检索结果-内蒙古大学图书馆

航空动力学报 2025年第2期40卷 212-222页

作者：莫帅唐旭陈科任张伟张以都广西大学特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室南宁530004 广西大学机械工程学院南宁530004 广西大学工程力学研究中心南宁530004 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074 直升机传动技术国防科技重点实验室南京210016 北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室北京100191

在考虑支撑刚度、时变啮合刚度、齿侧间隙、综合传动误差、轴承刚度等多种因素的前提下,建立混交面齿轮分流传动系统的非线性动力学模型,研究混交面齿轮分流传动系统的非线性动力学特性。采用Runge-Kutta积分方法对系统微分动力学方程... 详细信息

在考虑支撑刚度、时变啮合刚度、齿侧间隙、综合传动误差、轴承刚度等多种因素的前提下,建立混交面齿轮分流传动系统的非线性动力学模型,研究混交面齿轮分流传动系统的非线性动力学特性。采用Runge-Kutta积分方法对系统微分动力学方程进行求解,系统的非线性特征通过相平面图、时域图、频域图和庞加莱截面图小波分析图来描述,并用分分岔图描述外部激励频率和刚度对系统的非线性行为的影响。结果表明:在不同的外部激励和刚度作用下,系统将会呈现周期-混沌交替的运动特性。

关键词：非线性动力学混交面齿轮分流传动小波分析

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连续多稳态齿轮元胞机械超结构及其力学性能

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中国机械工程 2025年第4期36卷 857页

作者：莫帅黄轩黄祖瑞张伟特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室南宁530004 广西大学机械工程学院南宁530004 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

为拓展机械超结构形式、优化机械超结构动态调节能力,设计出一种微观齿轮单元结构,在二维平面内周期性排列形成超结构。从结构设计原理和稳定性方面对该超结构进行了分析,表明所设计的超结构能够实现力学性能连续、稳定调节。通过有限... 详细信息

为拓展机械超结构形式、优化机械超结构动态调节能力,设计出一种微观齿轮单元结构,在二维平面内周期性排列形成超结构。从结构设计原理和稳定性方面对该超结构进行了分析,表明所设计的超结构能够实现力学性能连续、稳定调节。通过有限元模拟的方法分析了这种超结构广泛的力学性能,包括静力学与动力学。研究结果表明,外啮合齿轮胞的弹性模量调节范围超过了10倍,内啮合行星齿轮胞的弹性模量调节范围则超过200倍,其剪切模量也有可观的调节范围;此外,基于齿轮单元的超结构可以实现固有频率与频幅曲线的连续变化,为材料的避振减振设计提供了新的思路。最后,基于这种微观齿轮单元设计出多种减振装置,证明了它在减振与动力学调控的独特优势与广阔应用前景。

关键词：机械超结构齿轮元胞力学性能连续可调减振结构

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基于数字孪生和深度迁移学习的电主轴热误差建模方法

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机械工程学报 2025年第3期61卷 52-66页

作者：马帅冷杰武陈祝云李巍华李波刘强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广州510006 华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 湖北文理学院机械工程学院襄阳441053 襄阳华中科技大学先进制造工程研究院襄阳441106

热误差是电主轴系统误差的主要来源之一,热误差建模是提高系统可靠性的重要手段。电主轴装载刀具加工时,需要在多个方向上运动,导致实时测量困难,难以采集足够的热误差样本。不同工况下的数据分布差异较大,在某一工况下训练的热误差预... 详细信息

热误差是电主轴系统误差的主要来源之一,热误差建模是提高系统可靠性的重要手段。电主轴装载刀具加工时,需要在多个方向上运动,导致实时测量困难,难以采集足够的热误差样本。不同工况下的数据分布差异较大,在某一工况下训练的热误差预测模型难以在其他工况下取得满意的预测精度。针对上述问题,提出了一种基于数字孪生和深度迁移学习的电主轴热误差建模方法。首先,建立电主轴系统热行为数字孪生模型,模拟出不同工况下的温度场和热变形数据,缓解实际场景中热误差样本缺失的限制。其次,开发基于领域对抗机制的卷积双向长短期记忆网络,数字孪生模型生成的虚拟数据用作源域,真实数据作为目标域,不同尺度的卷积层构成特征提取器,分别提取源域和目标域温度数据的空间特征,处理多维温度特征的共线性问题。构建双向长短期记忆网络作为预测器,处理温度与热误差的时序关系并输出预测值。同时,结合领域适配的对抗训练技术,利用域判别器混淆两域特征,最小化两域数据分布,提高模型的泛化能力。最后,搭建多源数据协同采集平台,获取不同工况下的真实数据,通过不同迁移任务验证,结果表明:在热误差标签样本缺失的情况下,该方法成功实现热误差建模,具备较好的预测性能。

