检索结果-内蒙古大学图书馆

振动与冲击 2022年第3期41卷 8-17页

作者：王民刘保钟秦鹏孙铁伟北京工业大学机械工程与应用电子技术学院先进制造技术北京市重点实验室北京100124 电火花加工技术北京市重点实验室北京100191

针对大长径比刀杆中传统动力减振器的橡胶疲劳老化、阻尼液易泄露、刚度和阻尼难以精准设计等问题,设计了一种利用磁刚度和电涡流阻尼提供刚度和阻尼的多层堆叠式永磁动力减振器,实现了刚度和阻尼的独立精准设计。独特的堆叠式结构可以... 详细信息

针对大长径比刀杆中传统动力减振器的橡胶疲劳老化、阻尼液易泄露、刚度和阻尼难以精准设计等问题,设计了一种利用磁刚度和电涡流阻尼提供刚度和阻尼的多层堆叠式永磁动力减振器,实现了刚度和阻尼的独立精准设计。独特的堆叠式结构可以在相同体积下提供更大的磁刚度和电涡流阻尼,保证多层堆叠式永磁动力减振器达到最优减振条件。分别建立了多层堆叠式永磁动力减振器中磁刚度和电涡流阻尼的理论计算模型,并利用MATLAB软件和Maxwell电磁仿真软件分别探究了磁刚度和电涡流阻尼与多层堆叠式永磁动力减振器各部分尺寸参数之间的关系。最后利用MATLAB软件分别对安装多层堆叠式永磁动力减振器的刀杆和等尺寸实心刀杆进行仿真分析。结果表明,安装多层堆叠式永磁动力减振器后刀杆的频响函数幅值最大值下降91.1%。

关键词：动力吸振电涡流阻尼有限元磁刚度

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基于双应力加速寿命试验的滚珠丝杠副可靠性分析

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北京工业大学学报 2022年第7期48卷 703-709页

作者：王民王树华孙铁伟石龙北京工业大学机械工程与应用电子技术学院先进制造技术北京市重点实验室北京100124 电火花加工技术北京市重点实验室北京100191

为了在较短时间内完成对滚珠丝杠副的寿命评估,通过采用加大应力载荷的方法建立加速寿命试验模型,提出一种单样本双应力三水平的加速寿命试验设计和可靠性分析方法.利用虚拟增广法对3个步进加速双应力下的故障时间数据进行等价扩充,以... 详细信息

为了在较短时间内完成对滚珠丝杠副的寿命评估,通过采用加大应力载荷的方法建立加速寿命试验模型,提出一种单样本双应力三水平的加速寿命试验设计和可靠性分析方法.利用虚拟增广法对3个步进加速双应力下的故障时间数据进行等价扩充,以提高滚珠丝杠副在单样本、较少数据情况下的可靠性评估精度;再借助最小二乘法完成3个步进加速双应力水平下的Weibull分布模型中的参数估计;最后结合加速方程推算出在正常应力水平下的寿命,确定滚珠丝杠副的可靠性寿命指标.通过试验仿真算例,验证了在不改变失效机理的前提下采用双应力加速寿命试验对滚珠丝杠副进行可靠性评估的可行性,提高了滚珠丝杠副寿命评估的效率.

关键词：滚珠丝杠副双应力加速寿命试验虚拟增广最小二乘法可靠性分析

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快速自适应局部均值分解及轴承故障诊断应用

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振动工程学报 2020年第1期33卷 206-212页

作者：张坤马朝永胥永刚张建宇付胜北京工业大学机械工程与应用电子技术学院先进制造技术北京市重点实验室

提出了一种新的非平稳信号处理方法——快速自适应局部均值分解(Fast and Adaptive Local Mean Decomposition,FALMD)。采用顺序统计滤波器求取信号上下包络线的均值来获得局部均值函数及包络估计函数,然后将信号分解为若干乘积函数(Pro... 详细信息

