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 112-121页

作者：刘紫檀马帅军闫柯方斌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710049

滚子类轴承因其承载能力强、结构紧凑等特点,在旋转系统中有着广泛的应用。然而,滚子轴承组件间的复合接触形式与多变的运动状态,致使动力学建模困难,并致目前通用多体动力学软件针对滚子类轴承复合接触的求解精度受限。对此,提出了一... 详细信息

滚子类轴承因其承载能力强、结构紧凑等特点,在旋转系统中有着广泛的应用。然而,滚子轴承组件间的复合接触形式与多变的运动状态,致使动力学建模困难,并致目前通用多体动力学软件针对滚子类轴承复合接触的求解精度受限。对此,提出了一种基于空间坐标系的滚子轴承五自由度动力学建模方法,以几何接触最为复杂的圆锥滚子轴承为对象,通过解析轴承组件间的瞬时几何位置关系,建立轴承组件动力学微分方程,采用WSTIFF I3求解算法保证了轴承组件间复合接触过程的精确解析。基于二滚子无重力模型以及无滑动转速条件下解析验证,仿真结果与理论值误差小于1%。所提建模方法及其复杂工况时变接触力仿真能力为滚子类轴承的接触应力及寿命预测提供了新的分析途径。

关键词：圆锥滚子轴承建模方法五自由度滚子时变曲线二次开发

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航空发动机高压转子连接部件松动故障动力学特性研究

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航空动力学报 2024年第3期39卷 146-161页

作者：张庆山胡振辉洪军裴世源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

针对航空发动机高压转子在实际工作过程中存在的连接部件松动现象,建立了考虑松动故障特性的高压转子Timoshenko梁模型,探讨了结合面刚度、转速、松动螺栓数量、松动故障位置、拧紧力矩对转子动力学的影响,并对理论分析结果进行了试验... 详细信息

针对航空发动机高压转子在实际工作过程中存在的连接部件松动现象,建立了考虑松动故障特性的高压转子Timoshenko梁模型,探讨了结合面刚度、转速、松动螺栓数量、松动故障位置、拧紧力矩对转子动力学的影响,并对理论分析结果进行了试验验证。结果表明:故障系统升速过程中呈现出明显亚临界共振现象,且临界峰值转速提前;松动螺栓数量越多,系统倍周期分岔现象越明显;松动故障位于转子跨距中间时对系统动力学的影响较大;螺栓拧紧力矩减小,系统第二阶临界峰值转速提前;试验数据与理论分析结果比较吻合,提出的理论方法具有一定的准确性和适用性。研究结果为航空发动机高压转子连接部件松动故障的进一步研究提供了理论和试验基础。

关键词：航空发动机高压转子松动故障转子动力学谐波平衡法非线性振动

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采用自主图像处理程序的非侵入式滚动轴承保持架运动轨迹提取方法

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西安交通大学学报 2024年第3期58卷 95-105页

作者：刘逸林张盼晁奔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

现有保持架质心轨迹测量方法会侵入轴承原有结构,难以反映真实的轴承动态特性;现有的基于图像的方法虽然不会破坏轴承结构,却依赖于标记点标记精度与追踪精度,无法直接反映质心运动。针对这些问题,提出了一种基于自主图像处理程序的滚... 详细信息

现有保持架质心轨迹测量方法会侵入轴承原有结构,难以反映真实的轴承动态特性;现有的基于图像的方法虽然不会破坏轴承结构,却依赖于标记点标记精度与追踪精度,无法直接反映质心运动。针对这些问题,提出了一种基于自主图像处理程序的滚动轴承保持架运动轨迹提取方法,结合亚像素图像处理算法,在不改变轴承原有结构的基础上可以精确识别提取保持架质心轨迹。对两种不同引导方式的保持架开展了轨迹提取实验。实验结果表明,保持架轨迹受保持架与轴承内外圈结构的影响,呈现出不同形状;在实验转速区间内,保持架运动的稳定性随着转速的升高而增大。实验结果证明了所提出的轨迹提取方法的有效性,为轴承保持架动态特性的研究提供了一种便捷、准确的测试方法,能对轴承保持架质心轨迹进行有效的提取。

