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[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
王国磊 伊强 缪东晶 陈恳 王力强
为了解决传统机器人喷涂模型在喷涂工艺参数改变时会失效的问题,该文将喷涂工艺参数作为模型变量,研究多变量喷涂模型的建模方法。首先,提出了一种基于β分布的涂层生长速率函数,并通过对其进行积分推导出涂层厚度分布方程;其次,通过分析、拟合喷涂实验数据,分别建立喷枪流量、喷涂距离与涂层生长率最大值的关系式,以及喷枪流量、空气压力与喷幅宽度的关系式,并将其代入到涂层厚度分布方程中,建立了以5种常变喷涂工艺参数为自变量的涂层厚度分布泛化模型;最后,通过实验对模型进行验证。结果表明:该模型能够根据工艺参数的变化预测相应的
[期刊] 林业科学
[作者]
李博 张占宽
【目的】分析木门旋杯式静电喷涂表面漆膜厚度及均匀性的影响因素和作用机制,为旋杯式静电喷涂技术在木门涂装领域的应用提供理论基础。【方法】利用数值计算方法,建立木门旋杯式静电喷涂漆膜厚度理论模型,分析喷枪垂直方向移动速度、木门进给速度、喷枪水平方向移动行程和喷枪垂直方向移动行程、喷枪间距等工艺参数对于木门表面漆膜厚度及均匀性的影响规律。【结果】喷枪垂直方向移动速度对漆膜厚度平均值的影响较小,但是对漆膜厚度标准差(均匀性)有一定影响,且漆膜厚度标准差与喷枪垂直方向移动速度不呈线性关系;木门进给速度对漆膜厚度平均值的影响较大,但是对漆膜厚度标准差的影响较小;随着喷枪水平方向移动行程增加,漆膜厚度平均值先增加后逐渐趋于稳定,漆膜厚度标准差先减小后逐渐趋于稳定;喷枪垂直方向移动行程对于漆膜厚度平均值及标准差均有较大影响;喷枪间距对漆膜厚度平均值的影响较小,但是对漆膜厚度标准差有一定影响,且漆膜厚度标准差与喷枪间距呈周期性变化关系。【结论】木门旋杯式静电喷涂漆膜厚度理论模型能够预测木门静电喷涂后表面的漆膜厚度及其标准差,可为木门旋杯式静电喷涂设备运行参数的优化提供理论指导。
关键词：
木门 静电喷涂 漆膜厚度
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
马跃进 籍国宝
应用正交试验方法对液体喷砂工艺参数对喷砂粗化效果的影响进行了试验研究。结果表明，采用优化的工艺参数对钢件表面进行液体喷砂粗化，粗化表面质量接近美国腐蚀工程师协会的标准，可满足高硬度零件热喷涂前的粗化处理要求。
关键词：
液体喷砂 热喷涂 结合强度 工艺参数
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
王煜天 张瑞杰 吴军 汪劲松
面向汽车修理厂的汽车补漆应用需求,该文提出一种由3自由度并联机构、旋转关节和移动小车组成的喷涂机器人.基于运动学模型,利用虚功原理推导了3自由度并联机构的动力学模型.考虑动力学模型中重力项影响,构造面向动力学性能波动评价应用的波动衡量惯性矩阵,提出动力学性能波动评价的全域指标,并通过不同几何参数和惯性参数下机器人驱动力矩变化来验证评价指标的有效性.动力学性能波动指标可以直观地反映机器人在工作空间中动力学波动情况,可以应用于机器人优化设计与控制.
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
华霄桐 张思敏 刘兴杰 陈志良 王国磊 陈恳
喷涂轨迹优化是保证最终涂层高质量的重要环节,直接作用于涂层的成形过程。该文针对平面喷涂提出一种轨迹优化方法,通过互补喷枪模型的优化求解,实现高效、高质量的平面喷涂,并在此基础上针对NURBS (nonuniform rational B-spline)自由曲面喷涂,受启发于绘画时人们采用不同尺寸的画笔描绘不同精细程度的物体,提出可变尺寸画笔的喷涂概念,利用喷涂距离的变化实现喷幅尺寸大小的变化,同时利用变速喷涂,增强喷涂优化方法对各种复杂曲面的处理能力。通过仿真与实验验证,该文提出的方法喷涂平面时,膜厚均匀度损失了1.64%,而漆料利用率提升了13.54%;喷涂自由曲面时,膜厚均匀度由31.68%提升到4.79%。实验结果验证了该文提出方法的有效性。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
曾伶 陈丽梅 李强
基于涂层显微硬度和磨损抗力,利用正交试验设计方法对45号钢基体表面等离子喷涂Al2O3-13wt.%TiO2(AT13)涂层的工艺参数进行优化.在保持喷涂距离80 mm、送粉量2.4 kg.h-1的条件下,研究了工艺参数主气流量(氩气)、电弧电流、电弧电压对涂层性能的影响.结果表明,主气流量是影响涂层组织、性能的最主要因素,电流、电压次之.在本试验条件下,喷涂AT13陶瓷涂层的优化工艺参数为:主气流量45 slm,电流550 A,电压65 V.
