检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第2期61卷 86-96页

作者：胡伟飞邓晓豫张桐舟刘振宇谭建荣浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 设计工程及数字孪生浙江省工程研究中心杭州310027 浙江大学机械工程学院杭州310027

超声焊接作为一种固相连接技术,广泛用于功率半导体的封装工艺中。针对试验观测方式难以研究超声焊接复杂瞬态过程及其连接机理的难题,建立了一个“声-热-力”多场耦合的三维有限元模型来研究这一复杂动态过程,考虑了热和摩擦的双向耦... 详细信息

超声焊接作为一种固相连接技术,广泛用于功率半导体的封装工艺中。针对试验观测方式难以研究超声焊接复杂瞬态过程及其连接机理的难题,建立了一个“声-热-力”多场耦合的三维有限元模型来研究这一复杂动态过程,考虑了热和摩擦的双向耦合作用,在热软化的基础上引入了超声对材料的软化效应,并使用模拟得到的工件振幅来动态更新声软化系数,提高了有限元模型的准确性。基于该耦合模型,进一步探究了金属超声焊接过程中工件振幅传递、温度场分布以及塑性变形等复杂机械行为,并分析了振幅、压力等工艺参数对焊接过程的影响。结果表明,工件温度和塑性变形的模拟结果与实测数据吻合较好;超声振动能量在工件间传递存在衰减;工件焊接区域中心温度明显高于焊接边缘温度,但仍远低于材料熔化温度;热和声软化对工件塑性变形均有显著作用,其中声软化的贡献率约为38%。此外,超声焊接工艺参数对焊接过程有较大影响,对改善焊接质量具有潜在意义。

关键词：超声焊接多物理场耦合振幅传递温度场分布塑性变形

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人机协作的掘进机截割部故障率稳健性容差设计

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机械工程学报 2025年第3期61卷 77-90页

作者：崔凯越洪兆溪娄山河闫炜煜冯毅雄谭建荣浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室杭州310027 浙江大学宁波科创中心宁波315100 南洋理工大学机械与宇航工程学院新加坡新加坡637460 贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室贵阳550025

掘进机截割部的稳健运行是掘进工作能够按时保质完成的必要条件,对截割部故障率进行稳健性容差设计是满足系统稳健运行的同时降低制造成本的有效措施。针对截割部故障率稳健性容差设计过程中故障数据样本量大、缺少相关稳健性优化数学... 详细信息

掘进机截割部的稳健运行是掘进工作能够按时保质完成的必要条件,对截割部故障率进行稳健性容差设计是满足系统稳健运行的同时降低制造成本的有效措施。针对截割部故障率稳健性容差设计过程中故障数据样本量大、缺少相关稳健性优化数学模型、目标函数高维求解困难等问题,提出人机协作的截割部故障率稳健性容差设计方法。该方法以计算机的强大算力为支撑,首先利用人的区间模糊推理知识和最大似然估计方法对大量故障数据进行参数拟合,近似估计零部件故障率。其次基于数学目标规划知识和n重黎曼定积分设计了稳健性度量函数,构建高维高次稳健性优化数学模型。然后使用人群搜索算法和算法参数分析知识进行求解,获得了故障率容差的相对最优解。最后设计基于积分的多维波动模拟策略,得到整个截割部系统故障率的波动曲线。对比试验结果表明,所提出的人机协作的截割部故障率稳健性容差设计方法可以有效获得零部件故障率的扩展区间,并使截割部系统的稳健性能保持在较高水平。在人认知能力和计算机计算智能的联合推动下,该稳健性容差设计方法可经过适应性调整,进一步应用于其他可微的复杂系统。

关键词：截割部故障率稳健性容差设计人机协作最大似然估计黎曼定积分人群搜索算法

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水下电动静液作动器的接触力控制

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液压与气动 2025年第2期49卷 1-7页

作者：刘佳佳杨朝坤吕立彤聂勇陈正梅德庆浙江大学海洋学院浙江舟山316021 石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043 浙江大学流体动力基础件与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

水下作业时,电动静液作动器的接触力传感器难以安装,直接力反馈控制器难以设计。因此,基于力估计和模型补偿提出一种应用于水下电动静液作动器的接触力控制方案。通过建立液压缸压力-流量模型,设计流量模型前馈补偿方案,并基于油腔压力... 详细信息

水下作业时,电动静液作动器的接触力传感器难以安装,直接力反馈控制器难以设计。因此,基于力估计和模型补偿提出一种应用于水下电动静液作动器的接触力控制方案。通过建立液压缸压力-流量模型,设计流量模型前馈补偿方案,并基于油腔压力传感器实现水下电动静液作动器的压力精准控制;通过建立摩擦模型,基于扩张观测器设计摩擦力补偿方案,实现接触力的估计和控制。最后利用液压试验台,验证了接触力估计和控制的性能,试验表明力估计和控的精度为2%FS。与使用压力传感器进行接触力控制相比,其控制性能更优越。

