检索结果-内蒙古大学图书馆

东北大学学报（自然科学版） 2019年第2期40卷 244-250页

作者：高峰孙伟倪陈兵东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室辽宁沈阳110819

对叶片涂敷Ni Co Cr Al Y+YSZ硬涂层,研究具有硬涂层的大小叶盘的动力学模型和振动特性,主要研究硬涂层对大小叶盘的阻尼减振性能的影响.首先,利用复模量理论和Oberst梁理论,建立了涂层大小叶盘结构的解析模型;然后,基于Gram-Schmidt法... 详细信息

对叶片涂敷Ni Co Cr Al Y+YSZ硬涂层,研究具有硬涂层的大小叶盘的动力学模型和振动特性,主要研究硬涂层对大小叶盘的阻尼减振性能的影响.首先,利用复模量理论和Oberst梁理论,建立了涂层大小叶盘结构的解析模型;然后,基于Gram-Schmidt法和Rayleigh-Ritz法,求解涂层大小叶盘结构的模态特性和受迫响应.结果表明:硬涂层阻尼对大小叶盘固有频率的影响很小,但能使模态损耗因子提高4倍,说明硬涂层可以有效提高大小叶盘的阻尼性能;此外,涂敷硬涂层可以有效抑制其受迫响应.

关键词：大小叶盘硬涂层阻尼被动减振解析建模受迫响应

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基于数字孪生技术的固体发动机优化设计方法和实现

基于数字孪生技术的固体发动机优化设计方法和实现

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第十二届多体动力学与控制暨第七届航天动力学与控制和第十五届全国分析力学联合学术会议

作者：康昊张维维罗忠武生茂东北大学机械工程与自动化学院东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室内蒙动力机械研究所

固体发动机具有推力大、结构简单、可靠性高、可实现性强等优点,已广泛应用于航天运输、重型运载火箭的助推器以及导弹的动力装置,并逐渐成为世界主要航空航天大国的重点研发对象。然而,现阶段固体发动机研发设计工作还处于"经验... 详细信息

固体发动机具有推力大、结构简单、可靠性高、可实现性强等优点,已广泛应用于航天运输、重型运载火箭的助推器以及导弹的动力装置,并逐渐成为世界主要航空航天大国的重点研发对象。然而,现阶段固体发动机研发设计工作还处于"经验设计—样机试制试验—改进优化设计"的传统模式,该模式为了保证极端工况而选用过大的安全系数,极大程度影响了固体发动机的推力性能;同时由试制所产生高昂时间成本和经济成本,也难以满足当前固体发动机快速迭代更新的需求,因此亟需一种全新的设计模式以解决现阶段存在问题。数字孪生技术(DigitalTwin,DT)作为一种能够实现实体模型和虚拟模型融合交互的途径,自提出以来就被逐步应用于产品全生命周期的各个阶段。本文基于数字孪生技术搭建一套专用于固体发动机的软件平台,依托参数化建模、性能仿真和优化等功能实现固体发动机的全数字化设计模式:,在充分利用历史设计经验的基础上,形成了一套数字孪生体几何模型参数化建模方法;针对固体发动机样机试验的实际需求,设计并开发几何模型与有限元仿真软件、动力学仿真软件的交互接口,实现几何模型与仿真模型的无损转化,为高保真仿真奠定基础;通过软件接口实现模型的动态交互,使结构优化数据以几何模型的表征形式直接输出,实现优化信息的可视化。本文以固体发动机柔性接头模型为例,验证软件平台的工作流程和优化设计结果。上述研究内容为固体发动机的数字化智能制造提供理论依据和技术支持,具体流程如图1所示。

关键词：数字孪生技术固体发动机优化设计

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基于实测响应反推标定非接触磁场激振器激振力

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东北大学学报（自然科学版） 2019年第12期40卷 1760-1766页

作者：孙伟王进东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室辽宁沈阳110819

为了拓宽非接触磁场激振器的使用范围,急需对该激振器作用在结构件上激振力的大小进行标定.以悬臂梁试件为例,提出一种基于实测结构件响应以及采用优化技术来标定非接触磁场激振器激振力的方法.首先,给出了非接触磁场激振力的标定原理... 详细信息

为了拓宽非接触磁场激振器的使用范围,急需对该激振器作用在结构件上激振力的大小进行标定.以悬臂梁试件为例,提出一种基于实测结构件响应以及采用优化技术来标定非接触磁场激振器激振力的方法.首先,给出了非接触磁场激振力的标定原理及方法,即通过迭代计算最小化实测与有限元分析获得的悬臂梁振动响应偏差来反推确定激振力幅.然后,简要描述基于ANSYS软件创建悬臂梁有限元模型及求解振动响应的方法.接着,给出了利用ANSYS软件的优化模块来实现相关激振力幅反推标定的迭代求解过程.最后,针对一款非接触磁场激振器,利用所描述的方法对该激振器激振力幅进行了标定,获得了相关标定曲线以及电压与激振力幅之间的函数关系,展示了所提出方法的有效性.

