检索结果-内蒙古大学图书馆

力学学报 2021年第11期53卷 2984-2995页

作者：张颖王伟曹军义西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049 郑州大学力学与安全工程学院郑州450001

混沌和分岔使得多稳态俘能系统的非线性动力学响应对系统结构参数非常敏感,导致了系统的非线性特性正向设计比较困难.为了定量地表征非线性恢复力与结构参数的关系,提出了一种多稳态俘能系统的准确磁力建模方法.推导了多稳态俘能系统端... 详细信息

混沌和分岔使得多稳态俘能系统的非线性动力学响应对系统结构参数非常敏感,导致了系统的非线性特性正向设计比较困难.为了定量地表征非线性恢复力与结构参数的关系,提出了一种多稳态俘能系统的准确磁力建模方法.推导了多稳态俘能系统端部磁铁和外部磁铁的相对距离和转角位置,并采用磁荷理论建立了多稳态系统的非线性磁力模型.通过搭建实验平台测量了不同结构参数条件下多稳态系统的非线性磁力,并对比了本方法与传统方法和实验测量的结果.结果表明:本方法的磁力计算结果与实验测量值吻合较好,双稳态系统和三稳态系统的磁力峰值误差分别仅为4.3%和6.49%,验证了本方法计算多稳态系统非线性磁力的有效性.此外,基于本方法探究了多稳态系统结构参数对系统势阱的影响机理,获取了多稳态系统的稳态临界位置,研究了双稳态和三稳态系统在不同结构参数下的响应电压规律.参数优化结果表明,双稳态系统在竖直距离为34 mm时,均方电压最大为10.22 V;三稳态系统在竖直距离为28 mm且水平距离为8 mm时,均方电压最大为12.7 V.该研究提出的模型以期为多稳态系统的输出性能优化设计提供借鉴.

关键词：能量俘获多稳态系统非线性动力学磁力建模参数优化

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25Cr3Mo低合金钢在模拟矿井水环境下的腐蚀磨损行为

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热加工工艺 2024年第21期53卷 106-113页

作者：燕超仝哲曾群锋成跃王一钢中北大学先进制造技术山西省重点实验室山西太原030051 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安710016 太重煤机有限公司山西太原030051

以25Cr3Mo低合金钢为研究对象,探索酸性、中性及碱性三种模拟矿井水环境下,采煤机滑靴材料25Cr3Mo钢表面的腐蚀磨损损伤行为。通过分析摩擦系数曲线、磨损形貌、元素分布及其化学态,定量计算不同条件下的比磨损率,揭示采煤机滑靴在模拟... 详细信息

以25Cr3Mo低合金钢为研究对象,探索酸性、中性及碱性三种模拟矿井水环境下,采煤机滑靴材料25Cr3Mo钢表面的腐蚀磨损损伤行为。通过分析摩擦系数曲线、磨损形貌、元素分布及其化学态,定量计算不同条件下的比磨损率,揭示采煤机滑靴在模拟矿井水下的损伤机理。结果表明:25Cr3Mo钢在酸性、中性矿井中的稳定摩擦系数约为0.15,而在碱性矿井水下稳定摩擦系数下降至0.10,均小于干摩擦环境下的摩擦系数(0.27)。三种模拟矿井水下,25Cr3Mo钢的比磨损率相较于干摩擦均可降低一个数量级,但模拟矿井水环境中,25Cr3Mo钢表面会形成大量腐蚀凹坑,最大深度可达3.42μm。在酸性和中性矿井水下,25Cr3Mo表面的腐蚀产物均为Fe_(3)O_(4),且酸性环境中的腐蚀产物层出现大量微裂纹,而碱性矿井水下腐蚀产物中既含有Fe_(3)O_(4),又有α-FeOOH和α-Fe_(2)O_(3)。

关键词： 25Cr3Mo钢模拟矿井水干摩擦腐蚀磨损性能表面损伤

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基于温度场原理的真空管道真空度测试系统平台设计与实现

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真空科学与技术学报 2022年第10期42卷 726-730页

作者：曹虎银姜浩王强李纪虎曾群锋榆林市特种设备检验检测院榆林719000 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

