电阻焊范文

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关键词：动态电阻；电阻点焊；双相钢；质量监控

中图分类号：TG453.9文献标文献标识码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2014.05.07

Abstract：The welding parameters in the resistance spot welding （RSW） process of dual phase steel were collected by the data acquisition system. The results show that both the change of welding parameters and microstructure of material have important impact on the welding dynamic resistance and the impact obeys a certain regularity. A sharp drop in dynamic resistance can be used to identify the occurrence of welding spatter. So the regularity of the welding dynamic resistance can be used to forecast the process of forming the welding nugget and to monitor the quality of welding joints.

Key words：dynamic resistance； resistance spot welding； dual phase steel； quality monitoring

双相高强度钢由于将马氏体引入到高延性的铁素体中，从而使其具有低屈强比、高初始加工硬化速率、良好强度和延性的配合等优点，已成为现代汽车轻量化发展的主要车身制造用板材之一[1]。电阻点焊作为一种重要的焊接方法，其生产效率高、操作简单且易于实现自动化，广泛应用于汽车、航天航空、电子技术等部门中。电阻点焊焊接过程中，动态电阻在一定程度上反映了熔核的生长情况，与焊接质量密切相关。Dickinson等人搭建了低碳钢点焊参数采集系统，指出动态电阻与熔核的形成过程有很大的相关性，动态电阻曲线与焊接电流、电极压力和焊件材料有关[2]。李桂中等人对低碳钢点焊过程中动态电阻曲线进行了修正，得到最优动态电阻特性[3]。文静等人通过研究指出不锈钢动态电阻曲线的拐点时间及终点值分别与熔核出现时间和最终熔核尺寸有很强的相关性[4]。万晓慧等人研究了分流和翘曲变形影响下的不锈钢点焊动态电阻曲线，指出不锈钢动态电阻曲线的准稳态电阻值与熔核直径呈现近似的指数曲线变化[5]。本文针对新型双相高强度钢的电阻点焊，通过采集其焊接过程中的动态电阻曲线，研究双相钢电阻点焊过程中动态电阻的变化规律，为焊接过程质量监控提供依据。

1 动态电阻测试试验

采用YR―350SB2HGE型单相交流电阻焊机，由电流传感器、积分放大电路以及示波器组成数据采集系统获取焊接电流，通过连接在点焊机上下电极间的导线直接测量电压信号，如图1所示。为了屏蔽点焊过程中大电流带来的磁场干扰，引出导线采用双绞线形式。

试验试件为1.7 mm厚的DP600双相钢。将试件切割成120 mm×40 mm两两搭接，在其搭接中心处焊接，如图2所示。电极材料为铬锆铜，端面直径6 mm。试验过程中预压时间与保压时间均为10周波（1周波为0.02 s）。

试验中焊接电流、电极间电压的波形采用示波器输出。为了减小系统噪声以及测量过程中外界的干扰，将测得的信号采用Matlab编程降噪、滤波。滤波后的噪声基本上已经去除，满足精度要求。根据滤波后的电流与电压信号，提取电流信号的峰值I与相应时刻电压信号值U，根据欧姆定律可求得相应时刻的电阻。取峰值时刻的电流值计算电阻的目的在于消除交流电的电感。描述不同时刻的电阻值与时间的关系，便可得到双相钢点焊过程中的动态电阻曲线。

2 试验结果与讨论

2.1 双相钢电阻点焊动态电阻的变化规律

图3是焊接电流为8.5 kA，焊接时间为14周波，电极压力为3 150 N时试验测得的双相钢点焊动态电阻图。由图3可知，焊接初始由于带有氧化膜的工件表面较为粗糙，接触电阻大，随着电极压力的施加，氧化膜被压碎，工件的接触面积增大，接触电阻急剧减小，动态电阻曲线下降。当电阻值减小到一定程度后，动态电阻曲线迅速上升。这是由于焊接开始后，随着通电时间的增加，焊接区温度不断上升，双相钢中的铁素体与马氏体开始奥氏体化，而奥氏体的电阻率高于铁素体和马氏体，电阻值随之增加。动态电阻曲线达到峰值后，呈现单调下降趋势，这是由于随着工件表面的温度升高，材料软化使弹塑性变形增大，形成电极压痕，导致通电路径变短，电阻下降。当温度升高到一定值后，因受到电极的限制，熔融金属被挤向焊件之间，使焊件之间的空隙增大，导电面积的增大受到限制，故动态电阻缓慢减小并趋于稳定[6-7]。

2.2 焊接参数对动态电阻的影响

图4是电极压力为4 700 N，焊接时间为14周波，焊接电流分别为4.5 kA、6.3 kA和8.5 kA的动态电阻曲线。由图4可知，起初动态电阻值随着焊接电流的增加而减小，这是因为焊接电流越大，产生的热量越多，温度越高，在相同的电极压力作用下焊件表面的弹塑性变形越大，接触面积越大，接触电阻越小。但是在不同焊接电流的情况下，电阻值的峰值基本上是一致的，只是到达峰值的时间随着电流的减小而延后。这是因为电阻峰值的大小主要取决于奥氏体化的程度以及温度，焊接电流越小达到相同的奥氏体化的程度和温度所需的时间越长。此外，动态电阻曲线下降阶段拐点出现的时刻随着焊接电流的增加而提前。电流越大，产生的热量越多，温度的上升速度也会越快，在其它情况相同的前提下，熔核出现的时间越早，熔核的生长直径会越大，导致电阻快速下降到相同电阻值所需要的时间越少。拐点后的下降阶段，随着电流值的增大，电阻的终值越小，这主要是在不发生喷溅的前提下，电流越大，产生的熔核也越大[8]，导电面积越大，电阻越小。

电极压力是影响电阻点焊质量的重要因素，图5是焊接电流为8.5 kA，焊接时间为14周波，电极压力分别为3 650 N、4 200 N和4 700 N的动态电阻曲线。从图中可以看出电极压力对动态电阻的影响较大，整个电阻曲线呈现出随着电极压力增大而整体下降的趋势。这是因为，在焊接初始阶段，电阻值主要由接触电阻组成，随着电极压力的增加，工件与工件之间、电极与工件之间的弹塑性变形增大，接触面积增大，较大的压力挤压工件表面的氧化膜，直到将其压碎，促使电阻值减小。在接下来的焊接过程中，由于焊接电流不变，故焊接热量一致。但是随着压力越来越大，电极压痕增大导致通电路径缩短，电阻值越小。然而由图5可知，不同电极压力下的曲线的拐点时间几乎一致，这说明动态电阻曲线拐点出现的时间不随电极压力的变化而变化。

2.3 虚焊与发生喷溅时的动态电阻变化规律

电阻点焊过程时间极短，焊接工艺参数的不合理设置或是短时波动都可能造成熔融金属的飞溅、虚焊甚至脱焊等焊接质量缺陷[9]。图6是虚焊时的动态电阻曲线图。此时焊接电流为4.3 kA，电极压力为4 700 N，焊接时间为13周波。由图6可知，电阻值的初始值较大，这主要是由于接触电阻的作用，但是在第2个阶段电阻值的上升速度很缓慢。随着温度的上升电阻值达到峰值，然而到达峰值后电阻值迅速下降。

当电流过大或电极压力偏小时，点焊往往容易发生焊接喷溅，在发生喷溅时，动态电阻会发生突降。焊接喷溅的产生会降低焊件的表面质量，影响焊件的耐腐蚀性能及疲劳强度，降低电极的使用寿命和焊件的力学性能[10]，因此在焊接过程中应避免发生喷溅。图7是当焊接电流为10 kA，焊接时间为17周波，电极压力为3 650 N发生焊接喷溅时的动态电阻曲线。由图7可知，在发生喷溅时动态电阻出现一个骤降，同时稳定电阻值减小，减小幅值达50 μΩ左右，这与没有发生喷溅时的动态电阻差别非常明显，因而可以利用动态电阻的这一规律来监测双相钢电阻点焊是否发生焊接喷溅。

3 结论

（1）双相钢电阻点焊的动态电阻与双相钢在点焊过程中的微观组织变化有着密切的关系。温度升高以及奥氏体化的发展促使动态电阻曲线迅速上升并且达到峰值，完全奥氏体化后电阻曲线为单调下降曲线且下降越来越平缓，并出现拐点。

