检索结果-内蒙古大学图书馆

振动与冲击 2019年第13期38卷 223-230页

作者：何孔德何雪辉方子帆杨蔚华刘绍鹏陈志超三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

针对水中多体结构系泊缆索和结构体连接的间隙接触不确定性所带来的系统动态特性随机性问题。考虑系泊缆索轻、柔和低阻尼特性引起的垂度效应,以及其在流场作用和间隙连接冲击下的动态伸长,采用等效弹性模量法修正了垂度的影响,建立了... 详细信息

针对水中多体结构系泊缆索和结构体连接的间隙接触不确定性所带来的系统动态特性随机性问题。考虑系泊缆索轻、柔和低阻尼特性引起的垂度效应,以及其在流场作用和间隙连接冲击下的动态伸长,采用等效弹性模量法修正了垂度的影响,建立了考虑系泊缆索动态伸长及间隙接触的系统随机广义非确定性动力学模型,利用Newmark-β方法及区间算法进行求解。计算结果表明,考虑间隙接触状态不确定性模型所带来的结构体运动学参数的均值和峰值都要大于理想铰接状态;动态张力也发生随机变化,出现很大峰值;间隙接触状态的偏转角度要大于铰接状态,有可能会引起系统的失稳;因此在研究具体水中多体结构时,应考虑连接处的接触状态,分析其随机动态特性。

关键词：水中多体结构连接间隙接触状态随机动力响应

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新的柔性结合部法向接触刚度和接触阻尼方程

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西安交通大学学报 2015年第1期49卷 118-126页

作者：田红亮赵美云郑金华赵春华赵新泽方子帆朱大林三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002

以修正分形几何学理论和赫兹法向接触力学方程为基础,推导出了柔性结合部法向接触刚度与阻尼方程。假设峰元顶端的曲率半径为变量,提出了一种全新的求导函数而非偏导函数的求解方法,建立了单峰元与平面接触的法向接触刚度方程。数值模... 详细信息

以修正分形几何学理论和赫兹法向接触力学方程为基础,推导出了柔性结合部法向接触刚度与阻尼方程。假设峰元顶端的曲率半径为变量,提出了一种全新的求导函数而非偏导函数的求解方法,建立了单峰元与平面接触的法向接触刚度方程。数值模拟表明:峰元承担的法向弹性载荷与其顶端的变形量之间符合非线性幂函数凹弧关系;降低表面粗糙度或增加法向接触载荷都将增大实际接触面积;当表面粗糙轮廓分形维数在较小范围内时,实际接触面积随着表面粗糙轮廓分形维数的增加而增大,而当表面粗糙轮廓分形维数在较大范围内时,实际接触面积随着表面粗糙轮廓分形维数的增加而变小;降低表面粗糙度或增加表面粗糙轮廓分形维数与法向接触载荷皆将增加法向接触刚度;法向接触阻尼随着表面粗糙轮廓分形维数的增加先减小后增大;当表面粗糙轮廓分形维数小于临界值时,法向接触阻尼随着分形粗糙度的增大而增大,而当表面粗糙轮廓分形维数超过转折点时,法向接触阻尼随着分形粗糙度的增大而减小;当法向接触载荷增大时,法向接触阻尼略微减小。

关键词：柔性结合部法向接触刚度法向接触阻尼分形几何学理论

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采用改进回归型支持向量机的滚动轴承剩余寿命预测方法

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西安交通大学学报 2022年第3期56卷 197-205页

作者：徐洲常王林军刘洋蔡康林陈正坤陈保家三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

为准确评估滚动轴承运行状态、预测其性能退化趋势以及剩余寿命,提出一种改进回归型支持向量机(SVR)的滚动轴承寿命预测方法。提取轴承信号的时域和时频域特征,通过主成分分析(PCA)方法将特征指标融合成一个归一化综合指标来表征轴承运... 详细信息

