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2020年全国设备监测诊断与维护学术会议暨第十七届全国设备故障诊断学术会议、第十九届全国设备监测与诊断学术会议

作者：马辉皇甫一樊曾劲东北大学机械工程与自动化学院沈阳 110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳 110819 东北大学机械工程与自动化学院沈阳 110819

为了减重的需要齿轮愈发柔性化，为了提高运行效率，高转速运行会导致齿轮出现柔性体振动，本文考虑齿轮基体的柔性和转动效应，建立了薄轮缘的斜齿轮转子动力学模型。轴和齿基的柔性分别用Timoshenko梁单元和Mindlin-Reissner壳单元来...

为了减重的需要齿轮愈发柔性化，为了提高运行效率，高转速运行会导致齿轮出现柔性体振动，本文考虑齿轮基体的柔性和转动效应，建立了薄轮缘的斜齿轮转子动力学模型。轴和齿基的柔性分别用Timoshenko梁单元和Mindlin-Reissner壳单元来模拟。梁单元和壳单元之间采用界面耦合单元进行连接。通过模态降维技术来提高计算效率。通过仿真响应与文献实验结果进行对比，验证所提出的动力学模型的正确性。在提出的动力学模型的基础上，讨论了腹板厚度、旋转效应和螺旋角对动力学特性的影响。结果表明，采用传统动力学模型得到的薄轮缘齿轮的动态响应与本文提出的模型有很大差别，这突出了柔性基体建模的意义和重要性。与离心刚化、旋转软化相比，陀螺效应对动态特性的影响更为显著。当螺旋角为零时，由于没有轴向激振力，无法激发节径振动，螺旋角的增大会使齿基的面外振动更加明显。

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基于裂纹梁单元的旋转裂纹叶片的动力学建模

基于裂纹梁单元的旋转裂纹叶片的动力学建模

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2020年全国设备监测诊断与维护学术会议暨第十七届全国设备故障诊断学术会议、第十九届全国设备监测与诊断学术会议

作者：赵晨光曾劲马辉东北大学机械工程与自动化学院沈阳 110819 东北大学机械工程与自动化学院沈阳 110819 航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳 110819

本文基于自编裂纹梁单元建立了考虑呼吸效应的扭形旋转裂纹叶片的动力学模型，并分析了非线性特性。首先基于应变能释放率和Castigliano原理建立了裂纹梁单元模型。然后根据裂纹面在振动过程中的闭合区域计算了裂纹的时变刚度。接着进... 详细信息

本文基于自编裂纹梁单元建立了考虑呼吸效应的扭形旋转裂纹叶片的动力学模型，并分析了非线性特性。首先基于应变能释放率和Castigliano原理建立了裂纹梁单元模型。然后根据裂纹面在振动过程中的闭合区域计算了裂纹的时变刚度。接着进行矩阵组集，建立了扭形旋转裂纹叶片的有限元模型并且和ANSYS中建立的有限元模型进行验证。最后分析了裂纹深度，裂纹位置，气动力幅值和转速对旋转裂纹叶片的动力学特性的影响。分析结果显示：(1)裂纹深度越大，其在振动过程中越难以闭合;(2)裂纹距离叶根越远，其在振动过程中越容易闭合;(3)气动力幅值越大，裂纹在振动过程中越难以闭合;(4)叶片的转速越高，裂纹在振动过程中越难以闭合。

关键词：有限元法旋转裂纹叶片裂纹梁单元非线性振动呼吸效应

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纤维增强复合材料参数测试仪开发及参数辨识研究

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电子测量与仪器学报 2019年第1期31卷 84-89页

作者：吴腾飞李晖许卓常永乐邱鸿成刘东东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

研发了纤维增强复合材料参数测试仪。首先,基于复合梁试件的激振平台、激光扫描装置、信号发生及数据采集器等功能部件,完成了纤维增强复合材料参数测试仪硬件结构的搭建;然后,对基于Lab VIEW编写的软件各个模块的功能和测控优势进行了... 详细信息

研发了纤维增强复合材料参数测试仪。首先,基于复合梁试件的激振平台、激光扫描装置、信号发生及数据采集器等功能部件,完成了纤维增强复合材料参数测试仪硬件结构的搭建;然后,对基于Lab VIEW编写的软件各个模块的功能和测控优势进行了详细说明;最后,辨识获得了两个TC500碳纤维/树脂基复合梁试件在纤维纵向、横向、剪切方向的弹性模量、损耗因子和泊松比,并与厂家所给的材料参数进行了对比,偏差在2. 75%～11. 82%,验证了该测试仪和软件程序算法的有效性。相比于市面上已有的商业化仪器,研发的测试仪采用了激光无损扫描技术,且性价比更高,还可有效获取各向异性复合材料在剪切方向的损耗因子。