（2）焊接电流对动态电阻曲线影响较大。当焊接电流增大时，电阻曲线的峰值与拐点提前达到，但是不同电流下的峰值变化不是很明显。电极压力的减小导致电阻曲线的整体上移，但电阻峰值点与拐点的时间不变。

（3）当电流或焊接时间过小时，焊件产生虚焊，电阻峰值点延后，并且下降段没有拐点；当焊接电流或焊接时间过大，则会出现焊接喷溅，此时电阻曲线下降段会出现突降。可见，焊接过程中动态电阻的变化规律可以较好地体现焊接质量，因而可利用动态电阻的变化情况监控双相钢电阻点焊质量。

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篇2

【关键词】压力传感器 位移传感器 罗氏线圈电流传感器 自动化

电阻点焊是工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法，广泛应用于航空、能源、汽车等行业。其具体工艺过程为：

（1）将焊件表面清理干净，装配准确后，送入上、下电极之间，施加压力，使其接触良好；

（2）通电使两工件接触表面受热，局部熔化，形成熔核；

（3）断电后保持压力，使熔核在压力下冷却凝固形成焊点；

（4）去除压力，取出工件。在整个焊接过程中，焊接电流、电极压力、通电时间等点焊工艺参数对焊接质量有重大影响。随着现代工业自动化的全面推进，通过对各点焊工艺参数的实时监测和反馈，电阻点焊技术也进入一个全新的自动化阶段。在实现电阻点焊自动化的过程中，传感器的应用功不可没。

传感器，能感受规定的被测量并按一定规律转换成为可用信号输出的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。在电阻点焊过程中常用的传感器包括罗氏线圈电流传感器、直线位移传感器和压力传感器等。

1 压力传感器

在电阻点焊中，电极力的作用是保证电极与焊件以及焊件与焊件之间必要的电接触，且限制焊接区金属的喷溅。对于点焊过程中电极压力的测定，目前经常采用电阻式压力传感器。如图1所示，电极压力是由电极上下伸缩所产生的，而电极的伸缩则受电极臂内气缸的控制。通过对气缸气压的控制，来达到控制电极压力的目的。同样，监测气缸进气气压的大小也可以达到监测电极压力的目的。

本文采用的是压力传感器，GZP160，该传感器是压阻式传感器由一个弹性膜及集成在膜上的4个等值电阻组成，四个压敏电阻形成了惠斯通电桥结构，当有压力作用在弹性膜上时电桥会产生一个与所加压力成线性比例关系的电压输出信号。在电阻点焊过程中，电极压力的加压过程可以分为电极触压到焊件上、预压压力、焊接压力、锻压压力、卸载五个阶段。为保证良好的焊接质量，各阶段所需的压力有所不同。通过对电极气缸压力的监测，GZP160压力传感器可以较准确地采集到点焊电极压力的变化，系统根据实测的压力参数，反映给控制系统，系统根据其测量到的板材厚度和焊接的过程变化，给出不同的输出量，以形成一个闭环控制，驱动电极气缸的进气阀，调节气缸内部的气压来动态调节电极压力，保证焊点的焊接质量。

2 直线位移传感器

直线位移传感器的功能在于把直线机械位移量转换成电信号。通常将可变电阻滑轨定置在传感器的固定部位，通过滑片在滑轨上的位移来测量不同的阻值。传感器滑轨连接稳态直流电压，允许流过微安培的小电流，滑片和始端之间的电压，与滑片移动的长度成正比。图1中所示的位移传感器即拉杆式位移传感器，安装在电阻点焊机的电极臂上可伸缩的电极内部。焊接开始前，需要对电极进行零校准。具体操作如下：在保证上下电极轴心在同一直线上时，不加任何焊件，使两个电极头紧密接触，此时点焊机控制系统将位移传感器当前滑片所在位置的电压值记录并存储。当将焊件夹在两个电极点焊头中间时，点焊头的位置较之前的零校准位置发生一定偏移，则位移传感器的滑片位置也发生相应变化，传递给控制系统的电压值也就不同。不同的电压值对应不同的点焊头位移距离，该位移量也就是需要焊接焊件的厚度。这就是位移传感器的主要作用。传感器将所测焊件的厚度参数传递给控制系统。控制系统根据板件厚度，自动设定合理的焊接电流和时间，实现电阻点焊的自动化。其具体应用电路如图2。

图中插座处为拉杆式位移传感器的接线处，采用直流12V供电，放大器将其反馈电压放大后，经线性光耦隔离将距离数据反馈给控制系统。线性光耦的作用是既保证传感器传送的电压值跟钣金厚的线性关系，又能将焊接头上的大电流与控制系统隔开，从而提高系统工作的稳定性。

3 罗氏线圈电流传感器

罗氏线圈电流传感器，是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈，输出信号是电流对时间的微分。通过一个对输出的电压信号积分的电路，就可以真实还原输入电流。跟传统的霍尔传感器相比，罗氏线圈具有测量范围宽，精度高，稳定可靠，响应频带宽，抗干扰性强等特点。它的基本工作原理如图3。

当被测电流沿轴线通过罗氏线圈中心时，在环形绕组所包围的体积内产生相应变化的磁场。线圈内部磁场强度为H，由安培环路定律得：∮H・dl=I（t）；线圈的感应电压与H的变化率成正比，因此，所有线圈的感应电势之和与电流的变化率成正比，也就是：e（t）=di/dt，对输出电压e（t）求积分，即为电流。

逆变焊接电源中，对焊接电流的实时监测主要有以下作用：

（1）逆变焊接电源根据焊接电流的反馈形成一个闭环反馈，通过PI调节，可以输出需要的焊接电流波形。如图4所示。

（2）当系统检测到焊接电流值超过过载保护电路的电流设定值时，输出控制系统会中止逆变焊接电源中所有有功率器件的输入脉冲，将焊接电流降为0A，进而保护焊接电源。

（3）实时的电流监测，可以动态的了解电阻点焊过程中电流的变化，给提高焊点质量最直接的数据参考。

4 电导率传感器

在焊接不同的金属材料时，电阻点焊机需要设定不同的焊接参数。不锈钢的电阻率高，其导电性差，因此点焊不锈钢时产热易散热难，其所需的焊接电流较小；铝合金电阻率低，其导电性好，因此点焊铝合金时产热难而散热易，其所需的焊接电流很大。如果能通过金属电阻率传感器，在焊接前对焊件的电阻率进行检测，则可以根据焊件的导电特性设定合理的焊接电流和焊接时间。金属电阻率的测量需要直接接触焊件，而直接接触焊件，在焊接过程中必然会有大的焊接电流。这是金属电阻率传感器无法承受的。因此，在实际应用中，电阻率的测量是通过在焊件上加载一个小的焊接电流，并检测焊件两端的电压，根据R=U/I，大概估算出金属焊件的电阻率。

5 结论

在应用中通过压力传感器、位移传感器、电阻率传感器对电阻点焊过程中电极压力、焊件厚度，焊件电阻率进行实时监测，系统根据所测数据自动设定电极压力、焊接电流、焊接时间；在焊接过程中，罗氏线圈电流传感器实时采集和调整焊接电流。电阻点焊过程中各种传感器的使用，实时监控了焊件的焊接过程，保证了焊件的焊接质量，实现电阻点焊过程的自动化。

参考文献

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篇3

关键词：电阻点焊；神经网络；消音锯片

0序言

电阻点焊过程是一个高度非线性，既有多变量静态叠加又有动态耦合，同时又具有大量随机不确定因素的复杂过程。这种复杂性使得传统方法确定最佳工艺参数存在操作复杂、精度低等缺陷。

本文通过深入研究提出了一种神经网络优化消音锯片电阻点焊工艺参数方法。以试验数据为样本，通过神经网络，建立焊接工艺参数与焊接性能之间的复杂模型，充分发挥神经网络的非线性映射能力。为准确预测点焊质量提高依据。在运用试验手段、神经网络高度非线性拟合能力结合的方式，能在很大程度上克服传统方法的缺陷，完成网络的训练、检验和最优评价，为电阻点焊过程的决策和控制提供可靠依据。

