检索结果-内蒙古大学图书馆

中国机械工程 2019年第24期30卷 2916-2924页

作者：吴家腾杨宇程军圣湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室

基于齿根应变测试技术和优化理论提出了齿轮时变啮合刚度反求计算方法,并将其应用于齿轮故障机理研究。构建了齿根动态应力与时变啮合刚度反问题模型,并搭建齿轮裂纹故障应变测试实验台来采集齿根应变;建立了相对应的有限元模型并将计... 详细信息

基于齿根应变测试技术和优化理论提出了齿轮时变啮合刚度反求计算方法,并将其应用于齿轮故障机理研究。构建了齿根动态应力与时变啮合刚度反问题模型,并搭建齿轮裂纹故障应变测试实验台来采集齿根应变;建立了相对应的有限元模型并将计算应变与测量应变代入反问题模型,从而实现齿轮啮合刚度的反向求解。计算结果表明,相比解析法和有限元法,所提方法显著提高了求解精度并且具备更高的可靠性。建立了齿根裂纹故障的齿轮系统动力学模型,通过对动力学响应进行时域及频域分析来揭示齿轮裂纹故障机理。

关键词：齿轮裂纹时变啮合刚度反求计算应变测试动力学分析

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SADBN及其在滚动轴承故障分类识别中的应用

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振动与冲击 2019年第15期38卷 11-16,26页

作者：杨宇罗鹏甘磊程军圣湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室

传统的智能诊断方法一般都是基于"特征提取+分类器"模型,其核心在于特征值的提取以及分类器的设计。针对不同的诊断对象,通常需要根据先验知识提取不同的故障特征值,这必将给最终的诊断结果带来诊断误差;与此同时,传统的分类... 详细信息

传统的智能诊断方法一般都是基于"特征提取+分类器"模型,其核心在于特征值的提取以及分类器的设计。针对不同的诊断对象,通常需要根据先验知识提取不同的故障特征值,这必将给最终的诊断结果带来诊断误差;与此同时,传统的分类器一般使用浅层模型,这使得其难以表征信号与装备运行状况之间复杂的映射关系。作为深度学习算法典型代表之一的深度信念网络(Deep Belief Network,DBN),可以直接从原始信号中提取特征并具有深度学习能力,因而已受到越来越多研究者的关注。但是DBN依然存在网络结构需要人为设定的缺陷,这也限制了DBN在工程实际中的应用。为解决DBN网络结构难以确定及如何提升其在工程实际应用中的诊断效率问题,提出了一种新的深度信念网络,即结构自适应深度信念网络(Structure Adaptive Deep Belief Network,SADBN)。与DBN相比,SADBN可以自适应地确定网络结构,有效提高诊断效率。对滚动轴承故障振动信号的分析结果表明了改进网络的有效性。

关键词：深度学习 DBN 网络结构 SADBN 滚动轴承故障诊断

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金属带式无级变速器钢环摩擦损失

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机械工程学报 2018年第14期54卷 169-178页

作者：傅兵周云山胡哓岚李航洋刘云峰张飞铁湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室

针对现有金属带式无级变速器(Continuously variable transmission,CVT)传动效率偏低的问题,以某国产CVT为研究对象,在推导钢环压力模型的和钢环运动学模型的基础上构建钢环摩擦损失计算模型,分析出钢环摩擦损失的分布特性及产生机理。... 详细信息

针对现有金属带式无级变速器(Continuously variable transmission,CVT)传动效率偏低的问题,以某国产CVT为研究对象,在推导钢环压力模型的和钢环运动学模型的基础上构建钢环摩擦损失计算模型,分析出钢环摩擦损失的分布特性及产生机理。研究表明:钢环摩擦损失随输入转矩及转速的增加而增大,其在中间档(Medium ratio,MED)速比至超速档(Overdrive ratio,OD)速比区间上对输入转速的敏感性高于中间档速比至低速档(Low ratio,LOW)速比区间;整个速比范围内,钢环摩擦损失呈近似V状分布;各层钢环的摩擦损失由内至外逐层减小,首层钢环损失是钢环摩擦损失的主要构成部分,节圆间距是导致首层钢环损失的根本原因。计算模型的可信性得到了台架试验的验证。最后根据分析结果提出一种改进的金属带结构,通过将节圆间距设置为零,可大幅降低钢环摩擦损失。为从金属带结构层面改善CVT传动效率提供了一种新的设计思路。

