检索结果-内蒙古大学图书馆

轴承 2023年第1期 1-11页

作者：李阗岐李小虎万少可闫柯洪军西安交通大学西安710049 现代设计与转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

主轴作为数控机床的核心部件,其智能化是未来的重点发展方向。对智能主轴的概念和发展现状进行了概括,并对目前智能主轴的相关研究进展进行了较全面的综述,描述了智能主轴的特点和未来发展方向,详细阐述了智能主轴的状态监测、多源信息... 详细信息

主轴作为数控机床的核心部件,其智能化是未来的重点发展方向。对智能主轴的概念和发展现状进行了概括,并对目前智能主轴的相关研究进展进行了较全面的综述,描述了智能主轴的特点和未来发展方向,详细阐述了智能主轴的状态监测、多源信息融合以及状态决策和主动调控这3大功能,论述了智能主轴的发展局限性和面临的挑战,认为自顶向下设计、智能传感器和执行器、实时数据处理和决策、以预测为中心的控制和维护等潜在技术将进一步推动智能主轴的发展。

关键词：滚动轴承智能主轴状态监测信息融合主动控制数控机床智能化传感器

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隐式曲面梯度多孔结构拓扑优化设计方法

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西安交通大学学报 2022年第1期56卷 85-95页

作者：孙鹏飞张跃尹鹏刘宏磊李宝童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

为实现多孔单胞构型对多孔结构功能特性的调控,提出隐式曲面梯度多孔结构拓扑优化设计方法。在三周期极小曲面隐式水平集函数中引入罚函数,保证小体积分数下曲面的连续性。对惩罚的隐式函数线性加权构造混合水平集函数,实现多孔结构混... 详细信息

为实现多孔单胞构型对多孔结构功能特性的调控,提出隐式曲面梯度多孔结构拓扑优化设计方法。在三周期极小曲面隐式水平集函数中引入罚函数,保证小体积分数下曲面的连续性。对惩罚的隐式函数线性加权构造混合水平集函数,实现多孔结构混合参数化建模。采用数值均匀化法评估多孔结构的宏观等效弹性属性,并通过径向基插值函数构建等效弹性张量关于混合权重因子的显式表达式。以混合权重因子为设计变量,建立柔度最小化拓扑优化模型并采用优化准则法求解。引入Heaviside函数建立高阶连续插值模型,保证梯度多孔结构的高阶连续性。数值案例和实验结果表明,相比于均布多孔结构,所设计的梯度多孔结构的鲁棒性和承载特性更优,且不同单胞构型的梯度多孔结构功能特性相异。所提方法能有效应用三周期极小曲面梯度多孔结构设计,实现多孔单胞构型对结构功能特性的调控,丰富了多孔结构的力学内涵。

关键词：拓扑优化三周期极小曲面梯度多孔结构数值均匀化法混合水平集函数

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柔性胸鳍推进仿蝠鲼机器鱼CPG运动控制

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水下无人系统学报 2023年第2期31卷 201-210页

作者：南凯刚姜晟张进华成海炎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710049

文中以蝠鲼为仿生对象,提出了一种基于柔性胸鳍推进的仿蝠鲼机器鱼设计方案,并针对该机器鱼设计了基于中枢模式发生器(CPG)的运动控制策略,进行了控制参数的影响分析与多种运动模态的性能测试。首先,对蝠鲼的运动特征进行了分析,在实际... 详细信息

文中以蝠鲼为仿生对象,提出了一种基于柔性胸鳍推进的仿蝠鲼机器鱼设计方案,并针对该机器鱼设计了基于中枢模式发生器(CPG)的运动控制策略,进行了控制参数的影响分析与多种运动模态的性能测试。首先,对蝠鲼的运动特征进行了分析,在实际仿生功能需求下提出了仿蝠鲼机器鱼的整体设计方案。然后,为实现仿蝠鲼机器鱼在不同游动模式下的稳定游动及连续平稳切换,设计了一种CPG运动控制方法,并分析了各控制参数对CPG拓扑网络结构输出信号的影响。最后,对仿蝠鲼机器鱼的机动性进行了进一步的游动测试,验证了仿蝠鲼机器鱼能在水下灵活实现直线巡游、转向及浮潜等多种运动模态,具有出色的运动性能和应用前景。

