检索结果-内蒙古大学图书馆

工程设计学报 2024年第5期31卷 557-564页

作者：许顺海周小磊龚国芳洪昊岑张鹏刘尚范亚磊中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016 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310058

为了实现对柱塞泵可再制造性的定量评估,首先以柱塞泵为研究对象,进行其疲劳寿命研究。建立了柱塞泵刚-柔-液联合仿真模型,研究了在柱塞泵运行过程中转速、负载压力对柱塞最大应力和疲劳寿命的影响规律。结果显示:随着转速提高,柱塞所... 详细信息

为了实现对柱塞泵可再制造性的定量评估,首先以柱塞泵为研究对象,进行其疲劳寿命研究。建立了柱塞泵刚-柔-液联合仿真模型,研究了在柱塞泵运行过程中转速、负载压力对柱塞最大应力和疲劳寿命的影响规律。结果显示:随着转速提高,柱塞所受到的最大应力呈指数递增,柱塞的疲劳寿命则呈指数递减;随着负载压力的增大,柱塞所受到的最大应力呈线性增大,柱塞的疲劳寿命则呈对数递减。在柱塞泵疲劳寿命分析的基础上,建立了以剩余寿命和零部件可加工性为指标的技术评估体系,并综合考虑了经济和环境指标,提出了柱塞泵可再制造性量化评估模型和方法,并进行了工程应用分析,验证了所提出方法的合理性和可行性。

关键词：柱塞泵仿真分析疲劳寿命可再制造性定量评估

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航空柱塞泵缸体倾覆行为仿真及试验方法研究

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：谷建宁张小波夏天翔王天照航空工业南京机电液压工程研究中心航空机电系统综合航空科技重点实验室浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室

航空柱塞泵是航空液压系统的核心，其内部零部件的倾覆过大可能会使整个系统的性能下降和失效，如何提高航空柱塞泵的稳定性、减小零部件倾覆一直是其高压高速化发展研究的关键问题。本文从缸体振动位移的角度出发，建立了一种基于数据... 详细信息

航空柱塞泵是航空液压系统的核心，其内部零部件的倾覆过大可能会使整个系统的性能下降和失效，如何提高航空柱塞泵的稳定性、减小零部件倾覆一直是其高压高速化发展研究的关键问题。本文从缸体振动位移的角度出发，建立了一种基于数据驱动的高保真动力学模型，探究了柱塞泵出口压力和转速对缸体倾覆的影响，提出了减小配流盘腰形槽尺寸的改进措施并通过数值仿真进行了验证。研究结果表明，减小配流盘腰形槽的尺寸能够使缸体的倾覆有所改善；修正后的模型能够反映实际的倾覆状态，与试验测量结果相对误差在5%以内。研究成果为航空柱塞泵的仿真研究和稳定性研究提供了研究思路，为批产一致性制造提供理论和试验支撑。

关键词：航空柱塞泵缸体倾覆振动位移联合仿真模型修正

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基于多级数据融合的核电站运行功能健康状态评估

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机械工程学报 2024年第4期60卷 200-211页

作者：蒋翔宇冯毅雄洪兆溪胡炳涛司恒远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 贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室贵阳550025 浙江大学宁波科创中心宁波315100 深圳中广核工程设计有限公司深圳518172

随着新一代信息技术和人工智能技术与工业日益深度的融合协作,工业系统的运维从传统的人工定期运维向基于状态的智能维护迈进,其中健康状态评估作为智能运维的关键环节,通过源源不断的数据对系统的演化进行持续感知分析,为预测性维护提... 详细信息

随着新一代信息技术和人工智能技术与工业日益深度的融合协作,工业系统的运维从传统的人工定期运维向基于状态的智能维护迈进,其中健康状态评估作为智能运维的关键环节,通过源源不断的数据对系统的演化进行持续感知分析,为预测性维护提供决策支持。以核电站为研究对象,提出面向多部门协同环境下设备-系统-子功能-功能多层级融合的健康状态评估框架。针对工业系统控制的设备群具有大量状态参数的特点,提出基于偏差赋权的加权平均融合算子融合设备级参数,可快速定位并突出异常设备参数,避免评估结果因融合参数较多而展现“健康”假象;鉴于系统在不同健康状态下样本数据量的差异,提出考虑不平衡样本的非对称多分类学习方法融合系统健康值,多个健康等级之间通过信息有向迁移建立可自学习优化的健康评估模型,实现子功能健康状态及时自感知评估;最后基于集成学习融合多个子功能所属的健康评估器,得到宏观的运行功能健康状态评估决策。在提出的框架指导下对核电站反应性功能进行逐级健康状态评估,验证所提方法的有效性。