关键词：滚动轴承保持架轨迹图像处理轴承动态特性

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水下湍流减阻技术研究进展

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表面技术 2024年第16期53卷 1-18页

作者：秦立果刘建波李航卢山马泽宇王征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

水下湍流减阻技术作为提升航行器航速、实现节能减排的有效手段,受到了学者的广泛关注。迄今,根据减阻机理的不同形成了多样化的减阻技术,依据能否对减阻行为进行调控可分为主动和被动减阻技术。从概述水下湍流减阻技术的研究现状出发,... 详细信息

水下湍流减阻技术作为提升航行器航速、实现节能减排的有效手段,受到了学者的广泛关注。迄今,根据减阻机理的不同形成了多样化的减阻技术,依据能否对减阻行为进行调控可分为主动和被动减阻技术。从概述水下湍流减阻技术的研究现状出发,梳理了各项减阻技术从兴起到当前研究热点的发展脉络。系统阐述了各减阻技术对壁面湍流流场的影响机制,并分类别深入分析了其内在减阻机理,如结构减阻的涡干扰、超疏水减阻的滑移,聚合物高分子链的黏弹性、超空泡的界面转换、柔顺壁面的缓冲吸振、微气泡改变流场理化特性和壁面振动破坏拟序结构等减阻机制。论述了各项减阻技术的研究进展,比较了各项技术的发展趋势和不足,如仿生减阻结构无需提供额外的能量就能维持长久的减阻效果,但对复杂多变的流场环境难以维持较高的减阻率;微气泡减阻能大幅降低表面阻力,但存在能耗较高等问题。在此基础上,总结概括了各项减阻技术的应用场景,并从技术集成的角度,展望了水下湍流减阻技术的发展之路。

关键词：减阻技术湍流结构减阻超疏水减阻微气泡减阻

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动态视觉赋能的非接触式装备迁移诊断

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机械工程学报 2024年第24期60卷 1-10页

作者：李响陈欣瑞雷亚国李乃鹏杨彬俞舒鹏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

振动测量与信号处理是机械装备故障诊断的重要方法。目前,主流的接触式振动测量方法已经取得了显著的成果。然而,此类方法对传感器部署环境有较高要求,在很多工程场景下难以适用。因此,非接触式机械振动测量与故障诊断方法逐渐得到广泛... 详细信息

振动测量与信号处理是机械装备故障诊断的重要方法。目前,主流的接触式振动测量方法已经取得了显著的成果。然而,此类方法对传感器部署环境有较高要求,在很多工程场景下难以适用。因此,非接触式机械振动测量与故障诊断方法逐渐得到广泛关注。事件相机作为一种受生物启发的非接触式动态视觉传感器,具有极高的时间分辨率、高动态范围、低数据冗余等优秀特性,能够从视觉角度准确捕捉机械装备微振动。提出了一种动态视觉赋能的非接触式机械装备智能迁移诊断方法。首先,基于事件相机采集的机械装备动态视觉振动信号,建立了面向动态事件流数据的跨领域扩散生成模型,实现了对实测场景下装备未知故障状态的动态视觉数据智能生成。在此基础上,提出了一种基于类脑计算的动态视觉数据特征提取与装备故障模式智能识别方法,实现了机械装备变工况下跨领域迁移诊断。最后,所提方法在核电机泵冷却循环试验台上针对关键旋转机械部件进行了验证,试验结果表明所提方法实现了基于动态视觉数据的非接触式机械装备智能迁移诊断,为难以部署接触式振动传感器的工程场景下装备振动测量与故障诊断问题提供了一种新型视觉解决方案。

关键词：智能故障诊断非接触式振动测量事件相机扩散模型类脑计算

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流体润滑用压力敏感量子点传感器材料研究进展

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摩擦学学报（中英文） 2024年第1期44卷 107-116页

作者：孙剑楠闫柯陈学杭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710049

流体润滑广泛存在于工程领域,润滑接触区各点局部压力的测量对研究机械润滑状态、保证系统平稳运行具有重要作用.量子点具有优异的化学和光致发光稳定性以及优异的光学性能,其对压力的敏感性使其应用于流体润滑领域监测压力成为可能.为... 详细信息

流体润滑广泛存在于工程领域,润滑接触区各点局部压力的测量对研究机械润滑状态、保证系统平稳运行具有重要作用.量子点具有优异的化学和光致发光稳定性以及优异的光学性能,其对压力的敏感性使其应用于流体润滑领域监测压力成为可能.为此,本文中总结了研究常用的压力敏感量子点材料以及常用的制备方法,介绍了量子点的压力依赖性原理,并分别从原位压力试验和第一性原理计算两方面对量子点压力依赖性常用的研究方法进行了总结,最后,从工程应用角度对量子点的应用潜力以及目前仍存在的问题和挑战进行了介绍.

