检索结果-内蒙古大学图书馆

华南理工大学学报（自然科学版） 2023年第1期51卷 22-30页

作者：周建星张荣华曾群锋崔权维新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830047 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

针对工业机器人用精密RV减速器齿廓动态磨损难以准确预测的问题,以BX-40E减速器为实例,基于广义Archard磨损公式,通过等效实验求得不同位置条件下减速器的磨损系数,并在磨损预测过程中考虑磨损演化后不同位置条件变化的影响。根据变形... 详细信息

针对工业机器人用精密RV减速器齿廓动态磨损难以准确预测的问题,以BX-40E减速器为实例,基于广义Archard磨损公式,通过等效实验求得不同位置条件下减速器的磨损系数,并在磨损预测过程中考虑磨损演化后不同位置条件变化的影响。根据变形协调理论和Langkali-Nikraves接触力模型确定齿间载荷分配与接触压力,考虑时变齿廓磨损与啮合力激励,采用解析建模方法建立了传动系统齿廓动态磨损数值计算模型。对比磨损系数取定值的齿廓磨损曲线,磨损数值与齿面分布规律均存在显著差异,整体差异随磨损次数增加而加剧,得出考虑接触位置条件差异的磨损系数对齿面磨损量化的准确性与必要性。摆线轮、针齿轮的齿面磨损深度曲线沿齿廓呈非对称不规则的倒“W”形,靠近齿根齿顶的部分因磨损而率先脱齿后再啮合,造成冲击,从而出现微突峰。在摆线齿廓凹凸过渡位置几乎不发生磨损。随磨损次数增加磨损峰峰域变窄,磨损率增势非均匀减缓。啮合力与压力角之间成一次函数映射关系。文中研究结果可为提高摆线针齿轮的减磨减振性能提供理论基础。

关键词： RV减速器磨损系数摆线针齿轮齿廓动态磨损 Langkali-Nikraves接触模型

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结合多种子区域生长和边界延伸的智能牙齿分割方法研究

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生物医学工程学杂志 2024年第3期41卷 520-526页

作者：刘志华薛久涛唐浩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 重庆科技大学机械与动力工程学院重庆401331

三维牙颌模型的分割是计算机口腔辅助诊疗系统的关键步骤。针对牙齿分割技术普适性差、欠分割的问题,提出一种结合多种子区域生长和边界延伸的智能牙齿分割方法。该方法结合牙齿的负曲率网格的分布特点获得新种子点,通过差异性区域生长... 详细信息

三维牙颌模型的分割是计算机口腔辅助诊疗系统的关键步骤。针对牙齿分割技术普适性差、欠分割的问题,提出一种结合多种子区域生长和边界延伸的智能牙齿分割方法。该方法结合牙齿的负曲率网格的分布特点获得新种子点,通过差异性区域生长适应了牙齿顶面和侧面间的差异性结构,并结合几何特征对初次分割的边界进行延伸,有效弥补了区域生长的欠分割缺陷。在实验中,通过与当前经典的算法进行对比和消融实验,表明本文方法能够更好地分割拥挤的牙颌模型,具有较强算法普适性,已具备满足口腔诊疗中实际分割需求的能力。

关键词：牙齿分割区域生长算法多种子点边界延伸

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基于多维复向特征融合与CNN-GRU的转子不平衡量识别方法

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中国机械工程 2024年

作者：王坚坚廖与禾杨磊薛久涛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交通大学陕西省机械产品质量保障与诊断重点实验室

现有的无试重不平衡量识别算法采用优化算法框架，通过大量迭代运算以逐步逼近最优解。然而，这类策略普遍面临收敛速度迟缓与易于陷入局部极值的局限性，限制了其应用潜力。本研究创新性地引入深度学习技术，旨在利用神经网络的强大表... 详细信息

现有的无试重不平衡量识别算法采用优化算法框架，通过大量迭代运算以逐步逼近最优解。然而，这类策略普遍面临收敛速度迟缓与易于陷入局部极值的局限性，限制了其应用潜力。本研究创新性地引入深度学习技术，旨在利用神经网络的强大表达能力，直接学习并解析不平衡振动响应与不平衡量之间的复杂映射关系，进而实现不平衡量的高精度识别。通过转子动力学模型进行仿真，构建了带标签的足量不平衡振动数据集。针对不平衡数据的多维复向特性，设计了一种特征融合机制，旨在优化特征表示并提升后续模型的学习效能。核心算法层面，本研究结合卷积神经网络（CNN）与门控循环单元（GRU）构建了CNN-GRU混合模型。其中，CNN部分负责从振动数据中提取局部空间特征，GRU负责捕捉振动数据中的时序依赖关系，通过整合空间与时间域的信息，显著增强了模型的泛化能力和识别精度。测试集数据和实验台实验的不平衡量识别结果表明，该方法可以准确预估识别转子的不平衡量，从而为无试重现场动平衡提供迅速准确的指导。

