检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第1期61卷 123-139页

作者：王冬侯炳昌王玉婷夏唐斌彭志科奚立峰上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 宁夏大学机械工程学院银川750021

机械设备健康监测对于保障机械设备的健康运行起着至关重要的作用,其核心技术之一为故障特征提取。由于机械故障信号时域和频域具有稀疏性,因此基于稀疏测度和复杂性测度的故障特征提取被广泛应用于机械设备健康监测中。过去在机械设备... 详细信息

机械设备健康监测对于保障机械设备的健康运行起着至关重要的作用,其核心技术之一为故障特征提取。由于机械故障信号时域和频域具有稀疏性,因此基于稀疏测度和复杂性测度的故障特征提取被广泛应用于机械设备健康监测中。过去在机械设备健康监测领域主要是通过实验研究手段对稀疏测度和复杂性测度进行研究,缺乏足够的理论基础支撑。本研究主要总结和回顾了近年来稀疏测度和复杂性测度理论基础研究方面的新进展,并把其与设备健康监测研究结合进行阐述,利于机械设备监测领域的研究人员充分理解:①稀疏测度广义数学框架;②准算数均值比构建新型故障特征统计量;③新型稀疏测度与故障特征统计量构造;④稀疏测度性能比较;⑤改进稀疏测度;⑥稀疏测度与复杂性测度理论差异。通过稀疏测度与复杂性测度应用案例对比了稀疏测度和复杂性测度的应用效果。最后,研究展望给出了稀疏测度和复杂性测度在机械设备健康监测领域的未来发展方向。

关键词：稀疏测度复杂性测度峭度熵基尼指数相关维度近似熵模糊熵样本熵设备健康监测

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基于OSGMD-Hilbert包络对数分析的齿轮箱齿面磨损早期故障诊断

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振动与冲击 2025年第7期44卷 225-231,274页

作者：俞香熔王友仁王胤博南京航空航天大学自动化学院南京211106 上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室上海200240

针对环境噪声下齿轮箱齿面磨损早期微弱故障特征难以提取的问题,提出了一种基于优化型辛几何模态分解-Hilbert包络对数分析的齿轮磨损故障诊断方法。新方法中引入Cao算法和功率谱密度,提出最近邻波动偏差实现嵌入维数的自适应确定,利用... 详细信息

针对环境噪声下齿轮箱齿面磨损早期微弱故障特征难以提取的问题,提出了一种基于优化型辛几何模态分解-Hilbert包络对数分析的齿轮磨损故障诊断方法。新方法中引入Cao算法和功率谱密度,提出最近邻波动偏差实现嵌入维数的自适应确定,利用奇异值分解进行降噪,采用Pearson-功率谱熵差和闵氏距离作为重构准则以获取特征模态分量,通过Hilbert包络对数分析法突出故障频率成分,并进行故障诊断。该新方法克服了辛几何模态分解嵌入维数依赖经验公式、重构准则单一和噪声鲁棒性欠佳的缺陷。仿真与试验结果分析表明,与辛几何模态分解(symplectic geometric mode decomposition,SGMD)、迭代SGMD、变分模态分解和经验模态分解相比,该新方法能够有效提取早期齿面磨损故障特征信息,表现出更好的鲁棒性。

关键词：早期故障诊断振动信号特征信息提取优化型辛几何模态分解(OSGMD) 齿轮磨损 Hilbert包络对数分析法辛几何模态分解(SGMD)

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基于EWT-LSTM的工业机器人关节异常检测

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浙江大学学报(工学版) 2025年第5期59卷 982-994页

作者：蒋沁诚陶建峰王洋洋张宇磊刘成良上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

针对工业机器人制造企业工业机器人出厂检测场景关节伺服参数异常检测问题和不添加传感器、高准确率和实时性的需求,提出基于经验小波变换(EWT)和长短时记忆网络(LSTM)的检测方法.构建工业机器人可编程逻辑控制器-智能终端-云服务器一... 详细信息

