检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2024年第21期60卷 196-206页

作者：代松杰张辉陈佳伟缑翰驰郭世理董光能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 西安交通大学设计科学与基础部件研究所西安710049

基于二元滑移模型,以低摩擦因数为优化目标,采用遗传算法对扇形推力轴承的边界滑移区域进行优化,讨论对比了具有无滑移、全滑移、半滑移和优化滑移表面的扇形推力轴承摩擦性能并揭示了作用机理,分析了轴承的宽度、收敛率和滑移长度对改... 详细信息

基于二元滑移模型,以低摩擦因数为优化目标,采用遗传算法对扇形推力轴承的边界滑移区域进行优化,讨论对比了具有无滑移、全滑移、半滑移和优化滑移表面的扇形推力轴承摩擦性能并揭示了作用机理,分析了轴承的宽度、收敛率和滑移长度对改善摩擦性能的影响规律,并对四种不同的滑移表面开展了摩擦学实验。结果表明:通过对扇形推力轴承边界滑移区域优化,得到了非对称阶梯型边界滑移区域优化方案,且该优化区域在轴承入口处沿润滑油流动方向逐渐变窄;这种优化滑移表面的承载力较无滑移、全滑移和半滑移表面分别提高了96.1%、279.5%和8.7%,摩擦因数分别降低了58.0%、59.8%和13.2%,其作用机理在于优化滑移表面增加了入口处润滑油的流量,增强了流体动压效应;对于较小宽度、较小收敛率和较大滑移长度的扇形推力轴承,这种非对称阶梯型边界滑移表面可显著提高轴承的摩擦性能;通过销-盘摩擦学实验验证了优化滑移表面较其他三种滑移表面具有较小的摩擦因数,这对于扇形推力轴承的设计和工程应用具有参考价值。

关键词：扇形推力轴承边界滑移遗传算法优化设计摩擦学特性

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面向装配结构的拓扑优化参数影响分析

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机械工程学报 2024年第15期60卷 291-303页

作者：林起崟贾一鸣周意葱王晨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

随着当前精密与超精密加工技术水平的提升,单个机械零部件的加工质量已经能够满足精度要求,但是现有的装配结构的质量却难以保障。为了提高面向装配结构连接性能拓扑优化方法的鲁棒性,同时给加工制造提供多种拓扑优化布局,以弹性装配结... 详细信息

随着当前精密与超精密加工技术水平的提升,单个机械零部件的加工质量已经能够满足精度要求,但是现有的装配结构的质量却难以保障。为了提高面向装配结构连接性能拓扑优化方法的鲁棒性,同时给加工制造提供多种拓扑优化布局,以弹性装配结构为优化对象,对装配接触结构拓扑优化过程中优化参数对优化过程的影响进行分析。基于不同过滤半径对优化结果的影响规律,引入“各向异性过滤”方法,消除了装配体拓扑优化过程中出现的“界面效应”。另外为提高所优化结构的可加工制造性,引入两种最小长度控制方法,对两者的优化效果进行对比分析讨论,最终保证拓扑优化设计结果的可加工制造性。最后分析了光滑Heavside函数中锐度因子与阈值参数对优化结果的影响机制。

关键词：装配接触压力拓扑优化装配界面设计优化参数分析加工制造性

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局域共振弹性超材料梁禁带宽度的拓宽方法

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西安交通大学学报 2024年第10期58卷 63-71页

作者：王岗万少可洪军李乐乐刘硕李小虎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 西安交通大学机械工程学院西安710049

针对传统局域共振弹性超材料存在禁带宽度窄的问题,引入非均匀分布振子设计方法,在不改变振子总质量的前提下实现了禁带拓宽。首先,采用谱元法(SEM)建立通用弹性超材料梁模型,对单、双层均匀振子超材料梁结构的振动传递特性进行分析;然... 详细信息

