检索结果-内蒙古大学图书馆

浙江大学学报（工学版） 2023年第1期57卷 1-9页

作者：陶治同陶建峰覃程锦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

为了提高隧道掘进机(TBM)换刀机器人的工作效率,减小换刀过程中的运动冲击,提出基于改进型粒子群优化(PSO)算法的轨迹优化方法.采用位姿分离法与关节变量最小策略,对冗余关节机器人进行运动学分析.利用所求的逆解,将目标轨迹由笛卡尔空... 详细信息

为了提高隧道掘进机(TBM)换刀机器人的工作效率,减小换刀过程中的运动冲击,提出基于改进型粒子群优化(PSO)算法的轨迹优化方法.采用位姿分离法与关节变量最小策略,对冗余关节机器人进行运动学分析.利用所求的逆解,将目标轨迹由笛卡尔空间映射到关节空间.针对每个关节使用5次NURBS曲线构造冲击连续的关节轨迹,以时间冲击最优构造目标函数,采用改进型PSO算法求解出最优时间序列,完成对轨迹的优化.通过对特定的换刀任务进行轨迹规划,得到各关节的优化轨迹.优化结果表明,提出的轨迹规划方法可以为换刀机器人各关节提供理想的轨迹,具有较强的轨迹跟踪能力.利用5次NURBS插值法与改进型PSO优化算法,可以保证轨迹的时间最短与冲击最小,提高了运行的效率与平稳性.

关键词： TBM换刀机器人轨迹规划改进型粒子群优化时间冲击最优 5次NURBS曲线

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基于IndRNN-1DLCNN的负载口独立控制阀控缸系统故障诊断

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浙江大学学报（工学版） 2023年第10期57卷 2028-2041页

作者：孙炜刘恒陶建峰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

为了解决负载口独立控制阀控液压缸系统故障信息相似表征下的故障元件识别难题,提出基于独立循环神经网络(IndRNN)和一维大核卷积神经网络(1DLCNN)结合的故障诊断方法.构建负载口独立控制阀控液压缸系统,针对系统提出压力与位移信号的... 详细信息

为了解决负载口独立控制阀控液压缸系统故障信息相似表征下的故障元件识别难题,提出基于独立循环神经网络(IndRNN)和一维大核卷积神经网络(1DLCNN)结合的故障诊断方法.构建负载口独立控制阀控液压缸系统,针对系统提出压力与位移信号的状态感知方案,分析了系统故障的信号特征.设计一种基于IndRNN-1DLCNN的深度神经网络模型,模型引入残差结构进行多层IndRNN设计并引入1DLCNN增强全局信息捕捉能力,实现多源信号的融合,识别发生故障的具体元件.结果表明在不同的负载工况下,利用提出的方法均能够准确地将系统故障定位至4个先导阀、2个主阀、1组位移传感器以及1个液压缸共8类具体元件,系统的整体诊断准确率最高达到96%,单一元件的故障识别准确率均大于93%.

关键词：负载口独立控制阀控液压缸系统独立循环神经网络一维大核卷积神经网络故障诊断

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基于激光球杆干涉仪的数控机床空间误差高效测量、辨识与补偿

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仪器仪表学报 2024年第10期45卷 222-233页

作者：肖域坤曾治霖唐越冯晓冰杜正春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

空间误差补偿是提升数控机床精度和性能的重要途径。然而,机床空间误差元素众多,传统直接测量方法耗时长,限制了空间误差补偿的广泛应用。本文提出一种基于激光球杆干涉仪的数控机床空间误差高效测量、辨识与补偿方法。该方法利用激光... 详细信息

空间误差补偿是提升数控机床精度和性能的重要途径。然而,机床空间误差元素众多,传统直接测量方法耗时长,限制了空间误差补偿的广泛应用。本文提出一种基于激光球杆干涉仪的数控机床空间误差高效测量、辨识与补偿方法。该方法利用激光球杆干涉仪在不同位置处测量的机床空间轨迹数据,采用多边测量原理解算出理论测量点的实际空间坐标;通过测量点的空间位置误差及数控机床的空间误差模型,辨识出机床各几何误差项;利用数控系统的原点偏移功能开发了实时误差补偿系统。数值仿真表明,本文误差辨识方法与Etalon TRAC-CAL软件的辨识结果基本一致。实验显示,本文方法可在1 h内完成三轴数控机床的测量与辨识,误差辨识结果与直接测量结果相近,误差补偿后机床空间精度显著提升,工件加工精度提升50%以上。该方法能大幅提高机床空间误差测量与补偿效率,具有广阔的工业应用前景。

