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第十三届全国振动理论及应用学术会议

作者：魏小松陈章位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

当前在实验室环境下模拟复杂冲击环境的重要技术手段就是冲击响应谱技术,对冲击响应谱合成时域波形研究就显得十分重要。本文通过选取正弦窗基波作为合成基波的基本波形,给出了确定基波波形参数的表达式,并采用粒子群算法对幅值进行全... 详细信息

当前在实验室环境下模拟复杂冲击环境的重要技术手段就是冲击响应谱技术,对冲击响应谱合成时域波形研究就显得十分重要。本文通过选取正弦窗基波作为合成基波的基本波形,给出了确定基波波形参数的表达式,并采用粒子群算法对幅值进行全局优化,相对于迭代算法,基于粒子群算法的冲击响应谱时域合成更加精准。为进一步加快算法收敛速度,在粒子群算法中种群随机初始化时,将幅值初始化为经过迭代算法后的幅值,在迭代优化基础上进行进一步优化。最后得出了满足冲击响应谱容差范围内的解,并通过实例进行了验证。

关键词：粒子群算法冲击响应谱合成时域波形正弦窗基波

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激光超声纵波在杆内的传播特性研究

激光超声纵波在杆内的传播特性研究

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第十届动力学与控制学术会议

作者：刘永强杨世锡甘春标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

工业生产实践中,常常测得超声波在构件内的传播、振动特性参数值以反演超声波传播速度、构件尺寸及构件内裂纹大小等物理参数。对超声波在构件内的传播、振动特性进行研究有利于提高上述物理参数计算结果的准确度。本文在考虑泊松比或... 详细信息

工业生产实践中,常常测得超声波在构件内的传播、振动特性参数值以反演超声波传播速度、构件尺寸及构件内裂纹大小等物理参数。对超声波在构件内的传播、振动特性进行研究有利于提高上述物理参数计算结果的准确度。本文在考虑泊松比或横向变形的条件下对激光超声纵波在杆内的传播、振动特性进行了研究。首先,基于基本波动理论、Love波动理论与Mindlin-Herrmann波动理论模型分别建立了激光超声纵波在杆内的运动方程;其次分析了激光超声纵波在杆内的传播特性,并利用传递矩阵法求解了超声波的传递常数;最后,通过数值分析对不同激励信号作用下杆的振动进行研究揭示了激光超声纵波在杆内的振动特性。研究表明:泊松比或横向变形对激光超声纵波在杆内的传播、振动特性具有较大影响,能显著改变杆的各阶固有频率计算值;不同理论模型下杆基频计算值的差值是激励力频率的函数,在一定频率范围内,此差值随着激励力频率的增大而增大;当激励力频率较低时,各理论模型计算结果差异较小,可使用基本波动理论模型计算杆的各阶固有频率值以减少计算量;当激励力频率较高时,各理论模型计算结果差异较大,此时需利用Mindlin-Herrmann波动理论模型进行计算以提高结果准确度。本文研究成果为利用激光超声反演计算构件尺寸、构件大小等物理参数值提供了依据。

关键词：激光超声杆剪切变形传播特性

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旋转机械系统故障演化机理的空间多尺度建模方法

旋转机械系统故障演化机理的空间多尺度建模方法

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第十届动力学与控制学术会议

作者：池永为甘春标杨世锡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

旋转机械系统故障演化机理研究是旋转机械系统故障诊断、运行可靠性评价和视情维修技术的理论基础,对于保障旋转机械系统可靠性、安全性具有重要意义。旋转机械系统常见于各种装备、设备和仪器中,旋转机械系统中动力子系统,传动子系统... 详细信息

旋转机械系统故障演化机理研究是旋转机械系统故障诊断、运行可靠性评价和视情维修技术的理论基础,对于保障旋转机械系统可靠性、安全性具有重要意义。旋转机械系统常见于各种装备、设备和仪器中,旋转机械系统中动力子系统,传动子系统、执行子系统和控制子系统等种类繁多且形式多样,所以旋转机械系统组成复杂且故障模式多样,采用单一尺度对系统进行理论建模或发生细节遗漏或产生数据爆炸问题,亟需一种用于模拟不同空间尺度故障演化机理的建模方法。本文针对机械系统功能与结构特点论述了机械系统故障演化过程,并以旋转机械系统为研究对象进行空间多尺度建模。按照系统级、部件级和零件级对旋转机械系统进行功能分解,借助Simulink、Stateflow和ANSYS等软件分别建立系统级混杂动力学模型、部件级简化动力学模型和零件级动力学模型。采用多尺度信息传递法建立跨尺度数据连接,并对旋转机械系统内部的零件层故障逐级演化至系统层故障过程进行仿真模拟。结合SpectraQuest机械故障综合模拟试验台进行多种故障模式下的系统试验,验证空间多尺度故障演化机理建模方法的可行性,并结合故障诊断技术提出空间多尺度故障演化机理模型在故障诊断中的应用前景。