针对传统局域共振弹性超材料存在禁带宽度窄的问题,引入非均匀分布振子设计方法,在不改变振子总质量的前提下实现了禁带拓宽。首先,采用谱元法(SEM)建立通用弹性超材料梁模型,对单、双层均匀振子超材料梁结构的振动传递特性进行分析;然后,保持振子总质量相等,提出单、双层非均匀振子超材料梁的设计策略;最后,搭建实验装置对所提结构的振动抑制性能进行测试。研究结果表明:振子间的特征频率差异越大,最终形成的禁带宽度越宽,但禁带范围内的频响曲线会大幅波动,此时可通过加入适当阻尼进行抑制,使禁带曲线变得平稳;对于双振子超材料梁,振子的质量比和阻尼均会对结构的禁带特性产生影响,在振子与梁质量相同的条件下,单层非均匀及均匀振子超材料梁可分别形成带宽为440、68 Hz的禁带,双层非均匀及均匀振子超材料梁可分别形成带宽为395、40 Hz的禁带。研究表明所提超材料结构能够有效实现振动抑制,可为周期结构的振动问题提供一种新的调控方法。

关键词：弹性超材料局域共振谱元法振动抑制非均匀振子

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装配体结构与装配界面材料刚度协同优化方法

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机械工程学报 2024年第11期60卷 53-61页

作者：周意葱林起崟王晨邵衡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 西安交通大学机械工程学院西安710049

接触问题的高度非线性使得同时实现装配结构高材料利用率与接触界面均匀应力分布并非易事,现有考虑接触界面应力分布的结构拓扑优化大多需要较复杂的处理过程及较大的计算资源。针对该问题,提出装配体结构与材料刚度协同优化思路;采用... 详细信息

接触问题的高度非线性使得同时实现装配结构高材料利用率与接触界面均匀应力分布并非易事,现有考虑接触界面应力分布的结构拓扑优化大多需要较复杂的处理过程及较大的计算资源。针对该问题,提出装配体结构与材料刚度协同优化思路;采用先结构拓扑优化后材料刚度优化的顺序优化策略,先通过结构拓扑优化实现装配结构的高材料利用率,再以结构拓扑优化后的输出作为材料刚度优化的输入,通过材料刚度优化实现接触界面的均匀应力分布;该思路具有可直接采用成熟拓扑优化方法而无须进行复杂处理以考虑接触非线性的特点。进一步建立接触问题中的结构拓扑与材料刚度协同优化模型,提出基于Von Mises应力的结构拓扑与材料刚度协同优化方法,优化过程中无须进行敏度分析。最后以典型弹性-刚性装配结构与弹性-弹性装配结构为设计对象,进行结构拓扑与材料刚度协同优化应用验证。

关键词：结构拓扑优化材料刚度优化协同优化接触应力

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面向旋转机械装备的智能故障诊断通用基础模型研究

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西安交通大学学报 2025年

作者：李响徐宜销雷亚国李熹伟李乃鹏杨彬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

针对现有旋转机械智能故障诊断方法往往普适性较差，通常仅适用于特定型号、结构、工况、测点、载荷等场景的问题，本文建立了面向旋转机械装备的智能故障诊断通用基础模型，适用于多种常见装备、工况、测点等条件下轴承、齿轮等关键零... 详细信息

针对现有旋转机械智能故障诊断方法往往普适性较差，通常仅适用于特定型号、结构、工况、测点、载荷等场景的问题，本文建立了面向旋转机械装备的智能故障诊断通用基础模型，适用于多种常见装备、工况、测点等条件下轴承、齿轮等关键零部件的状态监测，对未知实测装备具有故障异常检测的能力，并在有少量实测数据支撑下能够快速实现对新装备的高精度智能诊断。通过挖掘多种类型旋转机械装备海量状态监测数据，提出了多源数据结构多尺度自适应对齐方法解决了不同装备数据时频结构不一致的难题，构建了多层级状态融合的智能诊断模型实现了对装备状态标注信息的高效利用，建立了对典型旋转机械装备普适性强的智能故障诊断通用基础模型，并提出了诊断通用基础模型的个体定制化适配方法，提升了模型对实测新装备适用性，并在广泛的旋转机械装备状态监测数据集上对所提方法进行了验证。实验结果表明，智能诊断通用基础模型能够直接对未知实测装备进行异常检测，在未进行监督微调的情况下，模型整体诊断准确率达到了88.5%；在少量数据微调下，能够迅速适应实测装备，实现高达98.6%的诊断准确率，表明所提出的方法具有良好的工程应用潜力，有望在工程场景下进行推广应用。