1原理

人工神经网络是用物理模型模拟生物神经网络的基本功能和结构，可以在未知被控对象和业务模型情况下达到学习的目的。建立神经网络是利用神经网络高度并行的信息处理能力，较强的非线性映射能力及自适应学习能力，同时为消除复杂系统的制约因素提供了手段。人工神经网络在足够多的样本数据的基础上，可以很好地比较任意复杂的非线性函数。另外，神经网络的并行结构可用硬件实现的方法进行开发。目前应用最成熟最广泛的一种神经网络是前馈多层神经网络（bp），通常称为bp神经网络。

神经网络方法的基本思想是：神经网络模型的网络输入与神经网络输出的数学关系用以表示系统的结构参数与系统动态参数之间的复杂的物理关系，即训练。我们发现利用经过训练的模型进行权值和阈值的再修改和优化（称之为学习）时，其计算速度要大大快于基于其他优化计算的速度。

bp神经网络一般由大量的非线性处理单元——神经元连接组成的。具有大规模并行处理信息能力和极强的的容错性。每个神经元有一个单一的输出，但可以把这个输出量与下一层的多个神经元相连，每个连接通路对应一个连接权系数。根据功能可以把神经网络分为输入层，隐含层（一或多层），输出层三个部分。设每层输入为ui(q)输出为vi(q)。同时，给定了p组输入和输出样本 ，dp（p=200）。

（6）

该网络实质上是对任意非线性映射关系的一种逼近，由于采用的是全局逼近的方法，因而bp网络具有较好的泛化的能力。

我们主要是利用神经网络的非线性自适应能力，将它用于消音锯片的电阻点焊过程。训练过程是：通过点焊实验获得目标函数与各影响因素间的离散关系，用神经网络的隐式来表达输入输出的函数关系，即将实验数据作为样本输入网络进行训练，建立输入输出之间的非线性映射关系，并将知识信息储存在连接权上，从而利用网络的记忆功能形成一个函数。不断地迭代可以达到sse（误差平方和）最小。

我们这次做的消音金刚石锯片电焊机，通过实验发现可以通过采用双隐层bp神经网络就可以很好的反应输入输出参数的非线性关系。输入神经元为3，分别对应3个电阻点焊工艺参数。输出神经元为1，对应焊接质量指标参数。设第1隐含层神经元取为s1，第2隐含层神经元取为s2。输入层和隐含层以及隐层之间的激活函数都选取log-sigmoid型函数，输出层的激活函数选取pureline型函数。

2点焊样本的选取

影响点焊质量的参数有很多，我们选取点焊时的控制参数，即点焊时间，电极力和焊接电流，在固定式点焊机上进行实验。选用钢种为50mn2v，φ600m的消音型薄型圆锯片基体为进行实验。对需要优化的参数为点焊时间，电极力和焊接电流3个参数进行的训练。最后的结果为焊接质量，通常以锯片的抗拉剪载荷为指标。

建立bp神经网络时，选择样本非常重要。样本的选取关系到所建立的网络模型能否正确反映所选点焊参数和输出之间的关系。利用插值法，将输入变量在较理想的区间均匀分布取值，如果有m个输入量，每个输入量均匀取n个值（即每个输入量有m个水平数）, 则根据排列组合有nm个样本。对应于本例，有3个输入量，每个变量有5个水平数，这样训练样本的数目就为53=125个。

我们的实验，是以工人的经验为参考依据，发现点焊时间范围为2~8s，电极力范围为500~3000n，点焊电流范围为5~20ka时，焊接质量比较好。我们先取点焊电流，电极力为定量，在合理的范围内不断改变点焊时间，得到抗拉剪载荷。如此，可以得到不同点焊电流和电极力的抗拉剪载荷。根据点焊数据的情况，我们共选用200组数据。部分测试数据如表1：

神经网络建模的关键是训练，而训练时随着输入参数个数的增加样本的排列组合数也急剧增加，这就给神经网络建模带来了很大的工作量，甚至于无法达到训练目的。

3神经网络

我们用200组训练样本对进行神经网络训练，以err_goal=0.01为目标。调用matlab神经网络工具箱中的函数编程计算，实现对网络的训练，训练完成后便得到一个网络模型。

程序如下：

x1=[2.1 2.5 3 3.5 4……]； %点焊时间输入，取200组

x2=[1.3 1.5 1.9 2.1 2.3……]；%电极力输入，取200组

x3=[9 10 11 12 13……];%点焊电流输入，取200组

y=[2756 3167 3895 3264 2877……]； %输出量，取200组

net=newff([1 10;0.5 3;5 20],[10 10 1],{'tansig''tansig''purelin'});

%初始化网络

net.trainparam.goal = 0.01;%设定目标值

net=train(net,[x1;x2;x3],y);%训练网络

figure； %画出图像

选取不同的s1,s2，经过不断的神经网络训练，发现当s1=8,s2=6时，神经网络可以达到要求。工具箱示意图如下图1。

图 1工具箱示意图

工具箱示意图非常清晰地表示了本实验的神经网络的输入，输出以及训练的过程。

神经网络的训练结果，如图2所示:

图2神经网络的学习过程

图中可以看出双层网络训练的sse在训练100次时，已经接近0.0001，效果较理想。

为了验证经过训练的网络模型的泛化能力，在输入变量所允许的区域内又另选多个样本进行了计算。发现：利用bp神经网络模型计算的测试输出与期望输出值相符，误差小于2％。

在已经训练好的网络中找出最大值：

for i=2:10 %点焊时间选择

for j=0.5:0.1:3%电极力选择

fork=5:0.1:20%点焊电流选择

a=sim(net,[i,j,k])；%仿真

ifa>n %比较仿真结果与最大值，取最大值n=a；

i(1)=i；%最大值的时间

j(1)=j；%最大值的电极力

k(1)=k； %最大值的电流

end

end

end

end

将i（1）,j（1）,k（1）以及n输出，n为最大值。得到点焊时间为3.4s，电极力为12.7kn，点焊电流为11.8ka，此时的抗剪拉剪载荷为4381n，为训练结果的最大值。将点焊时间为3.4s，电极力为12.7kn，点焊电流为11.8ka在点焊机上进行实验，得到结果为4297n。并且通过与实际的结果相比较，发现误差也在2%以内。

4结论

1）本文采用了插值法作为选取bp神经网络训练样本的方法。并且在数据变化剧烈的地方多选取了75组数据，这样可以得到较高精度的网络模型，使点焊模型的可行性。

2）基于此方法建立了三个点焊参数的bp神经网络模型，而且所建的bp模型具有较高的精度，可以很好的描述了这三个点焊参数与点焊质量的映射关系。

3）由于神经网络模型将系统结构参数与传统动态特性参数之间的物理关系，反映为神经网络模型的网络输入与网络输出的数学关系，因此，在神经网络模型上进行结构修正与优化比在其他模型上更直接，简单与高效。

本文采用神经网络的方法优化复合消音锯片的点焊工艺参数，为分析点焊质量提供了很好的辅助手段。通过与以前工艺相比较，提高了点焊质量。

参考文献：

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篇4

关键词：数值模拟；金相组织 ；铝合金；电阻点焊

Abstract

Te microstructure of resistance spot welding decide performance of nuclear fusion in welded joint， the performance of nuclear fusion decide welding quality. By simulation， we can predict microstructure and mechanical properties of spot welding in different parameters， so as to achieve the best welding performance by seeking to improve the welding processes. Research on the distribution of microstructure in aluminum spot welding， have an important role in on the design and optimization of process parameters of spot welding. The paper through the application of finite element simulation software to simulate and research the resistance spot welding of aluminum alloy of 6082， and verify it through experiments， so as to know affection resistance spot welding to aluminum alloy of 6082. Experiments show that numerical simulation and experimental results are consistent， providing an effective analysis for spot welding on aluminum alloy.