关键词：电动静液作动器接触力估计模型补偿控制

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基于逐次变分模态分解的液压轴向柱塞泵故障特征提取方法

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液压与气动 2025年第3期49卷 100-110页

作者：马景涛汤胜楠朱勇周涛郑智剑江苏大学机械工程学院江苏镇江212013 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室浙江杭州310013 江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013 宁波市产品食品质量检验研究院(宁波市纤维检验所) 浙江宁波315048

当液压轴向柱塞泵关键摩擦副出现故障时,其振动信号会出现调制现象,振动信号中的故障调制特征与特定的故障类型形成对应关系,通过信号分解可以从振动信号中提取出故障特征,进而用于故障诊断。以液压轴向柱塞泵为研究对象,利用变分模态... 详细信息

当液压轴向柱塞泵关键摩擦副出现故障时,其振动信号会出现调制现象,振动信号中的故障调制特征与特定的故障类型形成对应关系,通过信号分解可以从振动信号中提取出故障特征,进而用于故障诊断。以液压轴向柱塞泵为研究对象,利用变分模态分解和逐次变分模态分解分别对不同的仿真信号在含噪的情况下进行分解重构,综合对比了两种算法在分解性能方面的差异;最后将两种算法用于实测振动信号的故障特征提取中。结果表明:两种算法均适用于液压轴向柱塞泵的故障特征提取;逐次变分模态分解能更精确地重构出与柱塞泵故障高度相关的有效分量;变分模态分解提取到的有效分量幅值衰减更小,对微弱故障特征更加敏感。

关键词：液压轴向柱塞泵故障诊断故障特征提取变分模态分解逐次变分模态分解

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基于激光超声的金属构件表面微裂纹定量检测技术研究

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振动与冲击 2019年第19期38卷 14-19页

作者：刘永强杨世锡刘学坤浙江大学机械工程学院流体动力与机电系统国家重点实验室

传统超声无损检测技术一般需对比裂纹构件与无损构件响应数据,分析两者差异以识别裂纹;两次测量结果易受人工操作误差、外界环境变化影响,导致裂纹误检。针对该问题,提出一种基于激光超声的金属构件表面微裂纹定量检测技术,该技术通过... 详细信息

传统超声无损检测技术一般需对比裂纹构件与无损构件响应数据,分析两者差异以识别裂纹;两次测量结果易受人工操作误差、外界环境变化影响,导致裂纹误检。针对该问题,提出一种基于激光超声的金属构件表面微裂纹定量检测技术,该技术通过提取激光超声波与裂纹构件作用后非线性特征参数改变量实现裂纹定量检测,无需参考无损构件响应数据,能有效减少因人工操作误差、外界环境变化引发的裂纹误检;利用激光辐照构件激发超声波,根据构件时域动态响应信号重构相空间,引入一种非线性特征参数提取方法对构件上相邻辐射点之间状态空间改变量进行评估以实现裂纹检测。构建实验系统对空压机缸体表面实际砂孔缺陷及疲劳裂纹进行检测,结果表明所提技术能有效定量检测金属构件表面微裂纹。

关键词：裂纹检测激光超声相空间吸引子

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基于探针试验的预浸料黏性内聚力模型

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航空学报 2018年第2期39卷 275-287页

作者：舒展彭啸李发飞徐强浙江大学机械工程学院流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

以预浸料黏性为研究对象,通过探针试验,研究了预浸料铺放过程中预浸料与模具之间的脱粘失效行为及其随铺放工艺参数的变化规律。试验中发现铺放速率、压力和温度对预浸料黏性行为影响显著,且存在界面失效(低温)和内聚失效(高温)两种失... 详细信息

以预浸料黏性为研究对象,通过探针试验,研究了预浸料铺放过程中预浸料与模具之间的脱粘失效行为及其随铺放工艺参数的变化规律。试验中发现铺放速率、压力和温度对预浸料黏性行为影响显著,且存在界面失效(低温)和内聚失效(高温)两种失效模式。针对这一现象,采用指数内聚力模型(CZM)表征了预浸料的黏性行为,利用该模型描述了不同铺放温度下粘结层应力快速上升、损伤扩展和最终失效的脱粘过程,定量地给出了黏性CZM参数与铺放工艺参数之间的关系。研究结果表明,预浸料粘结强度和特征位移均随铺放速率增加而近似线性减小,均随铺放压力增加而近似线性增大。随铺放温度的增加,黏性CZM参数先增大后减小,近似呈二次关系。为制定特定铺放条件下的铺放工艺规划提供参考。

关键词：自动铺放预浸料黏性行为探针试验内聚力模型

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面向铺放工艺的预浸料剥离仿真与试验验证

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航空学报 2018年第12期39卷 380-393页

作者：彭啸舒展都涛徐强浙江大学机械工程学院流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

为系统建立可表征刚度与黏性的预浸料剥离模型,构建探针、拉伸与剥离相结合的试验验证系统。首先,设计用于预浸料的移动悬臂剥离装置,完成各工艺参数下预浸料黏性和动态刚度的90°剥离试验测定,并建立剥离仿真模型;然后,通过探针试... 详细信息

