Functionally Gradient Material Laser Rapid Prototyping Technique

The functionally gradient material laser rapid prototyping system is developed based on the increasing material manufacture idea of the rapid prototyping. The system hardware is composed of a 5 kW CO2 laser, a three-dimensional numeric control table, a three-stock-bin coaxial powder delivery device, and an integration operation control desk. The system software is composed of the CAD slicing and scan filling module, materials component distributing design module, and hardware equipment integration drive module. The real time change proportion allocation technique of three metal powders, powder uniform mixing technique, and coaxial powder delivery technique are studied. According to the principle of the output powder cumulative volume invariable in unit time, the real time powder allocation formulae are deduced. The design method of the materials component distributing regularity in the part entity is studied. The gradient change regularity of the face gradient, line gradient, and point gradient is studied. A sort of the file layout of integrating material information and geometry information is brought forward.     

3-D Design and Numerical Simulation of Two-Phase Flow in the Laser Rapid Prototyping Coaxial Powder Delivery System

The metal powder direct and rapid prototyping technology is one of the most developing methods in the laser rapid prototyping technique. The coaxial powder delivery system is the key technique. The purpose of this paper is to introduce a new type of coaxial powder delivery system and simulate the metal powder and shield gas flow in the powder nozzle. 2-D and 3-D model of the new coaxial powder delivery system are established. Then gas-solid two-phase flow model and the k-? turbulent model are selected to simulate the flow of metal powder in powder nozzle. The Euler-Lagrange method is used in the simulating computation. The results show that the new coaxial powder delivery system has stable performance, uniform powder flux, high cooling efficiency, and long useful life.     

激光变长线快速成型机控制系统

论述了激光变长线快速成型系统的工作原理和特点，对系统中采用可变长度的激光线段对粉末材料进行有选择地烧结的实现方法进行了说明，着重介绍了其控制系统的软硬件结构．     

基于FPGA的共轨柴油机ECU I/0功能研发

针对共轨ECU快速原型平台建立底层硬件函数库的复杂性,采用基于LabVIEW的虚拟仪器技术和NI FPGA技术,从控制层软件功能要求出发,开发了信号输入方式模块、信号处理模块,PWM和开关量输出模块,实现多路传感器信号同步多速率输入以及控制信号输出。将输入输出功能封装成子VI,控制层软件调用此子VI实现对硬件端口的直接操作。同时,集成信号的显示、数据存储及回放功能,为平台的数据监控功能和数据后处理功能提供数据来源。经发动机台架验证,表明开发的功能模块具有运行可靠、功能完善、界面友好的特点,此种开发方法效率高、功能强。     

钛基体激光直接熔覆ZrO 2涂层实验研究

采用激光同轴送粉工艺在钛基体上直接熔覆ZrO2陶瓷涂层,研究不同工艺参数对单道熔覆层熔覆质量的影响规律;采用光学显微镜观察陶瓷涂层的微观组织,并采用电子探针技术分析基体和ZrO2陶瓷结合区成分分布;利用XRD分析激光熔覆前后ZrO2陶瓷物相变化情况.结果表明:在一定的功率范围内,熔覆层宽度受激光功率的影响不大,熔覆层高度和基体熔化深度随工艺参数的变化呈现一定的规律性;ZrO2和Ti基体结合区形成很好的成分梯度渐变过渡,陶瓷微观组织为细小的枝状晶组织;激光熔覆ZrO2陶瓷后,单斜相(m相)衍射峰强度相对减弱.     

一种支持微计算机应用系统实时性的多任务调度模块

结合１６位单片机组成的应用系统，介绍一种实时多任务调度模块的设计方法，详述了任务的划分、调度策略、中断管理及调度模块的实现过程。这种按时间片轮转的“伪并发”处理方式能有力地支持微计算机应用系统的实时性。     