提出了一种新的非平稳信号处理方法——快速自适应局部均值分解(Fast and Adaptive Local Mean Decomposition,FALMD)。采用顺序统计滤波器求取信号上下包络线的均值来获得局部均值函数及包络估计函数,然后将信号分解为若干乘积函数(Product Function,PF)分量及一个残余分量。该算法一方面改变了局部均值分解(Local Mean Decomposition,LMD)严格的终止条件,提高了运算速率,另一方面减少了对极值点的依赖,在一定程度上抑制了端点效应。仿真信号和实验信号分析证明了该方法在非平稳信号自适应分解中的有效性,成功地提取出了滚动轴承的故障特征。

关键词：故障诊断滚动轴承快速自适应局部均值分解顺序统计滤波器非平稳信号

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气动式微滴喷射中液滴稳定生成的动力学特性研究

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机械工程学报 2020年第23期56卷 203-211页

作者：刘赵淼钟希祥杨刚逄燕任彦霖徐元迪高山山北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室北京100124

微滴喷射增材制造技术作为制造领域的新兴前沿技术有着广泛的应用前景,微滴生成特性对增材制造中微滴在基板铺展、搭接、凝固等过程影响较大,研究微滴生成特性对于提高液滴生成尺寸、频率和稳定性有重要意义。通过试验研究气动按需喷射... 详细信息

微滴喷射增材制造技术作为制造领域的新兴前沿技术有着广泛的应用前景,微滴生成特性对增材制造中微滴在基板铺展、搭接、凝固等过程影响较大,研究微滴生成特性对于提高液滴生成尺寸、频率和稳定性有重要意义。通过试验研究气动按需喷射作用下的微滴喷射行为,探究喷嘴尺寸、黏度和供给压力等因素对射流断裂过程及液滴生成稳定性的影响关系,并进一步研究形成角的变化对液桥断裂顺序及卫星液滴产生的影响关系。研究结果表明,随着喷嘴直径减少,韦伯数(We)显著减少,当喷嘴直径减少到100μm时,We变为0.33,液滴尺寸与喷嘴直径的比值急剧增大;随着黏度的增加,射流颈缩段的液桥显著增长,液滴尺寸明显增大。在保证生成单个液滴的压力条件下,当供给压力较小时,液桥两端先后断裂形成卫星滴,并最终与半月面融合;随着压力的增大,液桥只发生一次断裂,剩余射流回缩到喷嘴内。在气动式喷射方式中由于上形成角始终大于下形成角,所以液桥总是在靠近液滴端首先断裂,该研究结果有助于提高气动式微滴喷射装置的液滴生成质量。

关键词：气压驱动按需喷射液桥微滴直径卫星液滴

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一维残差卷积神经网络的刀具磨损识别方法研究

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机械科学与技术 2022年第11期41卷 1746-1752页

作者：杨斌樊志刚王建国王民李志星内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区机电系统智能诊断与控制重点实验室内蒙古包头014010 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院先进制造技术北京重点实验室北京100124

传统的机器学习方法对于刀具磨损进行监测时需要人为提取特征,并且在刀具磨损监测过程出现所需时间较长、精度低等问题。本文提出基于一维残差卷积神经网络的刀具磨损状态识别方法。对原始振动信号进行小波包阈值降噪、快速傅里叶变换... 详细信息

传统的机器学习方法对于刀具磨损进行监测时需要人为提取特征,并且在刀具磨损监测过程出现所需时间较长、精度低等问题。本文提出基于一维残差卷积神经网络的刀具磨损状态识别方法。对原始振动信号进行小波包阈值降噪、快速傅里叶变换处理后,将生成的频谱数据作为残差卷积神经网络模型的输入,通过卷积连接、残差连接和融合等操作自动进行特征提取,最后与刀具磨损状态进行匹配。结果表明:与目前常用的其它神经网络相比较,本文所提出的方法在多次测试中后平均准确率提高了0.6%,训练耗时对于频谱图输入降低30%,具有流程简单、准确率更高的特点,相比于其他方法更有优势。