关键词：电主轴热误差建模数字孪生深度迁移学习领域适配

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基于约束规划的焊接车间多资源约束调度研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2018年第6期46卷 1-7页

作者：孟磊磊张超勇邵新宇任亚平华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室

为求解焊接车间多资源约束调度问题,以最大完工时间最小化为目标,根据该问题特性首先建立了该问题的混合整数规划（MIP）模型,然后提出了求解该问题的约束规划（CP）模型.在该CP模型中,以区间变量和顺序变量为决策变量,使用累计函数建... 详细信息

为求解焊接车间多资源约束调度问题,以最大完工时间最小化为目标,根据该问题特性首先建立了该问题的混合整数规划（MIP）模型,然后提出了求解该问题的约束规划（CP）模型.在该CP模型中,以区间变量和顺序变量为决策变量,使用累计函数建立共用焊机约束以及峰值功率约束.通过使用CPLEX的CP引擎对具体实例进行求解,验证了该模型的可行性和有效性.试验结果表明：在最大完工时间变化不大的情况下,可以有效控制峰值功率.

关键词：焊接车间峰值功率混合整数规划约束规划最大完工时间

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面向节能的工艺规划与调度集成问题建模研究

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机械工程学报 2019年第16期55卷 185-196页

作者：孟磊磊张超勇邵新宇任亚平华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室

工艺规划和车间调度是离散制造车间中的两大关键环节,将两者集成优化有助于提高车间生产效率、降低能源消耗。研究以节能为目标的工艺规划与调度集成(Integration of process planning and scheduling, IPPS)问题,基于空闲时间与空闲能... 详细信息

工艺规划和车间调度是离散制造车间中的两大关键环节,将两者集成优化有助于提高车间生产效率、降低能源消耗。研究以节能为目标的工艺规划与调度集成(Integration of process planning and scheduling, IPPS)问题,基于空闲时间与空闲能耗两种建模思想,建立3个考虑关机\重启节能策略的混合整数线性规划(Mixed integer linear programming, MILP)模型。从模型尺寸复杂度、计算复杂度等方面对这三个MILP模型进行详细的对比评估。通过使用CPLEX求解器对IPPS调度实例进行求解,证明了所提出MILP模型的正确性与有效性。试验结果表明基于不同建模思路的MILP模型尺寸复杂度、计算复杂度差别很大,基于空闲能耗的MILP模型求解效果好于基于空闲时间的MILP模型。

关键词：工艺规划与调度集成混合整数线性规划节能关机\重启策略

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公理设计中关键性耦合设计参数识别方法

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机械工程学报 2009年第10期45卷 143-150页

作者：程强张国军李培根邵新宇顾佩华华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室

应用公理设计进行产品设计时,耦合设计往往会不可避免地出现,针对此问题,提出一种识别关键性耦合设计参数的方法。利用分解操作识别耦合的功能集,采用基于三角模糊数的层次分析法对耦合功能集进行量化;然后基于全微分的方法将设计矩阵... 详细信息

应用公理设计进行产品设计时,耦合设计往往会不可避免地出现,针对此问题,提出一种识别关键性耦合设计参数的方法。利用分解操作识别耦合的功能集,采用基于三角模糊数的层次分析法对耦合功能集进行量化;然后基于全微分的方法将设计矩阵转化成基于功能要求的由设计参数构成的设计结构矩阵,对设计结构矩阵进行矩阵分析并提出工作量变换矩阵模型,以判断设计是否收敛并识别最能影响设计迭代的关键性设计参数;最后结合水冷卧式壳管式冷凝器产品的设计实例,对上述方法进行验证,分析表明该方法可以有效识别影响设计反复迭代的关键设计参数和设计模态,快速确定耦合原因的症结所在,从而指导进一步的再设计。

关键词：公理设计设计结构矩阵耦合设计设计模态

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基于改进小世界遗传算法的网络环境下跨单元调度

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计算机集成制造系统 2019年第8期25卷 1991-1999页

作者：邹萌邦刘琼尹勇华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室

为了从总体上提高设备利用率、降低企业生产成本、快速响应市场需求,针对网络环境下单元制造系统中特殊工件需要跨单元加工的问题,建立了以最小化最大完工时间和总成本为优化目标的跨单元调度模型。针对多目标遗传算法求解大规模调度问... 详细信息