关键词：流体润滑压力测量量子点传感材料研究进展

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保证数据隐私的装备协同智能故障诊断联邦迁移学习方法

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机械工程学报 2023年第6期59卷 1-9页

作者：李响付春霖雷亚国李乃鹏杨彬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

大数据驱动的机械装备智能故障诊断方法在近年来取得了显著的成果,当前良好的诊断效果主要依赖于大量有标注的状态监测数据以中心化的方式训练模型,然而在实际工程问题中,单一用户往往难以收集充足的高质量训练数据,因此智能诊断方法的... 详细信息

大数据驱动的机械装备智能故障诊断方法在近年来取得了显著的成果,当前良好的诊断效果主要依赖于大量有标注的状态监测数据以中心化的方式训练模型,然而在实际工程问题中,单一用户往往难以收集充足的高质量训练数据,因此智能诊断方法的实际应用仍存在巨大困难。在工业界,多个用户往往拥有相似的机械装备与各自收集的监测数据,因此联合多用户协同进行故障诊断建模能够良好解决数据稀缺问题。然而,数据隐私性至关重要,不同用户往往不愿将私有数据与其他用户共享,给协同建模带来巨大挑战。提出保证数据隐私的装备协同智能故障诊断方法FedTL,各用户私有数据不出本地完成模型训练,多用户间传输共享数据高级表征;提出软标签信息传输方法,通过捕捉共享数据不同故障模式关系实现对私有数据诊断知识的传递;考虑多用户装备工况不同等场景,提出联邦迁移学习方法。通过轴承状态监测试验对所提方法进行验证,结果表明所提方法能够保证数据隐私良好完成多用户协同智能故障诊断。

关键词：机械装备故障诊断数据隐私联邦学习迁移学习

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双列圆锥滚子轴承拟静力学建模和刚度计算分析

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西安交通大学学报 2023年第9期57卷 98-108页

作者：张进华朱光浩黎铭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西安710049

针对双列圆锥滚子轴承建模及求解过程复杂的问题,以切片法为基础,建立了双列圆锥滚子轴承的拟静力学模型,结合同伦-牛顿法,实现了对上述模型的求解,并针对不同工况条件下双列圆锥滚子轴承的刚度特性展开分析。分析结果表明:所建模型一... 详细信息

针对双列圆锥滚子轴承建模及求解过程复杂的问题,以切片法为基础,建立了双列圆锥滚子轴承的拟静力学模型,结合同伦-牛顿法,实现了对上述模型的求解,并针对不同工况条件下双列圆锥滚子轴承的刚度特性展开分析。分析结果表明:所建模型一定程度上克服了传统非线性迭代算法对初值的高依赖性;双列圆锥滚子轴承的刚度特性受轴承转速和预紧位移影响,在仅有预紧力的工况下,当转速从0增加到4 000 r/min时,轴承的径向、轴向刚度减小,当预紧位移从0.005 mm增加到0.015 mm时,径向、轴向刚度增加;当受轴向力且轴向力从10 kN增加到14 kN时,轴承径向、轴向刚度减小,当轴向力从14 kN增加到19 kN时,其径向、轴向刚度增加,转折点为第二列滚子与内滚道脱离点;增加转速时,出现脱离点所需的轴向力减小;增加预紧位移时,出现脱离点所需轴向力增加。

关键词：双列圆锥滚子轴承刚度特性拟静力学模型同伦-牛顿法

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楔形亲油轨道-超疏水复合图案化表面液滴引导及润滑增效研究

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表面技术 2023年第11期52卷 40-48页

作者：陈佳伟李晓莹郭世理张辉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

目的实现液滴及润滑油在超疏水表面定向引导,并将其运用于机械摩擦副,改善摩擦润滑性能。方法提出一种简单的超疏水高疏油涂层制备方法,即在硅烷耦合剂作用下利用1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(FAS-17)改性气相纳米二氧化硅,经交联... 详细信息

