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关键词： Smith预估器   模糊PID控制器   焊缝   平整张力控制  

摘要： 在冶金领域的镀锌线电气控制系统中,平整机的张力控制是一项重要的电气控制系统。对于焊缝过平整机的前张力、后张力的投切控制,现阶段以传统PID调节器进行调节,但实际控制效果不理想。焊缝过平整机时导致的张力波动,对成品成材率的影响较大。为使焊缝过平整机时的张力能平稳、平滑过渡,提出以Smith预估器与模糊PID控制算法相结合的方式进行理论研究,并将其与传统PID控制算法进行对比。结果显示,所提算法能有效减少焊缝过平整机时张力投切引发的波动,降低其幅值,并有效补偿纯滞后环节对系统稳定性的影响,其控制效果优于传统PID控制算法。

关键词： 管道   晶间腐蚀   奥氏体不锈钢   焊接应力  

摘要： 针对某脱甲烷再沸器加强管发生开裂泄漏问题,通过多种检测手段,对失效管道母材和焊缝金属进行了化学成分分析、硬度检测、金相分析、断口显微组织及垢物成分分析,旨在精准剖析管道焊缝开裂的性质与根源。结果表明:管道焊缝开裂主要是归咎于原材料中C含量偏高,焊接过程中碳化物沉淀,同时在腐蚀介质的作用下诱发晶间腐蚀,最终导致开裂。

关键词： 钛合金   力学性能   焊接保护   焊缝   氧化  

摘要： 以3 mm厚TC4-M钛合金板材为研究对象,采用手工TIG焊进行焊接试验,对薄壁钛合金TIG焊工艺方法和力学性能进行系统研究。从焊接材料选择、坡口设计、焊接工艺参数、焊件清理、焊接保护措施、焊缝质量检测方面开展研究,重点针对钛合金焊接保护工艺方法和焊接工艺参数进行研究,研制了钛合金焊接保护装置,并制订焊接工艺方案。TC4-M钛合金在焊接过程中焊缝保护良好,不产生氧化现象,焊缝成形美观,经过X射线探伤,满足Ⅰ级焊缝要求。对焊接接头力学性能进行检测,结果表明,薄壁TC4-M钛合金采用手工TIG焊工艺,焊接性良好,焊缝强度和性能达到Ⅰ级焊缝要求。

关键词： 滚筒环焊缝   疲劳破坏   监测   预警   应变片   应力数据  

摘要： 针对滚筒环焊缝疲劳破坏难以有效监测、预警等问题,设计了滚筒环焊缝疲劳破坏在线监测预警系统。该系统通过应变片的形变表征滚筒环焊缝的疲劳强度。首先,将应变片对称均布在滚筒环焊缝两侧,应力采集单元以一定的采样周期采集因应变片形变而产生的模拟量信号,经A/D转换、数字滤波后将得到的应变数据传输给数据收发管理单元;然后,采用预置的分析算法分析滤波后的应变数据,进而判断滚筒环焊缝疲劳破坏的等级;最后,将数字量输出和报警等级双重传递给数据存储及人机交互单元。实际应用结果表明,该系统可以实现滚筒环焊缝疲劳破坏的在线监测、预警,具有一定的推广应用价值。

关键词： 工程材料   应力-应变关系   理论分析   本构模型   螺栓连接  

摘要： 钢与组合结构的精细化分析应准确考虑结构钢的本构关系,现阶段既有结构钢的拉伸真实应力-应变本构模型会高估其抗剪力学特性。为此,本文开展Q235、Q420、Q550、Q690、Q890结构钢的拉伸试验、剪切试验、螺栓连接试验和数值模拟分析,提出考虑剪切效应的结构钢本构模型,以准确描述结构钢的剪切真实应力-应变关系。结果表明:本文提出的剪切真实应力-应变模型能准确评估Q235—Q890结构钢的抗剪力学性能,结合非耦合延性断裂准则能精确预估剪切断裂变形特征;结合非耦合损伤断裂模型,考虑了剪切效应的真实应力-应变计算模型能准确评估螺栓连接板的剪切极限承载力、破坏模态,与试验结果相比最大误差小于1%,而拉伸应力-应变计算模型的最大误差达到10%。

