检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2023年第2期44卷 266-277页

作者：蒋婷婷张庆张钧深魏晓晗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

变频驱动下旋转机械设备的振动信号具有调制成分复杂、涉及频带较宽和噪声干扰严重等问题,造成与故障相关的单分量调制成分提取困难。为此,提出了一种新的变分非线性单分量chirp模态提取(VNSCME)方法,建立单个目标模态解调频带最窄与残... 详细信息

变频驱动下旋转机械设备的振动信号具有调制成分复杂、涉及频带较宽和噪声干扰严重等问题,造成与故障相关的单分量调制成分提取困难。为此,提出了一种新的变分非线性单分量chirp模态提取(VNSCME)方法,建立单个目标模态解调频带最窄与残余分量能量最小组合约束的变分优化模型,迭代提取特定的单分量非线性调制成分。预设一个有关目标模态瞬时频率的先验知识,VNSCME能够独立地提取出特定的单分量调制成分并准确估计其瞬时频率。与现有研究相比,VNSCME具有不受时频分布分辨率限制、初始化简单和计算效率高的特点。将VNSCME与阶次跟踪技术相结合,应用于变频驱动电机轴承故障诊断。分别对仿真和实测的故障振动信号进行处理,结果显示瞬时转频估计的相对误差低于0.76%,提取单个目标模态的计算时间低于11.9 s,验证了所提方法的有效性。

关键词：变频驱动非线性调制变分优化阶次跟踪故障诊断

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能量视角下的盾构机刀盘的结构变异重构设计

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西安交通大学学报 2023年第9期57卷 109-122页

作者：刘宏磊宋晨旭鲁睿李宝童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

为充分挖掘盾构机刀盘优化承载形态,在经典布局方案基础上进一步探索动力学承载结构变异重构机制,以显式拓扑优化方法为设计工具,驱动盾构机刀盘承载架构的变异与重构,结合能量有限元分析方法,通过引导并强化盾构机刀盘振动能量耗散,实... 详细信息

为充分挖掘盾构机刀盘优化承载形态,在经典布局方案基础上进一步探索动力学承载结构变异重构机制,以显式拓扑优化方法为设计工具,驱动盾构机刀盘承载架构的变异与重构,结合能量有限元分析方法,通过引导并强化盾构机刀盘振动能量耗散,实现对结构动响应的抑制。针对某型土压平衡式盾构机刀盘结构进行了设计验证,结果表明:在相同开口率和载荷输入条件下,所设计的盾构机刀盘面板结构对比原始结构,平均变形量减小了24.49%,最大应力降低了41.34%,静力学性能得到提升;优化结构相比于原始结构,其能量柔度改善超过22.0%,最大动响应降低7.8%,最小动响应降低27.7%,动力学性得到有效提升。能量视角下的结构变异重构设计方法具有良好的工程应用价值,可为以盾构机为代表的大尺寸结构动力学设计提供一种新思路。

关键词：盾构机刀盘结构变异能量有限元拓扑优化

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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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电场驱动下卵磷脂颗粒在织构表面的聚集与润滑

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表面技术 2024年第21期53卷 63-72页

作者：袁恒迪刘奇朱帅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 江苏师范大学机电工程学院江苏徐州221116

目的研究利用电场在钛合金(Ti6Al4V)与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)摩擦界面聚集的卵磷脂颗粒的润滑性能。方法制备卵磷脂分散纳米溶液,探究不同分散剂对颗粒分散度的影响。对Ti6Al4V盘表面进行织构化处理,利用电场操纵卵磷脂纳米颗粒聚集... 详细信息