关键词：数控机床空间误差激光球杆干涉仪多边测量误差辨识误差补偿

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高温合金磨削热损伤的形成机理及对表面完整性的影响

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 35-42页

作者：尹佑康徐锦泱明伟伟安庆龙陈明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

高温合金磨削加工过程中易出现热损伤缺陷,严重降低零件的疲劳寿命,为解决该工程问题,采用锆刚玉砂轮与微晶刚玉砂轮对高温合金开展了深切缓进磨削试验.研究磨削工艺参数对磨削温度、磨削力,表面形貌与表面粗糙度的影响规律,揭示高温合... 详细信息

高温合金磨削加工过程中易出现热损伤缺陷,严重降低零件的疲劳寿命,为解决该工程问题,采用锆刚玉砂轮与微晶刚玉砂轮对高温合金开展了深切缓进磨削试验.研究磨削工艺参数对磨削温度、磨削力,表面形貌与表面粗糙度的影响规律,揭示高温合金磨削热损伤的形成机理与有效抑制措施,对比分析磨削热损伤对表面完整性造成的影响.结果表明,加工弧区瞬时高温是引起高温合金磨削热损伤的本质原因,微晶刚玉砂轮因自锐性优势能有效抑制磨削热损伤,高温合金磨削热损伤表面呈现氧化变色、鱼鳞状涂覆纹理、硬度下降与残余拉应力等表面缺陷.实现高温合金无热损伤磨削的有效手段是降低磨削热量的产生与加工弧区的强化换热.

关键词：热效应磨削加工形成机理表面完整性

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智能制造系统的数字孪生正向监测与反向控制方法

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计算机集成制造系统 2024年第10期30卷 3419-3430页

作者：韩冬阳夏唐斌范宜静王皓奚立峰上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室机械与动力工程学院上海200240

针对智能制造系统的监测评估与控制优化问题,提出面向工业现场的正反向数字孪生管理方法。正向由数据映射孪生实体提供监控服务,反向模拟控制优化物理实体行为完成反馈,实现制造过程的全闭环管控。方法由信息物理系统串联物理真实数据... 详细信息

针对智能制造系统的监测评估与控制优化问题,提出面向工业现场的正反向数字孪生管理方法。正向由数据映射孪生实体提供监控服务,反向模拟控制优化物理实体行为完成反馈,实现制造过程的全闭环管控。方法由信息物理系统串联物理真实数据与孪生虚拟数据,搭建与五维模型呼应的多层架构。设计了多尺度多层次的孪生建模方法,结合模型定义与有限状态机技术,在虚幻引擎上搭建物理属性和动作行为的孪生场景。通过融入人工智能与行为模拟模型,将上下文数据信息纳入功能服务,使系统能够有效利用融合数据,分析评估设备健康状态,生成仿真行为控制加工过程。最后,面向某装配件智能制造系统搭建了平台,验证了模型成熟度与孪生可靠性。

关键词：智能制造系统数字孪生状态监测预估反向控制

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数据驱动的自洽聚类分析方法及塑性成形高效跨尺度模拟

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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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摩擦信息学：系统表达与应用策略

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摩擦学学报 2025年

作者：侯张俪尹念张执南上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室

摩擦学研究涉及多学科信息的交叉融合，研究人员倾向于从各自学科的视角理解和解决摩擦学问题，使得摩擦学领域的信息熵不断增加，形成数据孤岛。为实现多学科知识的有效整合，从设计学的视角为摩擦学研究规划实施路径，借助信息学的方... 详细信息

摩擦学研究涉及多学科信息的交叉融合，研究人员倾向于从各自学科的视角理解和解决摩擦学问题，使得摩擦学领域的信息熵不断增加，形成数据孤岛。为实现多学科知识的有效整合，从设计学的视角为摩擦学研究规划实施路径，借助信息学的方法有效处理摩擦学系统的复杂信息。研究深入探讨了摩擦信息学的内涵与数模联动的摩擦学系统设计理念，梳理了摩擦学数据、信息和知识动态演化及跨学科整合的设计过程。并基于摩擦学的3个公理—摩擦学行为的系统依赖性、元素特性的时间依赖性及多学科行为的强耦合性，构建了摩擦学系统的通用信息表达模型TriboInfo={I， S， Ts， Ds， O }，针对状态监测、行为预测、系统优化和机理分析4类主要研究需求，利用降维、聚类、分类和回归等机器学习方法，建立不同信息间的关联，提出了摩擦信息学的实施方法与框架。研究结果可为摩擦学研究提供数智化的思维视角和实践参考，助力摩擦学研究的创新发展。

