，提高柔性臂运动的精确性，引入磁流变（Magneto rheological,MR）阻尼器使得柔性臂阻尼可控，实现了可控阻尼与关节力矩联合控制柔性臂系统。仿真结果表明：所设计的混合控制策略可以有效降低残余振动的超调量，进一步加入阻尼器后，可有效降低柔性臂系统到达稳态的时间。

关键词：柔性机械臂输入整形最优控制模糊控制磁流变阻尼器

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基于旁轴视觉的激光焊接系统加工定位方法

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焊接学报 2024年第9期45卷 42-49,102页

作者：于鸿宇刘智慧张承瑞陈赓高涛山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061 山东大学机械工程国家级实验教学示范中心济南250061

针对激光焊相机标定精度低,定位精度与像素当量倍数相差较大等问题,提出了一种基于旁轴视觉的相机标定方法和定位方法,通过内参标定校正透镜畸变;通过外参标定,建立系统中像素坐标系与机床坐标系间的转换关系,设计一种二值化阈值的局部... 详细信息

针对激光焊相机标定精度低,定位精度与像素当量倍数相差较大等问题,提出了一种基于旁轴视觉的相机标定方法和定位方法,通过内参标定校正透镜畸变;通过外参标定,建立系统中像素坐标系与机床坐标系间的转换关系,设计一种二值化阈值的局部寻优算法,以保证工件准确的边缘拟合.通过识别工件角点和一边的角度,确定工件在系统中的摆放位置与姿态,算法精度稳定在1像素内,即0.017 mm的理论精度,通过加工试验测试定位精度,在试验中对识别的工件转角角度进行修正,修正前,x方向平均误差0.050 mm,y方向平均误差0.137 mm;修正后,x方向平均误差为0.029 mm,y方向平均误差为0.026 mm,分别为像素当量的2.12倍和1.53倍,实际误差与像素当量间倍数相差较小.结果表明,该定位方法在充分利用相机性能的同时,具有较高的算法精度和定位精度,提高加工效率满足实际生产需求.

关键词：激光焊旁轴视觉定位相机标定二值化阈值寻优角点识别

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CFRP气雾中电火花加工实验研究

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航空学报 2025年第4期46卷 328-338页

作者：韩家璇陈璠杨旭光王振宇岳晓明山东大学控制科学与工程学院济南250061 山东大学机械工程学院济南250061 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)作为一种先进复合材料被广泛应用。传统切削加工方法加工CFRP易形成分层、毛刺、裂纹等加工缺陷,且对刀具有较大磨损。而激光加工和水射流加工CFRP易产生热影响区、冲击破坏、阶梯状分层等加工缺陷。作... 详细信息

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)作为一种先进复合材料被广泛应用。传统切削加工方法加工CFRP易形成分层、毛刺、裂纹等加工缺陷,且对刀具有较大磨损。而激光加工和水射流加工CFRP易产生热影响区、冲击破坏、阶梯状分层等加工缺陷。作为一种非接触式加工方法,电火花加工(EDM)可以加工任何导电材料,而与工件的强度、硬度以及刚度无关,因此,电火花加工在解决大型CFRP构件难加工方面具有较大的应用潜力。但电火花加工CFRP存在CFRP工件被液态加工介质污染以及CFRP工件尺寸受限等难题。为此,提出在气雾介质中进行CFRP电火花加工,并搭建了基于六自由度串联机器人的电火花加工装置。开展了CFRP的电火花铣削加工实验,揭示了CFRP气雾中电火花加工的雾滴作用机理,验证了CFRP气雾中电火花加工的可行性。对于大型复杂CFRP薄壁结构件的低成本绿色高效加工具有重要意义。

关键词：碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP) 气雾介质电火花加工(EDM) 雾滴作用边缘损伤区域

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基于磁机械效应的铁磁材料漏磁检测数值模拟

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哈尔滨工业大学学报 2023年第1期55卷 47-54页