为准确评估滚动轴承运行状态、预测其性能退化趋势以及剩余寿命,提出一种改进回归型支持向量机(SVR)的滚动轴承寿命预测方法。提取轴承信号的时域和时频域特征,通过主成分分析(PCA)方法将特征指标融合成一个归一化综合指标来表征轴承运行状态;利用特征指标和综合指标构建训练和预测向量数据集,结合差分进化灰狼群算法(DEGWO)确定最优惩罚参数和径向基函数(RBF)核参数并构建回归型支持向量机模型;将预测数据集输入到DEGWO算法优化的SVR模型中得到轴承状态评估指标的预测值,实现轴承剩余寿命的预测。利用IEEE PHM 2012数据集验证所提方法的有效性,并将其结果与灰狼群算法(GWO)优化的SVR、网格搜索算法(GSA)优化的SVR和长短期记忆神经网络(LSTM)模型所得结果进行对比分析。仿真结果表明:与其他方法相比,采用所提方法得到的轴承剩余寿命预测均方误差分别降低了44.74%、66.67%、77.27%,决定系数则分别提高了7.25%、20.72%、11.94%,该结果说明了所提方法在轴承剩余寿命预测应用方面的优越性。

关键词：滚动轴承状态评估主成分分析差分进化灰狼群算法剩余寿命预测

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轮轨表面水介质混合润滑数值模拟

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振动与冲击 2019年第19期38卷 261-268页

作者：王骁鹏彭文昱赵新泽田红亮郤能赵美云三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

雨雪、潮湿等环境下,轮轨接触界面处于混合润滑状态,界面间的流体动压效应不可忽视,轮轨间的黏着系数降低,导致黏着力降低。根据确定的轮轨接触几何参数,建立考虑真实机械加工表面的混合润滑模型,模拟轮轨滚动接触界面水润滑状态,通过... 详细信息

雨雪、潮湿等环境下,轮轨接触界面处于混合润滑状态,界面间的流体动压效应不可忽视,轮轨间的黏着系数降低,导致黏着力降低。根据确定的轮轨接触几何参数,建立考虑真实机械加工表面的混合润滑模型,模拟轮轨滚动接触界面水润滑状态,通过对比车削加工的纵纹粗糙表面与光滑表面数值解,结果表明:在水介质存在状态下,粗糙表面接触载荷比增加会大幅提高黏着系数;列车行驶速度较快时,混合润滑状态下轮轨黏着系数较小,不利于列车安全平稳运行;轮轨接触副在混合润滑状态下接触压力小于干接触状态接触压力,有利于提高轮轨接触副使用寿命。该研究可为轮轨表面设计提供了重要的理论依据。

关键词：轮轨混合润滑粗糙表面水润滑黏着

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最大重叠离散小波包变换边际谱特征在齿轮故障诊断中的应用

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西安交通大学学报 2020年第2期54卷 35-42页

作者：陈保家黄伟李立军肖文荣陈法法肖能齐三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

针对齿轮故障振动信号多分量频带重叠引发的故障模式混淆问题,提出一种基于最大重叠离散小波包变换(MODWPT)边际谱特征和粒子群优化-支持向量机(PSO-SVM)的故障诊断方法。为了减少谐波及噪声对故障模式分量分离的干扰,首先利用MODWPT将... 详细信息

针对齿轮故障振动信号多分量频带重叠引发的故障模式混淆问题,提出一种基于最大重叠离散小波包变换(MODWPT)边际谱特征和粒子群优化-支持向量机(PSO-SVM)的故障诊断方法。为了减少谐波及噪声对故障模式分量分离的干扰,首先利用MODWPT将采集到的实验信号进行5层分解,得到32个分量,通过频带能量占优方法,筛选出前16个分量,用来构造信号的希尔伯特边际谱;然后,将提取的边际谱特征代入PSO参数优化后的SVM,对故障类型进行识别。仿真信号分析结果表明,MODWPT边际谱在抗模式混叠、抗边界效应和频率提取准确性方面都要优于EMD方法。通过对6种不同类型的齿轮故障信号进行分析,MODWPT边际谱归一化特征具有明显的故障类型分层现象,对齿轮故障的识别准确率达到98%,说明该方法具有较强的故障诊断能力。