关键词：转子无试重不平衡量识别 CNN-GRU 多维复向特征融合

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变工况下高速轴承表面沟槽润滑增效设计

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西安交通大学学报 2023年第4期57卷 142-151页

作者：阎贝朱赞霏王超马帅军闫柯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及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049 中国核动力研究设计院成都610213

针对滚动轴承在高速高压气帘影响下供油不足的问题,提出了基于表面沟槽结构的轴承润滑增效方法。首先,建立了考虑轴承真实结构、组件内部运动的轴承润滑仿真模型,利用沟槽的引流作用增强润滑油轴向流动能力,进而提升轴承润滑效率;其次,... 详细信息

针对滚动轴承在高速高压气帘影响下供油不足的问题,提出了基于表面沟槽结构的轴承润滑增效方法。首先,建立了考虑轴承真实结构、组件内部运动的轴承润滑仿真模型,利用沟槽的引流作用增强润滑油轴向流动能力,进而提升轴承润滑效率;其次,考虑轴承变工况服役特点,研究了供油量、转速、沟槽尺寸、喷嘴直径等因素对轴承润滑性能的影响规律,结合正交设计获得了影响沟槽润滑增效的多因素敏感性排序,基于参数归一化方法构建了适用于变工况的最优沟槽宽度预测公式。搭建了高速轴承润滑实验台,对比分析了不同宽度沟槽在轴承变工况下的润滑增效作用,结果表明,当轴承转速超过6000 r/min时,所提方法获得的最优沟槽结构使得轴承接触区润滑油流量提升5倍以上,显著提升了轴承的润滑效率。

关键词：高速轴承油气润滑正交设计润滑增效沟槽结构

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采用套索驱动的手部助力外骨骼设计与抓握实验研究

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西安交通大学学报 2023年第8期57卷 115-126页

作者：宋纪元朱爱斌张晶郑春莉屠尧黄虎张政徐海波西安交通大学机器人与智能系统研究所 710049西安西安交通大学陕西省智能机器人重点实验室西安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 西安交通大学环境科学与工程系西安710049

针对航天和工业领域中人体佩戴手套执行任务时,手指关节处因受到编织物挤压而造成的手部疲劳损伤以及抓握力下降等问题,设计了一种采用套索驱动的手部助力外骨骼系统。该系统采用以速度为内环、力为外环的力PID控制方法,以拉力传感器反... 详细信息

针对航天和工业领域中人体佩戴手套执行任务时,手指关节处因受到编织物挤压而造成的手部疲劳损伤以及抓握力下降等问题,设计了一种采用套索驱动的手部助力外骨骼系统。该系统采用以速度为内环、力为外环的力PID控制方法,以拉力传感器反馈输出力,通过力学建模对手部助力外骨骼导线槽开展位置优化。对所设计的外骨骼系统开展抓握实验,结果表明:人体穿戴手部助力外骨骼可再现Feix分类法中全部33种抓握类型;外骨骼抓握指尖力最高可达14N;与不穿戴外骨骼相比,穿戴外骨骼时人体手指关节运动范围能够达到自主弯曲运动范围的63%以上,掌指关节、近端指间关节和大拇指的指间关节角度的皮尔森相关系数可达0.90以上;外骨骼助力抓握使得肱桡肌和桡侧腕长伸肌的肌电均方根峰值分别减小了37.86%和62.46%。实验结果证明所设计的手部助力外骨骼能够明显减少手部肌肉耗能。

关键词：套索驱动手部助力外骨骼机构抓握实验静力学分析

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充放电多特征融合的锂电池寿命预测方法

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重庆理工大学学报（自然科学） 2023年第2期37卷 28-37页

作者：高静怡陈首轩周明博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

针对电池容量及内阻测量易受环境影响、复杂工况下剩余寿命难以准确预测的难题,提出了一种充放电多特征指标融合的锂电池寿命预测方法。通过分析电池的循环老化数据,研究不同周期充电曲线和放电曲线的特点,提取等压降放电时间、等时间... 详细信息

