检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2018年第22期54卷 86-94页

作者：周祥曼田启华杜义贤柏兴旺张海鸥三峡大学机械与动力学院宜昌443002 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室(三峡大学) 宜昌443002 南华大学机械工程学院衡阳421001 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

晶粒生长的数值模拟是研究复杂微观组织演变的重要手段,现有的研究较少涉及电弧增材成形中晶粒生长的数值模拟。采用有限元和元胞自动机方法建立了碳钢电弧增材成形过程的宏观传热和微观组织演变的耦合模型,模拟单道第两层熔积的熔池凝... 详细信息

晶粒生长的数值模拟是研究复杂微观组织演变的重要手段,现有的研究较少涉及电弧增材成形中晶粒生长的数值模拟。采用有限元和元胞自动机方法建立了碳钢电弧增材成形过程的宏观传热和微观组织演变的耦合模型,模拟单道第两层熔积的熔池凝固过程中晶粒动态演变过程。模拟结果显示,单道第一层熔积熔池凝固过程中晶粒从熔合线位置形核后向熔池中心生长,在温度梯度方向与枝晶臂优先生长方向的共同作用下,枝晶呈现竞争生长,晶粒优先生长方向与温度梯度方向一致的晶粒生长更快,部分晶粒生长被抑制,最终形成交错、完全粗大的柱状晶组织,枝晶之间出现溶质富集的现象;单道第二层熔积的晶粒在上一层粗大柱状晶基础上形核并生长,随后的生长过程与第一层类似,第二层熔积时熔池温度梯度方向的改变导致晶粒的主要生长方向与第一层之间有一定夹角。与模拟相同成形工艺的成形试样金相照片验证了模拟结果。研究结果可为电弧增材成形微观组织控制以及后续工艺规划提供依据和参考。

关键词：电弧增材成形单道两层熔积晶粒生长数值模拟

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电杆基础埋深段内表裂纹无损检测方法研究

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工业安全与环保 2010年第7期36卷 35-36页

作者：窦艺成易雯辉张冰文中李力万州供电局重庆404000 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

以万州供电局使用的110 kV输电线路门型杆为对象,提出开发一种带预留检测孔的新型电杆,利用视频装置由检测孔实现对电杆基础埋深段内表面裂纹的无损检测方法。着重介绍了带人工缺陷的模拟电杆检测试验,以及采用工业内窥镜通过检测孔进... 详细信息

以万州供电局使用的110 kV输电线路门型杆为对象,提出开发一种带预留检测孔的新型电杆,利用视频装置由检测孔实现对电杆基础埋深段内表面裂纹的无损检测方法。着重介绍了带人工缺陷的模拟电杆检测试验,以及采用工业内窥镜通过检测孔进行视频检测过程。试验结果表明,该方法解决了基础杆段埋深处检测困难问题,可以检测到0.2 mm的裂纹,为输电电杆安全运行检修提供了一种有效的无损检测手段。

关键词：电杆内表裂纹工业内窥镜无损检测

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基于改进共轭梯度算法的桥梁移动载荷识别

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国外电子测量技术 2022年第6期41卷 159-164页

作者：罗城升王林军陈保家徐洲常三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室宜昌443002 三峡大学机械与动力学院宜昌443002

针对时域法对噪声敏感问题以及传统共轭梯度法数值表现较差的问题,提出一种基于改进共轭梯度法的桥梁移动载荷识别方法。针对系统矩阵条件数较大导致的病态问题,采用预处理技术将原问题转化为条件数较小的等价问题。将等价问题转化为无... 详细信息

针对时域法对噪声敏感问题以及传统共轭梯度法数值表现较差的问题,提出一种基于改进共轭梯度法的桥梁移动载荷识别方法。针对系统矩阵条件数较大导致的病态问题,采用预处理技术将原问题转化为条件数较小的等价问题。将等价问题转化为无约束优化问题,并使用修正的Hestenes-Stiefel共轭梯度法求解。通过数值模拟仿真以验证所提方法有效性,并将其结果与3种共轭梯度法识别结果进行对比分析。结果表明,在各种传感器配置下,所提出预处理修正的Hestenes-Stiefel共轭梯度法(PMHSCG)可准确识别桥梁移动载荷;较传统预处理Fletcher-Reeves共轭梯度法(PFRCG)和预处理Polak-Ribiére-Polyak共轭梯度法(PPRPCG),PMHSCG法识别精度提升约51%;较预处理Hestenes-Stiefel共轭梯度法(PHSCG),PMHSCG法识别精度提升约28%。

关键词：移动荷载识别时域法改进共轭梯度法预处理传感器配置

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半监督TS网络模型在齿轮故障诊断中的应用

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机械科学与技术 2024年第7期43卷 1249-1256页

