材料成型控制工程基础 第一章

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材料成型及控制工程导论课件

材料成型及控制工程导论课件

产品质量。同时,智能化控制系统还可以实现生产过程的自动化和智能
化,大大降低劳动成本。
绿色制造与可持续发展
01
环保材料
随着环保意识的不断提高,使用环保材料已经成为制造业 的必然趋势。环保材料需要具备可循环利用、可降解等特 性,如生物降解塑料、再生能源等。
02 03
节能减排
节能减排是实现可持续发展的必要手段。通过采用先进的 制造技术和设备,可以大大降低生产过程中的能源消耗和 环境污染。如采用高效节能电机、优化生产线布局等措施。
案例四:建筑钢结构焊接变形控制技术研究
总结词
建筑钢结构焊接变形控制技术研究是材料成型及控制 工程领域中的一项重要应用,对于提高建筑钢结构的 质量和安全性具有重要意义。
详细描述
建筑钢结构是现代建筑中的重要结构形式,其质量和 安全性直接影响到建筑的整体性能和安全。为了提高 建筑钢结构的质量和安全性,需要对其焊接变形进行 控制。具体包括对焊接参数的选择、焊接顺序的安排、 焊接后的处理等环节进行精细的控制,以及采用先进 的检测和校正技术,如激光扫描、三维重构等,实现 建筑钢结构的高精度、高质量制造。
汽车制造业的发展趋势
随着科技的不断进步,汽车制造业也在不断发展,如智能化制造、数字化工艺、 绿色制造等技术的应用都将对汽车制造业的发展产生重要的影响。
航空航天领域
航空航天领域中材料成型及控制工程的应用
航空航天领域对于材料的要求非常高,需要具备轻质、高强度、高耐温等特性,而材料成型及控制工程技术的应 用可以满足这些要求。如钛合金、复合材料、高温合金等材料的制备都需要借助材料成型及控制工程技术。
03
工艺的研究,实现对材料性能的精确控制和优化。
材料成型及控制工程的发展历程与重要性

材料成型设备控制基础课件:绪论-

材料成型设备控制基础课件:绪论-
1、鍛壓過程的電腦監測。電腦通過感測器和介面電路採集、顯示和記 錄鍛壓過程參數,它只能為操作人員的決策、控制提供依據,而不 能自動控制生產過程。
2、通過介面電路和執行器件控制鍛壓過程參數,使生產過程能按事先 編制的程式和輸入的數據自動進行,從而得到符合要求的工件。
3、按照預先選定的目標函數(例如生產率最高、材料最省或功率消耗最 少等),對過程參數進行優化,使系統在最佳狀態下運行。
(3)逆變電源
逆變電源的組成
AC
DC
AC
DC
逆變電源的組成如圖所示,它具有許多優點,如抗干擾性強、功率消 耗小、體積小等,是目前科研人員普遍研究的電源,通過調節大功率 開關元件開關的占空比,可達到調節焊接電流If的目的。
CPU
D/A 轉換
量程極性 匹配電路
脈寬 調節器
驅動 電路
大功率 開關元件
2、不含觸發電路。 由CPU經並行介面的某些位直 接輸出觸發信號,經過由數字 電路組成的觸發信號分配電路, 分時觸發三個可控矽,並用定 時器進行定時。
(a)含觸發電路
(b)不含觸發電路 可控矽電源觸發電路
(2)電晶體電源

模擬式電晶體電源的組成
模擬式電晶體電源的微機控制
電晶體組工作線上性放大區,其焊接電流If可由模擬量Ug控制,該 模擬量可直接有微機通過D/A轉換介面輸出 。
常用的微機有單板機、單片機、可編程序控制器、個人 電腦等 。
微機控制弧焊電源
國外早有商品出售,如:ESAB公司的LAK500型微機控 制電源日本松下公司的PULSE MEMOR ZX系列電源,大 阪變壓器公司的AUTO 380超高頻逆變電源等。
國內已開發出多種產品,微機已由低檔的Z—80.6520等8 位機到MCS—51系列單片機,進而發展到MCS—96系列 16位單片機,焊接電源的微機控制最基本的是實現其調節 特性,即對焊接電源外特性的調節。焊接電晶體電源、逆 變電源。電源類型很多,從理論上講每種電源均可實現微 機控制。