针对工业机器人制造企业工业机器人出厂检测场景关节伺服参数异常检测问题和不添加传感器、高准确率和实时性的需求,提出基于经验小波变换(EWT)和长短时记忆网络(LSTM)的检测方法.构建工业机器人可编程逻辑控制器-智能终端-云服务器一体化关节实时数据采集平台,无须额外添加传感器即可实现关节电流和速度信号的实时采集、存储和传输,在云端进行状态监测和异常检测.利用EWT分解电流信号以获得特征分量,将光滑的特征分量作为LSTM模型的输入,提高了预测准确性.针对机器人运动周期中实时信号周期不完整的问题,采用卷积神经网络和注意力机制优化的双向LSTM模型预测补全完整的周期信号,与标准信号特征分量进行差异度量,实现实时异常检测.采用1组标准伺服参数和24组异常伺服参数进行故障注入实验,验证了利用该方法能够定位异常关节,与注入异常程度有较好的一致性,检测准确率超过90%.

关键词：工业机器人经验小波变换长短时记忆网络异常检测云边协同

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冲液压力对高速电弧加工高温合金蜂窝质量影响的研究

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电加工与模具 2025年第2期 21-25,48页

作者：李辰龙柏聪李柯林顾琳上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室上海200240

针对航空发动机高温合金材料蜂窝结构的加工难题,提出并验证了高速电弧加工蜂窝的可行性,分析了高速电弧加工在提高加工效率和加工精度方面的优势。试验采用内冲液圆盘电极,研究了冲液压力对蜂窝结构加工质量的影响。结果表明,冲液压力... 详细信息

针对航空发动机高温合金材料蜂窝结构的加工难题,提出并验证了高速电弧加工蜂窝的可行性,分析了高速电弧加工在提高加工效率和加工精度方面的优势。试验采用内冲液圆盘电极,研究了冲液压力对蜂窝结构加工质量的影响。结果表明,冲液压力对改善加工质量具有显著作用,尤其是达到0.6 MPa以上时能显著提高加工表面质量并降低电极损耗率,有效验证了高速电弧加工航空蜂窝的潜力,也为相关技术的优化与发展提供了理论和试验依据。

关键词：高速电弧放电加工蜂窝结构冲液压力加工效率

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融合场景的产品绿色设计方案建模与优化

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机械工程学报 2025年第3期61卷 40-51页

作者：郭婧王黎明戚进胡洁孔琳山东大学机械工程学院济南250061 上海交通大学机电设计与知识工程研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 山东科技大学机械电子工程学院青岛266590

机电产品的制造和使用过程会耗费大量的资源和能源,同时会产生大量的污染物排放,从而导致严重的环境污染问题。使用全生命周期的设计方法可以最小化产品对环境的负面影响,进而提高产品品质和可持续性。因此,提出基于有向网络结构的产品... 详细信息

机电产品的制造和使用过程会耗费大量的资源和能源,同时会产生大量的污染物排放,从而导致严重的环境污染问题。使用全生命周期的设计方法可以最小化产品对环境的负面影响,进而提高产品品质和可持续性。因此,提出基于有向网络结构的产品绿色设计方案表达方法,实现产品全生命周期设计相关的功能域、结构域、工艺域以及材料域信息的有效集成以及与全生命周期阶段的多域关联映射。建立了基于集合理论的生命周期场景表达方法,并通过设计节点接口的逐级匹配,构建了融合生命周期场景的设计方案表达模型。针对所建立的产品绿色设计网络模型的特点,使用融合剪枝策略的深度优先搜索算法,通过对设计网络模型中各个设计节点的遍历,实现了初始设计方案个体的生成。针对设计方案个体中设计节点之间相关联的特点,制定了基于邻接实数矩阵的编码策略。通过设置的差分进化算子,以满足产品生命周期场景的环境约束为条件,完成了2.5 MW风力发电机设计方案的优化。

关键词：绿色设计设计方案表达模型差分进化算法

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流形正则化支持高阶张量机及其在行星齿轮箱半监督故障诊断中的应用

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振动工程学报 2025年第1期38卷 78-87页

作者：杨诚何清波贾民平李志农彭志科上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 东南大学机械工程学院江苏南京211189 南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室江西南昌330063 宁夏大学机械工程学院宁夏银川750021

