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关键词： 航空航天制造   刀具磨损预测   数据与机理   元学习   损失函数优化  

摘要： 刀具磨损预测对保证零件加工质量和效率、降低加工成本具有重要作用,尤其是在广泛采用难加工材料的航空航天制造领域。数据与机理融合模型能够结合机理模型和数据驱动模型的优势,是实现刀具磨损预测的有效手段。然而现有的融合方法难以有效平衡数据和机理对模型的权重,导致难以真正实现融合模型的预期效果。本文提出了一种基于元学习(Meta learning,ML)和PINN(Physics-informed neural network)的刀具磨损预测方法,通过磨损机理约束数据驱动模型的解空间,并结合元学习算法优化融合模型的损失函数以合理利用数据和机理提供的信息。实例验证结果表明,本文所提出的方法能有效提高变工况下的刀具磨损预测精度和稳定性。

关键词： 可磨耗性   封严涂层   高温高速   磨损  

摘要： NiCrAl/NiCg可磨耗封严涂层可以提高涡轮发动机效率,已广泛应用于航空发动机中高压压气机部位。本文采用高温高速刮擦试验方法对NiCrAl/NiCg封严涂层进行模拟服役工况条件下的可磨耗试验,试验后通过对磨损表面宏观形貌、微观组织形貌、磨损质量以及叶片高度磨损比等数据进行分析以评价涂层的可磨耗性能。结果表明,NiCrAl/NiCg封严涂层在不同的试验条件下均表现出优异的可磨耗性能,可以保护叶片免受损伤;当进给速率由5μm/s提高到500μm/s时,叶片涂层质量磨损比(IQR)值、叶片高度磨损比(IDR)均显著提高,NiCrAl/NiCg封严涂层的可磨耗性有所下降;单次刮削深度是影响NiCrAl/NiCg封严涂层可磨耗性能的重要影响因素,单次刮削深度越小,NiCrAl/NiCg封严涂层的可磨耗性能越优异。该研究为航空发动机应用中叶尖与可磨耗封严涂层相互作用的探索提供了新的基础数据,也为今后封严涂层性能研究及选定提供参考依据。

关键词： 离散单元法(DEM)   仿真分析   斗轮堆取料机   料斗   磨损  

摘要： 文中针对斗轮堆取料机中料斗在挖取料过程中的磨损问题,采用离散元法(Discrete Element Method,DEM)描述颗粒物料运动,并通过Archard磨损模型预测料斗壁面磨损情况,分析了颗粒物料对料斗切向和法向累积的接触力,基于EDEM软件开展了料斗尺寸参数对磨损影响规律的仿真试验研究。结果表明,Relative Wear模型能够较好地反映斗轮堆取料机料斗的磨损规律;料斗的磨损量随斗壁倒角的减小呈上升趋势,在普通料斗上增加倒角,能够显著减小料斗的磨损量;料斗切向收缩角的最优选择要与实际工况相结合,选出最优切向收缩角为4°;在径向收缩角2°~10°范围内,料斗的磨损量随径向收缩角的增大呈减小趋势。

关键词： 风洞   气固两相流   风力机叶片   涂层材料   固体颗粒冲蚀   冲击速度   冲击角度  

摘要： 传统的挟沙冲蚀试验台与风沙风洞难以构建均匀风沙流场,难以准确反映风力机叶片的风沙磨损特性。因此,在改造的风沙风洞中,通过对风力机叶片平板试样开展涂层冲蚀磨损试验,探究不同冲击速度、冲击角度及有效截面质量流率对风力机叶片涂层材料冲蚀特性的影响规律。试验结果表明:有效颗粒质量流率一定时,在相同冲击速度与冲击时间内,磨损量在冲击角度约为30°时达到最大。小于30°时,磨损量随冲击角度的增大而快速增加,大于30°时磨损量随冲击角度的增大而逐渐降低;磨损量随冲击速度的增大而增大;磨损量随有效颗粒质量流率的增大而呈线性增大趋势;切削磨损量与总磨损量有相同趋势,冲击磨损量随着冲击角度的增大而逐渐增大。