关键词：非接触磁场激振器振动响应激振力反推辨识标定方法

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滚动轴承非线性因素对转子系统振动特性的影响

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东北大学学报（自然科学版） 2019年第8期40卷 1131-1138页

作者：罗忠周逸夫边子方王菲东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室辽宁沈阳110819

针对滚动轴承支承下的转子系统在运行过程中存在的滞后突跳问题利用嵌入同伦弧长延拓的HB AFT 方法可以快速计算在滚动轴承支承下转子系统的滞后突跳区间利用 Floquent 理论进行稳定性判定分析轴承等效刚度、轴承游隙与线性阻尼系数对... 详细信息

针对滚动轴承支承下的转子系统在运行过程中存在的滞后突跳问题利用嵌入同伦弧长延拓的HB AFT 方法可以快速计算在滚动轴承支承下转子系统的滞后突跳区间利用 Floquent 理论进行稳定性判定分析轴承等效刚度、轴承游隙与线性阻尼系数对转子系统滞后突跳的影响.结果表明:轴承游隙与轴承等效刚度在一定范围内变化会影响转子系统的滞后突跳区间而阻尼系数只在转子系统临界转速附近影响系统振动的幅值.研究结果可为轴承-转子系统参数的选取提供理论参考.

关键词：滚动轴承非线性转子系统振动特性滞后突跳

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悬臂边界下带粘弹性层的纤维增强复合薄板固有特性研究

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哈尔滨工程大学学报 2019年第11期40卷 1911-1916页

作者：荣万崇周娜张体南刘洋李晖东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室辽宁沈阳110819

针对人们在悬臂边界下对带粘弹性层的纤维增强复合薄板固有特性研究不足的问题,本文采用理论与实际相结合的方式,对其固有特性进行了计算。考虑粘弹性层剪切变形对结构应变能的影响,并对其进行了理论建模。基于正交多项式法表示振型函数... 详细信息

针对人们在悬臂边界下对带粘弹性层的纤维增强复合薄板固有特性研究不足的问题,本文采用理论与实际相结合的方式,对其固有特性进行了计算。考虑粘弹性层剪切变形对结构应变能的影响,并对其进行了理论建模。基于正交多项式法表示振型函数,并通过Ritz法对固有特性进行求解。搭建了测试系统,并以由ZN33粘弹性橡胶和TC300碳纤维/树脂基分别为内层和外层的复合薄板为研究对象,实际测试了固有特性和模态振型。结果表明,前5阶模态振型的计算结果与测试结果相一致,且固有频率的计算误差处于2.9%~7.3%,验证了所提出的固有特性计算方法的正确性。

关键词：粘弹性层复合薄板纤维增强固有特性悬臂边界正交多项式

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含螺栓联接的转子系统轴向刚度不确定性分析

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东北大学学报（自然科学版） 2019年第5期40卷 700-704,721页

作者：李玉奇罗忠栗江侯小捷东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室辽宁沈阳110819

转子系统中螺栓联接结构轴向联接刚度的不确定性对转子系统动力学特性具有重要影响,为此,在构建螺栓联接结构有限单元基础上,建立了转子系统整体有限元模型,采用非嵌入多项式混沌展开法分析轴向联接刚度不确定性对转子系统动力学特性的... 详细信息

转子系统中螺栓联接结构轴向联接刚度的不确定性对转子系统动力学特性具有重要影响,为此,在构建螺栓联接结构有限单元基础上,建立了转子系统整体有限元模型,采用非嵌入多项式混沌展开法分析轴向联接刚度不确定性对转子系统动力学特性的影响.结果表明:轴向联接刚度在一定范围内变化会导致临界转速及临界转速对应的稳态响应幅值偏离预期,随着轴向刚度不确定性的标准差增大,盘竖直方向稳态响应均值降低.研究结果可为螺栓联接转子的设计提供理论参考.