Key words: Numerical simulation; Microstructure; Aluminum alloy; Resistance spot welding

1、

铝合金在航空航天、船舶制造、机车和汽车制造业等领域获得了广泛的应用。轿车采用

铝合金制造车身较采用钢板制造车身可减轻车体重量6O%左右，能显著降低燃料消耗和减少 环境污染。但是，铝合金点焊所存在的问题限制了点焊在铝合金汽车生产中的应用，铝合金 点焊的熔核形状不规则，尺寸大小不一，熔核在凝固时极易形成缩孔、缩松和气孔，由于冷 却速度较快，熔核的结晶组织主要是从熔合线向内生长的柱状晶。在这方面，吉林工业大学 的赵熹华等人通过采用熔核的孕育处理技术做了详细的研究，将柱状晶组织变为等轴晶组 织，取得了良好的效果[1]。但是，该技术如何工程化的问题还正在研究之中。如果能对点焊

的相变组织进行有限元模拟计算，得到铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律，从微

观上改变焊接质量，对提高和稳定点焊质量具有重要意义。 铝合金点焊是一个高度非线性的力、热、电相耦合的复杂过程，随着焊接研究的深入，

温度，相变和热应力之间的耦合效应越来越受到人们的重视。Y.Ueda 等人曾提出温度，相 变，热应力之间的耦合关系式，J.Ronda 等人利用该耦合模型对焊接接头进行了有限元计算。 Ronda 等[2]用统一的方法推导了相变规律和相变塑性，建立了相容的 TMM 模型，并形成了系

统理论。Yang 等[3]在热冶金耦合方面也作了深入的研究。他们在模拟温度场、速度场、热循

环以及熔池形状时，采用瞬时、3 维、湍流条件下的热传输和流体流动模型。 本文基于有限元专业焊接模拟软件动态模拟焊接的全过程，进行数值模拟时，考虑了材

料热物理性能与温度的非线性关系，以及相变潜热对温度场的影响，实现温度场和应力应变

场的耦合计算，揭示了铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律，其结果有助于更好地 了解焊接过程中熔体的运动状态、凝固组织细化和产生缺陷的原因，为正确选择点焊工艺参 数等提供理论指导。

2 点焊相变原理

熔核、塑性环及其周围母材金属的一部分构成了点焊接头。在良好的点焊焊接循环条件

下，接头的形成过程是预压、通电加热和冷却结晶三个连续阶段所组成。

（1）预压阶段：在电极压力的作用下清除一部分接触表面的不平和氧化膜，形成物理触点，为焊接电

流的顺利通过及表面原子的键合作准备。（2）通电加热阶段：在热与机械力作用下形成塑性环、熔核，并 随着通电加热的进行而长大，直到获得需要的熔核尺寸。通电刚开始，由于边缘效应，使焊件接触面边缘 处温度首先升高，接着由于金属加热膨胀，接触面和电流场均扩展并伴有绕流现象，而靠近电极的焊接区 金属散热较有利，从而在焊接区内形成了回转双曲面的加热区，其周围产生了较大的塑性变形。随着通电 加热的持续，电极与工件接触表面增加，表面金属的冷却增强，而焊接区中心部位由于散热困难温度继续 升高，形成被塑性环包围的回转四方形液态熔核。继续延长通电时间，塑性环和熔核不断长大。当焊接温 度场进入准稳态时，最终获得椭圆形液态熔核，周围是将熔核紧紧包围的塑性环。（3）冷却结晶阶段：使 液态熔核在压力作用下冷却结晶。由于材质和焊接规范特征不同，熔核的凝固组织可有三种：柱状组织、 等轴组织、“柱状+等轴”组织。

由于点焊加热集中、温度分布陡、加热与冷却速度极快，若焊接参数选用不当，在结晶过程中会出现 裂纹、胡须、缩孔、结合线伸入等缺陷，可通过减慢冷却速度和段压力等措施来防止缺陷产生。

3 点焊熔核有限元仿真

点焊是一个多因素及多重非线性的复杂问题。在进行数值模拟时，考虑其可作为轴对称问题，对等厚

板的焊接取l／4平面进行分析。为简化计算，本文假定电极压力恒定。 本文采用简化的轴对称2D模型建立6082铝板点焊的简化模型。出于简化模型的目的，假设上下两块铝

板在与电极端面直径对应的中心部分以及电极端面是粘连的，假设电极-工件间及工件间的接触行为属于无 滑动接触。焊接电流为恒流，材料的热物理性能随温度变化，忽略电流的趋表效应、接触面的热电效应和 接触热阻[4，5]。模型的网格采取自由划分，共含1996个固体单元，2120个节点。被连接材料为6082铝合金，

板厚2.0 mm，采用Cu～Cr合金电极，端部直径6 mm，端部曲面半径40 mm。

3.1 材料属性

材料的热物理性能参数是温度的函数，在模拟中，材料的热物理性能除了密度和潜热外，其他如比热、 导热系数、电阻率等均随温度变化。材料在相变和熔化时存在潜热，模拟中将潜热在相变温度区间均匀折 算为比热容，以模拟其产热效果。

6082铝合金是Al-Mg-Si系铝合金，该合金的组织比较简单，主要合金元素为Mg、Si ，另外还有少量的Fe 、Zn 、Cu 、Mn，主要组织组成物为Mg2Si，Mg/Si比为1.73，大部分合金不是含过量镁就是含过量的硅。当镁过量时，合金的抗蚀性好，但强度与成形性能低；当硅过量时，合金的强度高，但成形性能及焊 接性能较低，抗晶间腐蚀倾向稍好。

3.2 工艺参数

采用直流焊接电源，焊接电流为14 KA，电极压力为1.5 KN，焊接时间为15个周波(相应频率50 Hz)。 具体方案见表1：

3.3 焊接温度场的模拟

焊接温度场的准确计算是焊接冶金分析、残余应力与变形计算以及焊接质量控制的前提，焊件在快速 加热和冷却过程中温度场的正确描述是进行组织转变和焊后接头力学性能分析的前提条件。焊接温度场的 准确计算必须建立起准确的热传递数学模型和符合焊接生产实际的物理模型，并应用有限元 软件的校正工 具，根据具体的焊接工艺和条件对热源进行校正；考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系，建立 了焊接过程的数学模型和物理模型[6，7]。

在焊接过程中，由热源传给焊件的热量，主要是以辐射和对流为主，而母材和焊接材料获得热能后，

热的传播则是以热传导为主。焊接传热过程中所研究的内容主要是焊件上的温度分布及其随时间的温度变 化问题[8]。因此研究焊接温度场，是以热传导为主，适当地考虑辐射和对流作用。

焊件上某点瞬时的温度分布称为温度场，可以表示为：

T  T ( X ， Y ， Z ， t )

式中 T 为焊件上某点的瞬时温度，(x ， y ， z)是某点的坐标，t是时间。

因此非线性瞬态热传导问题的控制方程可以表示为：

式中 c、ρ为材料的比热容、密度，T为温度场的分布函数，t为时间，kx ， ky ， kz分别为x ， y ， z方向

上的导热系数； Q是内热源。

温度场计算时， 将模型的对称面定义为绝热边 界条件， 即

其他周围表面定义为换热边界条件， 即

式中  是材料的热导率，n是边界表面外法线方向，α是表面换热系数，Ta是周围介质温度，Ts是物体表面

温度。

3.4 点焊相变组织的模拟

3.4.1 相变潜热 焊接过程中伴随着相的转变，在有限元计算中其产生的相变潜热以焓的形式表示[9]，即

式中  (T )c(T ) 分别为材料的密度和比热，均为温度的函数。

在某一温度增量区间，所产生的总的相变潜热表示为各相值的叠加，即

式中：Aj为第j 相的相变潜热，V j 为第j

相的转变体积比，且 å V j = 1 ；n是材料中相的个数。相的转变体积比，且 ；n是材料中相的个数。

3.4.2 相变模拟原理

对于铝合金的相变模拟，主要通过铝合金的回复与再结晶原理，如图1。如果材料有经过温度循环，当 最高温度高于重结晶温度时，重结晶开始发生并产生影响。材料重结晶的比例不仅取决于最高温度，也取 决于热循环过程。可以用如下公式来计算：

等温反应动力学：

非等温反应动力学附加规律：

3.5 模拟计算结果

3.5.1 温度场的模拟结果

如图 2 为焊接时间 250ms 时 l／4 平面所成的温度分布，再通过 sysweld 有限元软件，分别在熔核区 中心，熔合线，热影响区，母材组织上取四个固体单元，形成如图 3 所示的温度曲线。由图 2，3 可以看出 在焊接过程中，熔核中心的最高温度可达 720℃，且长时间温度维持在 700℃左右；熔合线附近可达 600℃，