关键词：工业系统健康状态评估数据融合核电站基于状态的维护

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基于多目标遗传算法的斜盘式轴向柱塞泵低脉动结构优化设计

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工程设计学报 2024年第2期31卷 160-167页

作者：谢海波洪昊岑王柏村姜伟杨华勇浙江大学高端装备研究院浙江杭州310014 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310058 华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室湖北武汉430074

由于轴向柱塞泵的非对称结构特性,其输出压力和输出流量存在脉动特性,对液压系统的输出稳定性和可靠性造成影响,因此提出了一种基于多目标遗传算法的斜盘式轴向柱塞泵低脉动结构优化设计方法。首先,通过CFD(computational fluid dynami... 详细信息

由于轴向柱塞泵的非对称结构特性,其输出压力和输出流量存在脉动特性,对液压系统的输出稳定性和可靠性造成影响,因此提出了一种基于多目标遗传算法的斜盘式轴向柱塞泵低脉动结构优化设计方法。首先,通过CFD(computational fluid dynamics,计算流体动力学)仿真分析方法,对轴向柱塞泵上/下死点位的压力-流量脉动的产生机理进行了分析;其次,对阻尼槽结构参数对轴向柱塞泵输出压力-流量脉动的影响规律进行了分析,构建了阻尼槽结构的多目标优化模型;最后,求解了低脉动阻尼槽结构。优化后的结构参数:阻尼槽半径为2.21 mm,阻尼槽长度为10.32 mm,阻尼槽错配角为16.54°。优化后压力脉动率为0.59%,相比于优化前的0.75%降低了0.16%,脉动幅值为0.25 MPa;优化后流量脉动率为12.02%,相比于优化前的5.61%降低了43.59%。研究结果为轴向柱塞泵低脉动结构的优化设计提供了有效的理论支持和实践指导。

关键词：轴向柱塞泵配流盘阻尼槽多目标优化低脉动

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基于等效电流密度模型的多层有限长螺线管轴线磁场分析

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计量学报 2024年第9期45卷 1378-1383页

作者：李泽松黄腓力王一民余善成金波宁波市计量测试研究院浙江宁波315048 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310027

为了解决短杆轴向霍尔磁场探头现场校准的难题,提出了采用便携式有限长螺线管作为标准磁场发生器的方法。建立圆柱坐标系下螺线管线圈模型,并提出等效电流密度(ECD)法,结合Biot-Savrt定理及磁场叠加原理,计算其轴线磁场强度,获得多层有... 详细信息

为了解决短杆轴向霍尔磁场探头现场校准的难题,提出了采用便携式有限长螺线管作为标准磁场发生器的方法。建立圆柱坐标系下螺线管线圈模型,并提出等效电流密度(ECD)法,结合Biot-Savrt定理及磁场叠加原理,计算其轴线磁场强度,获得多层有限长螺线管轴线磁场的分布规律。同时,建立了多层有限长螺线管静磁场有限元模型,仿真计算获得给定激励电流条件下的空间磁场分布情况。根据理论分析结果,设计了中心磁场100 mT的螺线管试验样机,对ECD模型理论计算结果、仿真分析结果和样机测试数据进行对比。结果显示,在螺线管中心处,理论计算与仿真结果偏差在0.1%以内,试验测试结果与理论计算偏差在0.8%以内。分析结果验证了ECD法分析螺线管轴线磁场的有效性。该方法对于提高螺线管结构设计效率、优化设计参数等具有重要意义。

关键词：电磁计量螺线管轴线磁场等效电流密度 Biot-Savart定律积分计算

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水下液压机械臂主被动柔顺控制系统设计与验证

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液压与气动 2024年第10期48卷 65-74页

作者：潘志文郭昌鸿贾睿亨程敏张军辉徐兵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310027 重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室重庆400044

