检索结果-内蒙古大学图书馆

振动与冲击 2025年第6期44卷 272-281页

作者：丁旺才张建栋葛菲元吴少培李得洋李国芳兰州交通大学机电工程学院兰州730070 西安交通工程学院机械与电气工程学院西安710300

为研究重载铁路小半径曲线钢轨型面优化问题,以外、内轨钢轨磨耗面积及滚动圆半径差为优化目标,在考虑减缓磨耗的同时对车辆通曲能力进行优化,运用克里格理论拟合目标函数得到相应的数学模型;通过非均匀有理样条曲线对钢轨廓形进行参数... 详细信息

为研究重载铁路小半径曲线钢轨型面优化问题,以外、内轨钢轨磨耗面积及滚动圆半径差为优化目标,在考虑减缓磨耗的同时对车辆通曲能力进行优化,运用克里格理论拟合目标函数得到相应的数学模型;通过非均匀有理样条曲线对钢轨廓形进行参数化描述,结合第二代非支配遗传算法对目标函数进行求解得到优化目标对应的优化廓形,并从优化型面的磨耗性能、动力学性能、钢轨滚动接触疲劳及车轮磨耗性能等方面进行评价。结果表明:设计变量的范围对目标函数影响显著,优化设计变量范围后求解得到的最优廓形在磨耗面积和滚动圆半径差上的表现均优于初始设计变量范围对应的最优廓形;优化型面在磨耗指数、磨耗功及钢轨磨耗量方面均优于初始CN75型面,在轮对横移量等动力学性能方面也均优于初始CN75型面,可以更好保证列车运行的安全性和稳定性;在钢轨滚动接触疲劳方面,优化型面均优于初始CN75型面,其中右轨的优化效果最为显著;在车轮磨耗方面,优化型面与初始CN75型面对车轮的磨耗影响差异较小,外、内轨优化型面整体磨耗量较初始CN75型面有微幅减少,优化型面车轮磨耗性能优于初始CN75型面。

关键词：轮轨磨耗小半径曲线钢轨型面优化设计变量影响效应第二代非支配遗传算法钢轨疲劳损伤

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摆杆式锻造操作机悬挂机构的力学特性研究

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机械工程学报 2025年第1期61卷 232-242页

作者：张苗苗刘艳妍杨晋杨晓波张起樑兰州交通大学机电工程学院兰州730070

锻造操作机具有大惯量,强冲击的特点,因此对操作机各构件的受力特点的研究是十分有必要的。为研究缓冲缸与平升缸之间的受力关系问题,对悬挂机构进行了运动分析以求解各构件的位置,建立了钳杆位移和两缸位移的映射关系;采用传统受力方... 详细信息

锻造操作机具有大惯量,强冲击的特点,因此对操作机各构件的受力特点的研究是十分有必要的。为研究缓冲缸与平升缸之间的受力关系问题,对悬挂机构进行了运动分析以求解各构件的位置,建立了钳杆位移和两缸位移的映射关系;采用传统受力方法对悬挂机构各杆件进行分析,建立了缓冲缸与平升缸的力学模型;利用MATLAB分析了各参数对两缸受力变化的作用规律;在上述研究的基础上,选择粒子群算法对关键参数进行了优化得到满足条件的非劣解集,并采用逼近理想解排序法从非劣解集中寻求最优解。优化结果表明合理选择参数可以有效减小平升缸受力,改变缓冲缸对平升缸的受力影响,该结论为进一步优化缓冲缸的缓冲性能提供一种可行思路,对提高操作机力承载性能、降低能耗具有重要意义。

关键词：锻造操作机平升缸缓冲缸受力特性参数优化

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考虑RAMS的动车组部件预防性维修策略

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哈尔滨工程大学学报 2025年第2期46卷 309-319页

作者：伊成山王红兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070 青海民族大学土木与交通工程学院青海西宁810000

为保证动车组部件安全可靠工作,实现维修部门安全和效益目标,本文针对运行里程达到四级修后进行更换的动车组部件为研究对象,提出一种考虑RAMS指标的动车组部件预防性维修策略,该策略考虑了RAMS指标对部件维修策略的影响,采用初级修、... 详细信息

为保证动车组部件安全可靠工作,实现维修部门安全和效益目标,本文针对运行里程达到四级修后进行更换的动车组部件为研究对象,提出一种考虑RAMS指标的动车组部件预防性维修策略,该策略考虑了RAMS指标对部件维修策略的影响,采用初级修、高级修和发生故障进行小修的维修方式,引入了役龄递减因子和故障率递增因子来描述不同维修方式的维修效果。以动车组部件的可靠度阈值为决策变量,可用度要求为约束条件,将维修性和安全性指标量化为成本和时间,建立了多目标优化模型。分析安全性风险因子和维修性损失因子对部件可靠度阈值的敏感性,并探究不同优化目标对维修策略优化倾向的影响。结果表明:RAMS指标应用于动车组部件的维修策略后,采取较高的可靠度阈值能有效控制部件小修次数;安全性风险因子和维修性损失因子对策略优化结果具有显著影响;调整目标函数加权因子取值,可使策略具有较强的优化倾向;考虑RAMS指标预防性维修策略更具经济性,为动车组部件维修决策提供理论支持。