也长时间维持在这个温度；热影响区最高温度可达 500℃左右；而母材最高温度只达到 300℃左右。

3.5.2 相变组织的模拟结果

通过有限元模拟可得到如图4所示结果，6082铝合金点焊结果会出现明显不同的三相分布分别为：母 材、热影响区和熔核区组织。

4 结果分析和讨论

由模拟分析结果可以看出， 6082 铝合金点焊会出现比较明显的三种组织的分布，再根据模拟所用的

焊接参数进行试验验证，然后进行金相组织观察（试样用凯勒试剂浸蚀）。可以得到图 5－图 9 的微观组织 图。

由图 5 可见，6082 铝合金点焊组织有着明显的三个组织相分布，中间的小圆为熔核部分，外圆为热影

响区，外边即为母材，与模拟的相变结果（图 4 所示）完全相同。 铝合金的主要热处理方式是固溶处理和时效处理，通过第二相的沉淀硬化来提高强度、硬度等性能。

6082 铝合金为 T4 状态（固溶处理＋自然时效）是经固溶、时效后的合金，其主要强化相是 Mg2Si。在焊 接热循环的影响下，铝合金基体中的这些沉淀相粒子将发生再次固溶、析出和长大过程，对焊接前的基体 产生或多或少的破坏。它们的熔点为 595℃，焊接加热温度超过这一熔点时，部分强化相就会熔解[10]。

图 6 为母材组织，其铝合金基体上分布着粗大且呈长条形的析出相；图 7 为熔核中心组织，其内组织 主要为细小的等轴晶粒；图 8 为处于塑性环熔合线周围的组织，靠近熔合线的熔核区主要是柱状晶粒和部 分等轴晶粒，靠近熔合线的热影响区为粗大的晶粒；图 9 为热影响区中心组织，其铝合金基体上的析出相 细小且呈圆粒状。

从图 4 可以得知，在塑性环内的熔核区中心最高温度远远高于 595℃，可达 720℃左右，且比较长时间 的维持在 700℃，这个温度使熔核区中心的晶粒完全的熔化，在铝合金基体上的第二相重新熔化和固溶， 化合物因固溶而进一步减少。在铝合金基体上分布着弥散的，细小的第二相对晶界移动起着重要的阻碍作 用，第二相质点越细小，数量越多，则阻碍晶粒长大的能力越强，所形成的晶粒也就越细小，且在熔核区 内合金元素溶入的比较多，在很大程度上阻碍了晶界的移动，焊接为快速加热，金属内存在的晶格畸变现 象来不及回复，自扩散系数增加，使合金再结晶晶核增多，造成晶粒细小，所以在熔核中心冷却后形成的 组织为细小的等轴晶粒；由于点焊冷却速度较快，靠近熔合线的熔核区的结晶组织主要是从熔合线向内生 长的柱状晶。运用图 1 描述的铝合金重结晶现象可以发现，靠近塑性环的热影响区的晶粒处于长大阶段， 晶粒生长方向与热流方向一致，有着明显的粗大晶粒且在晶界上分布一些析出相，应为晶粒长大区；6082 合金母材组织为板材组织，其析出相方向与板材成形方向一致，也有少量析出相呈三角形，在晶界上析出， 由于其含有 Cu，Mg，Al，Si，Mn 等合金元素，析出相比较复杂，主要为 Mg2Si。图 6 中的母材组织为退

火组织，所以其部分析出相变的相对细小和一定的圆形状。对于热影响区，其析出相明显比母材组织细小，

且没有方向性，但已经开始出现圆粒状，分布也比母材组织均匀，但还是有一部分为粗大的析出相，且呈 长条形，没有完成再结晶，由图 1 铝合金重结晶原理可知其组织应为回复区和回复再结晶区，晶界基5 结 论

1、本文采用数值仿真手段预测熔核的组织，运用sysweld的相变模拟原理，完成对6082铝合金点焊组织的

模拟和预测。

2、采用本文提出的有限元点焊模型，运用相变模拟软件，可以模拟出与实际焊接结果十分吻台的结果，因 此可作为选择和优化点焊参数的一个有效工具。

3、6082铝合金熔核区晶粒细小，组织分布均匀而且弥散，热影响区有着比较明显的回复区，回复与再结晶 区和晶粒长大区，母材组织为板材组织，晶粒方向为轧制方向，且铝基体上分布大量粗大的第二相质点。

4、点焊接头相变组织的模拟是一项新技术，它尚处于起步阶段，在理论上还存在着尚未澄清问题，另外在

计算方法上也有改进余地，其应用更接近空白，因此，有必要从理论和计算方法上进行系统而有深入的 探索，以使新兴方法尽快用于工程实践。

参考文献

赵熹华，姜以宏，薄件点焊熔核凝固组织分析，焊接学报，1994(2):89~93.

Ronda J，O liver G J. Consistent Thermo-Mechano-Metallurgical Model of Welded Steel with Unified Approach to Derivation of Phase

Evolution Laws and Transformation - Induced Plasticity. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering。2000， 189 (2) : 361～ 417.

Yang Z， Elmer J W ， Wong J. Evolution of Titanium Arc Weldment Macro and Microstructures- Modeling and Real Time Mapping of Phases。

Welding Journal， 1997， 76 (4) : 172～ 181.

Matteo Palmonella， Michael I， Friswell， et al. Finite element models of spot welds in structural dynamics: review and updating[J]. Computers & Structures. 2005，3 (83): 648-661 .

Deng X， Chen W， Shi G， et al. Three-dimensional finite element analysis of the mechanical behavior of spot welds[J]. Finite Elements in

Analysis and Design. 2007，185( 1): p 160-165.

Feulvarch E， Bergheau J.M， Robin V， et al. Resistance spot welding simulation: a general finite element formulation of electrothermal contact conditions Source[J]. The VLSI Journal. 2004， 38(1): 436-441.

唐新新，，罗震等.点焊熔核尺寸及焊接电流逆过程设计[J].焊接学报，2007，11：45～48.

潘韧坚等. 基于 ANSYS 的有限元方法在焊接热效应分析中的应用[J]. 焊接技术，2004（1）：6～8

刘哲，李午申，陈翠欣等，.热-冶金相互作用下焊接温度场的三维动态有限元模拟 [J ] .机械科学与技术， 2005，12 : 1396 -1399

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汉族的特点：

1、汉族是经过长期历史发展。在中国历史上曾有过多次民族迁徙和融合，使汉族不断得以发展兴旺，逐渐成为中国人口最多、经济文化最发达的民族。汉族是数个现代国家的主体族群，也是世界上人口最多的族群，在中国各地皆有分布。

2、汉族的文化丰富多彩，在其形成和发展的历史过程中，开放虚怀、兼收并蓄，形成了齐鲁、中原、燕赵、关中、巴蜀、荆楚、吴越、岭南、滇黔、闽台、松辽、徽赣等各具特色的区域文化，反映了汉族文化的多元性和多彩性。汉族自古对各种宗教信仰采取兼容并蓄的态度。天命崇拜和祖先崇拜是汉族的主要传统观念。

3、汉民族的扩张主因是历史上的由北往南的人口移动。 在晋朝以前汉族主要分布于中国北方，随后因永嘉之乱等因素大举向南迁徙，南迁汉族则和与汉族基因及语言相异的中国南方原住民混居。这由北往南的大规模移动也改变了南北人口分布密度。

（来源：文章屋网 ）

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关键词：风电；GAMS；最优潮流；机组组合

中图分类号：TM85 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）29-0103-02

1 引 言

能源和环境是人类赖以生存和发展的基本条件。目前，节能减排已经成为世界各国的共识。随着国民经济的快速发展和电力企业改革的实施，保证电力系统安全、经济和可靠运行则显得越来越重要，电力系统运行调度决策也越来越复杂。

我国政府多次颁发文件要求在确保电力系统安全稳定运行和连续可靠供电的前提下，改革目前的发电调度模式，实现节能环保的目标。在此背景下，电力系统经济运行调度有着重要的研究意义[1-3]。

2 含风电的机组组合问题

误差场景下的约束条件与第1.1节一致。

3.2.2 OPF约束条件

本文将最优潮流OPF约束分三种：

①DC-OPF：问题简单但精度低；

②AC-OPF：精度高但是运算速度慢；

③介于上述二者之间的二维网络潮流模型。

3.3 DC-OPF-SCUC问题的GAMS仿真

取各时段极限场景集为St当风电场数不小于4，即极限场景数大于10时，用场景缩减技术缩减至10。

另外，本节仿真采用2风电模型。以下是仿真结果：

仿真总共用时：998.39 s

目标函数仿真结果：发电和开机费用共740 617。

3.4 二维网络潮流模型的OPF-SCUC问题的GAMS仿真

将二维网络潮流模型约束与含风电的UC问题约束有机结合，在GAMS里面仿真，最得出如下：

仿真总用时：6318s

发电总费用：779 296。

含两风电情况下UC、DC-OPF-SCUC和二维网络潮流模型的OPF-SCUC问题下的GAMS仿真结果对比，见表1。

由上表格可以看出，直流潮流模型计算时间较短，但是精度较差，只能够优化部分潮流。二维网络潮流模型下的机组组合问题计算时间比前两种情况下的显著增加，但是精度较高，能够满足一般情况下的潮流最优化问题。

