检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第4期61卷 74-85页

作者：江晟达何霁郭聪李淑慧钱昌明上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室上海200240 上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

材料微观变形决定了构件宏观成形性能,如何高效地联系宏观成形工艺和材料微观结构演化一直是塑性成形领域亟须解决的难题。通过将构件不同位置的宏观力学性能需求映射到材料的微观结构,才能根据目标微观结构的特点与分布准确设计和实施... 详细信息

材料微观变形决定了构件宏观成形性能,如何高效地联系宏观成形工艺和材料微观结构演化一直是塑性成形领域亟须解决的难题。通过将构件不同位置的宏观力学性能需求映射到材料的微观结构,才能根据目标微观结构的特点与分布准确设计和实施制造工艺,破解传统反复“试错”的制造模式,获得“形性”兼备的高性能构件。基于数据驱动的自洽聚类分析方法,提出跨尺度模拟单元和传统宏观唯象本构单元混合使用策略方法,开发了塑性成形高效跨尺度模拟技术。实现DP980双相钢U形件拉弯以及AA2219铝合金带筋筒体旋压的跨尺度成形分析,在能够获取成形零件关键位置微观信息演化的前提下,保证与传统宏观仿真相当的计算效率,相关研究为跨尺度模拟在工程大型构件成形中的实际应用提供了新思路。

关键词：塑性成形高效跨尺度模拟数据驱动自洽聚类分析

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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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基于代理模型的含摩擦机构动力学快速求解方法

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机械工程学报 2025年第4期61卷 323-332页

作者：魏齐陶建峰孙浩徐爽刘成良上海交通大学机电控制与物流装备研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

关节摩擦对机构的动力学行为有显著影响。在重载或机构中有球铰的场景中,构件间常用滑动关节连接,其关节摩擦力与约束力有关,因此约束力不能在广义坐标形式的动力学方程中被消去,导致机构正向动力学由一组微分-代数方程描述,未知中间变... 详细信息

关节摩擦对机构的动力学行为有显著影响。在重载或机构中有球铰的场景中,构件间常用滑动关节连接,其关节摩擦力与约束力有关,因此约束力不能在广义坐标形式的动力学方程中被消去,导致机构正向动力学由一组微分-代数方程描述,未知中间变量过多,动力学的实时求解不容易实现。针对这一问题,提出基于代理模型的含摩擦机构动力学快速求解方法。首先利用约束力有关的连续Stribeck摩擦模型,构建光滑的机构动力学方程,对含摩擦机构进行物理建模;其次采用单隐层神经网络构建机构动力学的代理模型,将机构正向动力学方程简化为常微分方程,大大减少需要求解的未知中间变量。最后,通过管片拼装机的液压举升系统来验证所提出方法的有效性和优越性,最大误差为0.0234 mm,平均节省了99.89%的求解时间,证明在含滑动摩擦的机构动力学分析中,所提出方法可以在保证精度的前提下显著提升计算效率。

关键词：机构动力学摩擦模型代理模型快速计算

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基于热-固-声耦合的弹性壁板振动响应分析

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振动与冲击 2025年第4期44卷 126-133页

作者：王凯伦王虎寅高鹏新瞿叶高上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室上海200240 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所沈阳110035

高速飞行器热防护壁板在高温、强噪声工作环境会表现出热屈曲、非线性热弹性振动等复杂动力学响应。考虑热防护壁板连接间隙接触,建立了热防护壁板热弹性动力学有限元数值模型,采用热响应与频域线性摄动分析叠加的耦合法对热防护壁板随... 详细信息

高速飞行器热防护壁板在高温、强噪声工作环境会表现出热屈曲、非线性热弹性振动等复杂动力学响应。考虑热防护壁板连接间隙接触,建立了热防护壁板热弹性动力学有限元数值模型,采用热响应与频域线性摄动分析叠加的耦合法对热防护壁板随机振动响应进行了分析,研究了不同连接方法对模态分析结果和热防护壁板的热振响应性能模拟精度的影响。通过数值模型的振动模态分析,与模态测试结果对比验证了模型的准确性。随后开展约束连接、连接器连接以及面接触连接三种不同的连接方式下热防护壁板的热振响应性能研究和试验研究。研究结果表明:热防护壁板的热振响应的计算结果与试验测量结果一致,冯·米塞斯应力均方根值与试验测量值之间的最大误差为5%,随机响应与试验测量结果一致。该研究为热-固-声耦合的弹性壁板的热振响应性能分析提供了一种有效的方法,为弹性壁板的热振响应性能预测提供了有效的参考。