关键词：预防性维修动车组部件可靠度、可用度、维修性、安全性可靠度阈值层次分析法维修成本维修时间多目标优化

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单密封带滑靴高速应用的制约因素分析

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中国机械工程 2025年第1期36卷 96-103页

作者：莫虎胡燕平湖南科技大学机电工程学院湘潭411201

为研究制约单密封带滑靴高速应用的因素,计入密封带磨损轮廓,建立了滑靴副流固热耦合动力学模型,分析了转速及密封带宽度对底面油膜厚度、运行姿态、支承刚度和泄漏的影响。结果表明:高转速下,滑靴离心力矩增大时,倾角增大,底面最小间... 详细信息

为研究制约单密封带滑靴高速应用的因素,计入密封带磨损轮廓,建立了滑靴副流固热耦合动力学模型,分析了转速及密封带宽度对底面油膜厚度、运行姿态、支承刚度和泄漏的影响。结果表明:高转速下,滑靴离心力矩增大时,倾角增大,底面最小间隙减小;动压效应增强时,吸油侧间隙增大,油膜刚度降低,偏磨风险增大。密封带增宽可提高滑靴底面的支承刚度,但密封带外内径比超过1.6会导致底面油膜增厚、泄漏增加。研究认为,泄漏和偏磨是制约单密封带滑靴高速应用的主要因素;在宽密封带基础上,考虑微结构以限制楔形动压效应,可能是提高滑靴允用转速范围的有效途径。

关键词：滑靴副磨损流固热耦合动压效应

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电流变阀微观成链特性及流量控制研究

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机床与液压 2025年第9期 168-173页

作者：雷先华陈星光贺沅玮雷宇茜庄钰湖南交通工程学院机电工程学院湖南大学机械与运载工程学院

电流变阀通过电场强度实现阀的流量无级调节，能够很好地实现微型化和机电液一体化，广泛应用于流体控制系统中。针对电流变阀在流量控制中微观成链特性与宏观性能关联机制不明确的问题，研究电流变阀在静/动态场下电场强度、流道尺寸... 详细信息

电流变阀通过电场强度实现阀的流量无级调节，能够很好地实现微型化和机电液一体化，广泛应用于流体控制系统中。针对电流变阀在流量控制中微观成链特性与宏观性能关联机制不明确的问题，研究电流变阀在静/动态场下电场强度、流道尺寸和流速对电流变阀中电流变效应的影响，通过可视化实验清楚描述介电微颗粒的动力学行为和链成型的演变过程，为电流变阀流量控制提供研究依据。结果显示：电场强度增大对链成型和电渗效应有益，但场强过大将产生电离和击穿现象；电流变阀流速直接影响链状结构的牢固程度，耦合场下不能忽略基液的黏性力对介电微粒的影响；静态场下电流变阀流道高度10 mm较5 mm所形成的链结构更完整/紧密，而动态耦合场下5 mm高度流道中链状结构强度好，更具有抵抗流动场的能力；在研究电流变阀流量控制时必须考虑动态耦合场的作用，以达到最优化参数的目的。

关键词：电流变阀微观成链特性流量控制耦合场流道尺寸

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高速铁路车轮多边形和钢轨波磨相关性及影响

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振动.测试与诊断 2025年第1期45卷 45-50,199页

作者：崔晓璐卜涵徐晓天尹越徐佳杨红娟重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 成都理工大学机电工程学院成都610059

基于轮轨系统摩擦耦合振动会引发车轮多边形和钢轨波磨的问题,以高速铁路长大坡道直线区段作为研究对象,建立了高速铁路轮轨系统的有限元模型,研究长大坡道直线区段轮轨系统的摩擦耦合振动特性,阐明了车轮多边形和钢轨波磨的耦合特性。... 详细信息

基于轮轨系统摩擦耦合振动会引发车轮多边形和钢轨波磨的问题,以高速铁路长大坡道直线区段作为研究对象,建立了高速铁路轮轨系统的有限元模型,研究长大坡道直线区段轮轨系统的摩擦耦合振动特性,阐明了车轮多边形和钢轨波磨的耦合特性。研究结果表明:高速铁路长大坡道区段趋于饱和的轮轨蠕滑力,容易诱导轮轨系统的摩擦耦合振动,从而引发具有频率相关性的车轮多边形和钢轨波磨;具有频率相关性的车轮多边形和钢轨波磨均会加剧轮轨系统的摩擦耦合振动,其中车轮多边形的影响更为明显;无频率相关性的车轮多边形和钢轨波磨相互作用时,并未体现出相互促进的关系,且实际情况中难以出现完全吻合的具有频率相关性的车轮多边形和钢轨波磨,因此二者在后续发展中关联性较弱。

