检索结果-内蒙古大学图书馆

机床与液压 2022年第24期50卷 22-30页

作者：陈保家贡宗星肖文荣陈法法肖能齐刘强三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030

大模数齿轮齿条驱动式起升机构服役环境和运行工况复杂、系统组件之间的相互耦合性日益增强,在多齿-单齿-多齿交替的运行周期中,单齿啮合较多齿啮合承载应力更大,因此,需要对单齿啮合的强度和刚度变化进行分析,提高齿轮齿条副承载能力... 详细信息

大模数齿轮齿条驱动式起升机构服役环境和运行工况复杂、系统组件之间的相互耦合性日益增强,在多齿-单齿-多齿交替的运行周期中,单齿啮合较多齿啮合承载应力更大,因此,需要对单齿啮合的强度和刚度变化进行分析,提高齿轮齿条副承载能力研究的准确性。以三峡升船机为研究对象,搭建立式齿轮齿条起升机构传动系统工况模拟实验台,研究其中6种工况,对齿轮齿条起升机构的接触强度和弯曲强度进行理论分析,使用有限元软件对单齿工作期间内的两种应力及刚度变化进行仿真分析,并与理论分析进行比较,最后通过实验验证理论与仿真的准确性,误差均在10%左右。仿真分析结果表明:各工况下单齿啮合刚度随着转角和载荷的增加而增大,强度的变化趋势与其一致。

关键词：齿轮齿条接触强度弯曲强度静力学分析刚度

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基于Fluent的流场散热仿真及风道优化设计

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机械设计 2024年

作者：肖能齐范尹胡义周瑞平逄显娟水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室(三峡大学) 三峡大学机械与动力学院武汉理工大学船海与能源动力工程学院高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室河南科技大学

随着对显控设备的智能化和智能电子设备集程度要求越来越高，设备的散热性能直接影响设备能否正常工作。针对现有显控台依托经验估算设计或以单一变量为优化目标方法进行散热设计的存在的局限性问题，文中以某型军用车载显控台为研究对... 详细信息

随着对显控设备的智能化和智能电子设备集程度要求越来越高，设备的散热性能直接影响设备能否正常工作。针对现有显控台依托经验估算设计或以单一变量为优化目标方法进行散热设计的存在的局限性问题，文中以某型军用车载显控台为研究对象，提出基于风道结构优化的理念，通过Fluent数值模拟与遗传算法相结合，以达到设备散热性能优化的目的。选取以热源最高温度和风道入口速度均匀性为优化目标，对显控台的风道结构进行多目标优化设计，最后对优化模型的准确性进行仿真验证。研究表明：通过多目标优化算法优化后的显控台，热源最高温度降低6.62%，速度均匀性系数升高3.92%，设备散热性能明显改善。

关键词：仿真分析散热风道优化遗传算法

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基于云模型人工鱼群算法的模糊优化设计

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工程设计学报 2021年第4期28卷 433-442页

作者：高翔王林军杜义贤李响徐柳三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

云模型是通过熵来控制云滴的不确定度,并利用模糊集理论中的隶属函数来判断云滴的优劣,其正向云发生器可显著提高智能优化算法的全局寻优能力。为此,采用云模型中的正向云发生器来改进人工鱼群算法(称为云模型人工鱼群算法),并将其应用... 详细信息

云模型是通过熵来控制云滴的不确定度,并利用模糊集理论中的隶属函数来判断云滴的优劣,其正向云发生器可显著提高智能优化算法的全局寻优能力。为此,采用云模型中的正向云发生器来改进人工鱼群算法(称为云模型人工鱼群算法),并将其应用于机械零部件的模糊优化设计。首先,确定模糊综合评判所需的机械零部件的相关参数,并通过模糊综合评判确定其最优水平截集;然后,采用增广乘子法和云模型人工鱼群算法来求解机械零部件的模糊优化问题,并利用拟离散法将机械零部件的参数调整至对应的尺寸系列中,且确保其可通过疲劳强度校核。直齿圆柱齿轮和内燃机气门弹簧的模糊优化设计结果表明:为确保约束条件可被满足,应取较大的罚因子,使得拉格朗日函数中的Hessian矩阵正定;云模型可显著提高人工鱼群算法的寻优能力。所提出的模糊优化方法可广泛应用于机械零部件的设计,这对工程实际具有一定的意义。

