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锆合金管件校直机在线检测系统研究

作　者: 张浩
导　师: 翟华
学　校: 合肥工业大学
专　业: 机械工程
关键词: 在线检测圆度圆跳动 MATLAB仿真
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 13次
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内容摘要

锆合金管件作为核反应堆芯部的核燃料元件,因此对直线度有较高要求。根据Y40-100型锆合金管件全自动校直机技术要求,本文研究并开发了一套在线检测系统,包括理论方法的研究、检测装置的结构设计、检测装置的结构参数优化、影响检测精度的主要因素的研究、软件系统开发等工作。主要工作内容如下：1、分析在线检测系统检测的技术指标和功能要求,应用最小二乘法计算锆合金管件圆度和圆跳动,在MATLAB软件中进行了仿真实验,验证其正确性；2、利用键合图的方法对检测系统的杠杆比和弹簧参数进行优化,分析了产生误差的主要因素,实现了系统的精度要求。选取检测系统的传感器、放大器等硬件系统,设计检测系统操作界面；3、针对采样点数不同对在线检测系统的影响进行仿真研究,确定采样点数的合理临界值,降低了采样成本；综合比较B样条、三次样条和三次多项式插值等拟合曲线的优缺点,综合轴线拟合采样点数的合理性,提出使用二次拟合法,可以有效地减小拟合误差,使系统达到更好的检测效果；4、采用蒙特卡洛随机数来验证该计算方法的适应性,同时在Y40-100型全自动校直机上对该在线检测系统进行了实验验证,结果表明理论的正确性,能满足锆合金管件校直机的技术要求。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
致谢  8-14
第一章绪论  14-21
  1.1 校直及校直设备  14-16
    1.1.1 校直与校直设备  14-15
    1.1.2 锆合金管件的制造工艺  15
    1.1.3 锆合金管件全自动校直机在线检测系统主要研究内容  15-16
  1.2 管件在线检测系统理论研究现状  16-19
    1.2.1 检测技术  16
    1.2.2 在线检测技术发展现状  16-17
    1.2.3 在线检测技术理论的发展现状  17-19
  1.3 本论文主要研究内容和方法  19
  1.4 课题的提出与意义  19-21
第二章在线检测系统原理  21-30
  2.1 锆合金管件检测目标  21-22
    2.1.1 挤压后锆合金管件检测目标  21
    2.1.2 影响锆合金管件检测系统精度的主要因素  21-22
  2.2 应用最小二乘法检测锆合金管件截面圆度和圆跳动  22-29
    2.2.1 最小二乘法原理  22-23
    2.2.2 圆度计算公式  23-25
    2.2.3 圆跳动计算公式  25-29
  2.3 小结  29-30
第三章锆合金管件全自动校直机在线检测系统设计  30-41
  3.1 在线检测系统机械系统设计  30-37
    3.1.1 杠杆检测系统设计  30-31
    3.1.2 杠杆检测系统中杠杆比优化  31-34
    3.1.3 杠杆检测系统中弹簧参数的优化  34-37
  3.2 在线检测部件的选择  37-38
    3.2.1 传感器的选择  37
    3.2.2 采集卡的选择  37
    3.2.3 放大电路的选择  37-38
  3.3 在线检测系统程序界面设计  38-40
  3.4 小结  40-41
第四章在线检测系统误差分析  41-59
  4.1 锆合金管件校直机在线检测系统精度分析  41-42
    4.1.1 工件表面粗糙度的影响  41
    4.1.2 工件圆度的影响  41-42
    4.1.3 误差分析  42
  4.2 径向采样点数合理性分析  42-46
    4.2.1 圆度采样点数合理性分析  42-44
    4.2.2 圆跳动采样点数合理性分析  44-46
  4.3 锆合金管件轴向传感器布置的合理性分析  46-57
    4.3.1 锆合金管件变形的趋势  46-47
    4.3.2 管件轴线拟合方法比较  47-54
    4.3.3 管件轴向采样点数合理性判断方法  54-57
  4.4 小结  57-59
第五章在线检测系统仿真和实验研究  59-69
  5.1 二次拟合算法应用的仿真研究  59-64
    5.1.1 采用蒙特卡洛法产生随机检测数据  59-60
    5.1.2 虚拟弯曲管件的构造  60-61
    5.1.3 仿真实验结果讨论  61-64
  5.2 在线检测系统的实验研究  64-68
    5.2.1 被测管件的对象  64
    5.2.2 检测过程  64-65
    5.2.3 检测结果比较  65-68
  5.3 小结  68-69
第六章全文总结  69-71
  6.1 工作总结  69
  6.2 论文的不足与展望  69
  6.3 研究的意义  69-71
参考文献  71-75

锆合金管件校直机在线检测系统研究

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