关键词：高速铁路车轮多边形钢轨波磨摩擦耦合振动耦合特性关联性

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典型钢轨波磨病害下高速轮轨瞬态滚动接触及磨损行为分析

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振动与冲击 2025年第5期44卷 67-79页

作者：丁旺才马帅靳忠渊李得洋吴少培李国芳兰州交通大学机电工程学院兰州730070 西安交通工程学院机械与电气工程学院西安710300 中国铁路太原局集团有限公司太原车辆段太原030000

以典型钢轨波磨病害为研究对象,构建了考虑轨下结构及轮轨弹塑性接触的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用基于有限元模型的三维磨损分布计算方法,研究了匀速和牵引状态下轮轨接触特性及钢轨磨损行为的差异,以及牵引状态下不同病害参... 详细信息

以典型钢轨波磨病害为研究对象,构建了考虑轨下结构及轮轨弹塑性接触的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用基于有限元模型的三维磨损分布计算方法,研究了匀速和牵引状态下轮轨接触特性及钢轨磨损行为的差异,以及牵引状态下不同病害参数钢轨波磨对轮轨接触特性及磨损的影响规律。结果表明,牵引状态下轮轨纵向力受固有刚度不平顺影响更显著,波磨对相对滑移的影响与纵向力有关,且需在固有刚度不平顺影响基础上叠加,叠加效果与波磨波长和谷深有关。在波磨谷深限值内,当波磨波长较短或谷深较大时,纵向力会出现与波磨几何相似的振型,导致相对滑移分布与波磨几何相关,接触压力变化进一步影响磨损深度,使波峰附近磨损增加,波谷附近磨损减少,波磨进一步发展。由于磨损增量相位与波磨几何相位差较小,钢轨波磨有减缓趋势,波磨在较大波长及谷深下减缓较快。研究结论以期为高速轮轨波磨区段钢轨维护策略提供理论参考。

关键词：高速铁路钢轨波磨瞬态动力学有限元分析磨损分析轮轨接触特性

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多作物联合收获机独立调节式凹板筛设计与试验

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农业工程学报 2025年第3期41卷 11-21页

作者：康家鑫王修善谢方平侯杰李奇刘安稳湖南农业大学机电工程学院长沙410128 湖南工程学院机械工程学院湘潭411104 智能农机装备湖南省重点实验室长沙410128

为提升不同作物机械收获作业性能,改善脱出物与清选气流的匹配程度,该研究设计了一种独立调节式凹板筛,主要由长凹板筛、短凹板筛、电缸以及控制系统组成,长、短凹板筛之间装有密封橡胶,电缸控制凹板筛调节脱粒间隙,从而改变物料内部搓... 详细信息

为提升不同作物机械收获作业性能,改善脱出物与清选气流的匹配程度,该研究设计了一种独立调节式凹板筛,主要由长凹板筛、短凹板筛、电缸以及控制系统组成,长、短凹板筛之间装有密封橡胶,电缸控制凹板筛调节脱粒间隙,从而改变物料内部搓擦作用强度,使其与气流场分布相匹配。为验证装置的通用性以及工作性能,以大豆为试验材料,以收获机的喂入量、前后滚筒长度比、前滚筒转速、滚筒转速差、左前脱粒间隙、前间隙差、左后脱粒间隙、后间隙差为影响因素,以破碎率、损失率和含杂率为评价指标进行响应面优化试验。试验结果表明,大豆收获的最优参数组合为:喂入量3.4 kg/s,前后滚筒长度比1:2,前滚筒转速443 r/min,滚筒转速差93 r/min,左前脱粒间隙22.7 mm,前脱粒间隙差5.4 mm,左后脱粒间隙18.6 mm,后脱粒间隙差3 mm,此时破碎率为2.64%,损失率为1.12%,含杂率为1.97%。采用相同试验方法分别以玉米、水稻为试验材料进行试验,结果显示玉米收获的最优参数组合为:喂入量3.7 kg/s,前后滚筒长度比1:2,前滚筒转速400 r/min,滚筒转速差134 r/min,左前脱粒间隙25 mm,前脱粒间隙差3.9 mm,左后脱粒间隙20.1 mm,后脱粒间隙差5.7 mm,对应的评价指标分别为2.08%、0.85%、0.97%。水稻收获的最优参数组合为:喂入量3.5 kg/s,前后滚筒长度比1:1,前滚筒转速455 r/min,滚筒转速差为62 r/min,左前脱粒间隙21.7 mm,前脱粒间隙差10 mm,左后脱粒间隙15 mm,后脱粒间隙差1.3 mm,对应的评价指标分别为1.12%、0.81%、1.16%,与传统脱粒分离装置相比,作业性能均有所提升。