无线局域网下数据实时自组织推送系统设计

当前数据推送系统大多采用单项协议,不能顺利实现服务器向浏览器推送数据,客户端仅可通过向服务器发出请求得到数据,无法保证推送数据的实时性。为此,设计了一种新的无线局域网下数据实时自组织推送系统,所设计系统主要由缓存模块、数据处理模块、总线、串口通信模块、控制转发器、数据实时自组织推送模块、服务器和用户兴趣挖掘模块构成,选用B/S架构,利用SPring框架进行整体管理,通过SPring MVC进行请求转发。详细介绍了数据实时自组织推送模块、数据处理模块和用户兴趣挖掘模块的设计过程,利用用户关联计算增强数据推送结果的可靠性与实用性。经压力测试、实时性测试和终端耗电量测试,得出系统容量大、实时性高、耗电量低的结论。     

装车站运输作业过程的可靠性研究

针对装车站站停时间的分布问题,采用分析方法,对装车站站停时间的分布规律及影响因素进行分析,探讨提高装车站作业过程可靠性的措施.根据装车站大量翔实的数据,在统计站停时间、装车时间、待机时间的分布规律基础上,建立了可靠性模型,进行了可靠性分析计算.研究结果表明,装车站作业过程的可靠性主要受装车作业时间、机务作业时间的影响.     

树脂增强SLS烧结件的研究

为解决以高分子粉末为基底的烧结件力学性能较差的问题，对烧结原型件进行了树脂增强．研究了环氧树脂的固化条件及增强后烧结件的尺寸精度变化，测试了增强件的力学性能．试验结果表明，增强处理后的烧结件性能有较大的提高．     

Effect of Processing Parameters on Thermal Phenomena in Direct Laser Metallic Powder Deposition

Direct laser metallic powder deposition technique is widely used in manufacturing, part repairing, and metallic rapid prototyping. The ability to predict geometrical accuracy and residual stress requires an understanding of temperature distribution during the deposition process. This study presents a numerical model of three-dimensional transient heat transfer in a finite model heated by a moving laser beam. Thermal phenomena in the process were investigated. The complex solid-liquid problem and latent heat of fusion were treated by means of equivalent thermal conductivity and modified specific heat, respectively. Using method of birth and death of elements, the growth of additive layers and the shape of melt pool were obtained. The effect of processing parameters such as absorbed power, travel speed, and preheated temperature on melt pool sizes and cross-section of deposited layer profile was studied. The results show that the melt pool sizes increase with absorbed power and decrease with travel velocity. In addition, the preheated temperature contributes less to the melt pool size. The results are generally in a good agreement with experiments in published literature.     

基于WSN的轨道客车空调数据采集分析系统

为快速准确地验证高速动车组空调系统的数值模拟计算结果,提出了一种数据采集分析系统方案。通过对比分析试验测量与模拟计算的结果,帮助设计人员评价车厢内的热舒适性,建立新的客车空调效果检验模式。系统由无线数据采集子系统、空调性能分析软件及空调设计数据库组成。无线测量网络基于ZigBee协议,节点硬件应用JN5139模块设计,采用Cskip算法的树型网络地址分配策略,对温湿度传感器进行非线性补偿;CFD（Computational Fluid Dynamics）计算使用FLUENT软件;用ADPI（Air Diffusion Performance Index）指标评价热舒适性。小规模模拟试验表明,系统工作稳定可靠,准确地实现了温湿度等参数的实时测量。     

海洋石油支持船动力定位模块推力分配策略

为了实现海洋石油支持船动力定位模块中的推力分配子功能,提出在现有航海模拟器的基础上升级添加动力定位模拟器模块,研究其中的推力分配方法及实现。利用伪逆法进行推力分配,采用动态链接库技术完成Matlab仿真代码转化,联合QT界面形式完成软件功能模块设计,通过软件实时对控制力向量进行推力分配计算并显示。研究结果表明,该推力分配子功能模块能够有效并快速进行推力分配计算,可以作为子功能集成于现有航海模拟器中。     

基于xPC和反射内存网的半实物仿真

为了实现仿真系统的快速原型化以及保证群设备间的强实时性通信问题,提出了基于"xPC目标+反射内存网"的解决方案.介绍了基于xPC目标的半实物仿真系统设计过程,解决了xPC目标环境下利用反射内存技术构建高速实时网络的关键技术问题,测试了单点xPC目标的实时性和多点xPC目标间的反射内存网实时性.在某末制导半实物仿真系统中的集成和试验,验证了基于"xPC目标+反射内存网"的半实物仿真系统的仿真实时性和仿真精度.     