关键词：纤维增强复合材料材料参数测试仪参数辨识激光无损扫描

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填充MRE的纤维金属混杂复合材料梁阻尼减振性能研究

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噪声与振动控制 2020年第2期40卷 23-26页

作者：王文煜周娜吕海宇李晖闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳110819

对填充磁流变弹性体芯层的纤维金属混杂复合材料梁减振特性开展试验研究。自主设计并制备具有磁流变弹性体芯层的纤维金属混杂复合材料梁,并首次在梁的内部施加磁场,探究磁场作用下复合梁的阻尼减振性能。设计磁场强度可控的复合梁振动... 详细信息

对填充磁流变弹性体芯层的纤维金属混杂复合材料梁减振特性开展试验研究。自主设计并制备具有磁流变弹性体芯层的纤维金属混杂复合材料梁,并首次在梁的内部施加磁场,探究磁场作用下复合梁的阻尼减振性能。设计磁场强度可控的复合梁振动测试系统,并详细介绍系统各个部件的组成和功能。然后归纳出一套合理、规范的不同磁场强度下该类型复合材料梁的振动测试流程,并进行实际测试。研究发现,该类型复合材料梁具有优异阻尼减振性能,前4阶阻尼比大于10%,且施加磁场作用后,还可进一步提升其阻尼,并达到主动控制阻尼性能的目的。

关键词：振动与波磁流变弹性体纤维金属混杂复合梁磁场强度减振特性阻尼比

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薄壁圆锥壳畸变相似模型设计及几何区间确定方法

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东北大学学报（自然科学版） 2019年第11期40卷 1600-1605页

作者：罗忠张永强朱云鹏李朝帅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 英国谢菲尔德大学自动控制与系统工程学院英国谢菲尔德S13JD

针对传统的相似模型设计方法、量纲分析法以及方程分析法在一些情况下使用的局限性,基于最小二乘法,通过过渡模型固有频率建立了薄壁圆锥壳的畸变相似关系式,并提出一种畸变模型适用区间确定的方法,基于模型与原型在固有特性相似(固有... 详细信息

针对传统的相似模型设计方法、量纲分析法以及方程分析法在一些情况下使用的局限性,基于最小二乘法,通过过渡模型固有频率建立了薄壁圆锥壳的畸变相似关系式,并提出一种畸变模型适用区间确定的方法,基于模型与原型在固有特性相似(固有频率成比例映射关系,并且振型保持一致)时畸变模型尺寸适用区间的确定方法,利用多项式拟合,得到单一材料薄壁圆锥壳在不同阶次相似畸变模型几何结构适用区间的边界方程.最后通过试验验证,证明了推导畸变相似关系式的准确性,为薄壁圆锥壳结构试验模型动力学相似提供了理论依据.

关键词：圆锥壳畸变模型动力学相似适用区间固有特性

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苹果机械化采收技术与装备研究现状

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林业工程学报 2025年第3期10卷 13-24页

作者：陈青吴玄博殷程凯郭自良丁文芹周宏平南京林业大学机械电子工程学院南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心农业农村部南京农业机械化研究所

苹果作为重要的水果，以其较高的经济价值，成为农民增收的重要来源。然而，苹果在采收过程中存在劳动力短缺、采摘效率低下等问题，对苹果产业的发展构成了严峻挑战，因此，加强苹果机械化采收技术及配套装备的开发，对于提高收获效率... 详细信息

苹果作为重要的水果，以其较高的经济价值，成为农民增收的重要来源。然而，苹果在采收过程中存在劳动力短缺、采摘效率低下等问题，对苹果产业的发展构成了严峻挑战，因此，加强苹果机械化采收技术及配套装备的开发，对于提高收获效率和保证果品质量起着重要作用。在此背景下，首先综述了苹果振动式采收、采摘作业平台、采摘机器人3类机械化采收技术，并对目前国内外已商品化的采收设备进行概述。其中，分别探讨了苹果振动采收机械及减损技术进展，以及与种植模式相结合实现规模化收获的情况；梳理了国内外苹果采摘作业平台的差异化发展，分类总结了两种采摘作业平台的研究特点；介绍了苹果采摘机器人研究现状，归纳出国内多臂协同采摘机器人研发热点。在此基础上，根据国内对于鲜食苹果成熟度和品质的高度要求，以及目前农业智能化机器人的发展方向，详细阐述了苹果采摘机器人在果实识别、定位以及精准抓取方面所涉及的核心技术，旨在确保机器人准确无误地抓取识别选中的苹果。最后，分析了3类苹果采收机械现存的问题及未来发展方向，并进一步总结了农机与农艺结合、降低设备成本的整体研究趋势，以期为国内苹果机械化采收技术和装备研发提供借鉴。

关键词：苹果采摘振动式采收采摘作业平台采摘机器人识别定位末端执行器

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超声强化对高强钢疲劳性能的影响

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机械科学与技术 2021年第3期40卷 470-474页

作者：丛家慧徐永臻王磊回丽周松沈阳航空航天大学机电工程学院沈阳110136 沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室沈阳110136

超声强化技术可用来改善材料表面完整性以提高其疲劳性能。本文针对超声滚压强化对低合金高强钢疲劳性能的影响进行研究,通过分析超声强化的强化机理及疲劳试样实验,采用金相显微镜、微观硬度仪及扫描电镜对30CrMnSiNi2A疲劳试样进行微... 详细信息