关键词：仿蝠鲼机器鱼柔性胸鳍中枢模式发生器运动控制

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基于改进DBNs的三维叶尖间隙叶片裂纹诊断方法

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振动．测试与诊断 2022年第2期42卷 213-219,402页

作者：黄鑫张小栋张英杰熊逸伟刘洪成祝珂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

针对航空发动机结构复杂、干扰因素多、叶片裂纹特征提取困难及难以精确诊断等问题,提出一种基于改进深度信念网络(deep belief networks,简称DBNs)的三维叶尖间隙叶片裂纹特征提取与诊断方法。首先,根据DBNs重构误差的传递规律,通过全... 详细信息

针对航空发动机结构复杂、干扰因素多、叶片裂纹特征提取困难及难以精确诊断等问题,提出一种基于改进深度信念网络(deep belief networks,简称DBNs)的三维叶尖间隙叶片裂纹特征提取与诊断方法。首先,根据DBNs重构误差的传递规律,通过全局反向重构(global back-reconstruction,简称GBR)机制构建一种能自适应调节深度的DBNs,以避免深层特征退化导致的特征表征能力不足的问题;其次,利用改进DBNs从叶片三维叶尖间隙中自适应学习深层裂纹特征;最后,采用Softmax回归模型建立深层特征与叶片裂纹间的复杂映射,实现叶片裂纹精确诊断。叶片裂纹诊断试验结果表明:所提方法能有效提取叶片裂纹特征,平均诊断精度达到98.43%,标准差仅为0.092%,具有较好的稳定性和泛化能力,能有效实现叶片裂纹诊断。

关键词：航空发动机叶片三维叶尖间隙深度信念网络特征提取故障诊断

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基于深度学习的固体姿轨控发动机性能预示方法

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：杨慧欣王旭李响沈阳航空航天大学航空宇航学院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

为实现对固体姿控发动机性能快速预示，以及评估不同参数对发动机性能影响，提出一种基于特征可视化卷积神经网络仿真代理模型方法。通过对固体姿控发动机进行数值仿真建模，得到多组仿真数据集进行训练，建立一种具有快速推理特性的基... 详细信息

为实现对固体姿控发动机性能快速预示，以及评估不同参数对发动机性能影响，提出一种基于特征可视化卷积神经网络仿真代理模型方法。通过对固体姿控发动机进行数值仿真建模，得到多组仿真数据集进行训练，建立一种具有快速推理特性的基于特征可视化卷积神经网络仿真代理模型，可实现发动机性能快速预示。结果表明，针对发动机压强和推力，模型预测误差分别为0.2%和6%。针对固体姿轨控发动机多参数输入问题，所提方法可实现鉴定参数对发动机性能的影响程度。针对燃气阀门工作过程压强，燃气阀门入口压强对压强变化影响更显著；对燃气阀门推力，阀门开度为3.5mm以下，阀栓行程对推力预示结果影响更显著，而在阀门开度在3.5mm以上时，影响推力预示结果更多是入口压强。所提方法有着良好的泛用性，可在算法层面直接评估关键参数，免去了多组仿真实验对比的繁琐，大大提高研究效率。

关键词：固体姿轨控发动机代理模型性能预示深度学习特征可视化

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基于Si_(3)N_(4)晶须/石墨烯协同减摩的Si_(3)N_(4)陶瓷摩擦学性能研究

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轴承 2025年第4期 92-100页

作者：陈飞尹延经孙小波闫柯洪军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 洛阳轴承研究所有限公司河南洛阳471039

