二辊矫直机矫直精度及实验研究

在充分考虑二辊矫直机生产工艺特点的基础上,从矫直基本原理入手,根据弹塑性弯曲理论,应用迭代法计算了轧件一次弯曲矫直时的弯曲力矩和相应的反弯曲率,计算给定方案下形成的残余曲率,给出了矫直精度的数学模型.对于一定的矫直方案,提出了矫直精度计算方法.提出了二辊矫直机调角方法,并对二辊矫直机角度参数进行了相应的模拟与计算,理论与实验比较一致,具有进一步的应用推广价值.     

辊式矫直机矫直辊的弯辊模型

将板材在辊式矫直机矫直辊作用下的弯曲,假设为由压下机构作用的弯曲和由弯辊机构作用的弯曲共同作用的结果·根据梁的弹塑性弯曲理论,通过把板材弯曲当作梁的弯曲,并考虑到矫直机在入口处的压弯量,通常使板材弯曲时塑性变形层高度占厚度80%,认为经弯辊作用后塑性变形层高度增加了5%～15%,利用梁的弯曲挠度,建立不同弯曲的弯辊模型,求出了矫直辊的弯辊量·理论计算的弯辊量与实际设定值结果吻合,证明该弯辊量设定模型具有实际应用价值·     

考虑包辛格效应的辊式矫直截面反弯特性

基于弹塑性弯曲基本原理,以板材进入矫直机后经历的第2次弯曲为例,建立考虑包辛格效应影响程度(KBa)的辊式矫直复杂弯曲力学模型。采用该模型计算KBa对第2次弯曲时M-C关系和ξ-C关系及残余应力的影响,证明辊式矫直过程中经历多次弹塑性弯曲的截面反弯特性受材料包辛格效应的影响,而且随着材料强化系数的增大,截面弯曲特性所受影响越显著。最后计算相同矫直工况下,KBa不同的材料的残余曲率,得到材料KBa对于残余曲率的影响。研究结果表明:强化系数较大(η0.01)的材料进行矫直仿真时应考虑包辛格效应,在实际生产中确定工艺参数时需要首先确定材料的KBa。     

利用塑性5ε_t与中性层偏移的二辊矫直辊型设计方法

为了提高棒材二辊矫直机的矫直精度,依据棒材矫直工艺特点和矫直辊磨损区域分析,提出了"凹三凸二"的矫直辊组合形式及辊型设计方法。在辊型设计过程中,根据棒材矫直的实际变形规律,提出了塑性5εt矫直应力应变拟合原则,更加准确地描述了棒材矫直变形的应力应变关系;结合微元法对矫直棒材内部金属的受力状态及中性层偏移进行分析,推导出了含有硬化系数与中性层偏移的新弯矩比公式。在此基础上,通过对矫直力与辊面磨损关系以及残余应力和弹性芯对隐患挠度影响的综合分析,精确给出了矫直不同规格棒材时辊腰段的反弯曲率比范围,从而能最大限度地降低辊面磨损,克服因残余应力回复而导致矫直质量不稳定的缺陷。基于上述理论和方法,给出了具体设计实例,并对矫直过程进行了数值模拟分析,给出了矫直过程中影响棒材矫后精度的各参量状态。结果表明:设计辊型的残余直线度为0.64mm/m,隐患挠度为0.202 4mm/m,预测弹复后直线度小于0.85mm/m,从而显著提高了棒材的矫后精度及其稳定性,同时也验证了该设计理论与方法的正确性及有效性。     

H型钢变辊距矫直的研究

讨论了辊距变化对各辊矫直力的影响：推导出了辊距变化情况下的各弯曲单元辊距与变形量之间的协调关系式：为实际生产确定变辊距矫直压下规程提供了理论依据。     

轨梁辊矫过程矫直力波形分析与工程算法

针对辊式矫直机常规理论计算方法的缺陷及矫直力实测中难于直接测量辊系中所有辊子矫直力的困难，通过对国内首台巨型1 300矫直机矫直力的工程测试和上排辊矫直力的波形分析，按压力阶梯（矫直力分量）剖析了矫直力和矫直过程，揭示了超静定矫直力系的建立过程和各辊矫直力之间的力学关系，拟定了矫直力系和矫直力分量的分割单元测量原理和总体便捷的工程测试方法，给出了以矫直力矩和压力阶梯表示的矫直力通式及其工程算法，并提供了计算工-56及轨-50矫直力的诺模图。这种确定矫直力的原理和方法，可供各种重型辊式矫直机工程应用。     

