零部件的高精度形状与残余应力检测及智能装配技术

联系合作
智能制造与装备
成果单位: 北京科技大学
合作方式: 技术转让
所处阶段: 中试
关键词: 钢板带辊形测量零部件圆锯片机械臂航天器塑性成形机加工装配流程离散制造激光测量可拆马鞍架磁测应力电磁时效振动时效磁振复合刚柔耦合动力学仿真高精检测同步测量
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该成果得分:0

核心问题

该成果针对塑性成形加工、机加工、零部件装配等相关流程工业与离散制造业中的两大痛点问题:一是钢板带横向厚差及辊形的高精度、高效率检测难题,传统设备测量精度低、效率低;二是零部件残余应力的无损检测及消减技术不足,影响零部件后续使用性能。

解决方案

研究团队开发了高精度、高效率的带钢横向厚差检测仪和辊形仪,采用激光位移传感器提升测量精度,通过直线电机与同步带实现高效测量,同时设计可拆卸式马鞍架,结合激光位移传感器和和差补偿方法,同步检测轧辊辊温和辊形。此外,提出基于磁弹效应的残余应力检测方法,开发相应传感器实现无损检测,并创新性地提出磁振复合时效消减技术,有效消减残余应力。针对复杂系统,开发了刚柔耦合多体系统动力学仿真分析程序,解决柔性零部件大变形和复杂非线性接触碰撞问题。

竞争优势

该技术成果显著提升了钢板带横向厚差及辊形测量的精度和效率,实现了零部件残余应力的无损检测与高效消减,具有显著的经济效益和社会效益。其创新性提出的磁振复合时效消减技术和刚柔耦合多体系统动力学仿真分析程序,为智能装配分析和在轨捕获技术提供了有力支持,增强了技术的竞争力和创新性。目前该技术处于中试阶段,未来具有广阔的应用前景。

成果公开日期

20240114

所属产业领域

交通运输、仓储和邮政业

转化现有基础

开发出了钢板带横向厚差检测仪,辊形仪,以及基于磁测法的残余应力检测装置和电磁时效、振动时效以及磁振复合时效的残余应力消减技术。可应用于塑性成形加工、机加工、零部件装配等相关流程工业与离散制造业。

转化合作需求

较为成熟的技术产品拟进一步推广使用。结合新的应用场景的技术需求,将研究团队技术推广应用。

转化意向范围

仅限国内转让

转化预期效益

待定

项目名称

中关村“火花”活动

项目课题来源

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

摘要

研究团队开发出钢板带横向厚差检测仪,辊形仪,以及基于磁测法的残余应力检测装置和电磁时效、振动时效以及磁振复合时效的残余应力消减技术。具体装备与技术如下: 带钢横向厚差现有的检测设备只能实现单点测量,沿板宽方向测量点数目有限,测量效率低。研究团队设计了带钢横向厚差高精度和高效率测量方案,采用高精度的激光位移传感器,提高检测精度,采用直线电机与同步带实现高效率测量。 目前传统辊形仪马鞍架笨重且采用差动位移传感器,传感器测量精度低,且没有同步测量轧辊温度,导致辊形测量精度不高且使用不便。针对此,研究团队分别针对不同辊径的辊形测量需求,设计了可拆卸式马鞍架,并使用激光位移传感器提高测量精度,通过和差补偿方法同时检测轧辊辊温及辊形,进行精确测量。 针对零部件等的残余应力检测需求,提出基于磁弹效应的残余应力检测方法,并自主开发相应的传感器,可实现钢板带残余应力的无损检测,相关技术也可推广至圆锯片等薄板了二维零件残余应力的检测。 钢板或零部件内的残余应力会影响零部件的后续使用,因此残余应力的时效消减技术重要且必要,研究团队在掌握了传统的电磁时效和振动时效消减技术的基础上,创新性提出了磁振复合时效的消减技术。 针对机械臂、航天器等复杂系统,自主开发了刚柔耦合多体系统动力学仿真分析程序,能够处理柔性零部件的大变形问题和复杂非线性接触碰撞问题。相关技术可应用于智能装配分析和在轨捕获技术。 上述技术可应用于塑性成形加工、机加工、零部件装配等相关流程工业与离散制造业。

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