关键词： 激光传感器   点云处理   自动特征提取   焊缝识别   港口机械  

摘要： 研究针对港口车轮焊缝检测效率低、精度不足的问题,提出了一种基于激光传感器与自动特征提取的焊缝识别方法。该方法通过激光三角测量法获取焊缝三维点云数据,结合感兴趣区域自动提取算法和高斯滤波算法进行预处理,有效去除噪声并提取焊缝区域点云。采用随机抽样一致算法分割点云,结合三次B样条曲线拟合焊缝路径,实现焊缝特征提取与识别。结果表明,内点筛选准确率在5%噪声比例下达97.64%,25%噪声比例下仍达88.72%。数据采集、特征提取和焊缝识别的平均耗时分别为1.96 s、3.72 s和1.21 s,显著低于传统方法。此次研究为港口设备的维护与管理提供新的技术支持,推动港口物流行业的智能化发展。

关键词： 平盖   带法兰球冠形封头   轻量化   灵敏度   响应曲面  

摘要： 文章针对大直径螺栓连接平盖质量大、成本高的问题,提出采用带法兰球冠形封头结构替代方案.以DN1900搅拌釜平盖为研究对象,采用有限元数值计算方法分别研究了设计变量对螺栓连接平盖和带法兰球冠形封头两种简化模型的当量应力最大值S_(eq)、中心位移Δy_(1)以及密封面位移Δy_(2)的影响规律.结果表明,带法兰球冠形封头综合力学性能优于螺栓连接平盖.将该研究结论应用于搅拌釜的多开孔平盖的设计,优化后封头质量减小了55%,说明在同时保证结构强度与刚度的前提下,带法兰球冠形封头比螺栓连接平盖更具经济性优势,具有较大推广应用价值.

关键词： 螺栓连接   预紧力   扫频激励   频谱特征   结构健康监测  

摘要： 螺栓连接广泛应用于各类工程结构中,其预紧状态直接影响结构的刚度、稳定性和服役安全性。针对高预紧阶段传统导波能量法识别灵敏度不足的问题,提出了一种基于扫频激励信号的频谱统计特征建模方法,用于实现螺栓连接状态的无损识别。通过采集50~90 N·m区间内不同加载工况下的导波响应信号,提取频谱质心、带宽与峭度三类特征,分析其与预紧力之间的映射关系。结果表明,频谱质心随预紧力呈稳定单调递减趋势,指数模型能够准确拟合该关系,三组重复试验的一致性良好,决定系数R^(2)高达0.994 8,频谱质心标准差约0.86 kHz,相对离散度不超过0.60%,充分体现了模型的稳定性与可靠性。频段能量分析进一步验证了频谱能量向低频迁移的趋势,带宽和峭度特征也随预紧力呈现良好单调性。该方法结构简单、抗干扰能力强,具备趋势稳定性和物理可解释性,适用于复杂工况下的螺栓结构健康监测与状态评估。

关键词： 厚板T型角焊缝全熔透接头   超声检测   工艺标准化  

摘要： 在重型装备制造中,厚板T型角焊缝全熔透接头是重要的连接结构,该接头焊接质量能够直接影响装备使用的安全性与可靠性,而把控厚板T型角焊缝全熔透接头质量的核心工艺为超声检测,其检测工艺的标准化实施是保障装备检测质量的关键。文章通过系统化分析当前行业中厚板T型角焊缝全熔透接头超声检测的现存问题与不足之处,结合厚板T型角焊缝全熔透接头超声检测工艺标准化要求,系统性探索超声检测工艺标准化的实施策略,为提高行业内厚板T型角焊缝全熔透接头超声检测工艺标准化质量提供参考。

关键词： 工业机器人   钢轨焊缝打磨   激光轮廓仪   动态轨迹补偿   力-位混合控制  

摘要： 针对传统人工打磨方式效率低、劳动强度高且精度不足的问题,提出了一种基于工业机器人的全自动高铁钢轨焊缝打磨系统。该系统采用西门子S7-1500系列PLC作为核心控制器,协同安川GP180六轴工业机器人,通过激光轮廓仪实时采集钢轨表面形貌数据,结合柔性力控技术及动态轨迹补偿算法,实现了对复杂异型曲面的高精度贴合打磨。此外,系统通过多砂轮协同作业与千叶轮磨耗补偿机制,显著提升了打磨效率与表面质量。经焊轨基地实际生产验证,该系统打磨效率达5min/焊缝,人工干预率低于4%,有效解决了高铁钢轨焊接生产线自动化不足的瓶颈问题。