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
冯琛 童宏拓 王豪清 刘昌杰 钱俊
为探究喷涂过程中喷头的状态和运行参数对涂层厚度性能的影响,自制了自动喷漆试验装置(喷漆枪型号:WA-101-082P),采用聚氨酯(PU)木器漆,通过调节喷头与工件之间的喷涂距离、喷头喷射方向与工件表面的角度及喷头相对工件的运行速度(3因素3水平正交试验)对36块尺寸大小为800 mm×200 mm×15 mm中密度纤维板(MDF)试件表面进行试验喷涂工艺处理,对漆膜厚度、漆膜表面粗糙度和性能进行了分析。得出以下结论 :当空气压力为0.28 MPa时,在喷涂距离为250 mm,喷头角度为30°,运行速度为
[期刊] 林业科学
[作者]
杨春梅 刘彤彬 马亚强 丁禹程 王金聪 胡松 宋文龙
【目的】探究木材喷涂喷头结构参数对喷口速度v_(2)、漆雾扩散角度γ和漆雾均匀性λ的影响，求解喷头最优结构参数，提高木材喷涂效率和喷涂效果。【方法】基于雾滴碰撞、聚集和积累理论初步探究v_(2)、γ和λ的影响因素，将优化参数设为原始喷头的7项关键内部结构参数，包括内壁倒角β、三段管道内壁长度L_(1)至L_(3)和三段管道内壁直径d_(1)至d_(3)，利用Design Expert 设计7因素3水平3指标的BBD响应曲面试验，探究各结构参数对v_(2)、γ和λ的影响显著性。BBD试验各组结果由3部分仿真获得，采用k-ε模型的喷头内部流场仿真试验，采用KHRT模型的高压平口雾化仿真试验。应用Image J测定漆雾扩散角度，应用Python通过“雾滴撒点法”完成对每组雾化仿真结果的均匀性标定，利用多目标优化方法求解喷头最优结构参数，并通过仿真喷涂和实机喷涂验证其喷涂效果。【结果】 BBD响应曲面试验结果表明，7项关键内部结构参数对指标的影响十分复杂，但3项指标v_(2)、γ和λ回归显著（P≤0.000 1），多目标优化下的理论最优漆雾扩散角度为21.28°、最优均匀度为3.053；最优喷头的喷涂仿真试验表明，优化后喷口速度v_(2)由35.8 m·s~(-1)升至107 m·s~(-1)，漆雾扩散角度γ由16.74°升至21.09°（与理论相差0.883%），漆雾均匀性λ由3.62升至3.03（λ越小代表越均匀，与理论相差0.751%）。在木材喷涂实机试验中，优化前后木材喷涂试样漆厚标准差由21.71 μm降至17.74 μm，单面喷涂时间由6.2 s降至5.5 s，单面喷头移动行程由3 255 mm降至2 887 mm。【结论】基于“雾滴撒点法”的漆雾均匀性评判标准以及基于RSM和多目标的喷头结构参数优化方法可对木材喷涂喷头优化设计提供一定参考，对提高木材喷涂漆面均匀性和木材喷涂效率具有一定效果和帮助。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
关立文 赵肖 王立平
铣削层厚度模型很大程度上影响着铣削加工瞬时铣削力计算精度,在每齿进给量较小情况下能较好地反映铣削层厚度的瞬时变化,但在每齿进给量较大情况下铣削层厚度计算精度不足。该文分析铣削刃随刀具旋转和工件进给的运动规律,建立铣削刀具次摆线轨迹模型,给出铣削起始角和终止角,提出一种基于次摆线轨迹的铣削层厚度模型。通过与现有圆弧模型和等效均匀厚度模型对比,结果表明:该模型在不同每齿进给量下均能保证较高准确性。
关键词：
铣削层厚度模型 次摆线 刀具轨迹
[期刊] 林业科学
[作者]
黄彪 吴新华 卓方银 周茂福 王正旺
对表面涂层活性炭的制造工艺及配方和产品性能参数进行了研究，通过正交试验找出了较佳配方：表面涂层剂１９份，水７０份，稳定剂７份，粘结剂１２份。由较佳配方所研制的表面涂层炭若原料炭的碘值为６８０．６ｍｇ／ｇ，吸苯率为１７．７％，则制得的表面涂层炭性能为：碘值６５２．３ｍｇ／ｇ，吸苯率１７．９％，炭粉减少率９８．８％；若原料炭的碘值为１０２０．３ｍｇ／ｇ，吸苯率为３２．２％，则制得的涂层炭性能为碘值９８１．ｌｍｇ／ｇ，吸苯率３０．８％，炭粉减少率９８．５６％。本表面涂层技术工艺简单，易于操作，不影响炭的吸附性能，且成品炭表面光滑，触手后不变黑，不易磨损，性能稳定，因此扩大了活性炭使用性能及应用范围。
