检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2020年第17期56卷 91-107页

作者：陈是扦彭志科周鹏西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

重大装备制造业是国民经济的支柱,也是关系到国家安全的战略性产业,而重大机械装备的运行安全一直是备受关注的焦点。机械设备由于工作环境恶劣、工况复杂,其关键部件容易受损,导致设备性能退化,甚至造成设备崩溃。健康状态监测和故障... 详细信息

重大装备制造业是国民经济的支柱,也是关系到国家安全的战略性产业,而重大机械装备的运行安全一直是备受关注的焦点。机械设备由于工作环境恶劣、工况复杂,其关键部件容易受损,导致设备性能退化,甚至造成设备崩溃。健康状态监测和故障诊断是保证重大机械装备安全运行的必要手段。通过信号分解可以抑制机械振动信号中的环境噪声和无关成分干扰,从而有效提取故障特征,因此信号分解在机械故障诊断中发挥着关键作用。目前,围绕信号分解理论及其在机械故障诊断中的应用,国内外学者开展了大量研究工作。首先,从时域、频域和时频域三个方面系统综述了国内外学者对信号分解理论的研究现状;其次,从轴承、齿轮和转子碰摩三个方面详细梳理了信号分解在机械故障诊断中的应用研究现状;最后,归纳总结了信号分解及其在机械故障诊断应用中面临的挑战。

关键词：状态监测故障诊断信号分解轴承故障转子碰摩

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表面效应下微纳机电系统跨尺度动力学

表面效应下微纳机电系统跨尺度动力学

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第十九届全国非线性振动暨第十六届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2023）

作者：胡开明张文明孟光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

微纳机电系统(MEMS/NEMS)是面向国家重大战略需求的多学科交叉融合高新技术,已在航空航天、军工电子、生物医学等领域有着重要的应用,是21世纪国际前沿研究领域之一。随着微纳技术向集成化、智能化、柔度化方向高速发展,MEMS/NEMS器件... 详细信息

微纳机电系统(MEMS/NEMS)是面向国家重大战略需求的多学科交叉融合高新技术,已在航空航天、军工电子、生物医学等领域有着重要的应用,是21世纪国际前沿研究领域之一。随着微纳技术向集成化、智能化、柔度化方向高速发展,MEMS/NEMS器件结构特征尺寸从百微米级减小到纳米级甚至亚纳米级,其比表面积急剧增大,呈现出丰富的多尺度(原子/分子-纳米-微米)、多机制(结构固有、分子吸附、热振动、紫外曝光等多源诱因)、多模式(表面弹性、表面应力、表面失稳等)表面效应,使器件表现出多模式跨尺度域交叉耦合、跨频域-跨尺度域多域耦合、光-热-力多物理场跨尺度耦合等更为复杂的跨尺度动力学问题,不仅严重制约了器件动力学性能进一步提高,也对传统动力学理论与方法提出了新的挑战。因此,构建表面效应下MEMS/NEMS结构跨尺度动力学理论不仅是微纳科学技术领域亟需突破的共性关键基础科学问题,也是推动动力学与控制学科向极端尺度系统发展的前沿学术方向。汇报人瞄准微纳机电系统跨尺度动力学基础科学问题,在MEMS/NEMS表面效应跨尺度形成机理、动力学作用机制、调控方法与设计理论方面,开展了表面效应下MEMS/NEMS器件跨尺度动力学理论与方法研究,解决了原子极端尺度器件力-光-热多物理场耦合跨尺度动力学调控与设计难题,实现了器件的关键光学性能大幅度跃升(将原有国际最高水平提升670%)。

关键词：微纳机电系统跨尺度动力学建模调控方法表面效应

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非线性磁力调制的滑动梁式准零刚度隔振器

非线性磁力调制的滑动梁式准零刚度隔振器

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第十九届全国非线性振动暨第十六届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2023）

