检索结果-内蒙古大学图书馆

仪表技术与传感器 2024年第6期 121-126页

作者：陈武超俞翔栋陈洪宇柯瑞庭陶建峰中国船舶集团有限公司第七一一研究所动力装置事业部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

为克服基于视觉的转角测量方法容易受到系统干扰的局限性,提出了一种基于深度学习的机理模型和数据混合驱动的视觉转角测量方法。从数学原理上验证了采用等腰三角形作为轴上花纹的合理性和有效性,构建三角花纹转角计算机理数学模型。引... 详细信息

为克服基于视觉的转角测量方法容易受到系统干扰的局限性,提出了一种基于深度学习的机理模型和数据混合驱动的视觉转角测量方法。从数学原理上验证了采用等腰三角形作为轴上花纹的合理性和有效性,构建三角花纹转角计算机理数学模型。引入基于YOLOv8的深度学习模型,采用线性组合将两者结合构建成混合转角测量模型。实验结果显示,这种混合模型在测量准度上有显著提升,相比仅用机理模型,其平均误差降低1.125°,均方根误差降低10.05°,在不同环境测试集上仍保持高效性能。该模型充分利用了深度学习模型对图像随机干扰的学习能力,同时保持了数学模型的约束和稳定性,提高了视觉角度测量的准确性,而且增强了其对环境变化以及系统干扰的适应性。

关键词：转角测量机器视觉深度学习混合模型

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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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考虑弹性地基的正交双曲蜂窝夹层壳体自由振动分析

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振动与冲击 2022年第9期41卷 1-8页

作者：倪臻李旦望夏烨周凯华宏星中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241 上海交通大学振动冲击噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

给出了一种针对具有弹性地基的复杂形状蜂窝夹层壳体自由振动的半解析求解方法。基于一阶剪切理论并结合改进的Gibson公式,得到了正交双曲壳的运动学及动力学关系。通过对剪切因子进行修正并利用哈密顿原理,获得了系统在弹性地基约束下... 详细信息

给出了一种针对具有弹性地基的复杂形状蜂窝夹层壳体自由振动的半解析求解方法。基于一阶剪切理论并结合改进的Gibson公式,得到了正交双曲壳的运动学及动力学关系。通过对剪切因子进行修正并利用哈密顿原理,获得了系统在弹性地基约束下的自由振动控制方程,并利用改进傅里叶法对控制方程进行求解。数值算例表明,此方法具有较高的精度和计算效率;对蜂窝壳体的参数分析表明,系统固有频率随芯层厚度比的变化规律取决于弹性地基刚度,随蜂窝厚度比地增大而降低,随胞元角度及铺层方向的改变而波动变化。

关键词：正交双曲蜂窝夹层壳自由振动一阶剪切理论弹性地基

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基于液态金属的大变形柔性弯曲传感器设计

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仪表技术与传感器 2022年第6期 1-5,11页

作者：荀元皓张壮范炜程陈根良王皓上海交通大学复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

软体机器人具有人机共融性好等特点,在人机协作领域得到了广泛的发展。以液态金属为传感介质,以内部具有微流道的弹性硅胶材料作为液态金属载体,设计了一种可以检测大挠度弯曲变形的柔性传感器。利用整体打印的双材料圆弧放大结构,将被... 详细信息

软体机器人具有人机共融性好等特点,在人机协作领域得到了广泛的发展。以液态金属为传感介质,以内部具有微流道的弹性硅胶材料作为液态金属载体,设计了一种可以检测大挠度弯曲变形的柔性传感器。利用整体打印的双材料圆弧放大结构,将被测物体的弯曲变形转化为外侧硅胶微流道的拉伸变形,从而改变液态金属电阻实现对大挠度弯曲变形的检测。实验结果表明:该柔性弯曲传感器具有变形适用范围大,重复性高、动态响应好等优点,在软体机器人领域具有广泛的应用前景。

关键词：弯曲传感器液态金属 3D打印软体机器人柔性材料

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齿轮激励下齿轮传动-推进系统的动态响应特性及影响规律试验研究

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中国舰船研究 2022年第5期17卷 278-288页

作者：黄志伟陈彦齐雷智洋黄修长彭伟才华宏星中国舰船研究设计中心船舶振动噪声重点实验室湖北武汉430064 上海交通大学振动、冲击、噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

