【摘 要】
：
在曲面结构的搅拌摩擦焊中,焊接温度是影响接头连接质量的关键因素,通过匹配工艺参数组合可以实现对焊接温度峰值的调控。本课题利用无匙孔搅拌摩擦焊（Non-keyhole friction stir welding,N-KFSW）技术进行典型曲率结构的焊接,基于测温试验和温度场模拟的协同获取不同工艺参数组合下的温度峰值,进而结合神经网络和智能算法匹配工艺参数以调控温度峰值,保证不同曲率结构在N-KFSW
【基金项目】
：
“国家自然科学基金”（51874201）； “广东特支计划”（2019TQ05C752）；
论文部分内容阅读
在曲面结构的搅拌摩擦焊中,焊接温度是影响接头连接质量的关键因素,通过匹配工艺参数组合可以实现对焊接温度峰值的调控。本课题利用无匙孔搅拌摩擦焊（Non-keyhole friction stir welding,N-KFSW）技术进行典型曲率结构的焊接,基于测温试验和温度场模拟的协同获取不同工艺参数组合下的温度峰值,进而结合神经网络和智能算法匹配工艺参数以调控温度峰值,保证不同曲率结构在N-KFSW过程中的焊接温度峰值,使得接头的拉伸强度一致。温度场模拟结果表明,曲率、转速和焊速对焊接温度影响明显。当其它条件不变时,温度峰值分别随曲率的减小、转速的提高和焊速的降低而升高。当曲率、转速或焊速单独改变时,N-KFSW接头的温度场变化规律相同,仅是温度峰值有所不同。本课题以蚁群优化（Ant colony optimization,ACO）算法和径向基（Radial basis function,RBF）神经网络为基础,构建了以温度峰值、曲率、转速为输入,焊速为输出的参数匹配模型。同时,为了提高ACO算法的收敛速度和模型的预测性能,提出了改进蚁群优化（Improved Ant colony optimization,IACO）算法。ACO-RBF参数匹配模型的测试精度达到97.4%,而IACO-RBF参数匹配模型的测试精度可以达到99.5%。本课题以391.6℃的温度峰值为例,利用IACO-RBF模型为曲率为0.625 m-1、0.833m-1和1.25 m-1的曲面结构进行参数匹配,匹配结果分别为98 mm/min、96 mm/min和94mm/min。通过验证试验对该模型的可靠性进行分析,结果表明:各曲面结构件N-KFSW的温度峰值分别为396.3℃、395.4℃和397.8℃,且上述温度峰值作用下的搅拌区宽度、搅拌区晶粒大小、硬度和抗拉强度均基本一致。
其他文献
第一次世界大战期间，大约有9.5万名英招华工在法国为英军工作。英招华工从中国前往法国的运输分为东西两条路线，有大约8.5万名英招华工是从东线前往法国的。东线运输从中国威海和青岛出发，东渡太平洋到达加拿大的西海岸，再通过铁路运输穿越北美大陆，然后再从加拿大的哈利法克斯东渡大西洋，到达英国的利物浦，之后换乘火车到达英国的福克斯通。从福克斯通华工再乘船渡过英吉利海峡前往法国的港口布伦。全程大约2.2万至
结构轻量化设计一直以来都是国内外学者们研究的热点问题。结构轻量化的目的是在保证结构件使用安全的前提下,使用尽可能少的材料来达到同样甚至更好的受力效果。在结构件初始设计过程中,拓扑优化可以让工程师通过给定材料的体积比,从设计域中去除不必要的材料,从而得到质量更轻、强度上满足要求的新结构。然而,目前的拓扑优化算法多是以每个单元的密度作为变元,从而逐个考察单元的“生”、“死”,这需要不断去除低效材料单元