关键词：智能故障诊断通用基础模型振动信号旋转机械模型泛化性

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融合多小波分解的深度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 2024年第5期58卷 31-41页

作者：陶唐飞周文洁况佳臣徐光华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 西安交通大学机械工程学院西安710049

针对卷积神经网络及其与信号降噪预处理集成方法面临高噪声环境和低质量数据挑战时难以有效地提取信号有用特征的问题,提出了一种融合Geronimo-Hardin-Massopust多小波分解的深度卷积神经网络模型(GHMMD-DCNN)。该模型思想是将多小波包... 详细信息

针对卷积神经网络及其与信号降噪预处理集成方法面临高噪声环境和低质量数据挑战时难以有效地提取信号有用特征的问题,提出了一种融合Geronimo-Hardin-Massopust多小波分解的深度卷积神经网络模型(GHMMD-DCNN)。该模型思想是将多小波包分解与卷积神经网络深度融合,即设计多个一级多小波分解层以提取信号的低频分量和高频分量,再将多个一级多小波分解层与卷积层交替联接,使模型能够多尺度地提取并学习信号有用的时频域信息,信号分解和特征学习交替执行,进而实现强噪声鲁棒特征提取。在不同工况下的航空高速轴承振动数据上进行测试,结果表明:所提模型训练时能够快速达到稳定收敛,并且识别准确率均能达到99.9%以上;提出的方法在强噪声干扰下的故障辨识准确度和识别稳定性均优于对比方法,验证了其优秀的抗噪声干扰能力;在少训练样本测试中,提出的方法在单类训练样本数量为60时的平均诊断准确率高达91.19%,相比于其他方法最低提升了13.19%,验证了GHMMD-DCNN模型具有更优的低样本泛化能力。

关键词：多小波分解卷积神经网络深度学习轴承故障诊断

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考虑宏微观几何形貌的螺栓连接结合面接触性能模型

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西安交通大学学报 2024年第7期58卷 148-159页

作者：朱林波梁洪瑀张瀚文史继勋洪军西安交通大学化学工程与技术学院西安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

为准确预测螺栓连接结合面的真实接触状态,提出了考虑宏微观几何形貌的螺栓连接结合面接触性能模型。通过小波分解方法,解决了实测螺栓连接结合面粗糙表面提取与重构的问题。采用两粗糙表面接触等效、数据驱动建模、宏微观变网格划分等... 详细信息

为准确预测螺栓连接结合面的真实接触状态,提出了考虑宏微观几何形貌的螺栓连接结合面接触性能模型。通过小波分解方法,解决了实测螺栓连接结合面粗糙表面提取与重构的问题。采用两粗糙表面接触等效、数据驱动建模、宏微观变网格划分等技术,构建了考虑微观形貌与宏观几何尺寸耦合的螺栓连接结合面跨尺度模型,实现了结合面接触性能的准确计算。通过压力薄膜传感器测量被连接件结合面的压力分布,验证了计算模型的正确性,并以此为基础系统分析了被连接件厚度、螺栓预紧力以及螺栓规格尺寸对结合面接触性能的影响。计算结果表明:螺栓连接结合面真实压力分布具有非连续性,结合面压力最大值并非在被连接件孔径边缘处,而是在孔径与螺栓头外径之间;结合面真实接触面积远小于名义接触面积;结合面真实压力分布范围随着被连接件厚度、螺栓预紧力、螺栓规格尺寸的增加而增加,厚度和预紧力的影响呈现明显的非线性,螺栓尺寸的影响呈现一定的线性规律,且斜率为0.37。研究结果可为刚度、阻尼、密封等机械装备装配性能的可靠评估提供支撑。

关键词：接触性能粗糙表面跨尺度模型螺栓连接

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一种圆柱型车齿刀的安装模型及无干涉设计方法

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机械工程学报 2024年第5期60卷 352-361页

作者：贾康王浩任东旭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西安710054 西安交通大学机械工程学院西安710054