关键词：振动信号残差连接刀具磨损卷积神经网络

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基于前馈型模糊PID的电火花主轴运动控制研究

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现代制造工程 2021年第12期 7-12,119页

作者：石龙王民刘建勇孙铁伟王树华北京工业大学机械工程与应用电子技术学院先进制造技术北京市重点实验室北京100124 电火花加工技术北京市重点实验室北京100191 北京市电加工研究所北京100191

电火花成型机主轴的驱动系统一般采用旋转电机+滚珠丝杠机构,其结构特性导致线速度、加速度及定位精度均有限。在一些极端加工条件下,可能出现排屑困难,导致无法满足超高速、超精密电火花加工需求。针对上述问题,设计了直线电机直接驱... 详细信息

电火花成型机主轴的驱动系统一般采用旋转电机+滚珠丝杠机构,其结构特性导致线速度、加速度及定位精度均有限。在一些极端加工条件下,可能出现排屑困难,导致无法满足超高速、超精密电火花加工需求。针对上述问题,设计了直线电机直接驱动系统,提出了一种前馈型模糊二自由度PID(two Degree Of Freedom-PID,2DOF-PID)控制器结构。建立了电机矢量控制系统的数学模型,设计了模糊2DOF-PID速度控制器。通过模糊规则实时调整2DOF-PID参数,采用该控制器的直线电机控制系统不仅能使跟踪能力和抗干扰能力同时达到最优,且能够满足主轴快速平稳的换向要求。仿真结果显示,模糊2DOF-PID速度控制器的响应速度是传统PID控制器的3.7倍;在受到外部突加扰动时,模糊2DOF-PID速度控制器的速度波动量仅为传统PID控制器的1/8,能较好适用于电火花成型加工。

关键词：电火花主轴直线电机二自由度PID 模糊控制抗干扰性

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微凹槽内液滴流场特性的Micro-PIV实验研究

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实验流体力学 2020年第2期34卷 67-72页

作者：申峰闫成金李梦麒姬德茹刘赵淼北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 北京工业大学现代工程力学研究所北京100124 北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室北京100124

液滴已成为微流控技术的重要研究内容。为了精确调控液滴内的微环境,利用微通道矩形长凹槽生成并封裹液滴,并开展了液滴内部流场特性的显微粒子图像测速(Micro-PIV)实验,研究了雷诺数(Re)对液滴形貌、流场速度矢量场特性和剪应力分布的... 详细信息

液滴已成为微流控技术的重要研究内容。为了精确调控液滴内的微环境,利用微通道矩形长凹槽生成并封裹液滴,并开展了液滴内部流场特性的显微粒子图像测速(Micro-PIV)实验,研究了雷诺数(Re)对液滴形貌、流场速度矢量场特性和剪应力分布的影响。结果表明,当Re=11.1时,液滴内部出现了一个涡胞结构;当Re=33.3时,液滴中心处的流速达到最大值,约为10μm/s。然而,当Re=44.4时,涡胞消失,平均流速降低。同时,液滴尺寸随Re增加而减小。此外,Re对液滴内部剪应力变化无明显影响,剪应力平均值极低(<1.5×10^-4Pa)。

关键词：微流控微凹槽涡胞液滴微环境显微粒子图像测速

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挤压旋转的橡胶辊滞后生热温度场分析

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中国机械工程 2019年第18期30卷 2217-2223页

作者：初红艳许康健孙冬明蔡力钢北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 先进制造技术北京市重点实验室北京100124

为了研究橡胶材料非线性黏弹性行为表现出的滞后生热的影响,以一对挤压对滚的钢辊橡胶辊为研究对象,先采用解耦方法进行瞬态力学场分析,再通过损耗计算得出节点生热率,最后将滞后生热作为内热源进行热分析,得到其稳态温度场分布。结果表... 详细信息