关键词：
活性炭,表面涂层,着色,包裹
[期刊] 工业工程
[作者]
彭辉 赵宁 孙阳君
采用数字孪生技术对货到人拣货机器人系统RMFS(the robotic mobile fulfillment systems)进行研究,提出了针对RMFS系统的数字孪生模型构建方法并给出了数字孪生实例。实验数据表明,所构建的数字孪生系统可更好地描述RMFS系统AV(automatic vehicle)死锁和冲突的规律,可方便地随物理RMFS系统重构而重构,实现系统共生。数字孪生系统可为更好地理解RMFS系统内在规律,指导电商企业更好地使用RMFS系统提供帮助。
关键词：
数字孪生 RMFS 仿真 优化
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
张思敏 王国磊 于乾坤 华宵桐 宋立滨 陈恳
研究喷涂工艺参数与雾锥角的关系可为建立准确喷枪模型提供重要依据,但传统的直接测量喷幅尺寸的实验方法很难获取足够的实验数据。为了解决这个问题,该文提出并实现了一种雾锥角测定方法,通过截取雾锥图像的特定边界计算雾锥角。基于该方法,对控型空气压力、雾化空气压力和涂料流量与雾锥角的关系进行了系统的实验研究,通过分析发现如下规律:扇形空气压力与长轴雾锥角正相关,与扇形空气压力负相关;雾化空气压力与长短轴雾锥角、喷涂流量均正相关,且与扇形空气压力之间存在耦合关系;喷涂流量对雾锥角影响相对较小。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
王曦梓 韩英 赵微微 张洪玉
聚电解质是广泛应用于医疗领域的一类高分子聚合物,该文从多方面对聚电解质润滑涂层进行了系统的概述。首先,基于聚电解质刷原理、水合润滑原理对聚电解质润滑涂层的润滑机理展开介绍,并对聚电解质进行了分类。其次,介绍了聚电解质与基底的多种结合方式,包括物理法、偶联接枝法和引发接枝法等,并对引发接枝法进行了详细的讨论,为设计聚电解质润滑涂层提供参考。最后,对聚电解质润滑涂层在医疗领域的应用进行了阐述,并对其未来发展提出了展望。
关键词：
聚电解质 润滑 医疗应用 接枝
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
邱豪楠 刘威 唐悦 王胡军 郑靖
仿生超滑涂层因具有优异的拒液性、自愈性和高压稳定性，在防污、抗黏附和防结冰等应用领域受到广泛关注。将润滑油注入多孔基体获得的注液超滑涂层或在光滑平面接枝润滑分子获得的类液体超滑涂层均可获得上述优异性能。然而，超滑涂层面临润滑层易损耗、机械稳定性不足等问题，在实际应用中仍存在一定局限性。该文在总结注液超滑表面仿生设计原理的基础上，详细介绍了注液超滑涂层和类液体超滑涂层的特点与研究进展，并指出当前面临的问题。此外，从高可靠性、长寿命超滑涂层的优化设计制造角度，评述了超滑涂层的发展趋势。
[期刊] 林业科学
[作者]
杨忠 张毛毛 刘亚娜 吕斌 孙学东
木材表面的涂层在光照、水分和氧气作用下易发生分解,导致涂层失效,丧失其装饰和保护功能。判断木材涂层是否失效,分析木材涂层失效的形式、程度、机制以及预防和早期检测木材涂层失效,已经成为木材与涂料科学家们关注的热点。目前,国外已经有了较多关于木材涂层失效的研究,而我国对木材涂层失效形式、机制及预防方面的研究甚少。本文重点对近几十年来国内外有关木材涂层失效的形式、机制及分析方法的研究进行了综述,旨在为我国木材涂层失效的快速评估、有效预防与延缓以及户外木材专用涂料的研发和评价提供科学依据。
关键词：
木材 涂饰 涂层失效 失效行为
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