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三峡大学学报（自然科学版） 2019年第5期41卷 96-102页

作者：方子帆谢哲雨郑小伟葛旭甫何孔德余红昌覃琳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 机器人与智能系统宜昌市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

针对复杂海洋环境下拖船升沉运动对拖体定深的影响问题,提出了一种水下拖曳系统的升沉补偿控制机理并设计了其补偿系统.基于对缆绳张力影响分析提出了收放速度与升沉速度沿缆绳方向合力为零的升沉补偿机理,通过控制收放缆绳运动来抵消... 详细信息

针对复杂海洋环境下拖船升沉运动对拖体定深的影响问题,提出了一种水下拖曳系统的升沉补偿控制机理并设计了其补偿系统.基于对缆绳张力影响分析提出了收放速度与升沉速度沿缆绳方向合力为零的升沉补偿机理,通过控制收放缆绳运动来抵消拖体升沉运动并达到理想拖曳速度,基于PID校正方法提高系统的相对稳定性、增加频率带宽设计了升沉补偿控制I型系统.根据线性波理论描述波浪力,通过AMESim软件软件中的液压模块、机械模块和控制模块对水下拖曳系统作业过程进行虚拟样机建模.以调整工况和收放工况为例,对控制前后拖曳体在3种不同海况条件下收放速度、缆绳张力等问题进行计算仿真.仿真实验结果表明,拖曳系统速度补偿效果明显改善,张力波动得到抑制.

关键词：海洋拖曳绞车升沉运动补偿控制策略 AMESim仿真

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高阶高斯滤波和Radon变换结合的缸体特征提取

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西安交通大学学报 2019年第4期53卷 136-142,149页

作者：戴嘉程曾文涵杨文军卢文龙刘晓军秦红玲华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074 英国哈德斯菲尔德大学EPSRC国家未来计量联盟HD13DH 深圳华中科技大学研究院广东深圳518061 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

针对缸体表面特征以沟槽为主、方向性显著的特点,提出了使用高阶高斯回归滤波预处理与Radon变换相结合对表面的沟槽特征进行提取的方法。高阶高斯回归滤波抑制了边界效应,使得表面数据能被全部用于分析,提高了数据的使用率,同时减轻了... 详细信息

针对缸体表面特征以沟槽为主、方向性显著的特点,提出了使用高阶高斯回归滤波预处理与Radon变换相结合对表面的沟槽特征进行提取的方法。高阶高斯回归滤波抑制了边界效应,使得表面数据能被全部用于分析,提高了数据的使用率,同时减轻了异常值对滤波结果的影响,防止了沟槽形状带来的极值对滤波中线提取的干扰。在Radon变换过程中,为了防止沟槽密集处由于特征方向性减弱造成的特征提取困难,将沟槽特征整体的提取简化为对沟槽中心线的提取。考虑到沟槽底部极小值点分布与中心线之间的强相关性,使用深沟槽底部极小值点拟合确定中心线的位置。浅沟槽与轻微划痕也会留下极小值点,对深沟槽极小值点的提取造成干扰,因此引入深度阈值将两者区分。对样本分析后,得到沟槽的主要角度为19.5°、91.1°、165.6°。表面沟槽整体缺陷率为35.95%,大于单条沟槽缺陷率。与从二维轮廓线提取的表面特征结果对比表明,采用该方法所提取的缸体三维表面特征不仅包含了更多的特征信息,而且特征提取结果对表面局部的极值具有更强的稳健性。

关键词：高阶高斯回归滤波 Radon变换气缸表面形貌三维表面轮廓

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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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奥氏体不锈钢焊缝裂纹高度测量技术研究

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三峡大学学报（自然科学版） 2019年第2期41卷 97-102页

作者：邱光银陈保家谢航汪新波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 中核武汉核电运行股份有限公司武汉430223

奥氏体不锈钢管道焊缝的超声相控阵检测中,双晶纵波超声技术是一种有效的检测手段,但在测量裂纹高度时会产生一定程度的误差.本文理论分析了产生误差的原因,利用奥氏体不锈钢试块不同深度的横孔进行了修正实验,总结了双晶相控阵的缺陷... 详细信息

奥氏体不锈钢管道焊缝的超声相控阵检测中,双晶纵波超声技术是一种有效的检测手段,但在测量裂纹高度时会产生一定程度的误差.本文理论分析了产生误差的原因,利用奥氏体不锈钢试块不同深度的横孔进行了修正实验,总结了双晶相控阵的缺陷深度测量误差规律.之后在含自然缺陷的奥氏体不锈钢管道试块上进行了相控阵检测,测量了裂纹高度,对比了裂纹高度的直接测量值、修正测量值和设计值.结果表明修正后的裂纹高度误差范围由之前的-2.4～1.8mm变为-2～-0.2mm,误差均方根由1.61mm变为0.98mm,均有明显降低,修正后的结果更加接近裂纹缺陷真实高度,提高了检测精度.