为了从总体上提高设备利用率、降低企业生产成本、快速响应市场需求,针对网络环境下单元制造系统中特殊工件需要跨单元加工的问题,建立了以最小化最大完工时间和总成本为优化目标的跨单元调度模型。针对多目标遗传算法求解大规模调度问题时全局搜索能力差、收敛速度慢等问题,设计了一种改进小世界遗传算法。通过分析优化目标和制造网络模块度的关系,提出基于制造网络模块度的初始解生成机制,对小世界遗传算法初始解进行改进。通过计算实例,说明优化目标与制造网络模块度呈显著相关性,将制造网络模块度用于初始解的生成可有效改进初始解的质量;通过与带精英策略的快速非支配排序遗传算法、小世界遗传算法的运算结果进行对比,得出改进小世界遗传算法在求解大规模调度问题时,收敛速度更快、求解质量更高的结论。

关键词：单元制造系统跨单元调度复杂网络小世界遗传算法

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五轴线性刀路的转接光顺及轨迹生成算法

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机械工程学报 2018年第3期54卷 108-116页

作者：赵欢张永红丁汉华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室

线性刀路是五轴加工中广泛采用的刀具路径形式。由于线性刀路的切向和曲率均不连续,容易引起机床振动,降低加工质量和加工效率。已有的方法仍然存在一些问题,同步参数化、误差控制以及实时性无法同时满足,在规划进给速度时没有考虑五轴... 详细信息

线性刀路是五轴加工中广泛采用的刀具路径形式。由于线性刀路的切向和曲率均不连续,容易引起机床振动,降低加工质量和加工效率。已有的方法仍然存在一些问题,同步参数化、误差控制以及实时性无法同时满足,在规划进给速度时没有考虑五轴机床的非线性运动学特性。为此,提出了一种新的路径光顺方法。该方法采用2条3次Bézier曲线对线性刀路进行转接光顺,提高几何连续性:一条Bézier曲线对刀尖点位置进行光顺;为了保证刀轴矢量单位化,用2个欧拉角表示刀轴矢量,从球面坐标系映射到平面笛卡尔坐标系,用另一条Bézier曲线对其光顺。接着,给出了基于转接光顺的轨迹生成算法。该算法考虑非线性运动学特性,结合前瞻技术和7段式S型速度规划方法,实时规划出满足伺服约束的平滑进给速度。仿真与试验结果表明:所提出的刀路光顺与轨迹生成算法能够规划出加速度连续的进给速度曲线,提高进给速度,生成的轨迹满足驱动约束,适用于实时环境。

关键词：转接光顺轨迹生成 5轴 Bézier

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卷到卷制造中基板横向振动研究进展

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振动.测试与诊断 2017年第5期37卷 853-864+1058页

作者：尹周平马亮陈建魁华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室

运动基板的横向振动问题已经成为严重限制卷到卷制造效率和质量的关键。详细介绍了卷到卷制造中运动基板横向振动问题的研究概况。讨论了运动基板横向振动的建模方法,以Hamilton原则为例,推导了基板横向振动的控制方程,结合解析求解和... 详细信息

运动基板的横向振动问题已经成为严重限制卷到卷制造效率和质量的关键。详细介绍了卷到卷制造中运动基板横向振动问题的研究概况。讨论了运动基板横向振动的建模方法,以Hamilton原则为例,推导了基板横向振动的控制方程,结合解析求解和数值求解方法,计算横向振动的频率和模态。分析了基板张力、速度、材料特性、中间支撑和外界环境等因素对基板自由振动特性及动态稳定性的影响。研究了基板参数振动特性,考虑基板张力和速度两个主要参数的波动,阐述了基板横向振动被动控制和主动控制方法。联合基板纵向张力控制和侧向纠偏控制,讨论了横向振动控制在卷到卷制造中的工程应用。最后,展望卷到卷制造工程应用中基板横向振动研究的关键问题。

关键词：卷到卷制造运动基板横向振动动态特性振动控制

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超精密气浮平台的定位精度分析

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华中科技大学学报（自然科学版） 2008年第3期36卷 8-11页

作者：何学明陈学东曾理湛余显忠华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室

针对超精密定位平台的高精度要求,以及气浮轴承的刚度和阻尼相对于气膜厚度的变化存在明显的非线性特性,在分析超精度气浮定位平台的基础上,建立了气浮定位平台直线运动的数学模型和基于滑模控制器(SMC)的系统控制模型,并进行了参数分... 详细信息

针对超精密定位平台的高精度要求,以及气浮轴承的刚度和阻尼相对于气膜厚度的变化存在明显的非线性特性,在分析超精度气浮定位平台的基础上,建立了气浮定位平台直线运动的数学模型和基于滑模控制器(SMC)的系统控制模型,并进行了参数分析和实验研究.结果表明:气浮刚度的增大和阻尼的存在有利于改善平台的定位精度,SMC具有较好的鲁棒性,在受外界干扰较大且存在较大非线性情况下,定位平台仍能达到较好的定位精度.

关键词：气浮平台超精密定位精度滑模控制器

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