作者：陈保家阮宇豪陈法法肖文荣李公法陶波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 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081

为解决在工业大数据条件下,有标签样本少导致机械故障诊断准确率低的问题,提出了一种半监督神经网络模型。该方法采用协同训练的方式,从时域和频域两个维度训练教师网络(T),将无标签数据转化为高质量的伪标签数据。再利用转化后的伪标... 详细信息

为解决在工业大数据条件下,有标签样本少导致机械故障诊断准确率低的问题,提出了一种半监督神经网络模型。该方法采用协同训练的方式,从时域和频域两个维度训练教师网络(T),将无标签数据转化为高质量的伪标签数据。再利用转化后的伪标签数据训练学生网络(S),通过对数据进行评判和计分,避免网络过拟合。最后通过得分函数,对伪标签数据进行阶梯筛选成为有标签数据。齿轮故障诊断结果表明:TS网络在仅有少量有标签数据的情况下,故障分类准确率达90.31%,与其他半监督方法相比,准确率高出15%~20%。在信噪比(SNR)为5、0、-5的条件下,模型可以达到86.81%、78.00%、52.78%的诊断准确率。

关键词：齿轮故障诊断伪标签学习抗噪性协同训练

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高比表面积周期性多孔结构拓扑优化

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组合机床与自动化加工技术 2021年第4期 31-35页

作者：杜义贤罗明亮付君健田启华周祥曼孙鹏飞三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002

为了实现具有较高比表面积的多孔结构拓扑优化,引入局部体积约束对设计域内的材料分布进行限制,基于改进固体各向同性惩罚模型的变密度法,构造多孔结构周期性约束条件,以结构刚度最大化为优化目标,建立周期性多孔结构拓扑优化数学模型,... 详细信息

为了实现具有较高比表面积的多孔结构拓扑优化,引入局部体积约束对设计域内的材料分布进行限制,基于改进固体各向同性惩罚模型的变密度法,构造多孔结构周期性约束条件,以结构刚度最大化为优化目标,建立周期性多孔结构拓扑优化数学模型,采用移动渐近线法求解,得到高比表面积二维周期性多孔结构。通过测量优化后多孔结构单胞的表面积,并与无局部体积约束优化所得多孔结构对比,本方法可通过牺牲较少的结构性能,有效提升周期性多孔结构的比表面积。

关键词：拓扑优化局部体积约束高比表面积多孔结构

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Mg-39Bi-17Sn储热材料与金属容器相容性研究

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特种铸造及有色合金 2019年第12期39卷 1282-1286页

作者：方东程晓敏李元元叶喜葱吴海华叶永盛三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室武汉理工大学材料科学与工程学院

选择Mg-39Bi-17Sn合金作为储热材料,以45号钢、201和316L不锈钢作为容器材料,通过恒温全浸泡腐蚀试验,采用金相显微镜、XRD和EPMA分析等测试手段,结合腐蚀动力学分析,研究了3种钢在Mg-39Bi-17Sn合金液中的腐蚀行为及机理。结果表明,经过... 详细信息

选择Mg-39Bi-17Sn合金作为储热材料,以45号钢、201和316L不锈钢作为容器材料,通过恒温全浸泡腐蚀试验,采用金相显微镜、XRD和EPMA分析等测试手段,结合腐蚀动力学分析,研究了3种钢在Mg-39Bi-17Sn合金液中的腐蚀行为及机理。结果表明,经过840 h腐蚀后,45号钢、201、和316L不锈钢的腐蚀速率分别为0.559、0.557和0.072 g/(m^2·h),45号钢边界处存在明显的腐蚀层,厚度为10~15μm,腐蚀层由Fe3O4和Fe相组成。201和316L不锈钢边缘处均没有明显的腐蚀层;45号钢不含Ni、Cr,难以抵抗金属液中O的腐蚀作用;201不锈钢中Ni含量较低,难以充分发挥Cr元素的耐腐蚀作用;316L不锈钢中Mo元素与Cr产生协同作用,进一步强化了316L不锈钢的耐腐蚀性。

关键词： Mg-Bi-Sn合金相变储热不锈钢相容性

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具有逼近0/1离散特性的拓扑优化迭代算法

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机械设计与研究 2017年第1期33卷 58-62页

作者：杜义贤张严李涵钊三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002

利用连续性优化迭代算法求解具有逼近0/1离散特性的拓扑优化模型时,普遍存在向0/1两端极化效果差的问题,在拓扑结构上表现为边界灰度单元,为此,提出了一种具有逼近0/1离散特性的优化迭代算法——极化优化准则法(Polarized Optimality Cr... 详细信息

