检索结果-内蒙古大学图书馆

西安交通大学学报 2022年第6期56卷 67-75页

作者：宋哲杨军陶涛黄建梅雪松中国航天科工集团北京自动化控制设备研究所北京100074 西安交通大学陕西省智能机器人重点实验室西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

为了提高永磁同步电机(PMSM)速度伺服系统的抗转矩扰动性能,提出一种系数自整定的自适应速度补偿控制方法。首先,利用状态空间表示法,设计了PMSM负载转矩的降维状态观测器,实现了负载转矩的实时辨识与估计;然后,将转矩辨识值补偿到PMSM... 详细信息

为了提高永磁同步电机(PMSM)速度伺服系统的抗转矩扰动性能,提出一种系数自整定的自适应速度补偿控制方法。首先,利用状态空间表示法,设计了PMSM负载转矩的降维状态观测器,实现了负载转矩的实时辨识与估计;然后,将转矩辨识值补偿到PMSM速度控制器的输出端,作为电流控制器的补偿输入,实现了自适应速度补偿,提高了系统的抗扰性。针对因转动惯量变化而影响负载转矩辨识的问题,分析了惯量的时变特性对转矩观测结果的影响规律,并提出一种基于sigmoid函数的补偿系数自整定的控制方法。该方法根据PMSM的电磁转矩和观测器的转矩辨识值,利用自整定sigmoid函数在线实时调节补偿系数,实现了自适应速度补偿的参数自调整。实验结果表明:所提出的补偿系数自整定控制方法的速度恢复时间较快,相比常规固定补偿系数的控制方法,速度调节时间从120 ms减少到100 ms;该方法减小了因惯量偏离真实值而导致转矩辨识出现超调或偏差时,通过前馈补偿对速度控制造成的冲击和振荡,有效提高了PMSM伺服系统的速度控制性能。

关键词：永磁同步电机转矩辨识速度补偿系数自整定

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光盘上集成的液体微透镜阵列与可重构超分辨成像

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物理学报 2023年第9期72卷 362-372页

作者：谷同凯王兰兰国阳蒋维涛史永胜杨硕陈金菊刘红忠西安交通大学机械工程学院机械制造系统工程国家重点实验室西安710054 西安建筑科技大学机电工程学院西安710055 北京航天计量测试技术研究所北京100076 纽卡斯尔大学工学院纽卡斯尔NE17RU

微透镜辅助显微镜实现超分辨成像观测,具有免标记、无损伤、实时、定域和环境兼容性好等优势.液体微透镜阵列具有均一、易操控的特性,可实现无复杂机械扫描与驱动的超分辨成像.然而,简单高效地精确控制成像距离是微透镜实现超分辨成像... 详细信息

微透镜辅助显微镜实现超分辨成像观测,具有免标记、无损伤、实时、定域和环境兼容性好等优势.液体微透镜阵列具有均一、易操控的特性,可实现无复杂机械扫描与驱动的超分辨成像.然而,简单高效地精确控制成像距离是微透镜实现超分辨成像的关键技术挑战.本文利用紫外曝光技术,实现了光盘上光刻胶微孔深度的均一性.结合液体自组装技术,在微孔中填充甘油液滴,保证微透镜辅助超分辨的成像距离.在光学显微镜下实现了对226 nm光栅栅线的可重构超分辨观测与1.59倍成像放大.本文从液体微透镜的阿贝显微成像原理出发,通过理论与模拟解释了液体微透镜的成像放大与超分辨特性.由此可见,光盘上集成的液体微透镜阵列在光学纳米测量与传感等器件中展现了巨大的应用潜力.

关键词：液体微透镜阵列超分辨成像放大阿贝成像

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基于CMT的电弧熔丝增材Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金的组织与性能

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焊接学报 2021年第2期42卷 56-62,I0005页

作者：张帅锋吕逸帆魏正英蒋鹏彭晖崔永杰西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 中国船舶重工集团公司第七二五研究所洛阳471039

采用基于冷金属过渡的电弧熔丝增材方法(CMT-WAAM)制备了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金试样,研究了CMT-WAAM Ti6321合金显微组织、力学性能及其各向异性.结果表明,CMT-WAAM Ti6321合金显微组织由不规则的多边形原始β晶和晶界α相组成,CMT脉... 详细信息