超声强化技术可用来改善材料表面完整性以提高其疲劳性能。本文针对超声滚压强化对低合金高强钢疲劳性能的影响进行研究,通过分析超声强化的强化机理及疲劳试样实验,采用金相显微镜、微观硬度仪及扫描电镜对30CrMnSiNi2A疲劳试样进行微观结构及显微硬度的测试,结果表明,经过超声强化后试样表面出现一层强化层,组织更为细密,显微维氏硬度与未表面强化的试样相比提高了9.8%。在1400 MPa应力作用下,30CrMnSiNi2A高强钢试样的疲劳寿命较传统抛光下的试样增加了38.4%。

关键词：超声强化高强钢疲劳性能

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航空发动机静叶联调机构运动分析及优化

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航空动力学报 2019年第6期34卷 1193-1200页

作者：于嘉鹏孙加明纪福森张硕张志坚东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳110819 中国航空发动机集团有限公司沈阳发动机研究所沈阳110015

针对航空发动机可调静子叶片联调机构运动关系复杂、优化难度大的问题,研究了一种采用图解法和齐次坐标法结合MATLAB软件推导两级联调机构运动方程,并运用遗传算法对两级机构中的关键构件进行联合优化的方法。运用该方法对指定联调机构... 详细信息

针对航空发动机可调静子叶片联调机构运动关系复杂、优化难度大的问题,研究了一种采用图解法和齐次坐标法结合MATLAB软件推导两级联调机构运动方程,并运用遗传算法对两级机构中的关键构件进行联合优化的方法。运用该方法对指定联调机构的两级曲柄可调端长度、可调端与固定端夹角进行了优化求解。得到了最优解,使得第一级摇臂转动角度是第零级摇臂转动角度的2倍,且第一级摇臂转动角速度也是第零级摇臂转动角速度的2倍。

关键词：静子叶片联调机构空间连杆机构运动学齐次坐标法遗传算法结构优化

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隧道活塞风速计算方法及其影响因素分析

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东北大学学报（自然科学版） 2019年第5期40卷 694-699页

作者：罗忠韩贵鑫赵凯黄树智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 沈阳地铁集团有限公司运营分公司辽宁沈阳110011

针对隧道内活塞风会对安全门和广告灯箱等引起破坏的问题,开展了地铁单线无风井和有风井两种形式的隧道空气动力学特性分析,建立了隧道各断面之间的一维伯努利方程和流体连续性方程,研究了不同形式隧道下活塞风速的理论计算模型.并使用... 详细信息

针对隧道内活塞风会对安全门和广告灯箱等引起破坏的问题,开展了地铁单线无风井和有风井两种形式的隧道空气动力学特性分析,建立了隧道各断面之间的一维伯努利方程和流体连续性方程,研究了不同形式隧道下活塞风速的理论计算模型.并使用SES软件建立其仿真模型对计算模型的结果进行验证,重点研究了对活塞风速影响的主要因素.结果表明:隧道内活塞风速与列车速度、列车长度和列车外表面光洁度等成正比例关系,而活塞风井高度、断面面积和风井位置等参数对活塞风速影响不大.所提出的计算模型可用于实际工程中活塞风速的简便计算.

关键词：地铁隧道活塞风地铁环境模型环控软件SES 速度场

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叶片-轮盘耦合结构频率分布特性机理研究

叶片-轮盘耦合结构频率分布特性机理研究

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2020年全国设备监测诊断与维护学术会议暨第十七届全国设备故障诊断学术会议、第十九届全国设备监测与诊断学术会议

作者：李朝峰佘厚鑫东北大学机械工程与自动化学院沈阳 110819 东北大学教育部航空动力装备航空动力与控制重点实验室沈阳 110819 东北大学机械工程与自动化学院沈阳 110819

文献综述表明，叶片轮盘结构中的耦合机制引起了以叶片为主模态频率的明显分布规律。但是，目前未发现有研究关注分布规律及其与叶片数量的关系。因此，本研究尝试解释叶片数对叶片主导模态频率的影响及其演变与叶片数的关系。研究工作... 详细信息

文献综述表明，叶片轮盘结构中的耦合机制引起了以叶片为主模态频率的明显分布规律。但是，目前未发现有研究关注分布规律及其与叶片数量的关系。因此，本研究尝试解释叶片数对叶片主导模态频率的影响及其演变与叶片数的关系。研究工作分为三部分：在第一部分中，提出了一种连续体模型来确定不同叶片数量情况下以叶片为主和轮盘为主的模态簇之间的耦合行为。特征值的分布被看作是叶片数的函数，以证明耦合模态频率的分布规律;在第二部分中，进一步进行了实验研究，以开发和验证叶片系统中的出现的主要现象;在第三部分中，进一步提出了集总参数模型的特征值问题，以揭示刀叶片-轮盘结构中的模态特征的分布机理。

关键词：频率分布叶盘结构机理分析耦合振动

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