作者：亓文豪颜格卢佳佳张文明上海交通大学机械工程学院机械系统与振动国家重点实验室

本研究中提出了磁铁和滑动梁联合作用的准零刚度隔振器,并对梁的几何尺寸、跨距、材料和磁铁气隙做了系统性探究。在施加应力的后半程中,滑动梁呈现出显著的负刚度特性,而一对互斥磁铁在靠近的过程中,互斥力逐渐增大,具有渐硬的正刚度... 详细信息

本研究中提出了磁铁和滑动梁联合作用的准零刚度隔振器,并对梁的几何尺寸、跨距、材料和磁铁气隙做了系统性探究。在施加应力的后半程中,滑动梁呈现出显著的负刚度特性,而一对互斥磁铁在靠近的过程中,互斥力逐渐增大,具有渐硬的正刚度。当两者并联布置并适当调节时,整体的力学曲线会呈现出明显的高静低动特性。经典的被动式QZS隔振器采用线性弹簧补偿结构的负刚度实现,并在此基础上发展了多弹簧并联或弹簧预伸缩结构。但隔振器处于准零刚度区间时,系统承载能力完全由线性弹簧提供,可能会出现系统失效。当采用互斥磁铁的非线性正刚度补偿负刚度时,解除了设计中对双稳态特征的依赖,降低了设计难度。正负刚度组件同时提供支持力,系统稳定性得到大幅提升。通过控制磁铁气隙可以灵活地连续调节正刚度大小从而调控系统性能,针对某个给定的负刚度结构总能实现良好的准零刚度特性。此外,当加入电磁铁控制后,在主动/半主动控制及自传感等方面具有潜力。该隔振器在扫频、随机与谐波激励下均表现出良好的隔振性能。

关键词：非线性准零刚度磁调制

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基于主动支承的推进轴系横向振动传递控制方法研究

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振动与冲击 2021年第9期40卷 120-124,151页

作者：朱月月黄志伟谢溪凌张志谊上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 中国舰船研究设计中心武汉430064

为减小螺旋桨激励下推进轴系的横向振动传递,提出了一种基于主动支承的控制方法。该方法在艉轴承处按垂直、水平两个正交方向布置连接艉轴承与壳体的主动支承,支承内部安装电磁作动器并采用直接速度反馈,抑制螺旋桨横向激励通过艉轴承... 详细信息

为减小螺旋桨激励下推进轴系的横向振动传递,提出了一种基于主动支承的控制方法。该方法在艉轴承处按垂直、水平两个正交方向布置连接艉轴承与壳体的主动支承,支承内部安装电磁作动器并采用直接速度反馈,抑制螺旋桨横向激励通过艉轴承支承向壳体传递,降低螺旋桨横向脉动力诱发的壳体表面振动与声辐射。建立了桨轴系-主动支承-壳体的耦合动力学模型与壳体声辐射计算模型,通过仿真揭示了主动支承对螺旋桨激励下的壳体表面声功率具有明显的抑制效果,还给出了原理性实验验证,结果表明正交主动支承能够衰减轴端激励引起的壳体表面法向振速。

关键词：横向振动主动支承速度反馈

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基于虚拟模型的互动装配目标识别方法

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机械设计与研究 2022年第3期38卷 141-146页

作者：施哲源谷达京段旭洋王皓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 上海交通大学弗劳恩霍夫协会智能制造项目中心上海201306 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

零件装配是产品制造过程中的关键步骤,在装配环节中,依靠互动装配中的人工智能目标识别功能,能够有效提高装配效率,减少学习成本。针对在目标识别环节中的互动装配数据集采集难度高、成本大,大量图像标注费时费力且缺乏标注标准的问题,... 详细信息

零件装配是产品制造过程中的关键步骤,在装配环节中,依靠互动装配中的人工智能目标识别功能,能够有效提高装配效率,减少学习成本。针对在目标识别环节中的互动装配数据集采集难度高、成本大,大量图像标注费时费力且缺乏标注标准的问题,提出了一种基于虚拟模型数据集的目标识别方法。通过基于物理渲染的图像以及在虚拟环境中能够自由调节光照与环境的特点,采集得到丰富的数据集样本;通过旋转变换,视角变换与投影变换实现从虚拟模型的三维坐标转换为数据集二维坐标,实现数据集的自动标注功能;通过与使用传统方法采集得到的真实数据集进行对比,验证了虚拟模型在目标识别上的可靠性。