关键词：螺栓联接转子系统刚度不确定多项式展开动力学特性

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刚柔耦合关节SCARA机器人的双柔性动力学模型

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组合机床与自动化加工技术 2023年第5期 58-63页

作者：姚国林王合闯张文林俊享黄观新河南农业职业学院机电工程学院华北水利水电大学信息工程学院郑州大学机械与动力工程学院广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室

针对电子装配机器人高速高精要求,提出一种能够利用柔性铰链变形补偿轴承摩擦死区,实现高精度定位运动的刚柔耦合关节SCARA机器人的概念设计,并建立考虑柔性铰链变形与机械臂一阶弹性变形的双柔性动力学模型。首先,设计一种刚柔耦合轴... 详细信息

针对电子装配机器人高速高精要求,提出一种能够利用柔性铰链变形补偿轴承摩擦死区,实现高精度定位运动的刚柔耦合关节SCARA机器人的概念设计,并建立考虑柔性铰链变形与机械臂一阶弹性变形的双柔性动力学模型。首先,设计一种刚柔耦合轴承的结构,通过轴承中柔性铰链的变形量主动补偿摩擦死区引起的定位误差;在每个关节处引入两个扭转弹簧,分别模拟柔性铰链和机械臂的弹性变形;其次,建立关节的摩擦模型以模拟关节摩擦环境;然后,使用拉格朗日动力学方法建立包含摩擦信息与振动信息的动力学模型。设计开环和闭环的数值仿真进行验证,结果表明该模型理论分析的有效性。

关键词：柔性铰链刚柔耦合关节弹性振动双柔性动力学模型关节摩擦

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横向流下螺旋管束流致振动研究

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高技术通讯 2023年第1期33卷 97-105页

作者：翟延飞丁振宇唐迪杨佳欢包士毅浙江工业大学化工机械设计研究所杭州310023 过程装备及其再制造教育部工程研究中心杭州310023 浙江工业大学机械工程学院杭州310023

螺旋管式换热器结构紧凑、热补偿性优良,用于小型模块化核反应堆中,其壳程内的流致振动(FIV)是诱发换热管失效的一个重要原因。针对核电站中的螺旋管式蒸汽发生器内部螺旋管流致振动问题,建立考虑支撑结构约束下的螺旋管有限元模型,采... 详细信息

螺旋管式换热器结构紧凑、热补偿性优良,用于小型模块化核反应堆中,其壳程内的流致振动(FIV)是诱发换热管失效的一个重要原因。针对核电站中的螺旋管式蒸汽发生器内部螺旋管流致振动问题,建立考虑支撑结构约束下的螺旋管有限元模型,采用三阶模态叠加下的计算流体动力学(CFD)/计算结构动力学(CSD)耦合方法,研究了相邻管的振动对目标管振动的影响。研究结果表明,三阶模态叠加耦合方法能更加精确地模拟换热管振动响应,流场中相邻两管的振动对目标管升力方向上的振动有明显的削弱现象。

关键词：螺旋管式蒸汽发生器流致振动(FIV) 模态叠加计算流体动力学/计算结构动力学(CFD/CSD)耦合

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环形脱空对圆钢管混凝土柱抗侧向冲击性能的影响分析

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振动与冲击 2024年第16期43卷 92-102,145页

作者：沈奇罕刘俊杰朱维军王静峰谢强合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 合肥工业大学水泥基材料低碳技术与装备教育部工程研究中心合肥230009 合肥工业大学先进钢结构技术与产业化安徽省协同创新中心合肥230009

近年来随着社会机械化水平的不断提高和交通事业的飞速发展,车辆、船舶及飞行器等机械撞击城市高架、跨河桥梁墩柱等事故的发生频率显著提升。而实际钢管混凝土(concrete-filled steel tubular, CFST)结构由于材料特性或服役环境等问题... 详细信息

近年来随着社会机械化水平的不断提高和交通事业的飞速发展,车辆、船舶及飞行器等机械撞击城市高架、跨河桥梁墩柱等事故的发生频率显著提升。而实际钢管混凝土(concrete-filled steel tubular, CFST)结构由于材料特性或服役环境等问题普遍存在脱空缺陷情况,但目前有关脱空缺陷对CFST冲击性能的影响研究仍相对较少。为此,构建了侧向冲击作用下含环形脱空圆钢管混凝土柱有限元分析模型,并通过相关试验验证模型的准确性。揭示了环形脱空对圆钢管混凝土柱在侧向冲击作用下破坏模式、时程曲线特征、冲击全过程应力应变发展和界面接触行为的影响机理,系统研究了脱空率、轴压比、边界条件、径厚比、冲击速度和冲击质量等诸多参数对侧向冲击作用下含环形脱空圆钢管混凝土柱冲击力、挠度变形和耗能等动力响应的影响规律。结果表明,环形脱空的存在将逐步降低圆钢管混凝土柱的抗侧向冲击能力。随着脱空率的增大,圆钢管混凝土柱的冲击力和耗能逐步减小,挠度变形相应增大。同时,由于缺乏混凝土的有效支撑,钢管在侧向冲击作用下的凹陷变形程度也随着脱空率的增大而愈发显著。

