考虑传热条件的搅拌摩擦焊主轴力控制研究

武凯洁, 王庆霞, 林永勇, 朱志雄

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东华大学学报(自然科学版) ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (05) : 102-108. DOI: 10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0053

考虑传热条件的搅拌摩擦焊主轴力控制研究

  • 武凯洁, 王庆霞, 林永勇, 朱志雄
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摘要

针对搅拌摩擦焊接过程中的试件结构和焊缝位置变化,导致主轴力波动、焊接质量不稳定的问题,对焊缝位置改变和试件结构变化两种传热条件下的热-力关系进行研究,提出考虑传热条件变化的主轴力控制方案。采用Deform-3D软件进行搅拌摩擦焊温度场仿真,并与试验测得实际焊接温度和主轴力进行对比分析,得出靠近试件边缘的主轴力的变化趋势。引入焊接力边缘效应修正系数,基于Hammerstein结构建立考虑传热条件的搅拌摩擦焊主轴力模型,并构造广义预测控制主轴力控制器。将控制器集成到西门子840Dsl数控系统中,并在焊接设备上开展工程测试。结果表明,考虑传热条件变化的主轴力控制方案的控制效果较好,在不同传热条件下,可将实际主轴力控制在期望主轴力±5%的范围内。

关键词

搅拌摩擦焊 / 主轴力控制 / 广义预测控制 / 主轴力模型 / 传热条件

中图分类号

TG453.9

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武凯洁, 王庆霞, 林永勇, 朱志雄. 考虑传热条件的搅拌摩擦焊主轴力控制研究. 东华大学学报(自然科学版). 2024, 50(05): 102-108 https://doi.org/10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0053

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