关键词：齿轮故障诊断经验模式分解希尔伯特边际谱支持向量机粒子群算法

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支持向量空间方法在刀具运行可靠性评估中的应用

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工程科学与技术 2018年第5期50卷 244-252页

作者：陈保家沈保明肖文荣田红亮陈法法赵春华张发军三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

针对单台或小样本数控机床刀具可靠性评估时,传统的基于大样本统计的可靠性评估方法因缺乏时间、动态、个性化的精确性描述而难以发挥作用。为了提高单台或小样本条件下的机床刀具运行可靠性评估精度和可信性,作者提出了一种基于奇异值... 详细信息

针对单台或小样本数控机床刀具可靠性评估时,传统的基于大样本统计的可靠性评估方法因缺乏时间、动态、个性化的精确性描述而难以发挥作用。为了提高单台或小样本条件下的机床刀具运行可靠性评估精度和可信性,作者提出了一种基于奇异值分解(SVD)和支持向量空间的运行可靠性评估方法。首先通过实验对机床切削加工过程中的刀架振动信号进行获取,采用小波包分解、能量分布和时频域统计量分析,提取出与刀具磨损量密切相关的显著特征指标。为了降低计算复杂程度和减小冗余成分,进一步利用SVD对所提取的刀具正常磨损条件的振动信号时频域高维特征数据集进行降维处理。然后将降维数据作为测试样本代入支持向量空间模型构造支持向量空间超球体,以该超球体所定义的圆心和半径为计算依据,将待检样本相对于超球体的相对距离作为描述刀具的性能退化指标,并引入降半型隶属度函数,将相对距离指标映射到[0,1]区间,将其定义为刀具的运行可靠性。分别以两把磨损状态为失效与正常的刀具作为评估案例,通过对其降维前后数据进行支持向量超球体空间构造以及可靠性评估,结果表明维数据约简可有效减小数据分散性过大所导致的超球体形状变形问题。最后以多把刀具统一失效阈值下的通用数据对刀具1进行可靠性评估,结果表明在训练数据条件足够大的情况下,刀具的相对距离和运行可靠度趋势性更加明显,波动性减少,特别是在磨损后期,这种变化有利于刀具服役性能的精准评估。所提出的运行可靠性评估方法摆脱了传统可靠性评估对大样本统计数据的依赖,为丰富和发展小样本数据的可靠性评估提供了新的理论支持和技术手段。

关键词：刀具奇异值分解支持向量空间运行可靠性

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铰碰与臂重激振下串联机械臂参数的抑振优化

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哈尔滨工程大学学报 2019年第5期40卷 1000-1005页

作者：张发军张烽宋钰青邓安禄杨晶晶杨先威三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002

针对含间隙机械臂关节铰内碰导致恶化机械臂动力学行为的问题,本文探讨了串联机械臂在铰碰与重力双重耦合作用下的振动特征。以含间隙串联机械臂为研究对象,利用运动学方程以及达朗贝尔原理推导含间隙机械臂的动力学方程,根据所得方程... 详细信息

针对含间隙机械臂关节铰内碰导致恶化机械臂动力学行为的问题,本文探讨了串联机械臂在铰碰与重力双重耦合作用下的振动特征。以含间隙串联机械臂为研究对象,利用运动学方程以及达朗贝尔原理推导含间隙机械臂的动力学方程,根据所得方程揭示机械臂关节处精度(间隙大小)以及各杆件质量对动力学行为的影响规律。基于铰间隙处于串联机械臂不同关节位置的情况,分析杆件质量对机械臂动力学行为的响应特征,并在此基础上提出一种优化后的多间隙机械臂模型。研究结果表明:通过对机械臂各关节处设计间隙精度的调整以及各杆件质量分布的动态优化,线性加速度与角加速度冲击最大降幅39. 80%和30. 44%,对多铰间隙机械臂的动态作业具有明显的抑振效果。