关键词：旋转机械系统故障演化机理空间多尺度建模方法故障诊断

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核电装备全生命周期价值链协同平台研究

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计算机集成制造系统 2022年第9期28卷 2633-2649页

作者：冯毅雄赵泽田胡炳涛司恒远易树平聂婕王理洪兆溪聂为之王梦灵郭景任谭建荣浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 深圳中广核工程设计有限公司广东深圳518172 重庆大学机械工程学院重庆400044 中国海洋大学信息科学与工程学部山东青岛266100 中广核工程有限公司广东深圳518038 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 华东理工大学能源化工过程智能制造教育部重点实验室上海200237

在总结核电装备典型特征的基础上,分析了当前核电装备全生命周期价值链协同面临的挑战,指出建设核电装备全生命周期价值链协同平台的必要性,并设计了一种平台体系架构。针对核电装备价值链协同存在数据交互失信、质量管控失源和运行维... 详细信息

在总结核电装备典型特征的基础上,分析了当前核电装备全生命周期价值链协同面临的挑战,指出建设核电装备全生命周期价值链协同平台的必要性,并设计了一种平台体系架构。针对核电装备价值链协同存在数据交互失信、质量管控失源和运行维护失控问题,提出核电装备全生命周期价值链协同平台的关键技术体系,包括全生命周期价值链协同数据空间构建与挖掘、跨企业协同环境下质量管控与全价值链追溯、多模态数据驱动的智能运维服务与闭环反馈,有效促进价值链参与企业多领域多阶段业务协同,实现全生命周期整体价值共创和持续稳定发展。结合核电装备全生命周期典型业务场景,从数据交互、质量管控和状态预测3个方面开展了初步研究和实践,为未来核电装备全生命周期价值链协同平台进一步落地应用提供参考。

关键词：价值链协同平台全生命周期核电装备

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针对步行平衡稳定性的外骨骼欠驱动髋关节设计

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软件导刊 2020年第11期19卷 100-105页

作者：胡杰徐铃辉杨巍郑祥明宁波工程学院机械工程学院浙江宁波315000 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

为改善脑卒中患者穿戴下肢外骨骼机器人进行步行康复训练时,步行平衡稳定性不足的问题,提出髋关节内收/外展自由度控制机理和设计方法,通过基于零力矩点理论的步行平衡稳定性分析,研究髋关节内收/外展主动运动对人机系统平衡的作用。通... 详细信息

为改善脑卒中患者穿戴下肢外骨骼机器人进行步行康复训练时,步行平衡稳定性不足的问题,提出髋关节内收/外展自由度控制机理和设计方法,通过基于零力矩点理论的步行平衡稳定性分析,研究髋关节内收/外展主动运动对人机系统平衡的作用。通过设定欠驱动髋关节内收/外展运动自由度,改善人机系统步行平衡,并利用单电机驱动单元实现左右两侧髋关节内收/外展运动的协调控制,从而在运动安全的前提下提升步行平衡安全性。通过MATLAB与ADAMS仿真分析,分别验证步行平衡稳定性和欠驱动方案的有效节能性。仿真结果显示,欠驱动方案相比传统每个关节分别安装驱动的方案,扭矩降低了32.52%。该步行平衡解决方案与欠驱动设计方法对促进康复外骨骼机器人应用推广具有重要意义。

关键词：步行平衡稳定性外骨骼机器人欠驱动髋关节

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煤矿水液压支架安全阀阀腔气蚀特性研究

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煤炭工程 2019年第9期51卷 147-151页

作者：陈明亮何涛陈国瑜张敬敏王传礼安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001 流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 江苏省矿山机电装备重点实验室(中国矿业大学) 江苏徐州221116

针对煤矿水液压支架安全阀的严重气蚀问题,建立了阀腔CFD多相流模型,研究了阀腔流场的压力与气相分布特性,分析了阀芯结构参数(阀口排数、阀口个数、孔间距、孔径)对重要阀口过流截面气蚀特性的影响规律,并优化了阀腔结构参数。研究表明... 详细信息

针对煤矿水液压支架安全阀的严重气蚀问题,建立了阀腔CFD多相流模型,研究了阀腔流场的压力与气相分布特性,分析了阀芯结构参数(阀口排数、阀口个数、孔间距、孔径)对重要阀口过流截面气蚀特性的影响规律,并优化了阀腔结构参数。研究表明:当阀芯为两排阀口、阀口数为16个、孔径为1. 4mm、孔间距为8mm时,最大气相体积分数降低了19. 4%,对气蚀的产生有抑制作用。