关键词：无级变速器钢环摩擦损失传动效率节圆间距金属带改进

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基于解析有限元的齿根裂纹时变啮合刚度计算方法

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机械工程学报 2018年第23期54卷 56-62页

作者：吴家腾杨宇程军圣湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室

当齿轮发生故障时,时变啮合刚度的变化能够反映齿轮故障特征大小。因此,时变啮合刚度在齿轮传动过程中是一个重要的动力学参数。提出一种新的齿根裂纹啮合刚度计算方法,即解析有限元法(Analytical-finite element method, A-FM)。考虑... 详细信息

当齿轮发生故障时,时变啮合刚度的变化能够反映齿轮故障特征大小。因此,时变啮合刚度在齿轮传动过程中是一个重要的动力学参数。提出一种新的齿根裂纹啮合刚度计算方法,即解析有限元法(Analytical-finite element method, A-FM)。考虑到齿轮发生故障时,啮合刚度解析模型计算精度较低,将应力强度因子引入裂纹齿轮的啮合刚度计算过程。首先定义应力强度因子与啮合刚度之间的关系,通过建立齿轮接触模型计算裂纹尖端附近的应力强度因子,然后将计算结果替代解析模型中故障刚度部分。由于应力强度因子能够敏感地识别齿根裂纹的局部微小变化,故该方法相比于解析法具有更高的计算精度,相比于有限元法具备更快的计算效率。同时,建立6自由度动力学模型,通过对其振动响应进行分析,仿真结果验证了所提方法的可行性。

关键词：解析有限元法时变啮合刚度应力强度因子动力学建模

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铝/钢表面预置粉末激光焊接头的组织与性能

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中国有色金属学报 2019年第5期29卷 942-953页

作者：周惦武姜德福刘金水周来沁潘井春湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室

针对铝/钢焊接的技术难点,采用铝表面预置AlSi12Mg1.5粉、铝/钢层间预置Sn粉的方法,对1.2 mm厚6016铝合金和1.4 mm厚DP590双相钢进行铝上钢下搭接、铝/钢表面同时预置粉末的光纤激光焊接试验,分析接头成形、连接界面显微组织及力学性能... 详细信息

针对铝/钢焊接的技术难点,采用铝表面预置AlSi12Mg1.5粉、铝/钢层间预置Sn粉的方法,对1.2 mm厚6016铝合金和1.4 mm厚DP590双相钢进行铝上钢下搭接、铝/钢表面同时预置粉末的光纤激光焊接试验,分析接头成形、连接界面显微组织及力学性能;利用ANSYS有限元软件,建立铝/钢激光焊接瞬态有限元模型,计算接头温度场分布;利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算预置粉末新形成物相FeSn、Fe3Sn及FeAl3、Fe2Al5等化合物的模量和热力学性能。结果表明:在激光头沿焊接方向偏转10°、激光功率2750 W、焊接速度32 mm/s、离焦量2 mm、Ar保护气体流量20 L/min条件下,铝/钢表面同时预置粉末可实现6016铝合金与DP590双相钢有效连接,无明显气孔、裂纹等缺陷,接头平均线载荷54.16 N/mm,与铝表面预置AlSi12Mg1.5粉、铝/钢层间未预置Sn粉相比,接头性能提高1.6倍;铝表面预置AlSi12Mg1.5粉,焊接元素光谱相对强度和等离子体的电子密度增大,预置AlSi12Mg1.5粉增加上层铝对激光的吸收率,改善焊缝表面成形;当铝/钢层间预置Sn粉时,铝、钢均达到熔化状态,上层铝液和下层钢液的熔合宽度加大,铝/钢横向结合面积增加,焊合率提高;此外,焊缝区晶粒细小,接头界面Fe-Al化合物的层厚度减少,生成高温下结构稳定的FeSn和Fe3Sn等延性新相,因而同时预置粉末获得了较好的铝/钢接头性能。