水下液压机械臂是用于水下特种作业的重要装备。目前控制液压机械臂进行水下作业时主要基于视觉反馈来确定作业位置,由于摄像头畸变、水流干扰等存在多种作业误差,容易在抓取、定位等作业时产生卡滞、楔紧等问题,严重影响作业效率和安... 详细信息

水下液压机械臂是用于水下特种作业的重要装备。目前控制液压机械臂进行水下作业时主要基于视觉反馈来确定作业位置,由于摄像头畸变、水流干扰等存在多种作业误差,容易在抓取、定位等作业时产生卡滞、楔紧等问题,严重影响作业效率和安全性。对此,提出了一种面向水下液压机械臂的主被动柔顺控制方法。通过末端夹具设计,补偿定位误差和偏转误差,实现被动柔顺;基于虚拟解耦控制方法建立精确位置控制器,结合接触力观测器和变阻抗控制,实现主动柔顺。实验验证了主被动柔顺控制的有效性,为水下液压机械臂的安全柔顺控制作业提供了参考。

关键词：水下机械臂柔顺控制液压系统

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茶叶生产装备自动化与智能化技术研究进展与展望

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农业机械学报 2024年第7期55卷 1-14页

作者：高一聪许晨林琼王淑花魏喆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310058 浙江工业大学机械工程学院杭州310014 沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870

茶产业是我国传统特色优势产业,大数据、物联网、云计算等新一代信息技术与农业的融合促进了茶产业向智能化转型与升级,在茶叶全产业链赋能增效中发挥重要作用。本文在概述了茶产业智能化技术体系的基础上,围绕种植、加工、检测和销售等... 详细信息

茶产业是我国传统特色优势产业,大数据、物联网、云计算等新一代信息技术与农业的融合促进了茶产业向智能化转型与升级,在茶叶全产业链赋能增效中发挥重要作用。本文在概述了茶产业智能化技术体系的基础上,围绕种植、加工、检测和销售等4方面总结了国内外信息技术在茶产业智能化中应用的研究成果,分析了茶产业实现智能化的关键技术。最后对茶产业智能化未来发展方向进行展望,建议增强茶产业信息技术基础设施建设、加强人机协作智能茶机设备研发、重视茶叶种植加工大模型开发、提升大数据分析助力茶叶销售能力,为更好利用信息技术进行茶产业升级奠定基础。

关键词：茶产业茶叶自动化加工茶叶智能检测信息技术

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面向人本智造的工业外骨骼:挑战、进展和展望

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计算机集成制造系统 2024年第12期30卷 4179-4197页

作者：程鼎豪娄山河郑浩胡炳涛洪兆溪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浙江杭州310027 南洋理工大学机械与宇航工程学院新加坡639798 北京航空航天大学杭州创新研究院浙江杭州310051

以人为本是工业5.0的重要特征之一,实现以人为本的安全生产是工业5.0背景下人本智造的基本要求。工业生产中仍有部分场景离不开人的精细操作和智能决策,在这些场景中实现以人为本的安全生产可以保护工人安全和提高生产效率。工业外骨骼... 详细信息

以人为本是工业5.0的重要特征之一,实现以人为本的安全生产是工业5.0背景下人本智造的基本要求。工业生产中仍有部分场景离不开人的精细操作和智能决策,在这些场景中实现以人为本的安全生产可以保护工人安全和提高生产效率。工业外骨骼可以帮助工人减轻身体负担和风险,提高安全生产的效率和可靠性。为促进我国工业外骨骼在汽车装配、电力维修、矿山施工等工业场景中更好地协助工人进行安全生产,总结了国内外工业外骨骼的研究进展,根据人所承担的工作不同将外骨骼划分为用于姿态保持的工业外骨骼和用于负载抬举的工业外骨骼,并围绕工业外骨骼的定制设计、考虑人因的外骨骼控制系统设计、人机信任关系、工业外骨骼信息感知、人机交互以及工业外骨骼变刚度驱动6个方面分析实现以人为本的安全生产关键技术,在此基础上对工业外骨骼实现安全生产的技术发展趋势进行了总结和展望。