关键词：增广乘子法云模型人工鱼群算法模糊优化直齿圆柱齿轮气门弹簧

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考虑刚度和质量耦合效应的结构弹性成像方法

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力学学报 2023年第9期55卷 1971-1982页

作者：付君健彭铁川李然李帅虎周祥曼李响水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 长江三峡通航管理局湖北宜昌443002 武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063

弹性成像是一种医学影像技术,可以把生物体组织的弹性模量信息转换为可视化图像.为了将弹性成像用于机械结构的损伤识别,实现机械结构缺损、夹杂、结冰和积水多种损伤类型的全局识别,提出一种考虑刚度和质量耦合效应的结构弹性成像方法... 详细信息

弹性成像是一种医学影像技术,可以把生物体组织的弹性模量信息转换为可视化图像.为了将弹性成像用于机械结构的损伤识别,实现机械结构缺损、夹杂、结冰和积水多种损伤类型的全局识别,提出一种考虑刚度和质量耦合效应的结构弹性成像方法.弹性模量仅能反映结构刚度变化,单一的弹性模量不足以表征多种损伤类型,因而还需引入能反映结构质量变化的参数.受结构拓扑优化理论启发,以结构离散单元的弹性模量系数和材料密度系数作为成像参数,将成像参数与弹性模量和材料密度关联,构建考虑结构刚度和质量耦合效应的损伤表征.基于无阻尼自由振动系统的有限元模型,构建损伤表征、力学模型和特征值响应之间的映射关系.以数字模型和真实结构模型的特征值响应变化率的平方和为目标函数,以有限元平衡方程和成像参数上下限为约束条件,建立基于特征值响应的结构弹性成像模型,推导弹性成像目标函数关于成像参数的导数,采用基于梯度的优化算法求解弹性成像模型.数值算例表明,针对结构缺损、夹杂、结冰、积水等损伤,该方法无需先验信息,可有效实现结构损伤位置、数量和形状的精确量化,并通过三维结构弹性成像算例验证了该方法的通用性.

关键词：弹性成像拓扑优化损伤表征特征值响应损伤识别

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基于深度网络的滚动轴承智能故障诊断

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工矿自动化 2022年第4期48卷 78-88页

作者：李金才付文龙王仁明陈星孟嘉鑫三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 三峡大学梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学水电动机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002

针对变工况环境中滚动轴承的源域与目标域数据分布不同及目标域样本不含标签的问题,提出一种基于深度自适应迁移学习网络(DATLN)的滚动轴承故障诊断模型。首先,搭建领域共享特征提取网络,采用多尺度卷积神经网络(MSCNN)抑制噪声的干扰,... 详细信息