关键词：激光焊接铝/钢预置粉末 Fe-Al化合物

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添加Si粉激光深熔焊钢/铝接头的显微组织与性能

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机械工程学报 2018年第14期54卷 58-65页

作者：周惦武刘金水卢源志周来沁潘井春湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室

钢/铝结构件在现代交通领域具有广泛应用前景,易生成脆性Fe-Al化合物是钢/铝异种金属焊接亟待解决的难题。采用光纤激光器对1.4mm厚DP590双相钢和1.2 mm厚6016铝合金进行添加Si粉激光深熔焊接实验,利用卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线... 详细信息

钢/铝结构件在现代交通领域具有广泛应用前景,易生成脆性Fe-Al化合物是钢/铝异种金属焊接亟待解决的难题。采用光纤激光器对1.4mm厚DP590双相钢和1.2 mm厚6016铝合金进行添加Si粉激光深熔焊接实验,利用卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射和微机控制电子万能试验机等研究添加Si粉前后焊接试样金相组织、断口形貌、界面元素分布、主要物相与接头力学性能,采用高速摄像机同步拍摄焊接过程中金属蒸汽/等离子体形貌,采用光谱仪采集金属蒸气/等离子体的发射光谱。结果表明,激光功率2 000W,焊接速度50mm/s,离焦量+2mm,Ar气为保护气体且流量为15L/min条件下,添加Si粉焊接试样焊缝表面成形性良好,没有气孔、裂纹等缺陷,焊接接头平均线载荷108 N/mm,与没有添加Si粉相比,线载荷提高8%。由于添加Si粉增大焊接试件对激光能量吸收,增加焊接熔深,熔宽两侧Al含量变化不大,焊缝区晶粒未粗化,钢、铝熔池流动性得到改善,钢/铝界面层厚度降低,Si与Fe、Al发生冶金反应形成延性Al0.5Fe3Si0.5新相,抑制或减少脆性Fe-Al化合物生成,因此添加Si粉能改善焊接接头力学性能。

关键词：激光深熔焊钢/铝异种金属添加Si粉冶金反应

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一种面向球姿态检测的图像透视畸变校正方法

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中国机械工程 2019年第18期30卷 2242-2249,2256页

作者：刘坚王媛媛湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室

针对球姿态视觉检测中图像的“近大远小”透视畸变问题,提出了一种面向球姿态检测的图像透视畸变校正方法。基于相机成像模型分析了透视畸变的特点及产生原因,根据已知的球体特征模型、相机标定技术和逆透视变换原理构建了图像透视畸变... 详细信息

针对球姿态视觉检测中图像的“近大远小”透视畸变问题,提出了一种面向球姿态检测的图像透视畸变校正方法。基于相机成像模型分析了透视畸变的特点及产生原因,根据已知的球体特征模型、相机标定技术和逆透视变换原理构建了图像透视畸变校正模型,进而实现球体任意姿态图像的透视畸变校正。实验结果表明,利用该方法测量直径60mm以内的球体姿态时平均绝对误差低于0.6°,且该方法适用于工业生产中球体的其他视觉测量。

关键词：视觉测量球姿态检测逆透视变换透视畸变校正标定

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箔片气体轴承静态特性和温度特性实验

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航空动力学报 2017年第6期32卷 1394-1399页

作者：冯凯邓志洪赵雪源李文俊郭志阳湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室 410082

建立箔片气体径向轴承静态特性和温度特性测试实验台,通过变载荷和变转速两种实验方式对轴承起飞转速、摩擦阻力矩和轴承温升进行测量,研究分析轴承静态特性、温度特性与载荷、转速之间的关系.实验结果表明:在启停阶段,由于没有形成气膜... 详细信息

建立箔片气体径向轴承静态特性和温度特性测试实验台,通过变载荷和变转速两种实验方式对轴承起飞转速、摩擦阻力矩和轴承温升进行测量,研究分析轴承静态特性、温度特性与载荷、转速之间的关系.实验结果表明:在启停阶段,由于没有形成气膜,箔片气体轴承的摩擦阻力矩会出现较大的峰值,但当达到某一特定转速(起飞转速)后,摩擦阻力矩会迅速下降到某一极小值,并且起飞后的稳态轴承转矩会随载荷和转速的增大而增加.稳定状态下的轴承温度会稳定在某一值且相对于室温的温升极小,而且随着转速、载荷的增加近似于线性增大.