材料成型自动控制基础雷毅版1

材料成型自动控制基础雷毅版1


有静差系统和无静差系统 集中参数系统和分布参数系统 现代高精度控制系统

1.3 对自动控制系统的基本要 求



在控制过程中,一个理想的控制系统始终应使其被控制量(输出) 等于给定值(输入)。但是由于机械部分质量、惯性的存在,电 路中储能元件的存在以及能源功率的限制,使得运动部件的加速 度受到限制,其速度和位置难以实现瞬时变化,而需要经过一个 过渡过程。 控制系统的暂态性能可以通过在输入信号作用下系统的过渡过程 (即暂态过程)来评价。 系统的暂态过程不仅与系统的结构和参数有关,还与外加输入信 号的形式有关
给定量 控制装置 操作量 控制对象 被控制量
图1.1-1 自动控制系统示意图

1.1.2 开环控制系统和闭环控制系统 开环控制系统:系统的输出量对系统无控制作用,或者说
系统中没有一个环节的输入受到系统输出的反馈作用
干扰 给定量 控制装置 操作量 控制对象 被控制量
图1.1-1 自动控制系统示意图

闭环控制系统



直流电动机M通过减速器驱动送丝导轮输送焊丝。电动机M的转 速取决于直流发电机G的输出电压。发电机G有两个激磁绕组W1、 W2,通过电位器Rw1供给一个给定电压Ug,在W1产生一个磁 通 1 ;W2由电弧电压Ua在W2中产生磁通 2 , 1 单独存在时,发电机G输出电压的极性使 两个磁通方向相反: 2 单独存在时,电动机M向送丝方 电动机M向退丝方向转动;当 向转动。 2 1电动机M驱动送丝机构有一个稳定的送丝速度 正常焊接时,