针对变工况环境中滚动轴承的源域与目标域数据分布不同及目标域样本不含标签的问题,提出一种基于深度自适应迁移学习网络(DATLN)的滚动轴承故障诊断模型。首先,搭建领域共享特征提取网络,采用多尺度卷积神经网络(MSCNN)抑制噪声的干扰,进而有效提取振动信号中蕴含的局部故障信息;其次,结合双向长短时记忆网络(BiLSTM)进一步学习局部故障信息中的时间特征;最后,引入迁移学习,以域对抗(DA)训练结合自适应联合分布(AJD)度量构建域自适应模块,通过最大化域分类损失和最小化AJD距离,实现源域与目标域特征样本对齐。在开源CWRU数据集与机械故障平台实测数据集上分别进行抗噪实验和迁移实验。抗噪实验表明:①在无噪声环境下,MSCNN-BiLSTM网络的识别准确率均达到99%以上,说明其具有较好的特征提取能力;②MSCNN-BiLSTM,LeNet-5,MSCNN和BiLSTM四种网络的识别准确率随着噪声强度的增强而降低;③在3,5,10 dB噪声环境下,MSCNN-BiLSTM网络的平均识别准确率比LeNet-5,MSCNN和BiLSTM网络的平均识别准确率均高,说明MSCNN-BiLSTM网络具有较好的抗噪声干扰性能;④MSCNN-BiLSTM网络在无噪声环境和3 dB噪声环境下,均最先达到收敛且波动较小。迁移实验表明:①在无标签目标域数据集上,DA+AJD方法的平均识别准确率为97.36%,均高于Baseline,迁移成分分析(TCA),域对抗神经网络(DANN)的识别准确率;②在测试集混淆矩阵上,DA+AJD方法仅有1个样本被错误识别,表明基于域适应的DA+AJD方法具备更好的故障迁移诊断性能;③利用t-SNE算法对处理后的源域与目标域特征样本进行可视化,DA+AJD方法只有少量目标域的滚动体故障和外圈故障特征样本被错误对齐到源域的内圈故障特征样本区域,说明DA+AJD方法可有效减少源域与目标域的边缘分布和条件分布差异,进而达到更好的特征样本对齐效果。

关键词：滚动轴承智能故障诊断多尺度卷积神经网络无标签目标域样本深度学习迁移学习自适应联合分布

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六边形蜂窝芯吸能盒创新设计及其吸能特性研究

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机械 2023年第8期50卷 26-31页

作者：白艳伟余万李响赵恒三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002

六边形蜂窝结构具有良好的力学性能和吸能特性。为了更好地提升汽车吸能盒的吸能特性,采用四边形截面和内部填充六边形蜂窝芯创新构型了一种新型吸能盒。采用数值模拟技术发现,与传统吸能盒相比,六边形蜂窝芯吸能盒具有更优越的吸能效... 详细信息

六边形蜂窝结构具有良好的力学性能和吸能特性。为了更好地提升汽车吸能盒的吸能特性,采用四边形截面和内部填充六边形蜂窝芯创新构型了一种新型吸能盒。采用数值模拟技术发现,与传统吸能盒相比,六边形蜂窝芯吸能盒具有更优越的吸能效果和更高的比吸能,并且在受到相同的载荷冲击时仍能保持结构的稳定性,同时针对载荷角度探讨了六边形蜂窝芯吸能盒在不同速度载荷冲击下的吸能效果和碰撞力变化模式。本文研究内容有望为进一步提升吸能盒性能提供参考。

关键词：六边形蜂窝芯吸能盒载荷角吸能特性碰撞力

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形内自相似层级类蜂窝面外冲击特性研究

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河北科技大学学报 2022年第5期43卷 481-494页

作者：李响蔡明杰徐兴兴周绍国焦元辰水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 三峡大学国际文化交流学院湖北宜昌443002

为提高传统六边形蜂窝结构的抗冲击特性,基于仿生学原理,考虑层级因子的影响,在六边形蜂窝基础上提出了一种形内自相似层级类蜂窝结构。以比吸能(SEA)、初始峰值力(PCF)、载荷效率(CFE)为冲击特性评价指标,根据简化的超折叠单元理论建... 详细信息

为提高传统六边形蜂窝结构的抗冲击特性,基于仿生学原理,考虑层级因子的影响,在六边形蜂窝基础上提出了一种形内自相似层级类蜂窝结构。以比吸能(SEA)、初始峰值力(PCF)、载荷效率(CFE)为冲击特性评价指标,根据简化的超折叠单元理论建立一种理论模型,对类蜂窝结构的冲击特性指标进行预测,在此理论模型基础上,研究了胞元壁厚t、胞壁长度l以及胞元数目n对类蜂窝结构面外冲击平均压缩反力和比吸能的影响。结果表明,在等相对密度条件下,比吸能及载荷效率随着层级的升高而提升,其中,在10 m/s冲击速度作用下,一级蜂窝和二级蜂窝的载荷效率相比于零级蜂窝分别提升21%和40%,比吸能分别提升11%和28%;在等壁厚条件下,随着层级的提升,初始峰值力明显提高,但是比吸能及载荷效率的提升更为显著,在10 m/s冲击速度作用下,一级蜂窝和二级蜂窝的载荷效率相比于零级蜂窝分别提升77%和115%,比吸能分别提升72%和116%。所提理论模型能有效预测类蜂窝结构能量吸收性能参数,可为蜂窝结构冲击动力学研究提供理论参考。