关键词：煤矿水液压液压支架安全阀气蚀特性结构优化

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电活性聚合物驱动的仿生变色伪装技术研究进展

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科技导报 2018年第21期36卷 99-108页

作者：李博王延杰赵鹏飞刘磊陈花玲西安交通大学机械工程学院陕西省智能机器人重点实验室西安710049 河海大学机电工程学院江苏省特种机器人技术重点实验室常州213022 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

电活性聚合物材料是一种具有电场响应变形的软体智能材料,其质地柔韧,变形过程与生物肌肉类似,被公认为是一种理想的人工肌肉材料。基于电活性聚合物的变色技术具有贴近生物本体特征和适用于复杂结构的应用优势,为新一代变色伪装技术的... 详细信息

电活性聚合物材料是一种具有电场响应变形的软体智能材料,其质地柔韧,变形过程与生物肌肉类似,被公认为是一种理想的人工肌肉材料。基于电活性聚合物的变色技术具有贴近生物本体特征和适用于复杂结构的应用优势,为新一代变色伪装技术的发展提供了新的方向。介绍了自然界生物的变色机理,比较了避役科生物的结构变色和头足纲生物的化学变色的区别;分析了现有仿生变色技术的现状,发现其中存在变色调控方式复杂、缺少变形适应性的特征;介绍了电活性聚合物电致变形的基本驱动机理,指出了这种类肌肉驱动变色方式存在的先进性和前沿性;比较了几种典型的电活性聚合物的变色技术及其特点,并归纳了现有研究中存在的挑战。该技术的实施有望推动新一代军事伪装装备发展,为具有环境共融特征的机器人提供应用技术支持。

关键词：电活性聚合物材料仿生变色军事伪装共融机器人

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旋转机械系统故障演化机理的空间多尺度建模方法

旋转机械系统故障演化机理的空间多尺度建模方法

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第十届全国动力学与控制学术会议

作者：池永为甘春标杨世锡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

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激光入射角对激光超声波场的影响

激光入射角对激光超声波场的影响

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第十届全国动力学与控制学术会议

作者：刘学坤杨世锡甘春标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

激光超声技术是利用激光束辐照材料表面实现激发和检测超声波的技术,相比于传统的超声检测,激光超声检测具有非接触、远距离、高分辨率、快速扫描的特点,所以是一种具有广阔应用前景的无损检测技术.

关键词：激光超声入射角无损检测

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滑动摩擦副表面变织构的润滑与承载特性研究

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工程设计学报 2021年第5期28卷 585-593页

作者：何涛陈强曼陈国瑜王传礼黄森沈浩安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001 流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 矿山智能装备与技术安徽省重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学人工智能学院安徽淮南232001 安徽矿山机电装备协同创新中心安徽淮南232001

织构化滑动摩擦副表面织构的排布方式、尺寸和形状是决定其压力分布和承载力的关键因素。为改善织构化滑动摩擦副表面的润滑与承载特性,提出了一种变织构(尺寸多样的织构)结构。以球冠形织构为研究对象,建立不同排布方式的单一尺寸织构... 详细信息

织构化滑动摩擦副表面织构的排布方式、尺寸和形状是决定其压力分布和承载力的关键因素。为改善织构化滑动摩擦副表面的润滑与承载特性,提出了一种变织构(尺寸多样的织构)结构。以球冠形织构为研究对象,建立不同排布方式的单一尺寸织构及方形排布变织构的CFD(computational fluid dynamics,计算流体力学)仿真模型,分析了排布方式不同的单一尺寸织构表面的压力分布和承载力;在此基础上,研究了半径两端小中间大(A型)、半径两端大中间小(B型)、深度两端浅中间深(C型)及深度两端深中间浅(D型)等4类方形排布变织构表面的压力分布和承载力。结果表明:方形排布的单一尺寸织构的润滑性能最强且承载力最大,随着错位角的增大,织构间的协同润滑作用减弱,承载力减小;单一尺寸织构的压力分布曲线为周期性波动曲线,由多个单织构的压力分布曲线叠加而成,而方形排布变织构因前后织构的协同润滑作用而导致其压力分布曲线的趋势线近似呈正弦或余弦规律波动;在4类方形排布变织构中,B型变织构的承载力大于A型,D型大于C型,说明两端织构的半径越大、深度越深或该类织构的占比越大,则变织构的承载力越大。由此可见,合适的变织构比单一尺寸织构更有助于提升摩擦副表面的润滑与承载性能。

关键词：滑动摩擦副变织构压力分布润滑特性承载力

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