本文提出了一种基于流形正则化支持高阶张量机(MRSHTM)的行星齿轮箱半监督故障诊断方法。在MRSHTM中引入CP分解挖掘张量数据中的内在结构信息,并定义张量逆多元二次核函数(Tensor‐IMKF)以构建图拉普拉斯算子,从而更好地描述张量数据之... 详细信息

本文提出了一种基于流形正则化支持高阶张量机(MRSHTM)的行星齿轮箱半监督故障诊断方法。在MRSHTM中引入CP分解挖掘张量数据中的内在结构信息,并定义张量逆多元二次核函数(Tensor‐IMKF)以构建图拉普拉斯算子,从而更好地描述张量数据之间的流形结构。针对多分类问题,将一对多(OVR)策略引入MRSHTM中,提出一对多流形正则化支持高阶张量机(OVR‐MRSHTM)模型。利用层次多尺度排列熵(HMPE)提取多通道振动信号的“通道×层次×尺度”三阶张量故障特征,并输入OVR‐MRSHTM中进行自动识别。实验结果表明,所提算法能够在张量空间中实现稀缺标记样本下的行星齿轮箱智能故障诊断。

关键词：半监督故障诊断行星齿轮箱张量学习流形正则化

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微米级高温合金蜂窝芯超声磨削/铣削机理研究及缺陷抑制方法

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上海航天(中英文) 2025年第1期42卷 38-47页

作者：王海航张芷健陈明郭国强王晨光明伟伟安庆龙上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海航天精密机械研究所上海201600 上海神剑精密机械科技有限公司上海201600

微米级高温合金蜂窝芯具有轻量化、耐高温、密封性好等优点,在新一代航空发动机与高超飞行器中作为关键件的核心材料。微米级高温合金蜂窝芯极其微小,面积仅为常规高温合金蜂窝芯的1/10,兼具高温合金与薄壁结构的难加工特性,导致微米级... 详细信息

微米级高温合金蜂窝芯具有轻量化、耐高温、密封性好等优点,在新一代航空发动机与高超飞行器中作为关键件的核心材料。微米级高温合金蜂窝芯极其微小,面积仅为常规高温合金蜂窝芯的1/10,兼具高温合金与薄壁结构的难加工特性,导致微米级高温合金蜂窝芯在加工过程中,极易出现毛刺、芯格变形、撕裂等缺陷问题。针对以上问题,设计了微米级高温合金蜂窝芯超声辅助磨削与铣削加工工艺。根据侧面加工时工件与刀具的几何关系,探究了高温合金蜂窝芯单双壁的切入角。基于磨削/铣削实验,掲示了微米级高温合金蜂窝芯超声磨削/铣削机理与缺陷形成机理。研究结果表明:侧面加工时,单双蜂窝壁的切入角度分别为60°与0°。在相同加工条件下,相比于普通砂轮磨削,铣刀切削力较小,生成的毛刺长度也较小。超声振动益于裂纹扩展,使得磨削力下降,毛刺长度减小,芯格变形与撕裂缺陷减少。以上研究为微米级高温合金蜂窝芯高效低损伤加工提供了理论基础。

关键词：高温合金蜂窝芯超声磨削铣削加工缺陷

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瞬时频率加权的稀疏时频理论及其应用

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振动.测试与诊断 2025年第1期45卷 32-38,198页

作者：包文杰王正伟石生超祁富志马润生范彩兄李富才中国矿业大学机电工程学院徐州221000 国网青海省电力公司电力科学研究院西宁810000 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海201100

为了解决一阶权重算子对于频率快变的信号难以准确提取信号特征的问题,在现有的l1范数正则项稀疏求解模型的基础上,提出了瞬时频率加权的稀疏时频分析理论。首先,建立稀疏时频表示模型和l1正则项加权策略;其次,推导广义瞬时频率估计显... 详细信息

