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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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水轮发电机主轴轴承油雾收集处理装置流场模拟与仿真

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三峡大学学报（自然科学版） 2022年第2期44卷 95-99页

作者：李忠凯徐翔秦红玲赵益俊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 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室兰州730000 重庆华能水电设备制造有限公司重庆404100

为了保证水轮发电机组的正常运行,需要在主轴轴承位置设置油池进行润滑.然而,油池长期处于高温环境中,导致润滑油挥发而产生油雾,从而造成设备老化、电子元器件失效、环境污染等一系列问题,需要及时对产生的油雾进行处理.针对该问题,目... 详细信息

为了保证水轮发电机组的正常运行,需要在主轴轴承位置设置油池进行润滑.然而,油池长期处于高温环境中,导致润滑油挥发而产生油雾,从而造成设备老化、电子元器件失效、环境污染等一系列问题,需要及时对产生的油雾进行处理.针对该问题,目前已经从原理上设计出相应的油雾处理装置,但其性能还有待进一步验证.为此,本文以所设计的水电站水轮发电机轴承油雾收集处理装置为原型,构建其三维模型,并利用Fluent软件对油雾流场进行数值模拟和仿真,分析了主轴恒定转速下,油雾粘度、进出口结构对压力和流速的影响,论证了该装置的可行性,并为其结构优化提供了理论支持.

关键词：水轮发电机油雾收集装置模拟仿真

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考虑连接间隙非确定性的水中多体结构随机动力响应分析

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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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考虑关节铰隙机械臂末端位姿精度的模糊控制

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制造技术与机床 2020年第6期 148-154页

作者：张发军张苏俊虞成俊何孔德水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械动力学院湖北宜昌443002

以空间3R含铰间隙机械臂为研究对象,考虑关节铰隙机械臂末端位姿精度的模糊控制方法。首先,利用D-H坐标变换法建立不含间隙和含间隙的机械臂运动学模型,分析铰间隙对机械臂末端位姿精度的扰动影响;其次,通过所建立的含间隙三维模型并进... 详细信息

以空间3R含铰间隙机械臂为研究对象,考虑关节铰隙机械臂末端位姿精度的模糊控制方法。首先,利用D-H坐标变换法建立不含间隙和含间隙的机械臂运动学模型,分析铰间隙对机械臂末端位姿精度的扰动影响;其次,通过所建立的含间隙三维模型并进行运动学仿真,研究其位姿误差大小;再次,基于减小误差提高精度设计模糊控制器,通过角位移来补偿末端位姿误差,从而得出相应的角位移补偿量;最后,采用补偿后的角位移对含间隙模型进行运动学仿真分析,得出其补偿后的位姿误差。研究表明,采用模糊控制方法,机械臂在x、y方向上末端位姿误差明显减小,其控制效果较好,而在z方向上的误差也有所降低,可见,在模糊控制策略下,补偿后的角位移对关节铰隙机械臂末端位姿的精度误差有明显的减小作用。

关键词：机械臂铰间隙角位移补偿位姿误差模糊控制

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形内自相似六边形蜂窝结构的应变能密度优化方法

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机床与液压 2021年第4期49卷 17-21页

作者：成明何彬郭媛李响武汉科技大学机械自动化学院湖北武汉430081 湖北理工学院机电工程学院湖北黄石435003 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443002

层级材料具有优异的力学性能和吸能特性。提出一种面内分形的形内自相似六边形蜂窝结构,运用应变能密度优化方法,对三维形内自相似六边形蜂窝结构进行尺寸优化,分别得到应变能密度最大和应变能密度最小的优化结构,并与未经优化的形内自... 详细信息

层级材料具有优异的力学性能和吸能特性。提出一种面内分形的形内自相似六边形蜂窝结构,运用应变能密度优化方法,对三维形内自相似六边形蜂窝结构进行尺寸优化,分别得到应变能密度最大和应变能密度最小的优化结构,并与未经优化的形内自相似蜂窝结构及典型的圆形蜂窝结构进行吸能特性比较。结果表明:应变能密度最大的自相似蜂窝结构比应变能密度最小的结构吸能特性强,但整体刚性相比较弱,应变能密度最小的形内自相似蜂窝结构抗冲击刚性较强;两种应变能密度不同的形内自相似六边形蜂窝结构都具有较强的吸能特性,其比吸能比未经优化的形内自相似蜂窝结构和典型圆形蜂窝较好。结构的自相似分形方式和应变能密度优化能够很好改善蜂窝结构的耐撞性和吸能特性,同时实现结构轻量化。

关键词：形内自相似六边形蜂窝尺寸优化应变能密度能量吸收

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适应增材制造构件倾角约束的拓扑优化方法

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机械设计与制造 2020年第11期 191-194,199页