作者：秦宇韩云鹏高效洁净机械制造教育部重点实验室(山东大学) 济南250061 山东大学机械工程学院济南250061

为更准确地描述材料的非线性磁机械耦合效应,以非线性磁致伸缩应变方程、有效场理论和能量平衡方程等为基础提出新的磁弹性耦合模型与变刚度模型,分析了铁磁材料的磁机械效应和变刚度效应,并利用数值分析软件将非线性磁化模型的理论结... 详细信息

为更准确地描述材料的非线性磁机械耦合效应,以非线性磁致伸缩应变方程、有效场理论和能量平衡方程等为基础提出新的磁弹性耦合模型与变刚度模型,分析了铁磁材料的磁机械效应和变刚度效应,并利用数值分析软件将非线性磁化模型的理论结果与仿真过程进行耦合。结果表明,仿真得到的缺陷泄漏场分布与已有研究结果一致,验证了所提出模型与仿真方法的可行性和准确性。分析了应力、缺陷尺寸和缺陷位置对表面磁场的影响,结果表明:在拉伸载荷作用下,试样表面法向磁场信号呈类S形曲线,切向信号呈类锥形曲线,其极值均随载荷增加先减小后增大;试样存在缺陷时,不同采集路径上获取的信号存在很大差异,缺陷边缘路径上的漏磁场峰值与缺陷长度呈负相关,而峰值距离和跨度却相反,在远离缺陷的采集路线上,漏磁场信号的峰值和跨度均与缺陷长度呈正相关。

关键词：铁磁材料漏磁场非线性磁化磁弹性耦合磁无损检测技术

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基于重复控制的静压轴承-主轴系统非圆轴心轨迹成型技术研究

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机械工程学报 2023年第9期59卷 274-284页

作者：向绍通潘伟张艺馨陈淑江路长厚山东大学机械工程学院济南250061 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061

非圆轴心轨迹成型技术可用于异形曲面加工等特殊用途。为提高非圆轴心轨迹的成型精度,提出了可控静压轴承主轴系统的重复控制方法。可控静压轴承主轴系统是一个多变量耦合系统,模型复杂。为了便于控制器的设计,对系统原有线性参变模型... 详细信息

非圆轴心轨迹成型技术可用于异形曲面加工等特殊用途。为提高非圆轴心轨迹的成型精度,提出了可控静压轴承主轴系统的重复控制方法。可控静压轴承主轴系统是一个多变量耦合系统,模型复杂。为了便于控制器的设计,对系统原有线性参变模型进行了简化,建立了线性解耦模型。根据非圆轴心轨迹成型的特点,将重复控制器引入原PI控制系统,并根据稳定性准则,设计了重复控制器各参数,同时,为保证系统对非圆轨迹的跟踪精度,分析了增益参数对系统稳定性和性能之间的影响。最后建立了可控静压轴承主轴仿真与实验系统,并将重复控制与传统PI控制策略进行了对比。结果表明,该重复控制系统具有较强的鲁棒性且稳态误差更小,控制精度相较于PI控制系统有显著的提升。

关键词：重复控制非圆轴心轨迹静压轴承

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基于6自由度串联机器人的电火花铣削加工轨迹规划及伺服控制策略研究

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机械工程学报 2023年第9期59卷 20-27页

作者：岳晓明臧烁徐作珂张勤河张建华霍孟友山东大学机械工程学院济南250061 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061

针对传统电火花铣削加工所存在的灵活性不足和被加工工件尺寸受限等问题,提出了基于6自由度串联机器人的电火花铣削加工方法。基于四元数理论建立了工具电极复杂轨迹规划方法,实现了工具电极变姿态铣削加工。为了解决串联机器人无法满... 详细信息