H型钢变辊矩矫直的研究

讨论了辊距变化对各辊矫直力的影响；推导出了辊矩变化情况下的各弯曲单元辊蹉 与变形量之间的协调关系式；为实际生产确定变辊距矫直压下规程提供了理论依据。     

大直径棒材二辊矫直机辊形研究

采用瞬间冲压模型的方法,求得具有一定原始挠度的大直径棒材刚好矫直所需的弯曲挠度,将其结合大直径棒材二辊矫直过程进行理论分析,得出一种合理的辊形设计方法,该结果可以为理论研究及实际生产提供指导。     

存在反弯变形时管(棒)材矫直机辊面的确定

近年来,不少同志在假定被矫直的管(棒)材在矫直过程中是理想园柱体的条件下,自不同角度推导了斜辊矫直机辊形曲面方程式。但实际上,为了矫直必须反弯,所以在矫直过程中的管(棒)材,不是园柱体而是环形体。为了使辊形曲面计算接近于生产实际,我于80年初曾发表了管(棒)材反弯轴线是园弧情况的确定辊形曲面的方法[1]。但更进一步分析就可发现,一般说来反弯轴线并不是真正的园弧,而是一条比较复杂的平面曲线。为了使问题更深入一步,而且具有实际意义,有必要考虑反弯轴线在直轴线方向是任一单值平面曲线时辊形曲面的确定方法。     

矫直过程截面复杂反弯的应力分布与反弯特性解析

为了深入研究和认识辊式矫直过程中截面的反弯特性,研究存在弹塑性弯曲历史的截而弯曲过程,采用工程弹塑性力学基本理论,建立合理的辊式矫直复杂弯曲力学模型.解析证明经历二次反弯的截面应力形式应当由两次弯曲参数构成的平面方能进行描述,二次反弯过程截面的弯矩(M)与曲率比(C)的关系实际为包含两次弯曲的2个弯曲参数的复杂函数.通过对经历二次反弯的截面应力分布与反弯特性的解析,证明辊式矫直过程中经历多次弹塑性弯曲的截面受变形历史的影响,其应力分布函数及M-C关系都不再是简单关系,而是包含全部弯曲历史参数的复杂函数形态.解析结果表明:辊式矫直过程中经历二次反弯的金属条材截面弹性极限弯矩值下降,弯曲所需弯矩减小,弯曲回弹比增大,工程应用时应对相关工艺参数进行相应调整.     

纵向平面缠绕壳体几何参数的优化设计

利用网格理论和微分几何学分析了纵向平面缠绕规律，讨论了主曲率与缠绕角的关系，系统地推导出了纵向平面缠绕壳体的优化结构曲线的微分方程及其数值解的递推公式和缠绕角公式。     

套索驱动柔性机械臂设计与研究

针对刚性机械臂在狭小环境下运行困难、操作难度较大等问题,提出一种仿生象鼻的柔性机械臂.采用分段常曲率的假设对连续体进行分段处理,搭建连续体动力学模型;代入每段套索长度、弯曲角度等变量数据进行动力学仿真,绘制连续体三维模型;改变弹簧长度、弹簧刚度、套索协调方式,对柔性机械臂的机构进行仿真,确定模型的材料要求;搭建样机进行弯曲缠绕试验.仿真与试验结果表明,以弹簧、套索为核心的柔性机械臂可在较短时间内实现360°弯曲,完成弯曲缠绕动作.     