3.5 不同风电规模下OPF-SCUC问题

随着风电数量的增加，不确定性更强，本章研究主题是风电规模（零风电、两风电、电和六风电规模），所以本章将以DC-OPF-SCUC问题为蓝本进行分析。

结合三种风电情况下的问题，见表2。

从上表可以看出：随着风电数目的增加，机组总费用逐渐下降，这是由于风电发电是不需要燃料成本的。

零风电情况下，CPU计算时间很低，这是由于没有风电情况下，不用对风电不确定性进行处理，所以时间较短。而风电并网后，本文使用场景法来处理风电随机性，所以风电并网后CPU计算时间显著上升，而不同风电规模下CUP计算时间大致相同，这也反映了风电数目增加并不会增加此模型求解规模与难度。

3.6 小 结

本章重点研究了含最优潮流的问题，得到以下一些结论：

①随着研究问题数学规模的增大，问题仿真时间会加长，发电费用增加。客观表现在了机组启停状态上，数学规模增加，机组所开数目增加，已开机组的出力和出力时间也会有所增加。

②在对风电出力不确定性有较好处理方式下，风电规模的增加不会增加电力系统运行调度的难度，其含最优潮流的机组组合问题的求解难度和规模并不会增加，而且系统发电费用会随着风电数目的增加而下降。

4 结 语

论文主要研究成果如下：

①建立了基于场景法的随机规划的约束来处理风电不确定性，在此基础上，建立了含风电的UC问题模型以及三种潮流模型下的UC问题建模。

②本文使用GAMS软件仿真，并调用CPLEX开发的MIP算法进行求解，从而简化了编程上的规模。

③通过仿真分析得出，二维网络潮流模型下的含风电的UC问题计算精度比直流潮流下的精度要高，是较为理想的求解模型。

④在对风电有较好处理方案时，风电规模的增加并不会使求解规模增加，而且系统总费用降低。

参考文献：

[1] 王锡凡.现代电力系统分析[M].北京：科学出版社，2003.

[2] 陈长云.市场条件下含风电场的电力系统优化运行研究[D].北京：北京 交通大学，2008.

[3] 方创琳.中国风电发展目标分析与展望[J].中国能源，2007，29（12）： 30-34.

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最大收益率的计算公式为：（本周最高价一上周五收盘价）/上周五收盘价。

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2015年下半年以来，全国范围内水利投资回暖，各省市地方性水利工程招投标进度加速，PCCP业务驶出低谷，公司预计半年报业绩在2865万至3274万，同比增长50%-70%。公司目前在手待实现及在实现中订单超过13亿元，随着海绵城市、城市管廊等投资相继落地，预计公司全年获取订单量有望超过18亿元，为公司业绩提供足够支撑。 华泰联合

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近日，中国重庆墨希科技公司了全球首款可弯曲智能手机。该款手机既能像普通直立式手机一样，又可弯曲戴在手腕上。产品一经，引起外国媒体的密集关注，英国《每日邮报》5月24日就对此进行了报道，并称中国的这家公司产品已经超越苹果和三星。在该消息刺激下，公司有望再度受到各路资金关注。

二级市场中，该股短期调整充分，位于前期底部低点平台一线，支撑位强势，止跌反弹有望延续。

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我们预计，国企改革加速、CEC资产整合背景下，公司有望成为后市机构资金关注的重点。考虑到公司军工元器件和新能源价值，以及盛科芯片、飞腾芯片的国产信息安全价值，建议中线投资者积极关注，目标价28元附近。

五矿证券 智慧金田

奥特佳002239

公司电动压缩机具备制冷制热双重功能，除了应用于汽车舱内的温度控制之外，未来还将应用于动力电池的温度控制，市场空间大幅提升。新能源汽车冬天续航里程下降明显，制热能效比低和电池在低温下放电活性大幅降低是两个最重要原因，公司的电动压缩机将有助于同时解决这两大问题。

公司是被市场严重忽视的新能源汽车用空调全球龙头，2015年开始随着电动车爆发业绩进入复合40%的增长，电动空调压缩机销量每年翻倍以上增速，传统空调压缩机市占率同时持续提升。公司的电动压缩机不仅应用于汽车空调，还将大规模应用于电池温度控制系统，超出之前市场的预期。

国泰君安

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公司与EyeSight签订《关于收购EyeSight公司股权之谅解备忘录》：公司有意向向EyeSight公司投资1500万美金，认购EyeSight公司新增股份，同时通过协商确定将部分投资额用于购买EyeSight公司现有股东所持有的股份。EyeSight目前整体估值4900万美元，截止2015年11月，销售收入181.4万美元。

近年来车联网和VR的发展为手势识别技术带来真正的消费痛点：1）智能汽车HUD技术结合手势识别，解决了车主与HUD交互难的痛点，可以借助手势识别操控投影屏幕；2）vR结合手势识别，使用者可以通过手部动作与虚拟世界进行交互，解决了VR领域用户与虚拟世界交互难的痛点。伴随智能汽车及VR.领域的发展，手势识别高增长契机或已经到来。此次拟收购Eyesight公司，是公司完善其在智能汽车及VR产业链发展的重要一环。 安信证券

京新药业002020

市场调整期，公司综合考虑，调整最新的非公开发行方案，同时大股东控股的京新控股参与比例在20-30%，显示了公司管理层对业绩高增长的信心以及公司可持续发展战略布局的决心。未来2-3年，公司有望保持30%左右的复合快速增长，目前2016年对应估值不足30倍，作为医药板块极稀缺的高成长、优势战略布局的个股，经过前期市场调整，处于明显低估状态。

核心品种助力内生保持30%左右的增长。从一季报分析，巨峰显示贡献收入5712万元，我们预计贡献650万左右的净利润（90%股权），扣除并表影响后公司传统业务收入和净利润同比增长9%、32%。公司业已成规模的制剂出口业务、优秀的质量认证体系，为公司核心利润品种的可持续高速增长打造极好的中标环境。

海通证券

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公司深耕身份认证市场多年，产品线齐全，包括EP-ASS系列USBKEY、OTP系列动态令牌、ROCKEY系列软件加密锁、飞天智能卡及读写器等。公司银行客户覆盖广泛，包括工商银行、农业银行、中国银行、招商银行等180多家的国内银行使用了公司的产品和服务；公司OTP动态令牌产品市场占有率居行业前三名。2016年4月，公司互动平台表示，公司目前在区块链技术有一定的技术储备和研究，未来将积极参与数字货币及其他区块链技术产业。近期，区块链技术成为市场关注的热点，而该项技术在金融上的应用应该是最先实现的领域之一。

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关键词：受控源 等效电阻 外加电源法 开路电压短路电流法 电阻等效变换法

中图分类号：TM13 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（b）-0179-02

受控源电路是电路分析中非常重要的一部分，不管是叠加定理、戴维宁定理、网孔电流分析法、节点电压分析法等，都会遇到含受控源的电路，而且在电子技术不断发展的今天，受控源电路也出现的越来越多，其重要性也不言而喻。但学生在学习含受控源电路的分析方法时，普遍反映该部分知识较难掌握。

在“电路分析”课程教学中，戴维宁定理、最大功率传输定理以及动态电路时间常数的分析和计算时都需要进行等效电阻的求解，因此，含受控源二端网络等效电阻的求解在电路学习过程中具有举足轻重的地位。该文利用受控源的双重特性对含受控源二端网络等效电阻的求解方法进行了总结，以便学生在学习过程中更容易理解。

1 受控源

电源分为独立电源和非独立电源。独立电源是指能够产生电压和电流的电源，电压值或电流值由其本身决定，不受外界控制。而非独立电源的参数受控制支路的电流或电压的控制，因此非独立源又叫受控源。控制量可以是电压也可以是电流，根据控制量的不同可以分为电压控制的电压源（VCVS）、电流控制的电压源（CCVS）、电压控制的电流源（VCCS）、电流控制的电流源（CCCS）。