关键词：环形脱空钢管混凝土(CFST) 侧向冲击数值分析破坏机理

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基于深度学习的齿轮/轴承点蚀故障智能诊断方法研究

基于深度学习的齿轮/轴承点蚀故障智能诊断方法研究

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作者：李学艺东北大学

学位级别：博士

齿轮、轴承等旋转机械是工业生产中重要的组成部件,及时准确的故障诊断对于设备的正常运行至关重要。齿轮、轴承的点蚀故障是工程中最常见又很难及时发现的故障类型。传统的故障诊断通常采用人工特征提取的方法,需要操作人员掌握大量的... 详细信息

齿轮、轴承等旋转机械是工业生产中重要的组成部件,及时准确的故障诊断对于设备的正常运行至关重要。齿轮、轴承的点蚀故障是工程中最常见又很难及时发现的故障类型。传统的故障诊断通常采用人工特征提取的方法,需要操作人员掌握大量的专业背景知识。随着工业大数据的不断增加,基于深度学习方法的故障诊断得到了迅速发展。深度学习通过搜索数据间的深层联系,提取隐藏的深层信息,“学习”到数据内部的相关性。在不需要大量先验知识的情况下实现旋转机械点蚀故障的智能诊断。针对实际生产中旋转机械点蚀故障诊断中面临的难题,本文以齿轮、轴承等旋转机械的点蚀故障为研究对象,直接利用原始信号进行故障诊断,不需要进行额外的时频域转换。本论文以深度学习技术为理论基础,在样本不充足、样本标签不足、多传感器信息融合、复杂工况下的点蚀故障诊断等方面展开深入研究。本论文的研究内容包括: (1)针对工业生产中故障样本数据不充足并且采集的数据大多以无标签形式存在的问题,提出一种基于自动编码器进行数据扩充的半监督学习方法。首先,利用自动编码器对有限的目标样本数据进行扩展。该方法将数据增强思想和深度稀疏自动编码算法相结合,用于旋转机械点蚀故障诊断。该方法能有效地诊断不同的齿轮点蚀情况,并根据齿轮点蚀故障的严重程度呈现出较为明显的变化趋势。 (2)针对单一传感器采集的信号表征不全面,为了更有效融合工业测试系统中多传感器信息,提出一种基于深度学习的并行信号融合故障诊断方法。首先,利用一维卷积神经网络对原始振动信号进行特征提取,同时用门控循环单元对原始声发射信号进行特征提取。卷积神经网络和门控循环单元的结合可以有效地利用它们各自的优势进行特征提取。然后将两种算法分别得到的齿轮健康状态特征进行连结,组成并行深度学习网络进行齿轮点蚀故障诊断。 (3)针对工业中设备运行工况变化,多种不同工况信号混合的齿轮点蚀故障诊断问题,提出了一种一维可分离卷积和残差连接相结合的网络对混合工况下的齿轮点蚀故障进行故障诊断。与传统的卷积神经网络相比,可分离卷积网络可以实现空间卷积和通道卷积,有效地减少网络参数的数量。残差连接可以解决模型中特征的表征瓶颈问题。同时提出利用网格搜索算法来选择模型的超参数,减少人工调参操作。该方法在模型参数较少的情况下,就可以得到较好的诊断准确率。 (4)针对变工况下,训练数据和测试数据由于工作状态不同存在分布差异的问题,提出了一种改进的Inception胶囊网络对轴承内外圈点蚀故障进行诊断。首先,利用改进的Inception网络对原始轴承振动信号进行处理,用一个简单的稠密子结构来逼近一个最优的局部稀疏结构,用于轴承健康状态的特征提取。然后将串联特征输入到主胶囊层和路由胶囊层。动态路由算法通过动态迭代过程不断调整主胶囊层和路由胶囊层的参数,提高对轴承健康状态的故障诊断性能。 (5)针对实际工业故障诊断中训练完成的智能诊断模型部署场景的局限性问题,提出了一种基于注意力长短期记忆网络与自编码器相结合的故障诊断算法。通过调节两个损失函数所占的权重比例来同时训练优化多分枝网络。自编码器可以使网络提取到输入信号的最核心特征。长短期记忆网络可有效提取输入信号的时间依赖特征。本问提出的方法具有通用性好、可迁移性强的特点。

关键词：故障诊断齿轮点蚀轴承点蚀深度学习

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