关键词：虚拟数据集互动装配目标检测

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用于飞轮微振动抑制的黏弹性-干摩擦阻尼环设计

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机械工程学报 2020年第23期56卷 98-106页

作者：贺晓东黄修长华宏星上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学振动、冲击、噪声研究所上海200240

工程界采用阻尼环抑制飞轮的发射段振动放大和在轨微振动,其抑振机理之一为动力吸振器。受飞轮工作环境的宽域温差影响,阻尼环中采用的黏弹性材料的阻尼和刚度性能将发生变化,破坏有阻尼动力吸振器工作的最优参数条件。针对该问题,进一... 详细信息

工程界采用阻尼环抑制飞轮的发射段振动放大和在轨微振动,其抑振机理之一为动力吸振器。受飞轮工作环境的宽域温差影响,阻尼环中采用的黏弹性材料的阻尼和刚度性能将发生变化,破坏有阻尼动力吸振器工作的最优参数条件。针对该问题,进一步研究阻尼环各界面可能存在的干摩擦阻尼的影响机理。建立了黏弹性-干摩擦阻尼环-飞轮系统的多自由度集中参数模型,首先不考虑干摩擦阻尼,根据飞轮系统的有效模态质量确定了黏弹性阻尼环的最优参数;然后以该最优参数为初值,利用遗传算法得到了干摩擦阻尼环和黏弹性-干摩擦阻尼环的最优参数。对比分析了黏弹性阻尼环、干摩擦阻尼环和黏弹性-干摩擦阻尼环在最优参数及非最优参数下飞轮传递到基础的扰动力响应。结果表明,干摩擦阻尼能进一步拓宽黏弹性阻尼环的抑振频率范围,并提高其鲁棒性。

关键词：阻尼环动力吸振器干摩擦阻尼遗传算法有效模态质量

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桨-轴-船艉耦合系统分布式动力吸振器多频优化

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噪声与振动控制 2021年第4期41卷 210-214,269页

作者：蒋圣鹏黄子祥谢溪凌张志谊上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学振动、冲击、噪声研究所上海200240

桨-轴-船艉耦合系统低频振动是舰船振动与声辐射主要来源之一,采用分布式动力吸振器对桨-轴-船艉耦合系统进行低频振动控制。首先采用有限元法计算桨-轴-船艉系统耦合振动特性,根据模态振型确定分布式动力吸振器的数量和位置。以艉部船... 详细信息

桨-轴-船艉耦合系统低频振动是舰船振动与声辐射主要来源之一,采用分布式动力吸振器对桨-轴-船艉耦合系统进行低频振动控制。首先采用有限元法计算桨-轴-船艉系统耦合振动特性,根据模态振型确定分布式动力吸振器的数量和位置。以艉部船体表面均方振速为控制目标,采用频响综合法计算吸振器作用下的系统耦合振动响应,提出基于遗传算法的分布式动力吸振器多频优化方法,控制螺旋桨垂向激励由艉轴承向船体的传递。结果表明,经优化的分布式动力吸振器可有效抑制螺旋桨垂向激励向船体的传递,进而降低艉部船体表面法向振动。此外,提出的分布式动力吸振器多频优化方法可解决单频优化参数应用于多频优化时效果变差的问题,同时频响综合法的引入可减少应用于复杂系统的吸振器参数优化时间。

关键词：振动与波桨-轴-船艉耦合系统动力吸振器遗传算法频响综合法

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基于主动艉支承的推进轴系横向振动抑制仿真与实验研究

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振动与冲击 2020年第15期39卷 271-276页

作者：谢溪凌任明可黄修长张志谊上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学振动、冲击、噪声研究所上海200240