受控源与独立电源不同，它反映的只是控制量与被控制量之间的关系，同时受控源与一般负载也不相同。从元件的伏安特性曲线角度分析，受控源在其线性范围内，可以看作为电阻元件；从功率与能量的角度分析，受控源又具有电源的特性和作用，因此，受控源具有电源和负载的双重性质，这一性质在分析含受控源电路时非常重要。

2 含受控源二端网络等效电阻的求解

等效电阻的定义为：对于线性无源二端网络而言，当其端口电压与端口电流对于二端网络来讲是关联参考方向时，其端口电压与端口电流的比值就是该二端网络的等效电阻。

在“电路分析”课程的许多定理中都包含等效电阻的求解，而需要求解的二端网络电路一般情况可以分为含受控源和不含受控源电路。对于不含受控源的二端网络等效电阻的求解，只需要把二端网络内部的独立电源置零，利用电阻的串并联或Y―变换求解即可。这种情况对于学生来讲没有难度，比较容易理解。但当待求二端网络内含有受控源时，学生就会觉得无从下手，有一定难度。下面笔者根据实际教学经验对含受控源二端网络等效电阻的求解方法及其注意事项进行总结。

含受控源二端网络等效电阻的求解有三种方法：外加电源法、开路电压短路电流法以及等效电阻变换法。

2.1 外加电源法

外加电源法就是将含受控源二端网络内部的独立电源置零（电压源用短路代替，电流源用开路代替）后，在其端口加上电源，列其端口电压与端口电流的关系式，然后根据等效电阻的定义计算端口电压和端口电流的比值，此比值就是要求的等效电阻。如图1所示，可以外加电压源，也可以外加电流源，求得的结果一样。

例1求图2电路的等效电阻。

解：

方法一、外加电压源

将图2中的电压源置零，即用短路代替，然后在端口加电压源，产生的电流为，如图3所示。对于二端网络来讲，和的参考方向一般取关联参考方向，取非关联参考方向也可以，但在计算时，的公式前应加负号。

在图3中，列右边网孔的KVL方程：

根据分流公式，

方法二：外加电流源

将图2中的电压源置零，即用短路代替，然后在端口加电流源，其两端电压设为，对于二端网络，和的参考方向取关联参考方向，如图4所示。

在图4中，列右边网孔的KVL方程：

根据分流公式，

在利用外加电源法求解等效电阻时，应注意：1）一定要将二端网络内部的独立电源置零。2）端口电压和端口电流不一定给出确定的数值，只要找出它们的关系即可。这种关系通常可以通过列KCL、KVL以及元件的VCR方程来求得。3）端口电压、端口电流的参考方向对二端网络来将应该是关联的。否则，需要在其比值前加负号。

2.2 开路电压短路电流法

开路电压短路电流法就是求出含受控源二端网络的开路电压以及短路电流，短路电流的参考方向应根据开路电压的参考方向标注，即短路电流参考方向应从开路电压的正极性端子流向其负极性端子。根据戴维宁等效电路，则等效电阻。如果短路电流参考方向的标注为从开路电压的负极性流向正极性，则等效电阻的公式前加一负号。

例2利用开路电压短路电流法求解图2的等效电阻。

解：（1）首先在图5中求二端网络的开路电压，的电压源保留。

对右边网孔列KVL方程：

对左边网孔列KVL方程：

（2）将图2中的二端网络的两端子a和b短接，标上短路电流，参考方向从的正极性a点流向负极性b点，9V电压源仍然保留，如图6所示。

对节点列KCL方程：

对右边的网孔列KVL方程：

利用开路电压短路电流法求等效电阻时应注意：①二端网络内部的独立电源仍然保留，不需要置零。②短路电流的参考方向与开路电压的参考方向应一致，即短路电流应从开路电压的标有正极性的端子流向其负极性端子。

2.3 电阻等效变换法

当受控源是受控电压源，同时控制量又是该受控源所在支路的电流或可以用该支路电流来表示时；或者当受控源是受控电流源，同时控制量又是该受控源两端的电压或可以用该电压来表示时，此时受控源表现为电阻性，可以将受控源等效为一电阻，该电阻的阻值为受控源的端电压与其电流的比值。

例3求图7二端网络的等效电阻。

解：在图7中，，即受控电压源的控制量可以用其所在支路电流表示。因此，受控电压源可以用一电阻表示，图7可以等效为图8。对于受控电压源来讲，其端电压电压与其电流为非关联参考方向，因此，其等效电阻阻值。二端网络得等效电阻

使用电阻等效变换法时，应注意不是所有的受控源都可以等效，只有满足以上条件才可以。

3 结束语

该文就含受控源二端网络等效电阻的三种求解方法进行了总结，并通过举例进行了分析，给出了应用时的注意事项，实践证明这样更方便于学生在学习时能够系统的掌握含受控源二端网络等效电阻的求解。

参考文献

[1] 邱关源.电路（第5版）[M].高等教育出版社，2006.

篇9

【关键词】风电机组；法兰焊接；工艺改进

就目前而言，塔架制造在我国普遍实行的是首件认证制，也就是该企业先生产一件进行质量认证，合格以后再进行2-3套的制造，再次检查合格以后才允许接下来的批量制造。但是大量的实践表明，在塔架制造过程中很难避免法兰焊接变形的情况发生，其中最容易出现的就是法兰内翘、塔筒两端法兰不平行这两大问题。值得注意的是，在本文中法兰在到厂时已经完全加工好外圈30度的坡口（这也是属于通常情况），下面将针对法兰内翘、塔筒两端不平行这两大主要问题提出工艺改进方案。

一、法兰内翘问题

对于法兰内翘问题，可以根据实际情况按照以下两种方式对工艺进行改进：

（1）鉴于法兰已经加工好外圈的30度坡口，我们可以采取焊接的方式，具体操作为：首先在外圈焊一道，然后在内圈焊缝碳弧气刨清根处理，这样连续在内圈焊道位置焊两道，最后在外圈焊道连续焊两道就完毕了。其中第一道外圈工艺参数如下：电流为420A，电压为28V，焊丝直径3.2mm，焊接速度35-40m/s。第二道和第三道内圈工艺参数为：电流450-530A，电压为30V，焊接速度35-40 m/s，焊丝直径3-4mm。第四道和第五道外圈工艺参数为：电流为450-520A，电压为30V，焊接速度36-40 m/s，焊丝直径3.2-4mm；

（2）在法兰采购过程中，一定要注意编制法兰采购协议，要求将筒节与法兰脖颈处对接的外坡口改为内坡口。

二、法兰不平行问题

要想妥善法兰不平行的问题，应当从以下几个方面进行考虑：

（1）需要在单段塔筒的两端筒节对接位置预留十到二十毫米的修正余量，具体来说就是利用EASY激光机对中仪寻找到塔筒的同轴度，然后用自制法兰与平行面实现对接来切割修正余量，最后一步再用角磨机打磨切割坡口，让筒节端口位置的平面度有效控制在2毫米范围之内。值得注意的是，我们要通过螺杆调节平行度控制的法兰卡具使两端法兰固定，这样可以保证塔筒两端法兰所在的平面平行，然后调节滚焊台车上的纵向螺杆使法兰中心与塔筒中心线重合，通过这种方式保证两端筒节与法兰脖颈的环缝位置实现对接（间隙应小于一毫米，而且分布比较均匀）。除此之外，需要根据实际情况对塔筒两个端口的内米字撑进行调整，保证法兰脖颈与筒口的错台小于两毫米，具体如下图所示（图1）；

（2）第一道埋弧自动焊接以后，在碳弧气刨清根处理时的宽度需要控制在10-12毫米，而深度是一致的；第一道封底焊接采取对称、等距离、断续的方式使其受力均匀。等距离断续定位固定、点焊完毕后，依然采取同样的方法一直到底焊一圈完成为止；利用EASY激光器对中仪进行实时监控，如果一旦发现有变形现象要立即将焊接工序停止并且查找原因，然后根据具体情况采取针对性的措施解决以后再重新焊接；（3）焊接烘烤一定要严格按照规范执行，通常情况下焊层不能超过6层，并且每层的厚度需要控制在4-5毫米范围内。其中第一道外圈工艺参数如下：电流为380A，电压为29V，焊丝直径3.2mm，焊接速度30-32m/s。第二道和第三道内圈工艺参数为：电流450-500A，电压为28-32V，焊接速度33-40 m/s，焊丝直径3-4mm。第四道和第五道外圈工艺参数为：电流为500-520A，电压为30-32V，焊接速度35-40 m/s，焊丝直径为4mm。

三、总结语

综上所述，风电机组塔架组装中法兰焊接变形主要表现为法兰内翘、塔筒两端法兰不平行这两大问题，本文对如何对其进行工艺改进进行了详细阐述。值得注意的是，我们塔筒生产时若同时遇到法兰内翘和法兰不平行这两大问题时，应当采取综合处理的办法，也就是说在充分考虑到法兰不平行的同时还要兼顾法兰内翘的问题，通常情况下是先解决不平行问题，然后再解决法兰内翘问题。

参考文献：

[1]程孝福.大直径平焊法兰的焊接变形与控制[J].化工设备与管道.2010，（04）.