闭环控制系统:动态系统、振荡

复合控制系统:前馈控制、反馈控制
1.2 自动控制系统的组成和类型

v 指令值

材料成型控制工程基础

材料成型控制工程基础

材料成型控制工程基础1. 材料成型的魅力嘿,大家好!今天咱们来聊聊材料成型控制工程这个话题。

听起来是不是有点拗口?其实,材料成型就是把一些原材料,比如金属、塑料等,通过各种神奇的手段,变成咱们日常生活中需要的形状。

这就好比你在厨房里,把面团揉成一个可爱的包子,成型的过程其实就是一场创意的盛宴。

想象一下,一个刚从熔炉里出来的金属块,满身都是烫人的热气,像个刚出锅的热腾腾的包子。

然后,它就被送入各种机器,经过冲压、铸造、挤压等工艺,瞬间变成了一个光滑的汽车零件。

这可不是简单的工作,每一步都需要严格控制温度、压力和时间。

你想啊,要是温度稍微高一点,金属就可能融化得一团糟;要是低一点,成型就不完全,结果就是“出师未捷身先死”的惨剧。

所以,控制这些参数,就像是指挥一场交响乐,稍有不慎,整个乐章就会跑调。

1.1 成型工艺在材料成型的大家族中,有很多种不同的工艺。

比如,铸造就像是把金属放进一个模具里,让它冷却后就能得到想要的形状;而冲压则是用刀模和冲头对金属板材施加压力,像切蛋糕一样,把多余的部分剪掉。

还有挤压,这可是一个大块头的工艺,能把金属“挤”成各种长条形、管状的物品。

当然,现代科技的发展给这些工艺也带来了不少新花样。

激光成型、3D打印……这些听起来都像是科幻电影里的情节,但如今都成了现实。

咱们现在能做的,不仅仅是把材料成型,而是用更高效、更环保的方法,来创造出更复杂的结构。

这就好比你把包子馅换成了海鲜,不仅味道不同,形状也更丰富,让人眼前一亮。

2. 材料的选择说到材料,那可是成型工程中至关重要的一步。

选择什么材料,就像选菜做饭一样,不能随便。

比如,要做个坚固耐用的东西,当然得选用金属;如果你想要轻便的工具,塑料无疑是个好选择。

每种材料都有自己的性格,有的硬得像石头,有的软得像棉花。

想要做出好东西,就得了解这些材料的特点,才能灵活运用。

而且,材料的选择不仅仅是看它的外观,还要考虑到它的性能、成本和环境影响。

第一讲材料成型基础课件

第一讲材料成型基础课件
S—横截面积(mm2)
(3)举例:弹性元件、钟表发条、炮筒等设计时 应按此校核。
2.刚度 1)定义:材料抵抗弹性变形的能力,取决于金属
材料的内部结构和温度、合金比及热处理等。 例如钢与铸铁在20℃温度时,E=200GMPa, 当20℃→450℃,E值下降20℅.
2)试验及判定依据
(1)试验:同拉伸试验,是拉伸曲线中的oe斜 率。
6.装配:
将零件按产品图样分类组合连接, 经选配、组装、调整、检测、试验等 过程构成满足功能要求的产品。
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三、材料成形的基本要素及流动过程 1.基本要素
材料:构成实体 能量:形态的能 改的 变改 、变 性 信息:产品的施 控方 制(工 法 及艺 实信)息
2.流动过程:
1)物质流:原材料的流动和转变的过程。
(2)判定依据: 、s b
注:有许多材料在拉伸时没有明显的屈服
现象,有时也规定试样产生0.2℅残余应 变时的应力来判定。
(3)举例:主轴、齿轮等。
4.塑性
1)定义:断裂前材料发生不可逆的、永久 变形的能力。
2)试验与判定依据
(1)试验:同拉伸试验,考查的是试件的 伸长的相对量和截面积变化的相对量。
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(2)判定依据: 、 ;
L L0 ×100℅,
L
S0 S1 ×100℅
S0
(3)举例:切削参数的选择,如锻造比等。
注:① 、 越大则塑性越好,强度、硬度
越低;
② 一般不用于工程设计中;
③一般用于塑性加工参数的选择;良好 的塑性是塑性加工的必要条件,提高零 2020/件9/19 的可靠性,防止使用中的突然断裂。 17
3.性能:物理性能、化学性能、力学性能、 加工成型性能。

材料成型及控制工程

材料成型及控制工程
方法。
压力焊
通过施加压力,使两个接触面 紧密结合在一起的方法。
钎焊
利用熔点低于母材的金属作为 钎料,将母材焊接在一起的方
法。
激光焊接
利用高能激光束照射金属表面 ,使金属熔化并连接在一起的
方法。
粉末冶金技术
粉末制备
通过物理或化学方法制备金属 粉末。
粉末混合
将金属粉末与其他粉末混合, 以获得所需性能的混合粉末。
特点
材料成型及控制工程具有很强的实践性和综合性,涉及多个 学科领域,如物理、化学、力学、材料科学等。该学科注重 实验和工艺研究,旨在通过科学的材料加工和控制方法,获 得高性能的材料和零部件。
材料成型及控制工程的重要性
促进产业发展
节能减排
材料成型及控制工程是制造业的重要基 础,对于推动汽车、航空航天、能源、 电子信息等产业发展具有关键作用。
流场分布影响材料的填充和流动行为,进而影响产品结构和性能。
流场控制方法
采用合理的模具设计和工艺参数调整,控制成型过程中的流场。
流场模拟与优化
利用流场模拟技术预测和优化材料在成型过程中的流动行为,提高 产品质量和生产效率。
04
材料性能与成型工艺关系
材料性能对成型工艺的影响
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热性能与成型工艺
复合材料
利用复合材料的各向异性特性,实现产品的高强度、轻质和耐腐蚀等 性能要求。
THANK YOU
材料的热导率、热膨胀系数等热性能参数影响加 热、冷却速率,进而影响成型工艺的精度和效率。
力学性能与成型工艺
材料的硬度、弹性模量、屈服强度等力学性能影 响成型过程中的变形行为和应力分布,从而影响 制品的形状和尺寸稳定性。
化学性能与成型工艺