随着新能源产业的快速发展,电动飞机应运而生。驱动系统是电动飞机的心脏,其可靠性直接影响电动飞机能否安全可靠地飞行。对驱动系统进行可靠性分析研究,找出潜在的设计漏洞和薄弱环节,可为电动飞机可靠性水平的持续增长提供设计依据。本文针对电动飞机永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）驱动系统,在系统可靠性建模与仿真、反馈环处理和组件重要度评估等方面进行
在飞行过程中,飞行器机翼质量的改变会引起结构模态属性的变化,尤其是对于某些质量突然变化的情形（例如外挂物释放）,结构的低阶固有频率会发生大的跃迁,直接影响到机翼的颤振速度和颤振频率。并且,在受到外激励作用时（例如阵风）,机翼上各点的动态响应也将发生大的变化。本文基于弯扭组合梁元和片条理论建立了大展弦比直机翼的颤振模型,并基于薄机翼平板模型建立了大型运输机机翼的颤振模型和阵风响应模型,分析外挂物质量
由于Si可以与镁合金中的Mg结合,生成耐高温、强度大的Mg2Si相,而被越来越广泛的应用于提高镁合金高温性能。但是,但传统铸态下的初生与共晶Mg2Si组织形貌粗大,严重制约了其在工程上的使用。因此,改善初生和共晶Mg2Si相的尺寸和形貌成为一个关键问题。本文基于Ba、Nd、La对Mg-3Si-4Zn镁合金的变质处理,通过OM（OLYMPUS）、SEM（SIGMA）、EDS（X-Maxn）、XRD（
随着先进技术及制造技术的发展,飞机装配工装技术已经从主要以人工、半机械的装配方式改为机械、自动化装配的发展过程,飞机的装配技术已经成为了国内外飞机制造业的科技焦点。飞机在整个飞机制造过程由于其零件多、对精度要求高和个别飞机部件的尺寸大等原因,使得装配飞机零部件时间约占整个飞机制造过程的半成。因此,提高装配的质量与效率成为飞机制造业的首要问题。本文对飞机制造技术的研究内容与研究背景进行阐述,在此基础
随着航空工业的蓬勃发展,飞机对复合材料的强度、刚度、热稳定性等性能的要求越来越高。目前,高效制备基于碳纳米管（CNT）的玻璃纤维增强聚合物（GFRP）复合材料,优化层间断裂韧性以及防止其分层是国内外学者研究的热点,也是本文贯彻始终的研究重点。飞机从起飞到降落的过程中,其表面环境温度在高低温之间来回变化,而温度的急剧变化将使飞机上复合材料的性能面临严峻考验,这种由温度变化带来的影响也是本文关注的焦点
近年来,日益严重的抗生素污染已经对人体健康和生态安全构成了严重威胁。本论文选择两种典型抗生素阿莫西林（Amoxicillin,AMX）和磺胺氯哒嗪（Sulfachlorpyridazine,SCP）作为研究对象,首先采用溶剂热法和程序升温法合成了一系列锆基金属有机骨架（Zr-MOFs）和ZrOx/碳复合材料,进而考察了这些合成材料对低浓度目标污染物的吸附性能,探究了吸附机理,最后研究了环境因素对去
随着玻璃纤维复合材料（GFRP）在航空领域应用的扩大化,将不可避免地面临各种特殊环境因素的挑战,在飞行安全性方面对GFRP性能提出了更高的要求。目前研究结果显示,碳纳米管因其多孔结构易与树脂结合形成增强界面,同时可以在材料内部引入大量微观界面,能够提高GFRP的力学性能和阻尼性能。因此本文将碳纳米管制作成增强薄膜预埋在GFRP层间,并与炭黑薄膜进行对比,研究低温循环后和盐雾条件下两种增强薄膜对GF
搭接接头作为搅拌摩擦焊常见的接头形式,在航空、航天、船舶等领域广泛应用。在常规锥形全螺纹搅拌针的作用下,搅拌摩擦搭接焊（Friction stir lap welding,FSLW）过程中搅拌区的材料在搅拌针尖端积聚并产生材料集聚区,使搭接界面向上迁移,不利于接头拉剪强度。鉴于此,本文从改变材料集聚区位置的角度出发,设计了阶梯形正反螺纹实心搅拌针与外凸涡状空心搅拌针,并以2A12-T4铝合金为对象