15175.水下摩擦疊焊機可適應設計研究

1、天津大學碩士學位論文水下摩擦水下摩擦疊焊機疊焊機可適應可適應設計設計研究研究StudyonAdaptableDesignofUnderwaterFrictionStitchWeldingMachine一級學科：機械工程學科專業(yè)：機械工程作者姓名：劉譜指導教師：陳永亮副教授天津大學機械工程學院二零一四年十二月I中文中文摘要摘要水下摩擦疊焊技術(shù)是一種用于水下結(jié)構(gòu)物缺陷修復的新型固相連接技術(shù)，與其他水下連接技術(shù)相比，水下摩擦疊焊具有對水深不敏

2、感、焊接變形小、力學性能好、效率高等優(yōu)點，近年在國內(nèi)外受到高度重視。隨著全球能源的供應緊張，越來越多的目光聚焦海洋，海洋蘊含有大量的天然氣、石油資源，國家油氣資源的開發(fā)利用不斷向海洋傾斜，對先進、可靠的水下連接技術(shù)需求迫切。因此，對摩擦疊焊技術(shù)進行研究具有重要的工程和理論意義。本文針對水下管狀物修復工況多樣性問題，圍繞水下摩擦疊焊機的結(jié)構(gòu)設計、結(jié)構(gòu)優(yōu)選、可適應性評價展開研究。本文首先闡述了摩擦疊焊的原理和過程，在需求分析和功能分析的基礎

3、上，提出閉式結(jié)構(gòu)和開式結(jié)構(gòu)兩種疊焊機結(jié)構(gòu)形式，并對疊焊機的工作原理和焊接過程進行了詳細說明。其次，對兩種結(jié)構(gòu)形式的摩擦疊焊機進行模塊劃分和再設計，設計出標準接口后通過模塊重組得到多種疊焊機整機方案，對各方案的重要性能指標進行計算，為下一步的方案綜合評價提供數(shù)據(jù)支撐。再次，闡述了灰關(guān)聯(lián)評價法的相關(guān)概念，描述了利用灰關(guān)聯(lián)法進行方案評價優(yōu)選的詳細步驟：確定評價指標及其層次關(guān)系，建立原始數(shù)據(jù)矩陣，進行數(shù)據(jù)處理得到灰關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣后，確定各評價指標

4、的權(quán)重系數(shù)，計算灰關(guān)聯(lián)度，最終針對不同的修復位置分別優(yōu)選出綜合性能最優(yōu)的結(jié)構(gòu)形式。然后，闡述了基于集合的可適應性評價過程，同時給出了基于成本的可適應因子及可適應度的內(nèi)涵和計算方法，通過計算得到疊焊機的可適應度，驗證了可適應設計的有效性和實用性。最后，加工出摩擦疊焊樣機，對摩擦疊焊機的Z向驅(qū)動同步性、夾緊機構(gòu)和間隙調(diào)整機構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)進行了實驗研究，利用疊焊機對管狀物進行焊接實驗，為后續(xù)的研究提供現(xiàn)實依據(jù)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：水下摩擦疊焊機；灰關(guān)