关键词：农业机械收获机独立调节式凹板筛脱粒间隙响应面优化设计与试验

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双级时效对铸造Al-Si-Mg-Cu合金微观组织和力学性能的影响

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湖南大学学报(自然科学版) 2025年第4期52卷 186-194页

作者：朱聪聪何家威耿汝伟董瑞煌高文理中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 湖南大学材料科学与工程学院湖南长沙410082

采用扫描电镜、透射电镜和室温拉伸测试研究了双级时效工艺对铸造Al-Si-MgCu合金微观组织和力学性能的影响.本研究采用的双级时效制度是低温预时效和高温终时效.结果表明:合金在低温预时效阶段会形成更多析出形核点,经高温终时效后,合... 详细信息

采用扫描电镜、透射电镜和室温拉伸测试研究了双级时效工艺对铸造Al-Si-MgCu合金微观组织和力学性能的影响.本研究采用的双级时效制度是低温预时效和高温终时效.结果表明:合金在低温预时效阶段会形成更多析出形核点,经高温终时效后,合金中析出更多的θ′′相并有β′′相析出.当预时效制度为155℃/8 h时,随着终时效温度的升高,合金内θ′′相的尺寸逐渐增大,β′′相形貌变化并不明显,合金的抗拉强度随着终时效温度的升高呈先上升后下降的趋势,合金的延伸率随着终时效温度的升高呈显著下降的趋势,165℃为合金较好的终时效温度;当双级时效制度为155℃/x h+165℃/2 h时,随着预时效时间的增加,合金中θ′′相和β′′相的数量逐渐增多;当双级时效制度为155℃/8 h+165℃/x h时,随着终时效时间的增加,θ′′相的尺寸呈逐渐增大的趋势,在终时效时间为8 h之前,合金中β′′相的数量和尺寸并没有明显变化,继续延长终时效时间β′′相也开始长大.通过优化双级时效工艺,可实现θ′′相与β′′相的双析出相强化,经过155℃/8 h+165℃/2 h双级时效后的抗拉强度最高可达380 MPa,经过155℃/8 h+165℃/8 h双级时效后的断后延伸率提高至3.4%.

关键词：铸造Al-Si-Mg-Cu合金双级时效析出相力学性能

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磁驱胶囊机器人在弯曲小肠内摩擦阻力建模

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力学学报 2025年第2期57卷 464-472页

作者：郭志明黄翼刘涛方棋洪李铁风梁亮长沙学院机电工程学院长沙410022 湖南大学机械与运载工程学院长沙410082 浙江大学航空航天学院杭州310027

磁驱胶囊机器人具有非接触、高穿透性和控制模式丰富等特点,被认为是最理想的胃肠道疾病诊疗手段之一,但在狭窄肠道中服役时也存在漏检和滞留的风险.胶囊机器人在生物肠道内运行摩擦阻力的数学模型和影响因素,是胶囊机器人高效驱动和精... 详细信息

磁驱胶囊机器人具有非接触、高穿透性和控制模式丰富等特点,被认为是最理想的胃肠道疾病诊疗手段之一,但在狭窄肠道中服役时也存在漏检和滞留的风险.胶囊机器人在生物肠道内运行摩擦阻力的数学模型和影响因素,是胶囊机器人高效驱动和精准控制的理论基础.文章针对胶囊机器人在弯曲兔小肠内挤胀运行工况,采用非线性黏弹性本构模型刻画肠道力学特征,建立了胶囊机器人在弯曲肠道内挤胀运行时的摩擦阻力理论模型,其中兔小肠力学参数和其与胶囊间的摩擦系数由实验测得.采用前面得到的理论模型,分析了小肠弯曲半径、胶囊长度和胶囊半径等几何参数对胶囊摩擦阻力的影响规律.研究表明,胶囊机器人所受摩擦阻力可以等效为克服肠道弯矩产生的摩擦力,加上直肠道中偏心挤胀运行产生的摩擦力.减小肠道弯曲曲率,或增大胶囊机器人半径,胶囊机器人受到的运动阻力将增加;胶囊长度是胶囊在弯曲肠道内运行时运动阻力的最敏感因素,随着胶囊长度的增加,胶囊运动阻力将显著增加.研究结果将为胶囊机器人在人体胃肠道运行阻力研究和实验建模提供理论支撑,为磁驱胶囊机器人运行驱动和精准控制提供参考.

关键词：磁驱胶囊机器人弯曲小肠摩擦阻力建模非线性黏弹性本构模型

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