采用基于冷金属过渡的电弧熔丝增材方法(CMT-WAAM)制备了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金试样,研究了CMT-WAAM Ti6321合金显微组织、力学性能及其各向异性.结果表明,CMT-WAAM Ti6321合金显微组织由不规则的多边形原始β晶和晶界α相组成,CMT脉冲工艺(CMT+P)能够有效细化晶粒,组织中没有发现贯穿式的柱状晶,且未发现马氏体.CMT-WAAM Ti6321合金x向和z向的室温抗拉强度达到同级别锻件标准,断口形式均为典型的韧性断裂.成形组织中没有明显的织构存在,拉伸强度的各向异性也不明显,组织中的气孔导致z向的断后伸长率低与x向.x向和z向冲击韧性均不低于65 J,能够满足船用钛合金结构件的需求,冲击断口中存在大量的撕裂型韧窝,为典型的韧性断裂.

关键词： CMT 电弧熔丝快速成形显微组织力学性能各向异性

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光纤式色散共焦三维测量系统及算法比较研究

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光子学报 2021年第11期50卷 123-136页

作者：王佳怡刘涛唐晓锋胡佳琪王兴李国卿何韬杨树明西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 中国科学院西安光学精密机械研究所超快诊断技术重点实验室西安710119

利用Zemax优化设计了结构简单、低成本的非球面色散镜组,搭建了光纤式色散共焦三维测量软硬件系统。结合实验测试数据定量比较了峰值法、质心法、高斯拟合法和样条插值法的色散共焦光谱响应峰值波长提取性能,通过轴向分辨率和位移精度... 详细信息

利用Zemax优化设计了结构简单、低成本的非球面色散镜组,搭建了光纤式色散共焦三维测量软硬件系统。结合实验测试数据定量比较了峰值法、质心法、高斯拟合法和样条插值法的色散共焦光谱响应峰值波长提取性能,通过轴向分辨率和位移精度测试实验对比分析了两种测量曲线标定方法对于系统测量性能的影响。实验结果表明:系统轴向测量范围为1 mm,高斯拟合法在四种峰值波长提取算法中精度较高且适应性更好,两种标定方法对应的轴向分辨率均达到0.2μm,在整个量程范围内,位移测量精度优于1%;对厚度为0.219 mm的石英玻璃进行测量,均值的相对误差为0.5%。利用该系统实际测量了台阶结构、柔性电极和MEMS器件的三维形貌,充分验证了本系统可实际应用于三维微观形貌和透明材料厚度的高精度测量。

关键词：色散共焦三维测量光谱色散膜厚标定

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3D打印连续纤维复合假肢接受腔Z向强化制造策略

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机械工程学报 2022年第7期58卷 267-275页

作者：刘腾达汤磊孙畅宁单存清李涤尘田小永刘朝宗王玲西安交通大学机械工程学院机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 国家药品监督管理局医用增材制造器械研究与评价重点实验室西安710054 伦敦大学学院皇家骨科医院整形外科与骨肌科学研究所伦敦HA74LP英国

假肢是截肢者恢复行动能力所必须的康复辅具,假肢接受腔作为连接残肢与假肢系统之间重要的生机界面,具有包容残肢、支撑体重、传递运动载荷的重要作用。与传统工艺制备的假肢接受腔相比,MEX(Material Extrusion,材料挤出成形)3D打印接... 详细信息

假肢是截肢者恢复行动能力所必须的康复辅具,假肢接受腔作为连接残肢与假肢系统之间重要的生机界面,具有包容残肢、支撑体重、传递运动载荷的重要作用。与传统工艺制备的假肢接受腔相比,MEX(Material Extrusion,材料挤出成形)3D打印接受腔具有加工周期短,成本低等优势,能够满足接受腔快速低成本制造的需求,但该工艺制备的接受腔以Z向力学性能较差为突出劣势,应用也因此受到限制。之前的研究针对该问题提出了一系列的策略对MEX打印工艺的Z向力学性能进行提升,但受到材料与工艺限制,优化后的打印策略制备接受腔的Z向力学性能依然不足。为解决该问题,本研究首先基于假肢接受腔的打印需求,自主研发了可控制挤出头姿态变换的多自由度MEX打印设备。随后,本研究系统地研究了多自由度打印工况下纤维方向和打印层厚对芳纶纤维增强复合材料打印件Z向力学性能的影响。最后,本研究根据多步态下假肢接受腔的力学分析结果,将纤维方向和接受腔厚度等参数和接受腔受力状态进行关联,提出了接受腔Z向强化打印策略。结果表明,与传统3D打印工艺相比,Z向强化制造策略可显著提升接受腔的力学性能,所制备的假肢接受腔可满足穿戴疲劳要求。