关键词：热防护壁板热-声-固耦合热振响应有限元分析

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航空齿轮齿根磨削和超声滚压表面完整性分布规律研究

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机械工程学报 2025年第5期61卷 343-353页

作者：党嘉强安庆龙李宇罡明伟伟王浩伟刘忠明陈明上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室上海200240 郑州机械研究所有限公司郑州450001

提出了表面纹理作用下等效初始裂纹长度和应力集中系数评价模型,研究了齿轮成形磨削后齿根表面完整性分布规律,并对成形磨齿参数进行优选讨论。设计搭建了航空齿轮超声滚压强化试验装置,将其应用到齿根强化中,对齿根超声滚压后表面完整... 详细信息

提出了表面纹理作用下等效初始裂纹长度和应力集中系数评价模型,研究了齿轮成形磨削后齿根表面完整性分布规律,并对成形磨齿参数进行优选讨论。设计搭建了航空齿轮超声滚压强化试验装置,将其应用到齿根强化中,对齿根超声滚压后表面完整性分布规律进行了分析。结果表明,齿根磨削后表面等效初始裂纹长度和应力集中系数分别高达5.09μm和2.6,表面微观组织变形层深约30μm,残余压应力层深约30μm,硬化层深约200μm。高磨削速度、高进给和小切深有助于减小齿根表面等效裂纹长度,低磨削速度、低进给和小切深有助于提升齿根残余压应力幅值。超声滚压工艺能提高齿根表面光洁度,将等效初始裂纹长度降低至0.28μm,引入较深塑性变形层,相比磨削加工和机械喷丸工艺,表面残余压应力层深明显提升。

关键词：超高强度钢齿根成形磨削超声滚压表面完整性

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稀疏测度和复杂性测度及其在设备健康监测中的研究进展

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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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燃气涡轮界面参数对模态频率影响规律研究

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噪声与振动控制 2025年第1期45卷 21-26页

作者：张晨温猛吴玉萍袁巍梅庆荆建平上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室上海200240 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412000

燃气涡轮是驱动船舶、车辆的核心动力机械,叶-盘结构是燃气轮机进行能量转化的关键部分,探究其界面参数对模态频率的影响规律,对提高叶-盘结构安全性具有重大意义。以燃气涡轮枞树形叶-盘结构为研究对象,建立叶-盘结构有限元仿真模型,... 详细信息

燃气涡轮是驱动船舶、车辆的核心动力机械,叶-盘结构是燃气轮机进行能量转化的关键部分,探究其界面参数对模态频率的影响规律,对提高叶-盘结构安全性具有重大意义。以燃气涡轮枞树形叶-盘结构为研究对象,建立叶-盘结构有限元仿真模型,仿真计算接触刚度、材料弹性模量、材料密度等不同界面参数下的模态频率,分析其影响规律,可为叶-盘结构耦合系统的模态频率预测及其改进提供必要的理论支撑与技术指导。

关键词：振动与波叶-盘结构界面参数模态特性振动频率

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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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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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负载口独立阀控缸库普曼模型预测控制方法

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中南大学学报(自然科学版) 2025年第3期56卷 911-922页

作者：刘恒陶建峰孙炜孙浩刘成良上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

负载口独立控制阀控液压缸系统(IMVCS)控制自由度多,系统能效提升空间大,在工程机械等领域有很好的应用前景,然而,控制自由度增加以及阀口节流方案的固有非线性使得实现此类系统的高能效、高精度控制面临挑战。本文提出了一种基于深度... 详细信息

负载口独立控制阀控液压缸系统(IMVCS)控制自由度多,系统能效提升空间大,在工程机械等领域有很好的应用前景,然而,控制自由度增加以及阀口节流方案的固有非线性使得实现此类系统的高能效、高精度控制面临挑战。本文提出了一种基于深度神经网络库普曼(Koopman)算子的液压系统模型预测控制方法。首先,通过数据训练得到被控对象的高精度线性预测模型,并将预测模型用于IMVCS的模型预测控制;其次,在控制器的损失函数引入能耗项,分别控制执行器两侧腔室的流量和压力来减少能耗;最后,使用NSGA-II算法来对控制器参数进行调优,实现高能效、高精度控制。研究结果表明:该方法能够保证控制精度,提高节能效率;相较于传统的PID控制,所提出的控制策略降低了至少29%的能量消耗,并且轨迹跟踪误差控制在0.7mm以内。

关键词：负载口独立控制阀控液压缸系统(IMVCS) 模型预测控制(MPC) Koopman算子深度神经网络(DNN)

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