为了满足无预留真空度检测口的液化天然气(LNG)低温真空管道真空度的测量,本文提出了基于温度场原理的真空度测试方法,设计并实现了基于温度场原理的低温真空管道真空度测试系统平台。该低温真空管道真空测试系统结构简单、成本低廉、... 详细信息

为了满足无预留真空度检测口的液化天然气(LNG)低温真空管道真空度的测量,本文提出了基于温度场原理的真空度测试方法,设计并实现了基于温度场原理的低温真空管道真空度测试系统平台。该低温真空管道真空测试系统结构简单、成本低廉、使用方便,主要包括内管、隔热层、外管、温度传感器和数据采集系统等组件:内管里填充了低温液体,隔热层内层为玻璃纤维纸、外层为铝箔,外管将内管封闭在内且其上有抽真空口以及真空计连接口,温度计测量外管温度,模拟了低温真空管道真空夹层压强对管道保冷性能的影响。主要对真空测试系统中内管道的真空度、外管的温度等相关技术参数进行现场实验验证,实验结果达到了预期的指标要求。

关键词：低温真空真空度测量温度真空系统测试平台

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涡轮叶片裂纹故障的3维叶尖间隙变化特性分析

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航空发动机 2022年第6期48卷 92-97页

作者：熊逸伟张小栋刘洪成黄鑫徐志豪朱家浩西安交通大学机械工程学院西安710049 现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

为了分析涡轮叶片裂纹故障的3维叶尖间隙动态变化特性,以3维叶尖间隙动态测量试验台上的模拟涡轮转子为研究对象,建立了涡轮叶片3维叶尖间隙的有限元分析模型;采用数值仿真分析方法分别深入地分析了无裂纹涡轮叶片和不同长度裂纹叶片3... 详细信息

为了分析涡轮叶片裂纹故障的3维叶尖间隙动态变化特性,以3维叶尖间隙动态测量试验台上的模拟涡轮转子为研究对象,建立了涡轮叶片3维叶尖间隙的有限元分析模型;采用数值仿真分析方法分别深入地分析了无裂纹涡轮叶片和不同长度裂纹叶片3维叶尖间隙的动态变化特性。结果表明:对于无裂纹涡轮叶片,气动载荷会导致其发生弯曲变形,进而,导致轴向偏转角呈先增大后减小的变化趋势,周向滑移角则逐渐减小,并且气动载荷对轴向偏转角和周向滑移角的影响比对径向间隙的影响更为显著;对于有裂纹涡轮叶片,在气动载荷、离心载荷、叶片尾缘裂纹故障以及叶片自身形态等多种因素的共同影响下,导致径向间隙呈现逐渐增大,而轴向偏转角和周向滑移角均呈现逐渐减小的变化趋势。

关键词： 3维叶尖间隙裂纹涡轮叶片轴向偏转角周向滑移角有限元变化特性航空发动机

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基于光度立体视觉三维重构算法的微观磨损形貌原位测量原理及方法

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机械工程学报 2021年第10期57卷 1-9页

作者：朱可霍彦文武通海陈志雄西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049 上海工程技术大学航空运输学院上海201620

基于图像的表面微观磨损形貌分析在磨损机理及状态分析中具有重要的地位,三维显微成像技术的应用已经将二维磨损形貌图像分析拓展到更丰富的三维分析领域。然而,从设备维护及故障监测的角度,在机或原位测量显然比上述先进测量更具吸引力... 详细信息

基于图像的表面微观磨损形貌分析在磨损机理及状态分析中具有重要的地位,三维显微成像技术的应用已经将二维磨损形貌图像分析拓展到更丰富的三维分析领域。然而,从设备维护及故障监测的角度,在机或原位测量显然比上述先进测量更具吸引力,并且复杂、昂贵的先进表面测量技术至今无法打破其在机或原位测量的壁垒。针对现场检测与三维分析的需求,将光度立体视觉原理引入至微观磨损形貌的原位测量,借助便携式平面图像采集系统进行光学设计,提出一种采用多阴影平面图像的三维表面重构方法。首先,通过张正友标定法实现空间点由图像坐标系到相机坐标系的转换;然后,基于成像系统建立近场点光源模型,并由光度立体视觉算法求解表面法向量;最后,基于FC算法计算表面深度与高度信息,完成磨损表面微观形貌三维重构。基于上述方法,研制便携式图像采集与三维重构系统,分别对平面和曲面两类表面进行检测试验,并与共聚焦显微镜测量结果进行对比。测量与对比结果表明,截面曲线上特征点之间的高度差误差小于4.2%,截面二维参数误差小于10.9%,三维表面参数误差小于12.9%。上述工作表明,所提出的方法为机械设备部件磨损表面原位测量与分析提供有效的技术手段。