材料成型与控制工程焊接专业课件

材料成型与控制工程焊接专业课件
焊接设备的维护与检查
定期对焊接设备进行维护和检查,确保设备的正 常运行,避免因设备故障导致的安全事故。
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焊接作业场所的安全管理
建立焊接作业的安全管理制度,确保作业场所符 合相关安全规定,如设置安全警示标志、配备灭 火器材等。
焊接作业的环保要求与治理
减少有害气体排放
采用低烟尘、低有害气体的焊接材料,减少有害气体的排放。
掌握常见的设备故障排除方法,及时解决设备故障,确保生产线的 稳定运行。
05
焊接质量控制与检测
焊接质量的影响因素
焊接材料
焊接材料的品质、纯度及物理性能对焊接质量有 直接影响。
焊接工艺
焊接工艺参数如电流、电压、焊接速度等对焊缝 的形状、尺寸和性能有重要影响。
焊接环境
环境温度、湿度、风速等环境因素对焊接质量也 有一定影响。
控制噪声污染
选用低噪声的焊接设备,采取隔音措施,降低噪声对周围环境的影 响。
废弃物的处理与回收
对焊接过程中产生的废弃物进行分类处理和回收,减少对环境的污 染。
焊接安全与环保的未来发展
01
智能化焊接技术
利用先进的传感器和控制系统,实现焊接过程的自动化和智能化,提高
焊接效率和安全性。
02
环保型焊接材料
目的
通过材料成型与控制工程的研究和实 践,实现材料的优化加工和处理,提 高材料性能,满足各种工程应用的需 求。
材料成型与控制工程的重要性
工业基础
材料成型与控制工程是现代工业的基础之一,涉及到航空、 汽车、能源、建筑、电子等众多领域,对国家经济发展和科 技进步具有重要意义。
创新驱动
材料成型与控制工程的发展是科技创新的重要驱动力,通过 新材料的研发和应用,推动相关产业的技术进步和转型升级 。

第一篇材料成型基础课件

第一篇材料成型基础课件

碳素结构钢
• 出厂时保证机械性能。• 用途:各种型材——
• 如:Q235—A·F
热轧钢板、钢带、型
• Q — 屈服点
钢、棒钢等,用于制
• 235 — 屈 服 点 数 值 (单位:MPa)
造受力不大或不重要 的零件。
• A — 质量等级,A
级(A、B、C、D)
• F — 沸腾钢,(Z
为镇静钢,可省略)
0.80-0.90 0.90-1.00
Punches, rivet sets, large taps, threading dies, drop-forging dies, shear blades, table knives, saws, hammers, cold chisels, woodworking chisels, rock drills, axes, springs. Taps, small punches, threading dies, needles, knives, spring, machinists’hammers, screwdrivers, drills, milling cutlers, axes, reamers, rock drills, chisels, lathe centers, hacksaw blades.
1.00-1.10 1.10-1.20
Axes, chisels, small taps, hand reamers, lathe centers, mandrels, threading dies, milling cutters, springs, turning and planning tools, knives, drills. Milling cutters, reamers, woodworking tools, saws, knives,ball bearings, cold cutting dies, threading dies, taps, twist drills, pipe cutters, lathe centers, hatchets, turning and planning tools.
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第1章 绪论
1.1材料成型过程控制的特点 1.2材料成型过程控制的基本概念 1.3 材料成型过程控制系统分类
1.1材料成型过程控制的特 点
• 多变量控制系统,建模困难 • 干扰因素相当多 • 加工过程复杂 • 被控对象多样化 • 传感方式多样化 • 执行机构的多样化 • 动态响应速度低 • 惯性大
• 按系统给定量的运动规律分
恒值控制系统 程序控制系统 随动系统
• 按系统中是否包含非线性元件划分
线性系统 非线性系统
• 按系统的输入输出是否是时间的函数划分
连续系统 离散系统
• 按系统的稳态值是否存在误差划分
有差系统 无差系统
1.4材料成型过程控制的基 本要求
1.过程控制系统的动态特性:
被调量在系统给定值或扰动量的作用下,由原来的平衡状态(稳 态)变化到新的平衡状态的过程 。
2.过程控制系统的要求
对过程控制系统的基本要求是稳定性、准确性(系统稳态精度) 和动态性能指标,简单地说就是稳、准、快。
3.材料成型过程控制系统的基本性能指标要求
1)衰减比和衰减率 2)最大动态偏差和超调量 3)残余偏差 4)调节时间和振荡频率 5)振荡次数 6)积分指标
控制系统之中。
2)控制系统
控制系统
开环系统: 不包含反馈的过程控 制系统,即输出量对 系统的控制作用没有 影响。
闭环系统: 包含有反馈的过程控 制系统,即输出量统: 将开环和闭环控制系 统适当地结合在一起, 能够实现复杂而准确 度较高控制任务的控 制系统。
1.3 材料成型过程控制系统 分类
1.2材料成型过程控制的基 本概念
• 1. 材料成型过程控制系统的基本组成
• 1)反馈
2.基本概念
将被控对象输出的量经测量装置返回到输入端,经与给定量进行比较后,
最终将影响过程控制系统的输出结果。
反馈
正反馈: 使过程控制系统发散, 通常因无法满足过程控制系统的 要求而不采用。
负反馈:有利于过程控制系统的 稳定,而广泛地应用于各种过程
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