为系统建立可表征刚度与黏性的预浸料剥离模型,构建探针、拉伸与剥离相结合的试验验证系统。首先,设计用于预浸料的移动悬臂剥离装置,完成各工艺参数下预浸料黏性和动态刚度的90°剥离试验测定,并建立剥离仿真模型;然后,通过探针试验获取黏性参数,采用内聚力模型定量表征黏性参数;接着,通过拉伸、压缩试验测定预浸料的正交各向异性力学参数,连同探针试验获得的黏性参数一同输入到剥离模型中,在各个工艺参数下黏性和刚度的仿真结果与试验值吻合程度良好;由于仿真与试验揭示剥离脱辊现象会影响剥离力测定值,因此研究脱辊现象及其机理,发现将导辊半径设计在3～7mm内,可减弱脱辊程度、提高剥离试验的准确性。为系统测定并表征预浸料黏性及刚度、预浸料建模、开展自动铺放仿真等提供了参考。

关键词：预浸料黏性预浸料刚度剥离试验探针试验内聚力模型有限元

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考虑Sobol缺陷敏感度的抗恶劣环境结构设计方法

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浙江大学学报（工学版） 2015年第8期49卷 1487-1494页

作者：尹娇妹赵昕玥张树有浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室机械工程学院浙江杭州310027

针对关键零部件结构中一些部位在缺陷对零部件结构的诱变过程中出现过损害现象造成零部件提前报废的问题,提出一种基于sobol缺陷敏感度的结构细节设计分析方法.在关键零部件结构设计的基础上,引入缺陷模型,模拟缺陷对结构的侵袭及迁移过... 详细信息

针对关键零部件结构中一些部位在缺陷对零部件结构的诱变过程中出现过损害现象造成零部件提前报废的问题,提出一种基于sobol缺陷敏感度的结构细节设计分析方法.在关键零部件结构设计的基础上,引入缺陷模型,模拟缺陷对结构的侵袭及迁移过程,以满足结构全局强度为指标,基于sobol缺陷敏感度分析,利用缺陷参数影响零部件结构强度指标程度分离筛选出结构过损害部位,依据较大灵敏度参数选择性的选取优化变量,并利用多目标粒子群算法进行优化,提高零部件结构敏感部位的安全度.算例结果表明所提方法可以有效地改善结构易损部位的应力分布情况,提高零件结构细节抗缺陷的性能.

关键词： Sobol敏感度分析缺陷模型优化变量粒子群算法结构细节设计

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变刚度复合材料开孔板拉伸行为数值模拟及试验验证

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复合材料学报 2018年第3期35卷 599-606页

作者：朱伟东张笑齐德胜徐强浙江大学机械工程学院流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

纤维曲线铺放是提高复合材料构件力学性能的有效方法之一。本文针对复合材料开孔板铺放轨迹进行了研究,利用B样条曲线插值拟合获取了开孔板最大主应力铺放轨迹,并通过离散网格法建立了变刚度开孔板模型,通过引入Tsai-Wu损伤失效判据以... 详细信息

纤维曲线铺放是提高复合材料构件力学性能的有效方法之一。本文针对复合材料开孔板铺放轨迹进行了研究,利用B样条曲线插值拟合获取了开孔板最大主应力铺放轨迹,并通过离散网格法建立了变刚度开孔板模型,通过引入Tsai-Wu损伤失效判据以及常刚度退化准则,进行了拉伸失效数值模拟及损伤失效分析,并分别铺放了两组常刚度和变刚度开孔板试验样件,进行了拉伸对比试验。结果表明:数值模拟与实验数据吻合较好,变刚度开孔板相比常刚度开孔板,拉伸强度提升了26.92%,且两者损伤失效演化过程显著不同。

关键词：纤维曲线铺放开孔层合板主应力损伤失效变刚度

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弹道明胶老化初级阶段的模型

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高分子学报 2017年第8期27卷 1382-1388页

作者：马小林范毓润浙江大学机械工程学院流体动力及机电系统国家重点实验室杭州310027

用流变震荡模式研究了10 wt%浓度的弹道明胶在冷却和等温下的老化行为.对明胶从sol-gel点冷却到某个目标温度的过程,通过不同冷却速率的实验,建了一个弹性模量与温度的线性关系.不同温度下明胶的等温老化实验表明,弹性模量-时间曲线具... 详细信息

用流变震荡模式研究了10 wt%浓度的弹道明胶在冷却和等温下的老化行为.对明胶从sol-gel点冷却到某个目标温度的过程,通过不同冷却速率的实验,建了一个弹性模量与温度的线性关系.不同温度下明胶的等温老化实验表明,弹性模量-时间曲线具有相似的形状.依据Normand提出的二级反应动力学模型,引入一个表征明胶老化行为的速率常数,构建了一个预测弹道明胶在老化初级阶段的弹性模量演化的模型.该模型中模量-温度关系在初始和无穷大时是直线,其他模量-温度线是近似直线,并交于sol-gel点.老化速率常数和过冷度之间符合Flory-Weaver方程.对弹性模量和老化时间进行归一化处理,可将不同温度下的老化曲线叠加成一条主曲线.

关键词：弹道明胶冷却模型等温老化模型二级反应动力学老化速率常数

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