关键词：箔片气体轴承静态特性温度特性实验台载荷转速

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激光焊接镁/铝异种金属的显微组织与性能

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稀有金属材料与工程 2015年第10期44卷 2440-2444页

作者：周惦武田伟徐少华刘金水湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082

对1.8 mm厚AZ91镁合金和1.2 mm厚6016铝合金平板试件进行激光搭接焊试验,利用体视显微镜、卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子显微硬度仪、微机控制电子万能试验机等手段研究镁/铝焊缝的表面成形性、接头区域的金相组织、界... 详细信息

对1.8 mm厚AZ91镁合金和1.2 mm厚6016铝合金平板试件进行激光搭接焊试验,利用体视显微镜、卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子显微硬度仪、微机控制电子万能试验机等手段研究镁/铝焊缝的表面成形性、接头区域的金相组织、界面元素分布、断口形貌、主要物相、显微硬度与接头力学性能。结果表明:激光功率1900 W,焊接速度50 mm/s,离焦量f为0,Ar气保护气体流量为15 L/min时,焊缝表面成形性良好,热影响区窄,晶粒细化;焊接接头平均抗拉强度和抗剪强度分别为13.99和12.79 MPa,镁侧和铝侧焊缝硬度均高于母材;剪切断口较平坦、光滑,出现相互平行的疲劳条纹;拉伸断口存在较多高度不一致的解理台阶,呈脆性断裂特征;镁/铝焊缝界面存在Mg17Al12、Mg2Al3主要物相,其中Mg17Al12脆性相高温下比Mg2Al3延性相结构稳定,是镁/铝焊接接头呈现脆性特征和较难实现焊接的主要原因。

关键词：镁/铝异种金属激光焊接金属间化合物力学性能

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侧吹气体对光纤激光修锐青铜金刚石砂轮等离子体特性影响

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光谱学与光谱分析 2014年第5期34卷 1153-1157页

作者：张勇陈根余周聪邓辉徐建波周兴才湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082

为了研究辅助侧吹氩气对光纤激光修锐青铜结合剂金刚石砂轮等离子体的影响,利用高速摄像机拍摄不同侧吹工艺参数下等离子体空间膨胀形态,结果表明:氩气降低了等离子体的膨胀高度,随着压力增加,等离子体的膨胀距离减小,等离子抑制作用增... 详细信息

为了研究辅助侧吹氩气对光纤激光修锐青铜结合剂金刚石砂轮等离子体的影响,利用高速摄像机拍摄不同侧吹工艺参数下等离子体空间膨胀形态,结果表明:氩气降低了等离子体的膨胀高度,随着压力增加,等离子体的膨胀距离减小,等离子抑制作用增强。利用光谱仪研究了等离子体发射光谱在砂轮径向上的最大值随氩气压力的变化情况,并根据Boltzmann斜线法和Stark展宽法,计算不同氩气压力下等离子体在砂轮径向上电子温度和电子数密度的最大值,结果表明:气体压力增大,等离子体光谱线强度先增大后减小,等离子体光谱线强度在0.2MPa时达到峰值,较大的氩气压力明显降低等离子体电子温度和电子数密度,从而减小对砂轮表面形貌的影响。利用超景深三维扫描仪观测添加侧吹气体前后砂轮表面形貌,结果表明:0.5MPa侧吹氩气后,砂轮表面形貌质量明显优于未添加侧吹气体时。

关键词：光谱学激光修锐侧吹气体等离子体电子温度电子数密度

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