利用连续性优化迭代算法求解具有逼近0/1离散特性的拓扑优化模型时,普遍存在向0/1两端极化效果差的问题,在拓扑结构上表现为边界灰度单元,为此,提出了一种具有逼近0/1离散特性的优化迭代算法——极化优化准则法(Polarized Optimality Criterion Method,POCM)。该算法与SIMP插值模型相结合,在算法更新迭代模型中,构建了具有向两端逼近特性的极化算子,从优化算法本质上使最优解逼近0/1离散特性,有效抑制了拓扑边界上的灰度单元,得到了具有清晰边界的最优拓扑构型,且提高了优化求解效率。经典数值算例表明所提方法的正确性和有效性。

关键词：拓扑优化优化算法灰度单元 0/1离散

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适应增材制造构件倾角约束的拓扑优化方法

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机械设计与制造 2020年第11期 191-194,199页

作者：杜义贤徐明周鹏田启华三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002

为了解决增材制造过程中因为倾角小于临界值,造成倾斜结构无法直接打印的问题,提出一种适应增材制造构件倾角约束的拓扑优化方法,该方法建立了一种新的单元密度更新迭代规则,规定每个单元的可打印密度与相应支撑区域内单元的可打印密度... 详细信息

为了解决增材制造过程中因为倾角小于临界值,造成倾斜结构无法直接打印的问题,提出一种适应增材制造构件倾角约束的拓扑优化方法,该方法建立了一种新的单元密度更新迭代规则,规定每个单元的可打印密度与相应支撑区域内单元的可打印密度之间的关系。将该迭代规则应用于拓扑优化方法中,优化得到的结果能直接进行增材制造,无需其他处理。以MBB梁和悬臂梁为例,定义不同的基底方向,拓扑出相应的构型,并对构型进行模型重构,测量典型的倾角大小。结果表明:所提出的方法能够约束构型的倾角,实现在不添加附加支撑的情况下进行打印。

关键词：增材制造拓扑优化单元密度更新附加支撑

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基于拓扑优化的高承载类蜂窝夹层结构设计

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机械设计与研究 2021年第1期37卷 31-35页

作者：杜义贤孙鹏飞田启华付君健周祥曼叶喜葱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

针对传统蜂窝夹层结构构型单一、共面方向承载性能不足的问题,以蜂窝夹层单胞体积模量最大化为优化目标,建立蜂窝夹层单胞拓扑优化模型,基于能量均匀化理论进行蜂窝夹层单胞等效属性评价,采用改进的优化准则法求解,得到结构边界清晰的... 详细信息

针对传统蜂窝夹层结构构型单一、共面方向承载性能不足的问题,以蜂窝夹层单胞体积模量最大化为优化目标,建立蜂窝夹层单胞拓扑优化模型,基于能量均匀化理论进行蜂窝夹层单胞等效属性评价,采用改进的优化准则法求解,得到结构边界清晰的类蜂窝夹层单胞,通过有限元仿真得到了所优化类蜂窝夹层结构的静力承载和抗冲击性能,并通过实验测试了所优化夹层结构的力学性能。仿真与实验对比研究表明,拓扑优化方法能有效实现类蜂窝夹层构型的创新设计,所优化的类蜂窝夹层结构在共面方向上承载性能较传统六边形蜂窝夹层结构更优。

关键词：拓扑优化夹层结构高承载性能能量均匀化

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基于Isight和Ansys软件的船闸人字门结构优化设计

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水电能源科学 2014年第12期32卷 151-153,74页

作者：田启华汤伟毕李梅三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002

针对目前船闸人字门自重很大而引起闸门顶枢和底枢等关键部件变形磨损等问题,以船闸人字门自重最小为目标函数,以人字门的各面板、腹板厚度和主横梁、背拉杆截面参数为设计变量,以人字门的尺寸参数、最大应力和一阶模态频率为约束条件,... 详细信息

针对目前船闸人字门自重很大而引起闸门顶枢和底枢等关键部件变形磨损等问题,以船闸人字门自重最小为目标函数,以人字门的各面板、腹板厚度和主横梁、背拉杆截面参数为设计变量,以人字门的尺寸参数、最大应力和一阶模态频率为约束条件,根据实际情况建立了船闸人字门结构优化数学模型,基于Isight优化平台和Ansys有限元分析软件对某大型船闸人字门结构进行优化设计。结果表明,优化后的人字门重量较初始设计时减轻了25.3%,既节省了材料成本又保证了船闸人字门的稳定性要求。

关键词：船闸人字门集成优化 Isight Ansys 结构设计

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