关键词： 曳引轮   融合特征匹配   模拟退火   遮挡补偿  

摘要： 为实现电梯曳引轮槽机械磨损的精确测量,设计基于机器视觉的曳引轮磨损检测系统。通过专用夹具将工业相机固定在钢丝绳的内侧,并移动相机对齐每个凹槽收集图像,基于融合特征匹配算法提取目标轮槽。采用最小二乘法作为目标函数,采用模拟退火算法进行阈值迭代,确定图像最佳阈值,以解决检测时光照不均匀造成的边界模糊等问题。根据物理模型结构,建立数学模型以消除不可避免的遮挡误差,并对计算值进行遮挡补偿。实验结果表明:系统测量的均方根误差小于0.05 mm,比传统的塞尺测量更准确,可以精确地测量绳槽的磨损量。

关键词： 工业摄影测量技术   船闸蘑菇头   磨损量检测   三峡船闸  

摘要： 为了精准测量三峡船闸人字闸门在役蘑菇头的磨损量,采用工业摄影测量技术,对三峡船闸6扇人字门蘑菇头磨损量进行测量,结果表明:工业摄影测量技术可以高效、高精度测量出在役蘑菇头的磨损量,为三峡船闸人字闸门的安全运行提供数据支持。

关键词： 移动平台   升降装置   检验要求   齿轮   磨损  

摘要： 考虑到自升式移动平台升降装置检验标准不统一、可操作性差,深入检查需要依靠原始设备制造信息,对比各船级社的检验要求,以某典型齿轮齿条升降装置为例,分析正常磨损及失效判定标准,并总结齿轮齿条升降装置定期以及移位期间应检查项目。

关键词： 涂层刀具   钛合金   干车削   磨损机理  

摘要： TiAlSiN涂层硬质合金刀具材料力学性能较好,探究了TiAlSiN涂层刀具高速干切削钛合金的磨损机理,为改善刀具切削性能、提高加工效率提供指导。采用TiAlSiN涂层硬质合金刀具对TC4钛合金进行高速干车削试验,研究两种切削速度(v=80、120 m/min)下刀具的磨损机理。结果表明:TiAlSiN涂层刀具前刀面主要磨损机理为粘结磨损和氧化磨损,在高速时(v=120 m/min)还存在扩散磨损;TiAlSiN涂层刀具后刀面主要磨损机理为粘结磨损、氧化磨损和磨粒磨损;刀具在v=80 m/min时切削效果更好,切削速度越高,刀具磨损越严重。

关键词： 高熵   碳化物   摩擦磨损   高温氧化  

摘要： 为探究高熵碳化物陶瓷作为耐磨部件在摩擦学领域中的应用前景,以金属碳化物为原料,通过高能球磨和两步热压烧结法制备了一种元素分布均匀、无偏聚和偏析的高熵(TiVTaMoW)C陶瓷。研究了(TiVTaMoW)C与Al_(2)O_(3)、SiC和Si_(3)N_(4)3种配副材料在室温及800℃条件下的摩擦磨损特性。结果表明:室温条件下,(TiVTaMoW)C与3种配副对摩均表现出优异的摩擦学性能,尤其与SiC对摩具有最低的摩擦系数和磨损率,分别可低至(0.38±0.01)和(1.52±0.36)×10^(-7) mm^(3)/(N·m)。800℃条件下,(TiVTaMoW)C表面氧化严重,磨损明显加剧,磨损率上升至10^(-4) mm^(3)/(N·m)数量级。高温氧化生成的MoO_(3)和V_(2)O_(5)具有较低剪切强度,摩擦过程转移至配副球接触面上形成转移膜,有效保护了配副材料的磨损。综合比较,SiC作为配副在室温和800℃条件下均表现出更优异的摩擦相容性。

关键词： 多尺度卷积   制造业   机械零件   图像轮廓   特征提取   图像增强  

摘要： 为解决制造业与机器视觉融合过程中,机械零件图像轮廓提取准确度不高的问题,提出基于多尺度卷积的制造业机械零件图像轮廓特征提取方法,方法使用小波变换增强方式对机械零件图像实时增强预处理后,建立机械零件图像Lab颜色模型,以Lab颜色模型输出结果为基础,使用最大类间方差方法,对机械另加图像灰度阈值展开分割后,使用凸曲线轮廓边缘区域检测方法,获取机械零件图像轮廓边缘区域。将该区域机械零件图像输入到多尺度卷积神经网络模型内,经过模型迭代输出制造业机械零件图像轮廓特征,完成其图像轮廓特征提取过程。实验结果表明:该方法具备较强的机械零件图像增强能力,同时可有效提取机械零件图像轮廓特征,受特征点数量影响较小,应用效果显著。