面向航空航天轴承对润滑的需求,提出了基于Si_(3)N_(4)晶须(β-Si_(3)N_(4)w)、多层石墨烯(MLG)减摩的Si_(3)N_(4)陶瓷轴承材料技术,并利用放电等离子烧结技术制备了MLG和β-Si_(3)N_(4)w质量分数各为1%的Si_(3)N_(4)陶瓷试样。基于球-... 详细信息

面向航空航天轴承对润滑的需求,提出了基于Si_(3)N_(4)晶须(β-Si_(3)N_(4)w)、多层石墨烯(MLG)减摩的Si_(3)N_(4)陶瓷轴承材料技术,并利用放电等离子烧结技术制备了MLG和β-Si_(3)N_(4)w质量分数各为1%的Si_(3)N_(4)陶瓷试样。基于球-盘摩擦磨损试验机对其开展了5~20 N载荷及20~200 mm/s线速度下的摩擦学性能试验,结果表明:当线速度为20 mm/s和载荷为5~20 N时,试样干滑动摩擦系数达到0.044~0.048;当载荷为10 N和线速度为50~200 mm/s时,试样干滑动摩擦系数有所增大,约为0.27~0.30;磨损率随着载荷增加而减小,比传统Si_(3)N_(4)陶瓷磨损率减小了33.0%~62.4%,而线速度对磨损率影响规律不明显。分析认为,MLG润滑膜、MLG/β-Si_(3)N_(4)w对基体硬度的改善及氧化物的作用是摩擦系数降低以及耐磨性提高的主要原因。

关键词：滚动轴承氮化硅陶瓷石墨烯晶须摩擦系数磨损率

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采用深度迁移学习与自适应加权的滚动轴承故障诊断

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西安交通大学学报 2022年第8期56卷 1-10页

作者：贾峰李世豪沈建军马军星李乃鹏长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室西安710064 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西安710049

针对滚动轴承目标域数据中额外故障状态样本影响其故障诊断精度的问题,提出了采用深度迁移学习与自适应加权的滚动轴承故障诊断方法。建立特征提取模块,利用深度卷积神经网络将轴承样本映射到高维特征空间;利用迁移学习思想设计加权领... 详细信息

针对滚动轴承目标域数据中额外故障状态样本影响其故障诊断精度的问题,提出了采用深度迁移学习与自适应加权的滚动轴承故障诊断方法。建立特征提取模块,利用深度卷积神经网络将轴承样本映射到高维特征空间;利用迁移学习思想设计加权领域鉴别器,对样本进行自适应加权,并通过在特征空间的对抗训练,增大目标域与源域共有健康状态样本的领域相似性,抑制目标域额外故障状态样本与源域样本的领域相似性增强;依据样本权重,度量目标域与源域样本的相似性,设定阈值将目标域额外故障状态样本标记为未知故障;将源域故障诊断知识迁移到目标域共有健康状态样本的故障识别中。利用齿轮箱轴承数据、凯斯西储大学滚动轴承数据和机车轮对轴承数据对提出的方法进行验证,结果表明:所提方法在3个数据集上均达到89%以上的诊断精度,而对比方法的诊断精度均低于80%。所提方法能够克服额外故障状态样本的影响,有效实现滚动轴承故障诊断。

关键词：滚动轴承未知故障卷积神经网络深度学习迁移学习故障诊断

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分接开关快速机构时变运动可靠性与灵敏度分析

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西安交通大学学报 2023年第10期57卷 121-131页

作者：段金燕赵强强汪可李戈琦张进华洪军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 中国电力科学研究院有限公司北京100192

为提高考虑运动失效参数影响的快速机构的运动精度,提出了一种基于首次穿越法的快速机构时变运动可靠性与灵敏度分析方法。首先,分析了快速机构运动的失效因素,明确了零部件加工与装配等随机误差对机构运动精度的影响;接着,根据储能过... 详细信息