关键词：摩擦信息学摩擦学设计摩擦学系统人工智能数模联动

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基于非厄米趋肤效应的离散系统非线性振动控制

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力学学报 2025年

作者：毛佳伟刘帅瞿叶高王国旭王宗瑞高鹏林上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室

非线性动力系统低频宽带振动控制是动力学与控制领域的难题.本文针对多自由度非线性弹簧振子系统，通过引入独立可控的单向作用力构建了含趋肤效应的离散非厄米系统，基于摄动法研究了系统的非线性复数域色散关系，揭示了系统传输波非... 详细信息

非线性动力系统低频宽带振动控制是动力学与控制领域的难题.本文针对多自由度非线性弹簧振子系统，通过引入独立可控的单向作用力构建了含趋肤效应的离散非厄米系统，基于摄动法研究了系统的非线性复数域色散关系，揭示了系统传输波非互易特性、非线性振动能量束缚模式以及趋肤效应对非线性振动响应的调控规律.结果表明，单向作用力引入了对称性破缺的色散关系，使得非线性弹簧振子系统存在非互易波传输行为，其振动能量沿特定方向被束缚，系统振动呈现出趋肤效应特征；非厄米系统设计不仅能实现弱/强非线性弹簧振子系统的低频宽带振动控制，还可以实现系统周期极限环振动、准周期振动和混沌振动等模式的调控和切换.本文提出的非厄米系统设计方法为非线性动力学系统低频宽带振动控制及振动模式调控提供了参考.

关键词：非厄米系统趋肤效应非线性弹簧振子系统低频宽带振动振动控制

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应力超声滚压表面强化机理和抗疲劳性能研究

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机械工程学报 2024年第9期60卷 127-136页

作者：吴杰党嘉强李宇罡陈东安庆龙王浩伟陈明上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

从理论分析角度探讨了超声滚压与单轴拉伸弹性应力场耦合的基本原理,并通过有限元模拟和实验表征依次从数值仿真和实验角度对理论分析结果进行验证,从而发展了一种先进的表面机械强化新工艺—应力超声滚压,并将其成功应用于TiB_(2)/2024... 详细信息

从理论分析角度探讨了超声滚压与单轴拉伸弹性应力场耦合的基本原理,并通过有限元模拟和实验表征依次从数值仿真和实验角度对理论分析结果进行验证,从而发展了一种先进的表面机械强化新工艺—应力超声滚压,并将其成功应用于TiB_(2)/2024和TiB_(2)/7050铝基复合材料表面机械强化效果的增强和抗疲劳性能的提升。结果表明,相较于普通超声滚压,应力超声滚压对TiB_(2)/2024和TiB_(2)/7050铝基复合材料表层压缩残余应力峰值的提升可分别达到所施加单轴拉伸弹性应力水平的45%和70%,可将压缩残余应力影响层深度提升约100μm,从而将两种复合材料样品的疲劳极限在普通超声滚压强化的基础上分别进一步提升6%和5%。

关键词：应力超声滚压铝基复合材料有限元模拟实验表征疲劳

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300M钢超声滚压表面形貌演变机理和试验表征

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机械工程学报 2024年第15期60卷 358-367页

作者：党嘉强安庆龙李宇罡明伟伟王浩伟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

基于超声滚压过程中的接触力学理论,提出了单位面积冲击接触率评价指标,求解了不同工艺参数下接触中心位移和接触区域面积。研究了超声滚压过程中表面形貌光整加工机理,提出了表面层材料主动塑性变形区、被动塑性变形区和被动弹性变形... 详细信息

基于超声滚压过程中的接触力学理论,提出了单位面积冲击接触率评价指标,求解了不同工艺参数下接触中心位移和接触区域面积。研究了超声滚压过程中表面形貌光整加工机理,提出了表面层材料主动塑性变形区、被动塑性变形区和被动弹性变形区的特征结构。通过正交试验探讨超声滚压参数对表面粗糙度的作用规律,为通过优化超声滚压参数从而实现表面形貌主动控制提供理论依据。结果表明,在选取的超声滚压工艺参数下,滚压球与工件接触中心的位移值总是大于超声振幅值,这表明超声滚压过程中滚压头始终与工件表面保持接触。超声滚压具有“削峰填谷”效应,表面主动塑性变形区材料流动是引起表面光洁度提升的根本原因。滚压球进给速度对表面粗糙度的影响最大,静载荷次之,转速最小。在超声滚压过程中如果想要实现较好的表面光洁度同时提高加工效率,可选取较高的转速、较大的静载荷和较小的滚压球进给。

关键词： 300M钢超声滚压表面形貌粗糙度塑性流动

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