目的实现液滴及润滑油在超疏水表面定向引导,并将其运用于机械摩擦副,改善摩擦润滑性能。方法提出一种简单的超疏水高疏油涂层制备方法,即在硅烷耦合剂作用下利用1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(FAS-17)改性气相纳米二氧化硅,经交联固化处理后制得具有超疏水高疏油特性的涂层。通过FT-IR分析涂层成分、SEM观测涂层形貌,验证了涂层制备方案的有效性。通过纳秒激光在疏油涂层上加工亲油楔形图案化表面,进行表面流体引导实验。通过开展球-盘标准摩擦实验和滚动轴承温升实验来验证楔形亲油图案化表面流体引导,用于实现机械摩擦润滑增效的有效性。结果通过对涂层表面进行成分分析,验证了C-F键长链在二氧化硅粒子表面上的成功枝接。通过对涂层表面进行形貌观测,验证了表面微纳米粗糙结构的成功构建。所制备得到涂层表面去离子水、PAO4、石蜡油、白油、PAO6、齿轮油接触角分别为157°、142°、143°、144°、136°、145°。相比之下,普通铝板表面去离子水、PAO4、石蜡油、白油、PAO6、齿轮油接触角分别为46°、16°、17°、20°、15°、24°,涂层具有优异的超疏水高疏油特性。通过液滴引导实验,确定液滴引导的楔形最优参数(长度L=30 mm,间距d=0.3 mm、宽度W=0.9 mm),并且楔形亲油图案化表面能够实现液滴的曲线以及逆重力定向运输。球-盘摩擦实验表明,楔形亲油图案化表面在不同工况下均可以有效降低摩擦因数,在低速重载条件下摩擦因数降低了16%。轴承温升实验表明,在转速相同的情况下,带有楔形亲油图案化表面的轴承温升均明显低于普通轴承。结论本文制备的涂层展现出超疏水、高疏油特性,同时设计的楔形亲油图案化表面成功实现了对水、润滑油的定向引导,使得润滑增效。

关键词：超疏水高疏油涂层亲油楔形图案纳秒激光液体单向引导润滑增效

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涡轮叶片裂纹方位角的三维叶尖间隙动态响应特性研究

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西安交通大学学报 2024年第7期58卷 170-178页

作者：范博超张小栋熊逸伟黄鑫戴飞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

针对叶尖定时故障诊断方法在检测叶片裂纹时仅关注一维信息、提取故障特征有限的不足,利用叶尖间隙具有三维特征的特点,提出了航空发动机涡轮叶-盘-轴耦合系统的三维叶尖间隙(3D-BTC)有限元模型。以该模型为基础,分析了航空发动机涡轮... 详细信息

针对叶尖定时故障诊断方法在检测叶片裂纹时仅关注一维信息、提取故障特征有限的不足,利用叶尖间隙具有三维特征的特点,提出了航空发动机涡轮叶-盘-轴耦合系统的三维叶尖间隙(3D-BTC)有限元模型。以该模型为基础,分析了航空发动机涡轮叶片裂纹方位角对三维叶尖间隙的影响规律。首先,建立了航空发动机涡轮叶-盘-轴耦合系统有限元模型;其次,在叶片尾缘处引入贯穿裂纹,通过瞬态动力学分析计算了在不同横滚角、俯仰角裂纹作用下叶片的变形;最后,采用三维叶尖间隙计算方法获取了叶片三维叶尖间隙时域波形及频谱,研究了航空发动机涡轮叶片裂纹方位角的三维叶尖间隙动态响应特性。计算结果表明:裂纹的出现会降低叶片刚度,从而影响叶片的三维叶尖间隙;叶片三维叶尖间隙随裂纹横滚角的增大而减小,随裂纹俯仰角的增大先减小后增大;随着裂纹两类方位角变化,不同测点位置的叶尖径向间隙基本谐波分量峰值变化率的差值最大为6.1%,周向滑移角和轴向偏转角基本谐波分量峰值变化率的差值小于0.12%,可见综合三维叶尖间隙能够更准确地反映裂纹信息。

关键词：涡轮叶片裂纹三维叶尖间隙动态响应特性有限元分析

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