关键词：磨损表面形貌原位测量三维重构图像光度立体视觉微观形貌

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单兵救援助力外骨骼机器人的设计与特性分析

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兵工学报 2022年第9期43卷 2037-2047页

作者：宋纪元朱爱斌屠尧张甲林张育林西安交通大学机器人与智能系统研究所陕西西安710049 陕西省智能机器人重点实验室陕西西安710049 现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安710049 空军装备部驻西安地区军事代表局陕西西安710082

针对单兵救援人员对装甲车内伤员实施救助时体力不足的问题,开展外骨骼辅助救援者的设计与特性分析研究。通过对人体弯腰提升过程运动机理的研究,开展救援外骨骼的机构设计、运动学与动力学分析。基于分散负载的理念,融合外骨骼方案和... 详细信息

针对单兵救援人员对装甲车内伤员实施救助时体力不足的问题,开展外骨骼辅助救援者的设计与特性分析研究。通过对人体弯腰提升过程运动机理的研究,开展救援外骨骼的机构设计、运动学与动力学分析。基于分散负载的理念,融合外骨骼方案和外肢体方案,提出一种辅助人体提升重物的并联助力机构,设计一种单兵救援提升助力系统,完成救援外骨骼的样机研制并通过实验验证了样机运动的有效性。研究结果表明:救援外骨骼机器人能够实现救援者提升过程的运动需求,并能够实现分散救援者负载、提高救援效率的目标。

关键词：机器人助力外骨骼外肢体单兵救援腰部助力

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面向机械装备健康监测的数据质量保障方法研究

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机械工程学报 2021年第4期57卷 1-9页

作者：雷亚国许学方蔡潇李乃鹏孔德同张勇铭西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049 华电电力科学研究院有限公司杭州310030

工业"大数据"时代的到来为机械装备健康监测带来了新机遇。然而,由于运行环境异常、人为因素干扰以及采集设备故障等,机械装备健康监测大数据中往往混杂大量与健康状态无关的异常值或缺失值数据,从而造成数据质量下降。监测... 详细信息

工业"大数据"时代的到来为机械装备健康监测带来了新机遇。然而,由于运行环境异常、人为因素干扰以及采集设备故障等,机械装备健康监测大数据中往往混杂大量与健康状态无关的异常值或缺失值数据,从而造成数据质量下降。监测数据中掺杂的劣质数据容易造成对机械装备健康状态的误判,进而导致运维策略制定不当。为保障数据质量,提出一种机械装备健康监测振动数据恢复的张量分解方法。针对机械装备不同转速的振动数据,构建以转速、时窗、小波尺度和时间为维度的四阶张量,利用Tucker分解从中挖掘蕴含的机械健康状态信息,并通过张量填充对缺失值数据进行恢复。分别采用仿真数据和试验台数据验证了提出方法的有效性,结果表明,与传统数据恢复方法相比,提出方法恢复的数据与真实数据的拟合度更高。将提出方法应用于风电装备监测数据恢复,保障了监测数据的质量。

关键词：机械装备健康监测数据质量保障数据恢复缺失值数据张量分解

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基于最优传输理论的滚动轴承故障迁移诊断方法

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轴承 2023年

作者：张中伟孙苗青路行超张帅李乃鹏华电莱州发电有限公司华电电力科学研究院有限公司西安交通大学现代设计与转子轴承系统教育部重点实验室

现有的滚动轴承智能诊断方法多以单一工况下故障数据构建，而实际工程中设备工况多，变换频繁，不同工况下的监测数据差异明显。对于在多工况下服役的滚动轴承而言，单一工况数据训练的模型难以准确识别不同工况下的故障，导致误诊漏诊... 详细信息