为了解决一阶权重算子对于频率快变的信号难以准确提取信号特征的问题,在现有的l1范数正则项稀疏求解模型的基础上,提出了瞬时频率加权的稀疏时频分析理论。首先,建立稀疏时频表示模型和l1正则项加权策略;其次,推导广义瞬时频率估计显式表达式,并将通过其构建l1范数的权重算子;然后,采用快速迭代收缩阈值算法求解时频稀疏结果;最后,通过多分量的数值仿真信号和转子碰摩故障实验信号验证了该方法的有效性。实验结果表明,该方法能够得到高聚集性和准确性的时频分布,并可以准确识别出由碰摩故障导致的转子瞬时频率周期性波动。

关键词：稀疏方法瞬时频率估计时频分析故障诊断

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水下电弧锯切割加工参数优化

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电加工与模具 2025年第1期 27-31,44页

作者：常青亢朔琦杨宏悦蒋立杰顾琳中国核电工程有限公司北京100840 中核核燃料后处理工程技术研究中心北京100840 上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学振动与系统国家重点实验室上海200240

针对核电设施退役后水下拆解时,现有的水下切割方法切割效率较低或实施难度较大,难以满足切割需求,设计了水下电弧锯切割装置,用材料去除率作为评价指标,进行部分析因试验设计,对影响水下电弧锯切割效率的显著因子进行研究,并对加工参... 详细信息

针对核电设施退役后水下拆解时,现有的水下切割方法切割效率较低或实施难度较大,难以满足切割需求,设计了水下电弧锯切割装置,用材料去除率作为评价指标,进行部分析因试验设计,对影响水下电弧锯切割效率的显著因子进行研究,并对加工参数进行优化。试验结果显示,影响水下电弧锯切割效率的显著因子为切割深度和脉间时间,切割深度越大,脉间时间越短,电弧锯材料去除率越大。当最优切割参数为电流1 000 A、脉宽4 ms、脉间1 ms、切割深度30 mm、主轴转速800 r/min时,水下电弧锯材料去除率超过13 000 mm^(3)/min。

关键词：水下电弧锯切割高速电弧放电加工部分析因试验材料去除率

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孔挤压量对碳纤维增强复合材料孔壁损伤与疲劳性能的影响

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机械工程学报 2025年第07期 134-143页

作者：王晨光王海航杨杰凡志磊周恩涛葛恩德安庆龙陈明上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室中国商飞上海飞机制造有限公司

碳纤维增强复合材料(CFRP)是先进飞行器中广泛使用的结构材料，其构件常通过机械连接应用于重要承力部位。这些结构在服役过程中需承受复杂的交变载荷，对其疲劳性能提出较高的要求。但CFRP构件中的结构孔在机械连接过程中易受螺栓的挤... 详细信息

碳纤维增强复合材料(CFRP)是先进飞行器中广泛使用的结构材料，其构件常通过机械连接应用于重要承力部位。这些结构在服役过程中需承受复杂的交变载荷，对其疲劳性能提出较高的要求。但CFRP构件中的结构孔在机械连接过程中易受螺栓的挤压作用，发生疲劳失效，影响飞行器的长期服役性能。针对上述问题，本研究提出一种CFRP孔挤压强化工艺，并通过仿真与实验结合的方式研究了挤压量对CFRP孔壁损伤和疲劳性能的影响，揭示了孔挤压工艺对CFRP/Ti连接件疲劳寿命的增益机理。研究结果表明，随着CFRP孔挤压量增加，挤压力不断增大，损伤也愈发严重。挤压量超过4%时发生严重损伤，损伤主要形式为0°层的纤维压缩断裂、90°层的纤维压弯断裂以及各层的基体压缩断裂损伤。孔挤压过程中压入的衬套可以降低CFRP/Ti连接件受载过程中螺栓对CFRP的挤压作用，减少应力集中，防止CFRP被压溃导致过早疲劳失效。挤压量为3%时，试样的疲劳寿命是普通试样的3.5倍，增益最为明显。挤压量过大所导致的过多初始损伤会使CFRP疲劳寿命增益受到抑制。

关键词：复合材料孔挤压挤压量损伤疲劳性能

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