篇10

关键词：维吾尔族学生 哈萨克族学生 偏误

Abstract: in the use of Chinese "a little bit" and "a little", Uighur, Kazakh students due to the influence of mother tongue, often corresponding usage of Uyghur, Kazak in Chinese form, so that the Chinese semantic errors. In view of this bias phenomenon, in the teaching process from the meaning, part of speech and grammar function of the angle to the students about "a little bit" and "some" in Uygur, Kazakh and Chinese different grammatical features, so as to enable them to master the correct method to use these two words in chinese.

Keywords: Uygur Kazak students errors

中图分类号：H193. 3 文献标识码：A文章编号：

在面向维吾尔族学生和哈萨克族学生进行汉语教学时，常常会出现一些比较普遍的情况。比如，在上汉语课时，有位维吾尔族学生用“生气”造句时造了一个这样的句子：“我一点儿生气。”在汉语语义里，这是明显的用词不当，应该用“有点儿”来替代“一点儿”。在实际教学中，很多维吾尔族学生和哈萨克族学生都不能正确的使用这两个词，容易出现一些偏误。本文从这方面出发，谈一谈自己的看法。

一、维吾尔族学生和哈萨克族学生使用汉语“一点儿”和“有点儿”时出现的语意偏误

首先，举几个例子：

例一：“一点儿”错用。

（一）学生所造的病句：

1.我的肚子一点儿舒服。(错用在形容词前)

2.多一点儿读书，生活也就多了一些色彩。（错用在动词前）

（二）教师的正确表述：

1.我的肚子舒服一点儿了。

2.多读一点儿书，生活也就多了一些色彩。

例二：“一点儿”、“有点儿”互相串用出现的语义偏误。

（一）学生所造的病句：

1.我一点儿困了，想休息了。（“一点儿”误代“有点儿”，用在形容词前）

2.我一点儿喜欢这部手机。（“一点儿”误代“有点儿”，用在动词前）

3.他有点儿也不会游泳。（“有点儿” 误代“一点儿”，用在否定句中）

4.我今天吃了有点儿饼干。（“有点儿” 误代“一点儿”，用在名词前）

（二）教师的正确表述：

1.我有点儿困了，想休息了。

2.我有点儿喜欢这部手机。

3.他一点儿也不会游泳。

4.我今天吃了一点儿饼干。

例三，在出现“比较”意义句子里的错误用法。

（一）学生造的病句：

1.他比我有点儿瘦。

2.她的电脑比我的一点儿好。

(二)教师的正确表述：

1.他比我瘦一点儿。

2.她的电脑比我的好一点儿。

二、维吾尔族学生和哈萨克族学生使用汉语“一点儿”和“有点儿”出现偏误的原因分析

“一点儿”和“有点儿”在维、哈语（简称，以下沿用）中两者的词性以及句法功能相同，既可以用作副词，也可以用作形容词。作副词时，主要用在形容词前，充当状语，表示“很少、稍微”；作形容词时可以用在名词、动词前，充当定语，也可以用在动词、形容词前，充当状语，表示“很少、稍微”；另外，还可以用在形容词后共同做句子的谓语。

在汉语中，“一点儿”和“有点儿”两者的词义、词性以及句法功能都不相同。“一点儿”是量词，通常用在名词前作定语，表示数量少；也可以作补语用在形容词或动词之后，表示数量不多或程度较轻；还可以用在否定句中，表示否定。而“有点儿”既可以用作动词，也可以用作副词。用作动词时，作谓语支配宾语，表示“存在一些”或“有一些”。用作副词时，可以在动词、形容词前面作状语，表示该词的形状、程度，与“稍微”相当。如果用在动词或者形容词之后，与“一点儿”混为一谈，就会出现错误。因此，在汉语中二者不能互相混用。

现举几个例子，具体分析一下“一点儿”和“有点儿”的语法功能：

例一：“一点儿”错用在形容词前。

（一）例句：这件衣服能给我便宜一点儿吗？

在句子中，“一点儿”是量词，用在“便宜”之后作补语，表示程度轻或数量少。

（二）翻译成维、哈语：

维语：bu kijimnimɑŋɑ ɛrzɑnrɑq berɛmsiz?

这衣服（把） 给我 便宜一点儿行吗

（rɑq“一点儿”，形容词作状语）

哈语：bul kijimdi mɑʁɑn ɑrzɑndɑw berseŋ bolɑmɑ?

这衣服（把） 给我便宜一点儿你给 行吗

（dɑw“一点儿”，形容词作状语）

在维、哈语句子中，“一点儿”是形容词，可以用在形容（便宜）词前作状语。但是在汉语中，“一点儿”是不能用在形容词前的，不然的话就成了病句。此外，还有将“一点儿”错用在动词前的情况。

例二：“一点儿”代替“有点儿”的误用情况。

（一）例句：我有点儿冷了。

在这里的“有点儿”是副词，用在形容词前作为句子的状语，表示“稍微”。

（二）翻译成维、哈语：

维语：mɛn sɛl toŋlidim.

我有点儿冷了

（sɛl“有点儿”，用作状语）

哈语：men sɑl toŋip qɑldim.

我 有点儿 冷了出现…状态

（sɑl“有点儿”，用作状语）

由上面的例子可以知道，在维、哈语的句子中，“有点儿”是副词，可以用在形容词（冷）前作状语。而在维、哈语中，“一点儿”也可以这样用，因此有很多学生将这两个词混用。但是在汉语中，“一点儿”不是副词，用它替代“有点儿”就出现了偏误。此外，还有将“一点儿”代替“有点儿”误用在动词前的情况。

例三：“有点儿”代替“一点儿”误用在名词前。

（一）例句：我每天抽一点儿时间看书。

在例句中，“一点儿”是量词，用在名词时间之前，作定语，表示数量少。

（二）翻译成维、哈语：

维语：mɛn hɛr kyni ɑzrɑq wɑqit tʃiqirip kitɑbkørimɛn.

我每天 一点儿 时间抽出 书 看了

（ɑzrɑq“一点儿”，形容词作定语）

哈语：men ɑr kyni ɑzirɑq wɑqit ʃiʁɑrip kitɑp oqumen.

我每 天一点儿 时间 抽出 书 读了

（ɑzirɑq“一点儿”，形容词作定语）

在维、哈语的句子中，“一点儿”是形容词，一般用在名词前作定语。而维、哈语的“有点儿”也可以这样用。而汉语里“有点儿”不能作为形容词使用，用它来代替“一点儿”就是病句了。另外，还有误用于否定句的情况等。

从以上的分析中可以看出“一点儿”和“有点儿”在汉语和维、哈语中的词性、句法功能是不一样的，不能混淆，否则就会造成偏误。关于“一点儿”和“有点儿”在汉语和维、哈语中的的语法功能及运用，在教学中要从汉语词义、词性和语法特点等方面着手，重点讲述其中的不同之处，使维吾尔族、哈萨克族学生真正掌握它们的语法特点和使用范围。

三、总结：

综上所述，在为维吾尔族、哈萨克族学生进行汉语教学时，要不放过带有普遍性错误的语法现象，分析其产生偏误的原因，帮助学生摆脱母语的影响，这样学生才能真正学好并运用好汉语。

参考文献：

[1]赵凤珠．维、哈族学生使用汉语"一点儿"和"有点儿"出现的偏误分析[J]．民族教育研究，2008（03）．