[目的]为了研究船用齿轮传动-推进系统的动态响应特性及影响规律,开展一系列台架试验。[方法]首先,搭建包含跨接齿轮箱的双轴齿轮传动-推进系统试验台架;然后,开展齿轮箱体及推进轴系的加速度响应测试,对比分析转速、驱动方式、轴向静... 详细信息

[目的]为了研究船用齿轮传动-推进系统的动态响应特性及影响规律,开展一系列台架试验。[方法]首先,搭建包含跨接齿轮箱的双轴齿轮传动-推进系统试验台架;然后,开展齿轮箱体及推进轴系的加速度响应测试,对比分析转速、驱动方式、轴向静推力、螺旋桨模拟轴向动态激励力等因素对系统动态响应特性的影响。[结果]试验结果表明:振动加速度响应在齿轮传动-推进系统中的传递规律以啮合频率及倍频为主,部分工况在30~80 Hz的低频段也存在峰值。[结论]研究结果可为齿轮传动-推进系统的减振降噪设计提供技术支撑。

关键词：齿轮传动-推进系统齿轮激励动态响应跨接齿轮箱

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单盘悬臂转子启动过程峰值响应全局灵敏度分析

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振动与冲击 2021年第11期40卷 17-25页

作者：周生通张沛肖乾李鸿光周新建王迪华东交通大学机电与车辆工程学院南昌330013 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

启动过程峰值响应(如最大峰值及其发生时间)的全局灵敏度是柔性转子系统动力学设计和评价的重要依据。基于Timoshenko梁转子有限元理论并考虑输入参数的随机性建立某单盘悬臂转子瞬态启动过程的确定性和随机动力学方程;在有限试验设计... 详细信息

启动过程峰值响应(如最大峰值及其发生时间)的全局灵敏度是柔性转子系统动力学设计和评价的重要依据。基于Timoshenko梁转子有限元理论并考虑输入参数的随机性建立某单盘悬臂转子瞬态启动过程的确定性和随机动力学方程;在有限试验设计样本数限制下,联合自适应稀疏多项式混沌(adaptive sparse polynomial chaos,asPC)展开和Sobol全局灵敏度给出了asPC-Sobol(adaptive sparse polynomial chaos-Sobol)灵敏度计算流程;在均值工况确定性结果分析以及asPC模型有效性验证基础上,详细探讨了启动加速度、参数变异性以及响应测点位置对单盘悬臂转子过第1阶正涡动临界转速时最大峰值及其时间方差的影响规律。算例结果表明:在±3σ截尾高斯分布设定下最大峰值及其时间分布更符合对数正态分布,而且圆盘直径D、厚度T、材料密度ρ、弹性模量E以及不平衡量F是峰值响应方差的主要贡献参数;启动加速度能够较明显地影响最大峰值的总灵敏度结果,但相比之下其对发生时间总灵敏度的影响则小很多;随着某些主要贡献参数(D,T和ρ)变异性的单独或同时减小,其余主要贡献参数的总灵敏度将明显增加,而那些原先非主要贡献参数的增加则非常有限;响应测点位置对最大峰值及其时间总灵敏度的影响非常小,尤其是在非轴承位置处。

关键词：悬臂转子系统峰值响应 Sobol全局灵敏度自适应稀疏多项式混沌(asPC)展开

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基于深度强化学习的动基座双自由度系统动力学控制方法

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动力学与控制学报 2023年第10期21卷 26-33页

作者：刘丰瑞颜格张晓龙张文明王国鹏上海航天控制技术研究所上海201109 上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

具有硬边界的动基座双自由度动力学系统在受到基座周期性激励与随机冲击扰动时,振子与边界碰撞后的强非线性特性导致系统产生复杂的混沌行为.本文基于Soft Actor-Critic强化学习框架,构建了同时实现振动控制与基座运动跟随的智能算法,... 详细信息

具有硬边界的动基座双自由度动力学系统在受到基座周期性激励与随机冲击扰动时,振子与边界碰撞后的强非线性特性导致系统产生复杂的混沌行为.本文基于Soft Actor-Critic强化学习框架,构建了同时实现振动控制与基座运动跟随的智能算法,研究了宽频域范围内含有硬边界约束的动基座双自由度系统的动力学控制效果.通过构建包含相对位移、控制力的复合奖励函数,实现动力学系统精度较高的轨迹跟踪与振动抑制.结果表明,该算法可以实现频率范围跨2个数量级(0.01Hz到1Hz)的有效振动控制,并通过与PID控制方法的比较,展现了该方法在复杂环境中的稳定性与泛化性.