现有的滚动轴承智能诊断方法多以单一工况下故障数据构建，而实际工程中设备工况多，变换频繁，不同工况下的监测数据差异明显。对于在多工况下服役的滚动轴承而言，单一工况数据训练的模型难以准确识别不同工况下的故障，导致误诊漏诊频发。为了解决跨工况下的滚动轴承的智能诊断问题，提高诊断模型在不同工况下诊断性能的鲁棒性，提出了一种基于最优传输理论的滚动轴承迁移诊断方法。首先，针对轴承振动数据进行时域Gammatone滤波，获得多频段时域信号。其次构建域共享特征提取子网络提取源域、目标域轴承数据的深层故障特征。最后，结合最优传输理论构建最优传输适配子网络完成域特征适配。实验验证结果表明，提出方法能有效提高跨工况下滚动轴承的迁移诊断精度。

关键词：最优传输理论 Gammatone滤波器迁移学习智能诊断

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轴线倾斜对推力锥润滑特性的影响及修形参数优化研究

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润滑与密封 2023年第10期48卷 39-51页

作者：魏峥李硕裴世源洪军西安交通大学现代设计与转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安710000 中国船舶重工集团公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨150036

推力锥可抵消斜齿轮啮合所产生的轴向力,简化齿轮箱结构并提高其传动效率,但由于制造和装配等导致的推力锥转子轴线倾斜,严重恶化了推力锥的润滑性能。为探究转子轴线倾斜对推力锥润滑性能的影响以及改善推力锥润滑性能的方法,建立考虑... 详细信息

推力锥可抵消斜齿轮啮合所产生的轴向力,简化齿轮箱结构并提高其传动效率,但由于制造和装配等导致的推力锥转子轴线倾斜,严重恶化了推力锥的润滑性能。为探究转子轴线倾斜对推力锥润滑性能的影响以及改善推力锥润滑性能的方法,建立考虑轴线倾斜和锥面局部修形的推力锥点接触热弹流润滑分析模型,研究典型工况条件下轴线倾斜和修形参数对其润滑性能的影响。结果表明:随着转子轴线斜率的增大最小油膜厚度显著降低,锥面两端修圆后最小油膜厚度显著增加,在轴线倾斜较为严重的条件下,锥面修形后的最小油膜厚度增加了150%。通过修形参数的优化分析发现,典型工况条件下推力锥修形宽度占比宜取0.2~0.35,修形深度宜取2~8μm。研究结果对推力锥的设计和优化具有一定的工程借鉴价值。

关键词：推力锥点接触轴线倾斜润滑特性热弹流润滑修形

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航空发动机高压转子装配偏心预测和相位优化的智能算法应用研究

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西安交通大学学报 2021年第2期55卷 47-54页

作者：张子豪郭俊康洪军孙岩辉西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049 长安大学工程机械学院西安710064

为实现航空发动机高压转子零件快速且精确装配,通过智能算法对转子零件装配偏心进行预测进而进行相位优化。首先,运用前30阶傅里叶级数的方法模拟形貌误差并生成误差数据。其次,添加误差数据到有限元模型中计算出装配偏心。再次,搭建BP... 详细信息

为实现航空发动机高压转子零件快速且精确装配,通过智能算法对转子零件装配偏心进行预测进而进行相位优化。首先,运用前30阶傅里叶级数的方法模拟形貌误差并生成误差数据。其次,添加误差数据到有限元模型中计算出装配偏心。再次,搭建BP人工神经网络模型,提取傅里叶级数的幅值和相位作为神经网络的输入,装配偏心作为网络输出,在神经网络中加入衰减学习率、正则化、滑动平均算法,使计算装配偏心更加精确、稳定,使用200组数据完成神经网络训练,并用训练好的网络对3组测试数据进行验证。最后,分别使用神经网络计算得到的不同装配零件每个相位的偏心作为粒子群算法需要优化的目标,通过误差传递计算,得到优化后的零件装配相位。研究结果表明:使用神经网络模型计算装配偏心可以充分考虑止口形貌特征和装配变形,并明显提高计算效率,再运用粒子群算法对不同相位进行最优选择,达到满足航空发动机高压转子装配同轴度要求,提高服役性能。

关键词：航空发动机高压转子人工神经网络偏心预测粒子群算法相位优化

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