提出一种基于主动艉支承的推进轴系横向振动传递控制方法,以抑制水下航行器的低频声辐射。该方法将传统的艉轴承支承方式由面支承改为点支承,通过六个主动作动器抑制螺旋桨横向激励力经由艉轴承向壳体的传递。建立包含主动艉支承的螺旋... 详细信息

提出一种基于主动艉支承的推进轴系横向振动传递控制方法,以抑制水下航行器的低频声辐射。该方法将传统的艉轴承支承方式由面支承改为点支承,通过六个主动作动器抑制螺旋桨横向激励力经由艉轴承向壳体的传递。建立包含主动艉支承的螺旋桨-推进轴系-壳体耦合系统动力学模型,分析系统振动传递特性及控制策略可行性;结合自适应控制算法,计算螺旋桨横向激励下的振动传递抑制效果。构建包含主动艉支承的螺旋桨-推进轴系-壳体实验系统,进一步验证控制方法的有效性。仿真与实验结果均表明主动艉支承对于螺旋桨横向激励力经由艉轴承向壳体的传递具有明显抑制效果,可有效降低壳体表面法向振动。

关键词：轴系横向振动主动艉支承自适应控制振动传递抑制

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热冲压条件下2219铝合金的本构行为测试与建模

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机械工程学报 2021年第4期57卷 44-52页

作者：安剑李永丰张云光李淑慧中车青岛四方机车车辆股份有限公司技术工程部青岛266111 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

铝合金热冲压过程中板料在非等温连续冷却过程中发生塑性变形。为了表征2219铝合金在热冲压条件下的变形行为,基于Gleeble热模拟试验机开发了新型夹具和高温高速DIC全场应变测试方法,在350~475℃,0.01~1 s^(-1)应变速率下进行热拉伸试... 详细信息

铝合金热冲压过程中板料在非等温连续冷却过程中发生塑性变形。为了表征2219铝合金在热冲压条件下的变形行为,基于Gleeble热模拟试验机开发了新型夹具和高温高速DIC全场应变测试方法,在350~475℃,0.01~1 s^(-1)应变速率下进行热拉伸试验。综合Swift模型的强硬化和Hockett-Sherby(H-S)模型的弱硬化特性对Johnson-Cook(J-C)模型进行了修正,并提出新的混合硬化模型,通过建立混合硬化因子与温度和应变率的关系实现了各种变形条件下2219铝合金高温变形行为准确描述,利用试验所获流变曲线对本构模型参数进行了识别,识别结果显示修正J-C模型能够准确描述2219铝合金的高温流变行为。建立航空发动机唇口特征件热冲压成形仿真模型,仿真结果显示预测零件壁厚减薄率与试验测试结果较为吻合,验证了提出变形测试方法和修正J-C模型的可靠性。

关键词： 2219铝合金热冲压高温拉伸测试流动行为本构模型

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轮毂电机驱动汽车主动悬架模型预测控制器设计

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机械设计与研究 2023年第3期39卷 180-184,192页

作者：李兰崧罗建南殷珺喻凡上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海大学机电工程与自动化学院上海200444 广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广州511434

针对轮毂电机电动车辆的动力吸振器悬架结构,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的主动悬架控制策略。建立了一个具有动力吸振器模型的车辆单轮模型。以乘坐舒适性为主要控制目标,以电机执行器、悬架行程结构空间、保证轮胎附着为约束,设... 详细信息

针对轮毂电机电动车辆的动力吸振器悬架结构,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的主动悬架控制策略。建立了一个具有动力吸振器模型的车辆单轮模型。以乘坐舒适性为主要控制目标,以电机执行器、悬架行程结构空间、保证轮胎附着为约束,设计了一个主动悬架MPC控制器。针对部分采样时刻由约束条件引起的控制器失效带来的车身加速度突变问题,又将悬架动行程引入目标函数以优化控制器。研究结果表明,引入悬架动行程的模型预测控制可在满足其他约束前提下,较好地解决控制器失效问题,并显著提升悬架总体性能。

关键词：轮毂电机动力吸振器主动悬架模型预测控制

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