针对电池容量及内阻测量易受环境影响、复杂工况下剩余寿命难以准确预测的难题,提出了一种充放电多特征指标融合的锂电池寿命预测方法。通过分析电池的循环老化数据,研究不同周期充电曲线和放电曲线的特点,提取等压降放电时间、等时间放电压降、恒压充电时间及断电压降4个特征指标,并分析了各特征指标与容量衰减之间的相关性。提出信息熵改进的灰度关联分析法。构建充放电过程融合指标表征电池的健康状态,健康状态表征的均方根误差平均值为0.0213,优于单过程融合指标估算误差。以融合特征指标为输出,充放电循环的测量数据为输入,建立卷积神经网络模型对电池的剩余寿命进行在线预测,寿命预测误差约为0.0890,稳定性误差约为0.0160。

关键词：锂离子电池健康状态剩余寿命融合指标

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智能主轴技术发展综述

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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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基于谱幅融合广义健康指数的可解释装备退化评估优化模型研究进展

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机械工程学报 2024年第18期60卷 1-16页

作者：严彤彤王冬彭志科雷亚国上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 宁夏大学机械工程学院宁夏750021 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

针对装备全生命周期退化评估所需的健康指数存在构建过程繁琐且未考虑退化特性、构建模型和学习权重物理难解释、退化趋势可分性和单调性不显著以及难以同步实现装备状态监测、早期故障诊断和退化评估等问题,总结近年来基于谱幅融合广... 详细信息

针对装备全生命周期退化评估所需的健康指数存在构建过程繁琐且未考虑退化特性、构建模型和学习权重物理难解释、退化趋势可分性和单调性不显著以及难以同步实现装备状态监测、早期故障诊断和退化评估等问题,总结近年来基于谱幅融合广义健康指数的可解释装备退化评估优化模型研究成果,探讨基于退化特性和故障特征稀疏性的两类典型可解释广义健康指数权重优化模型及其应用效果。该类优化模型核心思想是将谱幅(如频域幅值或包络谱域幅值)加权和定义为广义健康指数,然后基于可分性、单调性等退化特性和故障特征稀疏特性推导出相关的多种广义健康指数权重凸优化模型。与现有模型相比,所提出的基于谱幅融合广义健康指数的可解释装备性能退化评估优化模型具有以下特点:①仅需工程常用的傅里叶变换或希尔伯特变换作为原始数据预处理方法,避免使用复杂信号处理算法及其参数优化过程;②广义健康指数权重凸优化模型构造来源于退化特性和故障特征稀疏性的凸优化描述,因此权重优化模型具有可解释性和全局最优解;③优化的谱幅权重具备频域故障物理可解释性,谱幅权重可定位信息频率带并揭示故障特征频率来支撑广义健康指数退化评估合理性;④基于谱幅加权的广义健康指数可同时实现装备状态监测、故障诊断和退化评估三重目的,利于高效实施装备智能运维。最后,对基于谱幅融合广义健康指数的未来研究方向进行充分探讨。

关键词：广义健康指数谱幅融合退化特性稀疏性装备退化评估凸优化

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均化接触应力的双线性材料刚度优化设计

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机械工程学报 2022年第1期58卷 212-220页

作者：周意葱林起崟张宁静洪军杨楠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

装配连接界面是承载和保障机械装备实现既定功能的载体,其连接界面接触应力分布均匀性是影响机械装备磨损、疲劳、裂纹的关键因素,对机械装备高性能服役具有“锚定”作用。为改善连接界面接触应力分布均匀性,开展了材料刚度优化设计研... 详细信息

装配连接界面是承载和保障机械装备实现既定功能的载体,其连接界面接触应力分布均匀性是影响机械装备磨损、疲劳、裂纹的关键因素,对机械装备高性能服役具有“锚定”作用。为改善连接界面接触应力分布均匀性,开展了材料刚度优化设计研究。首先,以接触应力方差为目标函数,以弹性模量为设计变量,基于渐进优化原理,构建了一种材料刚度优化设计方法。然后,分别针对有无摩擦工况下两个典型接触问题开展了材料刚度优化设计。结果表明,材料刚度优化可大幅降低接触应力方差,验证了本方法在提升连接界面接触应力分布均匀性上的有效性。进一步研究不同问题、不同摩擦因数取值下摩擦行为对优化结果的影响,发现摩擦行为的影响程度大小与问题边界、约束等情况密切相关。

关键词：装配连接界面接触应力分布均匀性材料刚度优化设计摩擦行为影响

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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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