关键词：材料挤出成形假肢接受腔 Z向增强连续纤维力学性能

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沉积时间对聚醚醚酮表面类金刚石薄膜的结构和性能的影响

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材料研究学报 2022年第11期36卷 801-810页

作者：崔丽孙丽丽郭鹏马鑫王舒远汪爱英中国科学院宁波材料技术与工程研究所、中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室、浙江省海洋材料与防护技术重点实验室宁波315201 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

采用直流磁控溅射技术在聚醚醚酮(PEEK)表面制备不同厚度的类金刚石(DLC)薄膜,研究了沉积时间对其表/界面结构、组分、疏水、力学和光透过性能的影响。结果表明,在平均沉积速率为5.71 nm/min的条件下,随着沉积时间的延长DLC薄膜的厚度... 详细信息

采用直流磁控溅射技术在聚醚醚酮(PEEK)表面制备不同厚度的类金刚石(DLC)薄膜,研究了沉积时间对其表/界面结构、组分、疏水、力学和光透过性能的影响。结果表明,在平均沉积速率为5.71 nm/min的条件下,随着沉积时间的延长DLC薄膜的厚度线性增大、碳原子的致密性提高、界面互锁结构增强,而界面结合强度逐渐降低。沉积时间≤15 min时,基体结构的影响使拟合计算出的I_(D)/I_(G)值为0.23~0.25和sp^(2)/sp^(3)比值较小(0.58~0.74);沉积时间>15 min时基体的影响较小,I_(D)/I_(G)值突增大至0.81,sp^(2)/sp^(3)值也比较大(0.96~1.12)。沉积时间的延长使PEEK基体的温度逐渐升高,使膜内的sp^(2)/sp^(3)值逐渐增大。薄膜表面的氧含量先降低然后趋于平缓,部分C=O转化为C-O。随着沉积时间的延长,PEEK/DLC复合薄膜的硬度、弹性模量及防紫外线和阻隔红外线性能都逐渐提高,其表面粗糙度和疏水性的变化趋势是先提高后降低。沉积时间为32 min的薄膜,其表面粗糙度和水接触角达到最大值,分别为495 nm和108.29°。

关键词：材料表面与界面聚醚醚酮类金刚石薄膜表面改性沉积时间界面结合

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雷达功率组件的金刚石微通道热沉激光加工工艺

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中国机械工程 2021年第3期32卷 261-268页

作者：姜海涛崔健磊殷东平梅雪松中国电子科技集团公司第三十八研究所合肥230088 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710054

为研究雷达功率组件金刚石微通道热沉的加工难题,开展了飞秒激光加工多晶金刚石微流道的工艺研究,仿真模拟了飞秒激光作用于金刚石表面的温度场分布,以及诱导去除过程,理论与实验研究了金刚石的烧蚀阈值,系统研究了激光能量、扫描速度... 详细信息

为研究雷达功率组件金刚石微通道热沉的加工难题,开展了飞秒激光加工多晶金刚石微流道的工艺研究,仿真模拟了飞秒激光作用于金刚石表面的温度场分布,以及诱导去除过程,理论与实验研究了金刚石的烧蚀阈值,系统研究了激光能量、扫描速度、扫描次数、焦点位置等参量及其优化工艺参数对金刚石微槽尺寸的影响规律。结果表明:当飞秒激光功率大于0.3 W时,激光作用于金刚石的最高温度超过材料去除的气化温度,温度最高位置处于光斑中心,功率不会改变温度场的分布情形;飞秒激光加工金刚石的烧蚀阈值为1.80 J/cm2,金刚石微槽深度与激光功率、扫描次数正相关,与扫描速度负相关,与正负离焦量基本成对称分布关系,而金刚石微槽表面宽度则变化不明显;在激光功率为5 W,扫描速度为100 mm/s,扫描次数为30,离焦量为-0.5 mm的优化参数下,加工出的金刚石微槽结构形状规则,截面侧壁锥度控制在3°以内,表面无残渣、裂纹、崩边等缺陷,且内部也无裂纹等缺陷,加工一致性较高,实现了微通道的“冷”加工,可满足雷达功率组件金刚石热沉对微通道的高质量加工要求。

关键词：飞秒激光金刚石微通道热沉微通道尺寸截面形貌

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数字孪生驱动的航空发动机涡轮盘剩余寿命预测

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机械工程学报 2021年第22期57卷 106-113页