漆包线缠绕缺陷的实时检测与修正方法研究

针对线圈绕线设备在进行高精度绕线作业时,容易出现间隙错误、搭接错误等缠绕缺陷问题,为提高线圈绕制质量,提出了一种实时检测线圈缠绕过程中出现不同绕制状态并进行修正的方法. 该方法在分析线圈的绕制特点基础上,给出了漆包线缠绕缺陷的实时检测算法,并设计了相应的视觉检测系统和绕线设备的控制系统. 该方法基于1×3模板提出了对预处理后的效果图轮廓点的提取算法;基于轮廓点拟合的绕制状态检测给出了修正方法,从而实现了线圈绕制状态的实时检测,并根据视觉实时检测结果修正错误的绕制状态. 通过视觉检测系统稳定性试验、系统准确率试验和正交试验的验证,该方法明显增加了线圈绕制的紧密性,使线圈绕制成品的生产效率及质量得到了有效提高.      

三相异步电动机谐波起动转子绕组的研究

究了一种用于谐波起动的转子绕组，该转子绕组由起动和运行两套绕组组成．这种绕组取消了电刷和集电环，具有起动品质因数高、结构简单、运行可靠、维护方便的特点，是一种新型的高起动性能的异步电动机转子绕组     

预应力模具钢带缠绕张力控制

综述钢带缠绕模具缠绕张力控制系统的背景和发展状况,分析缠绕张力控制系统结构和缠绕张力建模方法,论述缠绕张力控制策略以及缠绕张力控制算法.结合钢带缠绕张力控制中的变张力、大张力的特点和目前张力建模的缺陷,提出综合考虑放卷与缠绕的建模思想,对钢带缠绕变张力控制策略和控制算法提出新的见解和观点.     

化纤长丝紧密精密卷绕的控制技术

所讨论的紧密精密卷绕是在分析研究逐段精密卷绕基础上得出的一种新型卷绕控制规律。论述了这种紧密精密卷绕的基本原理、紧密精密卷绕参数的选择方法,并介绍了在化纤长丝纺丝机上实现紧密精密卷绕的单片微机控制系统。     

无刷双馈调速电机的谐波磁场分析

针对无刷双馈电机绕组的特殊性,将定子功率绕组分别与转子笼型绕组的磁场耦合,以产生转子电流,分析了定子功率绕组、控制绕组和转子绕组电流产生的谐波磁场,以及定、转子3个绕组电流所产生的各次谐波磁场及各次谐波磁场之间的相互作用,为无刷双馈电机的设计及其谐波分析提供了理论依据．     

基于环绕数约束模型的轮廓识别算法研究

为了解决当前图像轮廓识别算法中由于区域标记和轮廓标记性质不同,导致难以将多标记融合识别技术应用于图像轮廓识别中的问题,本文提出了一种基于环绕数约束的能量最小化模型,用以精确识别目标轮廓.在这种模型中,区域标记(如颜色和纹理均匀性)和轮廓标记(如局部对比度和连续性)通过一个目标函数进行描述,实现多标记融合识别.首先,将环绕数作为约束,将其引入到能量最小化模型中,得到区域标记与轮廓标记的线性约束;然后,对区域标记、轮廓标记以及曲率标记进行融合,实现对图像中目标轮廓的识别;最后,将能量最小化模型与标记相结合,通过比率能量函数对算法进行实例应用分析,验证算法的有效性.实验结果表明:与传统轮廓识别算法相比,所提算法具有更高的轮廓识别精度.     

基于深度学习的光纤收卷机器视觉自动检测技术

已有的光纤收卷检测方法的泛化能力和环境适应性均较差，无法应用于工业生产.提出基于深度学习的机器视觉方法对收卷过程中的收卷图像进行分类来解决光纤收卷问题.通过考虑光纤收卷时光纤间力的作用，建立了光纤收卷模型，提出了光纤收卷时排线机构的速度表达式.使用相机采集大量光纤收卷图片形成数据集，搭建并训练神经网络模型用于对收卷情况进行分类.通过实验验证，该方法对间隙状态的识别正确率在94.67%以上，叠线状态识别正确率为100%，检测速度高于实际生产绕线速度，是一种可以和控制系统相结合替代人工收卷并实现自动精密绕线的良好方法.     

逐段精密卷绕导纱机构控制系统的研究

逐段精密卷绕是一种最为先进的卷绕方式,本文从理论上分析了逐段精密卷绕的卷绕原理,并提出了应用单片机实现逐段精密卷绕的导纱机构控制系统。