关键词：机械臂铰碰铰关节铰间隙参数优化关节精度杆件质量抑振

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考虑杆件自重影响含间隙铰机械臂的抑振策略

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华中科技大学学报（自然科学版） 2018年第3期46卷 75-79页

作者：张发军张烽佘弈陈保家三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002

以含间隙3R串联机械臂为研究对象,针对含间隙机械臂关节铰内碰运动干涉的可能性,利用运动学方程以及达朗贝尔原理推导含间隙机械臂的动力学方程,并根据动力学方程分析机械臂各杆件质量对动力学行为的影响.在SolidWorks中建立含间隙3R串... 详细信息

以含间隙3R串联机械臂为研究对象,针对含间隙机械臂关节铰内碰运动干涉的可能性,利用运动学方程以及达朗贝尔原理推导含间隙机械臂的动力学方程,并根据动力学方程分析机械臂各杆件质量对动力学行为的影响.在SolidWorks中建立含间隙3R串联机械臂三维模型,通过将各杆件定义为不同的机械臂常用的材料从而达到调整各杆件质量的目的.基于科学软件得出不同杆件自重影响下含间隙铰机械臂的动态激振特征参数.结果表明：通过选择不同制造材料实现机械臂杆件质量按序递减的调整策略,对含间隙铰机械臂的动态抑振具有明显的实际效果.

关键词：串联机械臂铰间隙达朗贝尔原理杆件质量抑振

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紧支Shepard近似在拓扑优化中的应用研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2013年第8期41卷 101-105页

作者：杜义贤付君健严双桥陶然三峡大学机械与材料学院湖北宜昌443002 三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002

为了解决有限元拓扑优化的数值不稳定性问题,以紧支径向基函数作为Shepard插值函数的权函数,建立了紧支Shepard近似函数,用近似函数替代原有离散的密度场量和敏度场量,构造了光滑的密度场和敏度场,提出了用于拓扑优化的密度近似法和敏... 详细信息

为了解决有限元拓扑优化的数值不稳定性问题,以紧支径向基函数作为Shepard插值函数的权函数,建立了紧支Shepard近似函数,用近似函数替代原有离散的密度场量和敏度场量,构造了光滑的密度场和敏度场,提出了用于拓扑优化的密度近似法和敏度近似法.数值算例表明:密度近似法和敏度近似法能有效解决棋盘格和网格依赖性等数值不稳定性问题,随着网格密度的增加,密度近似法得到的拓扑图形的灰度单元成正比增加,但敏度近似法能有效地抑制灰度单元.

关键词：拓扑优化数值不稳定性 Shepard近似函数密度近似敏度近似

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元胞多目标粒子群优化算法与其应用

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农业机械学报 2013年第12期44卷 280-287,320页

作者：朱大林詹腾张屹田红亮三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室宜昌443002

针对现有多目标粒子群算法多样性不佳,难以平衡多目标优化的全局搜索和局部寻优的能力,提出了一种元胞多目标粒子群算法。在分析多目标粒子算法理论基础上,该算法将元胞自动机思想融入粒子群算法,研究粒子之间相互关系和信息传递机制,... 详细信息

针对现有多目标粒子群算法多样性不佳,难以平衡多目标优化的全局搜索和局部寻优的能力,提出了一种元胞多目标粒子群算法。在分析多目标粒子算法理论基础上,该算法将元胞自动机思想融入粒子群算法,研究粒子之间相互关系和信息传递机制,并提出一种粒子飞行速度控制策略。实验证明,新算法相对于4种比较算法,在求解含有无约束和有约束的多目标优化问题时有更好的收敛性和多样性,将其应用于盘式制动器优化设计,得到的解精度更高。

关键词：元胞自动机粒子群算法速度控制策略多目标优化

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