机械工程学院开题报告

机械工程学院开题报告

开题报告就是课题确定之后，研究人员在正式开展研究之前制订的整个课题研究的工作计划，下面是搜集整理的机械工程学院开题报告，欢迎阅读参考。

论文题目：电网塔材原材料和组焊件的检测及数据分析研究

一、选题背景与意义

近几年来,随着特高压输电线路的建设，铁塔角钢需求量不断增加，电力系统对铁塔角钢产品及其组焊件的内在质量和表面质量要求更加严格，因此塔材的采购质量和组焊件的质量越来越成为电网部门关注的重要的课题。

1、国内外研究现状:电网塔材主要由角钢构成，因此，在本课题中主要研究角钢的规格尺寸检测和组焊件的规格尺寸及其数据分析研究。①目前国内外传统的用于规格尺寸的检测方法常有接触式,甚至用人工直接量测，例如直尺、平板、角度块、卡尺等，这些检测手段比较落后,速度低、精度低、劳动强度大、可靠性差、操作繁琐。传统的检测技术很难适应新的要求。因此，探索新的检测方法，具有十分重要的现实意义。近些年来规格尺寸检测方法得到很大发展，主要有激光干涉仪、测距仪、三坐标测量机、便携式测量臂、图像测量技术、测厚仪等。这些检测手段在工业生产中发挥着巨大的作用。采用激光检测的方法，像激光全站仪、激光经纬仪、激光干涉仪等：这几种方式虽能保证较好的精度，缺点也很明显，如价格昂贵、测量空间要求很大、使用于工作场所的机会不大，只适合作为抽检或计量室

定标，它适用于实验室等工作环境，在环境相对恶劣的工厂等大型零件生产场所则无用武之地，不能做到实时在线检测。图像测量技术是与先进制造工艺与现代制造生产模式相适应的智能化、自动化、柔性化的检测手段。在国外已经将图像测量技术广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。在中国，这种应用也在逐渐被认知，对于图像测量技术的需求将越来越广泛。因此，吸引一大批国内外优秀学者从事该方向的研究。一些研究机构或企业开发了图像测量系统软件的开发平台或者函数库，提供一些常用的算法和工具。这样可避免出现产品报废以及降低工人劳动强度、避免工人进行危险操作造成不必要的伤害。采用非接触光电测量技术成为当前的发展趋势。②在数据分析研究方面，目前有很多方法，例如柏拉图、直方图、散点图、相关分析、回归分析、ANOVA分析、鱼骨图、FMEA、点图、柱状图、雷达图、趋势图、控制图、XY矩阵等图形。

2、本课题源于电网建设部门对塔材采购质量和组焊件质量的监控需求。在当前国内铁塔制造企业竞争日趋激烈的形式之下，企业与企业之间的竞争从根本上说是企业技术实力的竞争、科技创新优势的竞争。近几年来,随着特高压输电线路的建设，铁塔角钢需求量不断增加，电力系统对铁塔角钢产品的

内在质量和表面质量要求较严格，因此，通过该研究希望可以有效提高塔材的检测效率及精度，并可实现电网建设部门对塔材采购质量和组焊件质量的监控和信息化管理。该选题要求对塔材原材料规格尺寸和组焊件的相关检验项目的整理，选择测量该规格尺寸最优的

方法，为下一步选择检测设备提供理论支撑。同时寻找出监控分析尺寸数据最优的数据分析方法，能够更好的评价供应商产品的质量水平，为最终的采购和质量保证上提供决策上的支持。

二、研究内容与目标

(一)研究内容

该课题需要完成塔材原材料和组焊件外观要求和规格尺寸相关

的检验项目的整理和归纳，并能够根据不同的检测项目探究不同的检测方法，分析各种检测方法的优缺点，选定出较好的检测方法，为下一步选取检测设备提供理论支持。同时需要研究尺寸数据的分析问题，如何或者采用什么数据分析研究方法可以有效的监控和分析塔材的