为提高考虑运动失效参数影响的快速机构的运动精度,提出了一种基于首次穿越法的快速机构时变运动可靠性与灵敏度分析方法。首先,分析了快速机构运动的失效因素,明确了零部件加工与装配等随机误差对机构运动精度的影响;接着,根据储能过程的平面机构运动方程,利用矢量环法构建了快速机构的运动误差极限状态函数,建立了时变运动可靠性分析模型;然后,联合一阶线性估计、高维高斯条件分布以及一阶高斯截断矩特性,推导了一种新的时变运动可靠性首次穿越率解析公式;最后,结合数值积分求解方法,得到了快速机构时变运动的失效概率序列与灵敏度。仿真结果表明:在保障快速机构运动精度的过程中,应重点关注机构中的拨钉定位误差及偏心凸轮尺寸公差;所提方法得到的时变运动失效概率与蒙特卡罗法的计算结果相接近,但其计算成本却仅为蒙特卡罗法的0.04%。

关键词：快速机构时变运动可靠性失效因素高斯截断矩穿越率

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融合多注意力机制的卷积神经网络轴承故障诊断方法

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西安交通大学学报 2022年第12期56卷 68-77页

作者：康涛段蓉凯杨磊薛久涛廖与禾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 西安交通大学陕西省机械产品质量保障与诊断重点实验室西安710049

针对卷积神经网络学习关键故障特征的能力不足从而影响轴承故障诊断准确率的问题,提出一种融合多注意力机制的卷积神经网络自适应抗噪模型(MACNN)。利用通道和时间的复合注意力机制优化学习机制,从不同角度抑制噪声及无关信号分量等干... 详细信息

针对卷积神经网络学习关键故障特征的能力不足从而影响轴承故障诊断准确率的问题,提出一种融合多注意力机制的卷积神经网络自适应抗噪模型(MACNN)。利用通道和时间的复合注意力机制优化学习机制,从不同角度抑制噪声及无关信号分量等干扰信息的影响,并自适应地增强故障特征的响应;引入残差连接,防止网络性能退化。采用多尺度特征提取方法,通过通道注意力机制自适应融合不同尺度下提取的特征。使用分类器进行滚动轴承故障诊断。实验结果表明:与没有实施注意力机制的模型相比,轴承故障诊断准确率平均提升了22.12%;所提方法在各噪声背景下的故障识别准确率均在98.5%以上,验证了其自适应抗噪能力;在跨载荷实验中,模型故障诊断准确率保持在88%以上,相比其他方法,MACNN的抗噪性能和稳定性更优。

关键词：轴承故障诊断自适应抗噪卷积神经网络注意力机制

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机器人路径规划中快速扩展随机树算法的改进研究

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西安交通大学学报 2022年第7期56卷 1-8页

作者：王硕段蓉凯廖与禾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 西安交通大学陕西省机械产品质量保障与诊断重点实验室西安710049

针对基本快速扩展随机树(RRT)算法在路径规划中具有树的扩展随机性大、冗余节点多、容易在目标点周围发生振荡、规划的路径较长等问题,提出了一种改进的RRT算法。该算法首先采用目标偏向策略,通过引入动态权重系数使树尽可能地在向目标... 详细信息

针对基本快速扩展随机树(RRT)算法在路径规划中具有树的扩展随机性大、冗余节点多、容易在目标点周围发生振荡、规划的路径较长等问题,提出了一种改进的RRT算法。该算法首先采用目标偏向策略,通过引入动态权重系数使树尽可能地在向目标点进行扩展的同时又能够即时地避开障碍物;利用自适应扩展步长减少树在目标点附近的振荡;最后,对路径进行剪枝处理,并用三次B样条曲线对剪枝后的路径进行平滑处理。仿真分析的结果表明,与基本RRT算法相比,改进的RRT算法有效减少了冗余节点数,规划的路径更短,减少了19.56%,同时规划时间大大降低,减少了54.08%,有效地提高了路径规划的效率。

关键词： RRT算法动态权重系数自适应扩展步长剪枝平滑处理

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