作者：杜义贤徐明周鹏田启华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

为了解决增材制造过程中因为倾角小于临界值,造成倾斜结构无法直接打印的问题,提出一种适应增材制造构件倾角约束的拓扑优化方法,该方法建立了一种新的单元密度更新迭代规则,规定每个单元的可打印密度与相应支撑区域内单元的可打印密度... 详细信息

为了解决增材制造过程中因为倾角小于临界值,造成倾斜结构无法直接打印的问题,提出一种适应增材制造构件倾角约束的拓扑优化方法,该方法建立了一种新的单元密度更新迭代规则,规定每个单元的可打印密度与相应支撑区域内单元的可打印密度之间的关系。将该迭代规则应用于拓扑优化方法中,优化得到的结果能直接进行增材制造,无需其他处理。以MBB梁和悬臂梁为例,定义不同的基底方向,拓扑出相应的构型,并对构型进行模型重构,测量典型的倾角大小。结果表明:所提出的方法能够约束构型的倾角,实现在不添加附加支撑的情况下进行打印。

关键词：增材制造拓扑优化单元密度更新附加支撑

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可移动式输电线路变档距实验平台行驶特性研究

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三峡大学学报（自然科学版） 2021年第5期43卷 95-100页

作者：张栋张宏煜方子帆傅志浩刘进佛山电力设计院有限公司广东佛山528000 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

为了开展配网输电线路带电作业实验平台新方法、新器具、新工法的研究,开发了一种可移动式输电线路变档距实验平台.依据功能及使用环境要求,采用二级齿轮传动和轨行式移动方式,提出一种多机变档距可移动平台设计方案;运用SolidWorks建... 详细信息

为了开展配网输电线路带电作业实验平台新方法、新器具、新工法的研究,开发了一种可移动式输电线路变档距实验平台.依据功能及使用环境要求,采用二级齿轮传动和轨行式移动方式,提出一种多机变档距可移动平台设计方案;运用SolidWorks建模软件和ADAMS仿真软件结合STEP函数完成对实验平台虚拟样机的建模与仿真;研究了在指定风载作用下移动式实验平台的行驶特性,并根据其质心偏移和轮轨接触力,对实验平台的稳定性进行分析.结果表明:输电线路变档距实验平台在指定风载作用下,能以5~20 m/min的速度稳定行驶,并具有良好的启制动特性;验证了移动平台设计的合理性,为实验平台在配电网工作中的设计及优化提供了理论基础.

关键词：变档距实验平台 ADAMS 虚拟样机仿真稳定性行驶特性

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SIFT算子与改进算法检测木板条纹的对比研究

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三峡大学学报（自然科学版） 2020年第1期42卷 98-102页

作者：张发军宋钰青邓安禄虞成俊彭文刚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

为了解决在木板加工分类中的分级问题,运用图像处理技术,提出一种检测木板条纹间隔大小的改进直方图算法对木板进行检测分类,并将该算法得到的特征点与SIFT(Scale-invariant feature transform)算法进行对比,试验结果明显看出改进直方... 详细信息

为了解决在木板加工分类中的分级问题,运用图像处理技术,提出一种检测木板条纹间隔大小的改进直方图算法对木板进行检测分类,并将该算法得到的特征点与SIFT(Scale-invariant feature transform)算法进行对比,试验结果明显看出改进直方图算法比SIFT算法更有效,更能准确识别条纹木材的条纹,准确率最高可达90%以上,且算法更为简单.

关键词：木板条纹 SIFT算法改进直方图算法计算机视觉

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基于选择性激光烧结的石墨骨架电镀铜工艺实验研究

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激光与光电子学进展 2019年第2期56卷 135-140页

作者：吴海华王亚迪钟纪红彭建辉陈奎魏正英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

为改善结合界面的状况,缩短工艺流程,降低铜的消耗,减少生产投入,采用选择性激光烧结成型技术快速制备多孔石墨成型件。在此基础上,研究了不同石墨预制体状态、电镀工艺参数和电镀时间对镀层的沉积速率、表观形貌以及镀层与基体结合状... 详细信息

为改善结合界面的状况,缩短工艺流程,降低铜的消耗,减少生产投入,采用选择性激光烧结成型技术快速制备多孔石墨成型件。在此基础上,研究了不同石墨预制体状态、电镀工艺参数和电镀时间对镀层的沉积速率、表观形貌以及镀层与基体结合状况的影响。结果表明:未经真空压力浸渍酚醛树脂的石墨预制体,其镀层与基体的结合力不符合应用要求,在真空压力下浸渍酚醛树脂2～3次后,镀层沉积速率较佳,镀层与基体的结合力符合应用要求;电镀时间为30～50min时,沉积速率较佳,可得到表面覆盖完整、连续且有光泽的镀层;电流密度为5×102～6.25×10~2 A·m^(-2)时,镀层晶粒均匀致密,可得到较佳的镀层。

关键词：激光加工选择性激光烧结成型石墨预制体电镀铜导电性工艺参数

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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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