车齿加工由于其兼具滚齿的连续切削运动和插齿的端面切削模式,对于内齿结构和双联齿轮结构具有卓越的加工性能。相较于圆锥型车齿刀由于前刀面刃磨引发切削刃改变,圆柱形车齿刀可以确保刀具全生命周期内的无理论误差刃型,但是其零度后... 详细信息

车齿加工由于其兼具滚齿的连续切削运动和插齿的端面切削模式,对于内齿结构和双联齿轮结构具有卓越的加工性能。相较于圆锥型车齿刀由于前刀面刃磨引发切削刃改变,圆柱形车齿刀可以确保刀具全生命周期内的无理论误差刃型,但是其零度后角更易于造成加工过程中刀齿侧面与工件齿槽面的干涉。然而目前国际主流圆柱型车齿刀的安装模型都封装在计算机辅助制造(Computer aided manufacturing,CAM)系统中,限制了国内圆柱型车齿刀的设计开展与推广应用。因此,研究圆柱型车齿刀偏位安装模型形成无干涉设计对于打破国外技术垄断至关重要。针对通用的5轴车齿机配置,提出了一种圆柱型车齿刀的安装模型,并给出了从安装模型参数确定、切削刃求解和切削仿真、刀齿切削干涉判定的完整计算流程,进而形成圆柱型车齿刀的无干涉设计方法,最终通过针对内齿圈的设计和加工仿真验证了该方法的有效性。

关键词：车齿圆柱刀干涉检测偏位安装切削刃计算切削仿真

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圆柱滚子轴承的局域打滑特性及其影响因素

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浙江大学学报(工学版) 2025年第3期59卷 577-587,615页

作者：黎铭张进华李文超王虹淇洪军方斌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710049 洛阳轴承研究所有限公司河南洛阳471003

为了探明滚子随位置变化的局域打滑特性,厘清内部滚动体局域打滑机理,构建综合考虑各部件相互作用的完全动力学模型,以揭示轴承打滑现象的产生机制及作用机理,并探究径向载荷和主轴转速2种工况参数对轴承打滑特性的影响.研究发现,轴承... 详细信息

为了探明滚子随位置变化的局域打滑特性,厘清内部滚动体局域打滑机理,构建综合考虑各部件相互作用的完全动力学模型,以揭示轴承打滑现象的产生机制及作用机理,并探究径向载荷和主轴转速2种工况参数对轴承打滑特性的影响.研究发现,轴承内部滚子打滑呈现周期性波动,打滑率的波动范围随径向载荷的增大而增大,随轴承转速的增大而减小;滚子在跨区运动过程中(由非承载区进入承载区)存在打滑率突增现象,此时,滚子与保持架兜孔发生剧烈碰撞,造成滚子的局域运动稳定性下降.对于中低速工况下运行的圆柱滚子轴承,应优先选用滚子打滑率作为打滑评价指标;对于高速工况下运行的圆柱滚子轴承,应优先选用保持架打滑率作为评价指标.

关键词：圆柱滚子轴承动力学分析局域打滑特性滚子打滑

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基于手语表达内容与表达特征的手语识别技术综述

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电子与信息学报 2023年第10期45卷 3439-3457页

作者：陶唐飞刘天宇现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049 西安交通大学机械工程学院西安710049

手语识别(SLR)技术是打破听障人群与健听人群间交流壁垒的重要技术手段。该文综述了近几年的手语数据集、评价指标以及手语识别方法。首先,系统梳理了手语数据集并分析了手语识别方法的数据集发展方向。其次,详细介绍了手语识别方法的... 详细信息

手语识别(SLR)技术是打破听障人群与健听人群间交流壁垒的重要技术手段。该文综述了近几年的手语数据集、评价指标以及手语识别方法。首先,系统梳理了手语数据集并分析了手语识别方法的数据集发展方向。其次,详细介绍了手语识别方法的评价指标。然后,根据手语表达内容、手语识别方法所采用的特征分类总结分析了孤立词手语识别方法与连续语句识别方法、仅依靠手部特征的手语识别方法与多特征融合的手语识别方法。最后探讨了手语识别技术面临的挑战及其发展方向。

关键词：手语识别技术手语数据集孤立词手语识别连续手语识别多特征融合手语识别

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