关键词：工业5.0 人本智造安全生产工业外骨骼人机交互

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气相中火花放电辅助的微纳材料静电分散和定向

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高电压技术 2024年第9期50卷 4240-4251页

作者：田宇李树然朱伟东闫克平柯映林浙江大学机械工程学院流体动力基础件与机电系统全国重点实验室杭州310027 浙江大学机械工程学院浙江省先进制造技术重点实验室杭州310027 浙江大学化学与生物工程学院杭州310027

目前各种新型微纳材料不断涌现,性能超群,但其应用却远未达到预期。其关键原因是大表面积、高表面能和高活性造成的团聚,使其失去了原有的特性。研究人员对开发微纳材料的热情远远超过研究分散技术,而后者却是其工业应用的关键。为此提... 详细信息

目前各种新型微纳材料不断涌现,性能超群,但其应用却远未达到预期。其关键原因是大表面积、高表面能和高活性造成的团聚,使其失去了原有的特性。研究人员对开发微纳材料的热情远远超过研究分散技术,而后者却是其工业应用的关键。为此提出一种在气相中实现快速且完全分散的通用方法,发现尽管微纳材料具有紧密的聚合结构,但在火花放电和静电场的协同作用下可以逐步剥落和分离。通过实验确定了适合于分散的火花放电形式及诱导方法,通过设计实验明晰了放电电流感生磁场对分散的影响;建立了具有长宽比的微纳材料在电场中的运动方程,并阐明了火花耦合电场诱导分散的原理;还演示了输送、转移等多种附加功能,以简单的过程、可靠的结果、广泛的适用性和可设计性,为连续在线生产和材料制造提供了巨大的应用潜力。

关键词：微纳材料聚集体火花放电静电操纵分散和定向连续在线生产

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数智化正向设计方法及其在制造装备与过程中的应用

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机械工程学报 2023年第19期59卷 111-125页

作者：谭建荣高铭宇徐敬华王林轩贾晨张树有王康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310058 浙江大学计算机辅助设计与图形系统全国重点实验室杭州310058 浙江省先进制造技术重点实验室杭州310058 浙江大学设计工程研究所杭州310058 香港理工大学护理学院中国香港999077

针对制造装备与过程在精度和能效等方面的共性设计难题,提出具有泛化能力的数智化正向设计方法,从设计需求出发,根据制造装备的多模态信息对能耗、材料消耗和制造可靠性进行计算,以增强自感应、自适应、自学习和自决策能力,满足正向设... 详细信息

针对制造装备与过程在精度和能效等方面的共性设计难题,提出具有泛化能力的数智化正向设计方法,从设计需求出发,根据制造装备的多模态信息对能耗、材料消耗和制造可靠性进行计算,以增强自感应、自适应、自学习和自决策能力,满足正向设计需求。将制造装备分解为控制系统、传动系统和辅助系统,并建立相应的能耗数学模型。以增材制造装备协同优化为例,从热力学能量转化角度,阐释增材制造装备的能耗组成,引入以热对流和热辐射为边界的非线性瞬态温度场模拟方法,基于模拟方法对增材制造过程所消耗的能量和材料进行精准推算。建立制造装备可靠性模型,对制造过程中的失效事件进行概率统计分析。采用平均无故障间隔时间对可靠性进行描述,建立综合工况下平均无故障间隔时间的基本概率函数。以汽车燃油颈管为例,使用高算力平台,基于非均匀有理B样条曲线的几何建模内核,对三维非网格的概念设计原型进行精准表达,实现数字孪生驱动的虚拟制造与打印。使用激光增材制造装备进行物理实验,对制造过程中消耗的能量和材料进行测量,能量消耗预测的平均绝对误差为11822.62 J,平均绝对百分比误差为0.0834,均方根误差为16845.69 J。材料消耗预测的平均绝对误差为0.0030 g,平均绝对百分比误差为0.0713,均方根误差为0.0041 g。实验表明,数智化正向设计方法在面向高效高精低碳的制造装备多工况服役中具有重要应用价值。

关键词：数智化正向设计制造装备与过程可靠性模型数字孪生选择性激光烧结激光增材制造

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