针对传统电火花铣削加工所存在的灵活性不足和被加工工件尺寸受限等问题,提出了基于6自由度串联机器人的电火花铣削加工方法。基于四元数理论建立了工具电极复杂轨迹规划方法,实现了工具电极变姿态铣削加工。为了解决串联机器人无法满足电火花加工对放电间隙实时调整的快速响应要求,提出了工具电极垂直轨迹回退的伺服控制策略,实现了对加工间隙的快速调整。利用机器人的3个自由度和6个自由度分别开展了工具电极定姿态和变姿态下的电火花铣削加工实验,实验结果表明当工具电极变姿态时,加工过程中工具电极端部与工件表面发生放电,铣削加工轨迹的槽宽略大于工具电极直径,因此工具电极变姿态电火花铣削加工曲面工件时精度和效率更高。最后,在半球形工件上实现了电火花铣削加工三种复杂轨迹,验证了基于6自由度串联机器人电火花铣削加工技术的可行性和有效性,具有很大的市场应用潜力。

关键词：电火花铣削加工 6自由度串联机器人轨迹规划伺服控制策略三维曲面加工

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视觉辅助的激光振镜加工畸变校正及精度分析

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计算机集成制造系统 2023年第10期29卷 3402-3412页

作者：朱铁爽张承瑞山东大学机械工程学院山东济南250061 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室山东济南250061

为了解决激光振镜加工畸变校正过程中人工测量效率低、精度差的问题,提出一种视觉辅助的畸变校正和精度测量方法。该方法分析了误差来源,建立了畸变数学模型,采用螺旋式填充圆标刻配合最小包络圆检测获取振镜系统误差特征描述,用曲线拟... 详细信息

为了解决激光振镜加工畸变校正过程中人工测量效率低、精度差的问题,提出一种视觉辅助的畸变校正和精度测量方法。该方法分析了误差来源,建立了畸变数学模型,采用螺旋式填充圆标刻配合最小包络圆检测获取振镜系统误差特征描述,用曲线拟合或线性插补算法补偿误差,最后采用误差标准测量点阵进行精度标定。实验结果表明,该方法可以消除86%图形畸变,平均相对误差为7×10^(-4),提升了校正精度和校正效率。

关键词：激光振镜加工图形畸变校正精度机器视觉

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切削加工车削刀具断屑装置及技术研究综述

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机械工程学报 2024年第7期60卷 334-349页

作者：刘安南刘战强蔡士祥赵金富王兵山东大学机械工程学院济南250061 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061 重汽(济南)车桥有限公司济南250104

金属切削加工过程中,当加工高韧性材料或切削用量选用不当时,容易产生带状或螺旋状连续切屑,这类切屑持续卷曲不断裂并且容易发生缠绕,切屑缠绕导致切削区域材料非稳定变形及切削力波动,严重的切屑缠绕还会刮擦划伤零件已加工表面,恶化... 详细信息

金属切削加工过程中,当加工高韧性材料或切削用量选用不当时,容易产生带状或螺旋状连续切屑,这类切屑持续卷曲不断裂并且容易发生缠绕,切屑缠绕导致切削区域材料非稳定变形及切削力波动,严重的切屑缠绕还会刮擦划伤零件已加工表面,恶化加工表面质量,影响零件服役寿命。基于连续切屑形成及断裂机理,研发断屑技术与装置可实现切屑周期性断裂,消除或抑制切屑缠绕,从而可实现高质高效的切削加工。首先,对切屑运动状态及断裂机理进行阐述;其次,分别论述了嵌入式断屑器、刀具织构化断屑、高压射流断屑、优化切削工艺参数断屑和专用断屑装置等车削断屑方法,并对这些断屑装置与技术方法的工作原理和断屑效果进行对比分析,总结出其优势和不足;最后,在切屑断裂判据、可转位刀片断屑结构设计、断屑过程仿真模型、断屑技术创新优化方面对断屑研究的理论和应用发展提出展望。

关键词：切削加工车削刀具切屑缠绕断屑机理断屑方法

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