规格尺寸情况，选出较好的分析规格尺寸数据的控制方法，以此来评价供应商产品的质量水平。

1、电网塔材原材料外观要求和检测

⑴首先从实例入手，通过对该课题的全面了解及搜集各方面的

资料，认真观察原材料外观特点，仔细分析出所需检测的重要的对质量有影响的规格尺寸数据。角钢几何形状偏差的允许范围在标准中有规定，基本尺寸一般包括宽度、顶角、长度、端面和边缘的垂直度、厚度。角钢的孔方面主要检测孔径、孔间距、孔边距、孔准距、孔与孔之间心线及过线。

⑵确定了角钢规格尺寸所需检测的项目之后，就需要针对不同

的尺寸项目寻找适宜的检测方法，使得检测方便快捷，尽可能的实现了自动化、节省人力和减少人为误差、提高检测精度。仔细分析近些

年来的国内外研究现状，更好的适应该课题的选题目的，选定几个客观实用、能够满足要求的检测设备。传统方法中采用的量具费时费力精度低，因此可以选取一些近年来比较先进的方法来测量，例如CCD 及图像采集，激光检测等方法，图像处理技术的不断成熟和发展，为在工作现场采用实时在线的光电检测方式提供了有利条件。也可以采用激光干涉仪进行测量，从众多的检测方法中选取一种最佳的测量方法之后，根据该方法选取适合的测量设备。

2、电网塔材组焊件外观要求和检测

(1)这个也应当从实例入手，通过对课题的全面了解及搜集各方面的资料，认真观察组焊件外观特点，仔细分析出所需检测的重要的对质量有影响的位置尺寸、倾斜、外观尺寸等数据。电塔组焊件位置偏移、外观尺寸、装配面的偏差允许范围在标准中有规定。组焊件的位置尺寸、倾斜要求焊接件位置偏移，对孔构件不大于±1，对无孔构件不大于±5。焊缝的外观尺寸一般包括外形均匀、成型较好、焊道与焊道、焊缝与基本金属间圆滑过渡。

3、电网塔材原材料的数据分析研究

⑴在选取了测量方法后考虑对采集了的数据进行分析和评价，选出一种或几种较好的分析规格尺寸数据的控制方法。角钢加工后会产生加工误差，导致加工尺寸的变化。基于误差因素的复杂性、多样性及随机性，故不能用单个或少数几个零件的加工尺寸去评价一批零件，而应以生产现场对大批工件加工尺寸的测量结果为依据，应用数理统计方法，揭示出加工尺寸(误差)的统计规律，以此分析该批产品

中的质量状况。在查阅了大量文献之后，综合分析各种方法，可以利用传统的控制图例如均值极差控制图，进行数据的统计分析，也可以寻找一些其他的更好的方法对数据进行分析。

⑵通过数据的统计分析，对角钢的规格尺寸进行有效地控制，从而对供应商的产品进行评价，进而满足电网建设部门对塔材采购质量的监控需求，选购质量可靠供应商的产品，达到课题研究的目的。

4、电网塔材组焊件的数据分析研究

⑴在选取了测量方法后考虑对采集了的数据进行分析和评价，选出一种或几种较好的分析组焊件尺寸数据的控制方法。塔材焊接后会产生加工误差，导致加工尺寸的变化。基于误差因素的复杂性、多样性及随机性，因此需要对生产现场的大批工件加工尺寸的进行检测测量，应用数理统计方法，揭示出加工尺寸(误差)的统计规律，以此分析该批产品中的质量状况。在查阅了大量文献之后，综合分析各种方法，列出Excel表格，同时利用传统的控制图例如均值极差控制图，进行数据的统计分析，也可以寻找一些其他的更好的方法对数据进行分析。

⑵通过数据的统计分析，对塔材的组焊件尺寸和外观进行有效地控制，从而对焊接的产品进行评价，进而满足电网建设部门对组焊件质量的监控需求，达到课题研究的目的。

二)预期的研究结果

在通过以上几步，最终预期达到以下目的：