作者：付洋曹宏瑞郜伟强高文辉西安交通大学航空发动机研究所西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 中国燃气涡轮研究院强度技术研究室成都610500

为解决航空发动机涡轮盘剩余寿命在线预测难题,提出一种数字孪生驱动的涡轮盘剩余寿命预测方法。在建立数字孪生模型的过程中,首先,分析涡轮盘疲劳裂纹损伤机理,构建性能退化指标,建立涡轮盘性能退化过程的共性表征模型;其次,分析多种... 详细信息

为解决航空发动机涡轮盘剩余寿命在线预测难题,提出一种数字孪生驱动的涡轮盘剩余寿命预测方法。在建立数字孪生模型的过程中,首先,分析涡轮盘疲劳裂纹损伤机理,构建性能退化指标,建立涡轮盘性能退化过程的共性表征模型;其次,分析多种不确定性因素,采用状态空间模型建立涡轮盘性能退化过程的个性表征模型;然后,通过动态贝叶斯网络描述状态空间模型随时间的演化规律,建立涡轮盘性能退化过程的动态演化模型;最后,采用粒子滤波算法实现涡轮盘退化状态追踪和剩余寿命预测,从而完成涡轮盘性能退化数字孪生模型的建立。融合涡轮盘实时传感数据,通过贝叶斯推理实现对该数字孪生模型的动态更新。通过某型涡轮盘试验数据对该方法进行验证,结果表明该数字孪生模型能够较好地解决涡轮盘剩余寿命在线预测问题。

关键词：涡轮盘性能退化数字孪生剩余寿命预测

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国产数控机床动态精度技术现状与对策

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航空制造技术 2022年第6期65卷 22-33页

作者：吕盾张佳辉王大伟成群林赵万华卢秉恒西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710054 科德数控股份有限公司大连116600 上海航天精密机械研究所上海201600

高档数控机床是支撑航空、航天及能源工程等领域零件加工的关键装备。当前我国已经可以设计和制造各种结构型式的高档数控机床,但是机床的性能与国外先进产品相比仍然存在一定差距,其中高速下的动态误差大是主要差距之一。将动态误差定... 详细信息

高档数控机床是支撑航空、航天及能源工程等领域零件加工的关键装备。当前我国已经可以设计和制造各种结构型式的高档数控机床,但是机床的性能与国外先进产品相比仍然存在一定差距,其中高速下的动态误差大是主要差距之一。将动态误差定义为进给轴执行器末端位置相对于指令位置的偏差,并划分为闭环内动态误差和闭环外动态误差两部分。以某国产数控机床为对象,对动态误差进行测量和分离,呈现出动态误差的各种表现形式。在此基础上,有针对性地分析各种形式动态误差的成因,归纳国内外相关研究工作,指出围绕动态误差我国需要聚焦的研究方向。

关键词：数控机床动态误差多轴机床高速机床高速高精加工

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高熵合金的相形成预测和力学响应(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：李彬孙加林赵军运侠伦杜全斌山东大学机电与信息工程学院山东大学深圳研究院中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室西安交通大学机械工程学院机械制造系统工程国家重点实验室河南机电职业学院河南省超硬材料智能制造装备集成重点实验室

纵观人类从石器时代到青铜时代、铁器时代和钢铁时代等的文明史，每一次重大的材料科学进步都为人类发展的重大进步做出了贡献。高熵合金是通过混合多种主成分引入化学无序而获得的新型材料，具有显著优于传统合金的结构和性能。然而，... 详细信息

纵观人类从石器时代到青铜时代、铁器时代和钢铁时代等的文明史，每一次重大的材料科学进步都为人类发展的重大进步做出了贡献。高熵合金是通过混合多种主成分引入化学无序而获得的新型材料，具有显著优于传统合金的结构和性能。然而，强度和塑性的倒置关系对于高熵合金系统依然存在，严重限制了高熵合金的实际工程应用。此外，采用试错法制备高熵合金耗时费力，浪费资源，阻碍了高熵合金的高速高质量发展。本文综述了高熵合金的最新进展，阐明了预测相结构形成的方法和影响力学性能的关键因素。此外，本文重点明晰了了高熵合金的强韧化策略，从而进一步扩展其应用领域。最后，本文提出了高熵合金面临的挑战和未来的研究方向。

关键词：高熵合金相结构预测力学响应强韧化策略密度泛函理论

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