激光快速成形系统计算机控制技术

基于激光快速成形系统的特点，研究了计算机控制系统的体系结构问题，提出了上下位机控制系统、单机控制系统和基于软件芯片控制系统三种结构，比较了各自的特点和应用对象；研究了软件关键技术；对数据处理和系统控制软件功能进行了详细讨论。     

基于VxWorks的实时通信模块设计

一种基于VxWorks操作系统的实时通信模块,以PC104开发板为硬件平台,软件基于VxWorks实时操作系统。利用以太网、ISA总线等通信方式实现内部信号处理模块与外部其他模块的信息交互。着重介绍了实时多任务的设计流程,设计实现了ISA总线方式的数据通信和单点对多点的网络通信模式。     

基于半导体激光器的快速成型能量源

针对快速成型技术中存在的问题，提出了一种可选址驱动的半导体激光器线阵能量源新方案．在计算机软件与硬件控制下，以带尾纤的低功率半导体激光器光纤输出端集成的方法设计和实现了选址驱动能量源线阵雏形．用两组半导体激光器光纤输出端线阵交错排列补偿以形成一维长度为10mm、宽度为0．25mm连续线阵能量源．该方案原理可行，为将来实现高功率半导体激光器阵列在快速成型技术中的应用提供了坚实的基础．     

实时全息用于强发光等离子体诊断的优势

为解决发光强、谱线宽、变化快等恶劣条件下进行现场显示实验的困难 ,基于作者的实验研究和理论分析 ,着重讨论了激光实时全息中的光强配合和全息光栅干涉滤波。指出除选频、检偏及空间滤波外 ,引入阶梯吸收板 ,适当调配物、参光的比例 ,尤其是干涉项的变通选用 ,可有效滤除干扰光、实时再现位相场分布、保证干涉图的质量 ,使实时全息仍可用于 Z- pinch(Z箍缩 )、DPF(稠密等离子体焦点 )等发光较强的高激发、高电离等离子体状态及迅变过程的诊断研究 ,且颇具优势。     

手持电子导游系统的设计与实现

本系统以Sitsang板为载体，移植了嵌入式Linux系统，利用其强大的外置设备和扩展接口，采用Motorola的MC68HC908AP64单片机做红外信号发射控制端，终端通过接收特定的红外遗讯信号实现景点定位，完成景点的音频和视频介绍。利用GI，RS模块实现主机端与移动终端之间的交互通信。本系统已准确的实现旅游景点定位、音视频播放和主机与终端的无线通讯等功能。     

基于Beckhoff的瓷砖铺贴机器人控制系统设计

为促进建筑行业自动化发展,针对瓷砖铺贴工艺对机器人技术、定位技术及高速、高数据处理性能及实时坐标记录的需求,提出了基于Beckhoff嵌入式PC控制系统的瓷砖铺贴机器人控制系统。设计了针对机器人、移动平台、激光测距传感器、真空吸盘的综合控制系统,该控制系统利用激光传感器实现瓷砖空间定位,真空吸盘实现瓷砖抓取放置动作,移动平台扩大瓷砖铺贴范围。Beckhoff嵌入式PC作为上位机与硬件通过对应数字量模块、RS232模块实现通讯。瓷砖铺贴实验结果表明:系统可实时记录瓷砖位置坐标,并能满足机器人实时控制的需求,验证了该系统在精度上可完全代替人工实现瓷砖铺贴工作,同时铺贴效率得到了大幅提高。     

高炉／回转窑煤粉喷吹自动控制系统

介绍了用于高炉/回转炉煤粉喷吹的自动控制系统,包括软硬件及网络配置和喷吹控制工艺。研究了无料位探测仪器的间接计量罐内煤粉方法,根据罐重减少与时间累积得到喷吹速度,再乘以周期数,得到每小时的煤粉喷吹量数据。针对由于喷煤速度计算时使用时间基数造成的喷煤速度控制出现异常现象,采用变化率限幅方法加以解决。