关键词：奥氏体不锈钢超声相控阵双晶纵波探头缺陷深度修正裂纹高度测量

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泵轮偏心条件下高速液力耦合器特性研究

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热能动力工程 2018年第6期33卷 60-65页

作者：苏华山卢成谢碧衡张扬军三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室

为获得液力耦合器泵轮偏心条件下内部流体环流形态及外特性变化规律,对液力耦合器进行建模并抽取三维全流道,基于RNG k-ε模型,采用VOF两相流模型SIMPLEC算法对液力耦合器泵轮在0、0.5和1 mm偏心量下的内流场进行数值模拟,分析内部两相... 详细信息

为获得液力耦合器泵轮偏心条件下内部流体环流形态及外特性变化规律,对液力耦合器进行建模并抽取三维全流道,基于RNG k-ε模型,采用VOF两相流模型SIMPLEC算法对液力耦合器泵轮在0、0.5和1 mm偏心量下的内流场进行数值模拟,分析内部两相流场的特点以及损失来源。根据三维流场数值解计算无偏心条件下液力耦合器叶轮转矩进而预测其性能,将性能预测结果与实验结果进行比较,误差在5%以内。对比分析不同偏心条件下液力耦合器外特性和相分布规律表明：偏心导致液力耦合器循环圆流量呈现波动状态,使流动非定常激励力增加,涡流、回流、二次流等不规则流动现象增多。流道内湍动能耗散随偏心量增大不断加剧,流动损失增大导致液力耦合器做功能力降低,效率下降。

关键词：液力耦合器偏心气液两相流数值模拟

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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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水鸟式无人艇平台的能量补充系统设计与研究

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三峡大学学报（自然科学版） 2019年第4期41卷 78-83页

作者：方子帆覃琳徐浩郑小伟余红昌谢哲雨何孔德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 三峡大学新能源微电网湖北省协同创新中心湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

针对海洋中无人艇平台长时间远距离航行的能源供给需求,提出了一种由波浪能采集机构和液压转换系统组成的水鸟式无人艇平台的能量补充系统,设计了四连杆采集机构和随机能量转换系统,利用Matlab软件计算了波浪对浮子的作用力和无人艇平... 详细信息

针对海洋中无人艇平台长时间远距离航行的能源供给需求,提出了一种由波浪能采集机构和液压转换系统组成的水鸟式无人艇平台的能量补充系统,设计了四连杆采集机构和随机能量转换系统,利用Matlab软件计算了波浪对浮子的作用力和无人艇平台的垂直作用力.根据能量流转换过程,建立了系统的Adams与AMESim联合仿真模型.对不同海况下系统的能量转换效率进行了仿真研究.研究结果表明该装置可以实现系统持续补充能量,为解决海洋中无人艇平台的持续能量供给问题提供了一种参考方案.

关键词：水鸟式无人艇平台能量补充系统转换效率波浪能

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内嵌类蜂窝石墨骨架导电复合材料的制备与性能

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激光与光电子学进展 2018年第1期55卷 154-159页

作者：吴海华肖林楠王俊王亚迪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

提出了一种制备填充型导电复合材料的新方法。基于选择性激光烧结技术,快速制备了类蜂窝多孔石墨骨架坯体;对坯体进行浸渍、干燥、炭化处理后,获得了预制体;将预制体与酚醛树脂粉末复合在一起,获得了新型导电复合材料。研究结果表明,当... 详细信息

提出了一种制备填充型导电复合材料的新方法。基于选择性激光烧结技术,快速制备了类蜂窝多孔石墨骨架坯体;对坯体进行浸渍、干燥、炭化处理后,获得了预制体;将预制体与酚醛树脂粉末复合在一起,获得了新型导电复合材料。研究结果表明,当蜂窝数量为18个时,Y型导电复合材料电导率达0.104S·cm-1,抗弯强度达20.61 MPa。可通过不同的多孔石墨骨架结构和后处理工艺来调控填充型导电复合材料的力学和电学性能。

关键词：激光技术导电复合材料类蜂窝多孔石墨骨架后处理工艺电导率抗弯强度

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胶粘剂弹性模量对折曲胶接接头应力分布的影响

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中国胶粘剂 2019年第4期28卷 20-23页

作者：罗威马娇陈正龙游敏彭金艳湖南三一工业职业技术学院湖南长沙410129 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

通过ANSYS有限元软件建立了折曲胶接接头的弹塑性有限元模型,考察了胶粘剂的力学性能参数弹性模量对其应力分布的影响。研究结果表明:四种不同的胶粘剂,其弹性模量越大,胶层中各应力的峰值越大,搭接区被粘物剥离应力峰值逐渐呈现出上升... 详细信息

通过ANSYS有限元软件建立了折曲胶接接头的弹塑性有限元模型,考察了胶粘剂的力学性能参数弹性模量对其应力分布的影响。研究结果表明:四种不同的胶粘剂,其弹性模量越大,胶层中各应力的峰值越大,搭接区被粘物剥离应力峰值逐渐呈现出上升的趋势;当胶粘剂弹性模量为50 MPa时,被粘物的各应力分量存在较大的应力尖角(应力集中现象)。

关键词：胶粘剂弹性模量铝合金折曲应力分布有限元法

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折曲单搭接胶接接头应力分布探讨

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中国胶粘剂 2019年第8期28卷 34-37,48页

作者：罗威马娇陈正龙游敏湖南三一工业职业技术学院湖南长沙410129 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

在同轴单搭接胶接接头的基础上,设计了一种新型折曲单搭接胶接接头。通过有限元方法研究了折曲胶接接头和同轴胶接接头的应力分布规律。研究结果表明:折曲单搭接胶接接头搭接区两端的应力峰值下降幅度均超过40%,并使搭接区出现应力峰值... 详细信息

在同轴单搭接胶接接头的基础上,设计了一种新型折曲单搭接胶接接头。通过有限元方法研究了折曲胶接接头和同轴胶接接头的应力分布规律。研究结果表明:折曲单搭接胶接接头搭接区两端的应力峰值下降幅度均超过40%,并使搭接区出现应力峰值的位置从搭接区端部转移到中部,从而显著地提高接头的承载能力。当L1=7.5 mm时,胶层中应力分布较为理想,各应力呈对称分布,是一种优于普通同轴的胶接接头形式。

关键词：折曲胶接接头有限元方法承载能力

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