关键词：动力学振动控制强化学习非线性轨迹跟踪

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分布式流体脉动压力激励下泵喷推进器的结构辐射噪声分析

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振动与冲击 2021年第10期40卷 89-94,113页

作者：黄修长师帅康苏智伟饶志强华宏星上海交通大学振动、冲击、噪声实验室上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 江南造船(集团)有限责任公司江南研究院上海201913

流体激励载荷的分布式特性对泵喷推进器的结构声辐射具有重要影响。采用计算流体动力学数值模拟结合自编径向基函数插值获得了推进器结构表面的分布式流体激励脉动压力,利用耦合有限元方法研究了泵喷推进器在其全部表面分布式激励、仅... 详细信息

流体激励载荷的分布式特性对泵喷推进器的结构声辐射具有重要影响。采用计算流体动力学数值模拟结合自编径向基函数插值获得了推进器结构表面的分布式流体激励脉动压力,利用耦合有限元方法研究了泵喷推进器在其全部表面分布式激励、仅转子表面分布式激励、每个叶片0.7 R处等效三向激励和桨毂处等效三向激励作用下的结构辐射噪声。结果表明:径向基函数插值能够精确地将流体载荷映射到结构网格上;与泵喷全部表面分布式激励下的推进器表面均方振速和辐射声功率、传递至桨毂的传递力相比,转子表面分布式激励的贡献远大于导管和定子表面脉动压力的贡献;每个叶片0.7 R处等效三向激励作用下的响应在量级上有差别;转子桨毂处等效三向激励作用下的响应在特征和量级上均相差较大。

关键词：泵喷流体激励力结构模态结构振动声辐射

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MFC在水中摆动时输出开路电压幅值研究

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压电与声光 2021年第5期43卷 666-669页

作者：胡一博陈卫星上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

利用柔性压电材料从流体的流动中获取能量已成为一个研究热点。该文研究了一种压电纤维复合材料(MFC)在水中摆动激励下的压电特性,建立了MFC压电纤维片在水中摆动激励下的数学模型,并结合MFC压电纤维片的压电输出机理得出影响MFC压电纤... 详细信息

利用柔性压电材料从流体的流动中获取能量已成为一个研究热点。该文研究了一种压电纤维复合材料(MFC)在水中摆动激励下的压电特性,建立了MFC压电纤维片在水中摆动激励下的数学模型,并结合MFC压电纤维片的压电输出机理得出影响MFC压电纤维片输出开路电压幅值大小的因素。最后设计搭建了MFC压电纤维片在水中摆动的试验台,利用该试验台验证了模型的正确性,并研究了MFC压电纤维片在不同摆动频率下的压电特性。结果表明,在摆角幅值为10°,摆动频率为1.75 Hz时,MFC的输出开路电压幅值取得最大值(600 mV),继续增大摆动频率,输出开路电压幅值逐渐减小。

关键词：压电纤维复合材料(MFC) 摆动模型压电特性试验研究试验台

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多关节微创取样仿生臂机构设计

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机械设计与研究 2022年第5期38卷 73-78,87页

作者：周航飞付庄谢荣理张俊费健上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学医学院附属瑞金医院上海200025

针对腹腔微创取样手术的实际需求,基于“多自由度脊骨”运动的仿生学原理,设计了一种多关节微创取样机械臂机构,并对其非刚性关节特征进行了建模;然后应用一种比例分离式PID-Bang-Bang运动控制算法,降低了机械臂由于绳索弹性产生的回程... 详细信息

针对腹腔微创取样手术的实际需求,基于“多自由度脊骨”运动的仿生学原理,设计了一种多关节微创取样机械臂机构,并对其非刚性关节特征进行了建模;然后应用一种比例分离式PID-Bang-Bang运动控制算法,降低了机械臂由于绳索弹性产生的回程误差,提高了机械臂的运动稳定性。

关键词：微创手术多叠片关节取样机械臂运动控制

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