为了研究橡胶材料非线性黏弹性行为表现出的滞后生热的影响,以一对挤压对滚的钢辊橡胶辊为研究对象,先采用解耦方法进行瞬态力学场分析,再通过损耗计算得出节点生热率,最后将滞后生热作为内热源进行热分析,得到其稳态温度场分布。结果表明,胶辊产生的滞后温升为6~13℃,周向两端的温度最高,径向中部的温度最高。仿真结果与试验结果的良好一致性证明了该方法的可行性,也证明了滞后生热是运动过程中的主要生热因素。

关键词：橡胶辊滞后生热率温度场

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压电式微滴按需喷射的过程控制和规律

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力学学报 2019年第4期51卷 1031-1042页

作者：刘赵淼徐元迪逄燕任彦霖高山山钟希祥北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室北京100124

微滴喷射增材制造技术中沉积微滴的大小与均匀性是影响成型件质量的关键因素.本文设计了一种用于生成均匀微滴的压电驱动式微滴喷射装置,通过压电材料带动柔性膜片振动,将液体从喷嘴中喷出生成微滴,采用数值模拟和实验相结合的方法,研... 详细信息

微滴喷射增材制造技术中沉积微滴的大小与均匀性是影响成型件质量的关键因素.本文设计了一种用于生成均匀微滴的压电驱动式微滴喷射装置,通过压电材料带动柔性膜片振动,将液体从喷嘴中喷出生成微滴,采用数值模拟和实验相结合的方法,研究了不同控制参数下膜片振幅及其对生成微滴尺寸和均匀性的影响.研究结果表明:膜片振幅大小受到驱动电压和压电频率的共同影响,压电频率是导致膜片中心点振幅实验测量值小于理论计算值的主要原因,膜片振动会导致喷嘴内部压力发生变化从而影响微滴生成尺寸.在相同驱动电压条件下,压电频率为10 Hz时存在压电膜片振幅最大值.随着膜片振幅的增大,喷孔处液体速度和液柱长度增大到临界值时可以生成微滴,当喷孔处的液柱长度超过临界值时,会形成卫星液滴.当膜片振幅区间在30μm^42μm可以稳定生成微滴,生成最小微滴尺寸为339.8μm,直径最大变化率为0.29%,相邻两微滴间距最大变化率为2.67%,生成微滴的尺寸及均匀性较好.研究结果有助于提高压电式微滴喷射装置的液滴生成质量.

关键词：压电驱动按需喷射膜片振幅微滴直径

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高架桥式重型龙门加工中心横梁优化设计

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北京工业大学学报 2020年第5期46卷 440-447页

作者：李志杰蔡力钢刘志峰郭铁能北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 先进制造技术北京市重点实验室北京100124 北华航天工业学院机电工程学院河北廊坊065000

介绍了一种高架桥式重型龙门加工中心横梁从初始构型设计到最终确定板件具体尺寸的优化设计方法,首先针对高架桥式重型龙门加工中心横梁承受随动载荷的工况,以及焊接工艺及操作空间的制造限制条件,建立基于变密度法SIMP插值的拓扑优化... 详细信息

介绍了一种高架桥式重型龙门加工中心横梁从初始构型设计到最终确定板件具体尺寸的优化设计方法,首先针对高架桥式重型龙门加工中心横梁承受随动载荷的工况,以及焊接工艺及操作空间的制造限制条件,建立基于变密度法SIMP插值的拓扑优化数学模型,采用启发式调整法对变量进行迭代更新的优化准则法(optimality criteria,OC)算法,利用灵敏度过滤技术抑制棋盘格、增强网格独立性,借助MATLAB编程进行结构拓扑优化,得到横梁初始构型;再以横梁主要板件厚度为设计变量,建立响应面模型,计算刚度和固有频率对板件厚度的灵敏度;采用带有精英策略的第二代非劣排序遗传算法NSGA-II对响应面模型进行多目标优化,在Pareto解集中选出最优解,并基于灵敏度分析对设计变量进行取整修正,优化后的横梁动静态性能满足工程要求,目前已经应用到工程实践中,具有很强实用性.

关键词：高架桥式龙门横梁优化设计变密度法响应面模型多目标优化

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