关键词：结构设计层级结构生物材料类蜂窝耐撞性超折叠单元

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百万千瓦级压水堆严重事故下裂变产物释放分析

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核科学与工程 2021年第5期41卷 1075-1083页

作者：袁显宝魏靖宇张永红张彬航周建军毛璋亮杜晓超石强郭盼三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 三峡大学湖北省水电机械设备设计与维护重点实验室湖北宜昌443002

严重事故工况下,可能会导致安全壳失效,使大量裂变产物释入环境。本文以百万千瓦级核电厂为对象,利用一体化程序研究不同破口事故叠加全厂断电事故下裂变产物CsI在一回路和安全壳内的质量以及裂变产物向环境释放的源项,并分析安全壳喷... 详细信息

严重事故工况下,可能会导致安全壳失效,使大量裂变产物释入环境。本文以百万千瓦级核电厂为对象,利用一体化程序研究不同破口事故叠加全厂断电事故下裂变产物CsI在一回路和安全壳内的质量以及裂变产物向环境释放的源项,并分析安全壳喷淋措施对控制裂变产物向外释放的影响。分析结果表明,小破口事故、中破口事故和大破口事故下释放到环境的裂变产物质量差别较小,主要为向环境释放时间上的差异。开启安全壳喷淋时能够有效控制裂变产物向环境的释放,其中小破口事故下产生的气溶胶质量高于其他两种事故,且气溶胶主要以扩散电泳的方式沉积在安全壳内。开启堆腔注水措施能够保证压力容器的完整性,降低了进入安全壳的裂变产物的质量,能够有效控制非挥发性裂变产物向环境的释放。本文计算结果可以为事故条件下应急措施的制定和厂外源项后果评价提供参考。

关键词：破口事故一体化程序裂变产物安全壳喷淋堆腔注水

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百万千瓦级压水堆严重事故下裂变产物释放分析

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核科学与工程 2021年第6期41卷 1201-1209页

关键词：破口事故一体化程序裂变产物安全壳喷淋堆腔注水

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基于装配任务与EEG功率信息特征的操作员认知负荷研究

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机械设计 2022年第11期39卷 60-70页

作者：孟荣华李子奇吴正佳杜轩董元发李浩平三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机器人与智能系统宜昌市重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443002 三峡大学智能制造创新技术中心湖北宜昌443002

操作员认知负荷水平的准确分类,对优化企业生产可靠性指标,提高产品质量与效率具有极其重要的意义。现有认知负荷研究大多集中在航空或交通领域,而在机械装配领域研究较少,一般采用基于生理信号与设备信息构建分类模型的方法进行研究,... 详细信息

操作员认知负荷水平的准确分类,对优化企业生产可靠性指标,提高产品质量与效率具有极其重要的意义。现有认知负荷研究大多集中在航空或交通领域,而在机械装配领域研究较少,一般采用基于生理信号与设备信息构建分类模型的方法进行研究,但未针对认知负荷数据特征对分类模型进行改进,分类精度不高。为解决上述问题,设计基于多复杂度减速器装配场景的N-Back次任务脑电试验,收集了主观评价数据、装配数据和脑电信号,分析了数据与认知负荷之间的内在联系,利用机器学习算法,构建了基于互信息量的随机森林模型,实现了复杂装配系统操作员认知负荷的分类评估。结果表明:各特征因素对操作员认知负荷均有显著影响,且随认知负荷增加呈现规律性变化,认知负荷试验设计合理;基于互信息量的随机森林模型分类效果显著优于其他分类模型,多维特征可有效降低算法欠拟合能力,提高分类精度。

关键词：认知负荷多维信息特征随机森林算法模式识别

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