目的研究利用电场在钛合金(Ti6Al4V)与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)摩擦界面聚集的卵磷脂颗粒的润滑性能。方法制备卵磷脂分散纳米溶液,探究不同分散剂对颗粒分散度的影响。对Ti6Al4V盘表面进行织构化处理,利用电场操纵卵磷脂纳米颗粒聚集,通过扫描电子显微镜(SEM)表征颗粒聚集效果,并评价在织构化和卵磷脂润滑颗粒聚集协同处理下Ti6Al4V金属盘表面的摩擦学性能。结果将十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为分散剂,使用超声制备的纳米乳液的粒径为200~500 nm。使用激光共聚焦显微镜(CLSM)观测到在卵磷脂溶液通电后的织构表面的深度比同参数未通电织构表面的深度减小了9.9μm,证实通电后织构内部存在卵磷脂微颗粒的聚集。采用SEM观测不同电流密度下的织构盘表面发现,在大电流密度下织构盘表面整体被卵磷脂层覆盖,出现轻微氧化,表面氧化物的主要成分为金红石型TiO2,加剧了UHMWPE的磨损。在小电流密度下,卵磷脂颗粒被填充在织构内部,织构盘表面的润滑性能更佳。聚集了纳米颗粒的Ti6Al4V织构盘的润滑性能良好,其摩擦因数最低可达0.075。结论利用电场驱动卵磷脂颗粒在摩擦界面聚集,实现了预期的减摩抗磨效果。当电流密度较小时,所聚集的卵磷脂层的润滑效果更佳。

关键词：表面织构纳米粒子电泳摩擦磨损

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可用于人工关节润滑的水凝胶蠕变缓释性能及理论模型

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西安交通大学学报 2022年第6期56卷 97-103页

作者：阮春标胡经纬袁恒迪郭培哲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

针对人工关节润滑液难以定量供给导致假体表面磨损严重的问题,提出一种水凝胶关节囊结构来供给和保存关节润滑液的方法,并进行了试验探究和理论验证。首先,制备了含透明质酸琼脂糖水凝胶,在生理盐水浸润环境中对其进行了体外无侧限压缩... 详细信息

针对人工关节润滑液难以定量供给导致假体表面磨损严重的问题,提出一种水凝胶关节囊结构来供给和保存关节润滑液的方法,并进行了试验探究和理论验证。首先,制备了含透明质酸琼脂糖水凝胶,在生理盐水浸润环境中对其进行了体外无侧限压缩蠕变缓释试验,得到了蠕变体积和介质释放量与压力的关系曲线,并得出蠕变体积与介质释放量的转换公式。然后,根据水凝胶的结构和性质,建立了耦合扩散和大变形理论的本构模型,在给定压力的情况下通过该模型可得到水凝胶蠕变仿真曲线,最后结合试验得到的转化公式,可推导出水凝胶介质缓释量。采用一种将试验结果与有限元建模和优化方法相结合的有限元逆向法技术,得到了试件的相关材料参数,使用该参数对不同压力下的蠕变行为进行了仿真验证,结果表明:含透明质酸琼脂糖水凝胶在恒定压力作用下蠕变缓释量正比于蠕变体积;在给定压力和作用时间的情况下,耦合扩散和大变形理论模型可以在误差允许范围内定量预测含透明质酸琼脂糖水凝胶的缓释量。该研究成果可为未来水凝胶作为人造关节囊实现人工关节定量润滑提供参考。

关键词：人工关节润滑液水凝胶蠕变缓释有限元法

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跨设备的机械故障靶向迁移诊断方法

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机械工程学报 2022年第12期58卷 1-9页

作者：雷亚国杨彬李乃鹏李响武通海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

机械故障迁移诊断运用已学习到的设备(源域)诊断知识解决相关设备(目标域)的诊断问题,可望克服大数据下标签数据稀缺、故障信息不全的智能诊断难题.为有效地跨域迁移故障诊断知识,使智能诊断模型能够在不同设备间迁移应用,现有研究要求... 详细信息

机械故障迁移诊断运用已学习到的设备(源域)诊断知识解决相关设备(目标域)的诊断问题,可望克服大数据下标签数据稀缺、故障信息不全的智能诊断难题.为有效地跨域迁移故障诊断知识,使智能诊断模型能够在不同设备间迁移应用,现有研究要求目标域的数据标签空间相对源域的偏移较小,且两者相互对称,这在跨设备迁移诊断中难以满足,降低了智能诊断模型的迁移诊断精度.受"靶向治疗"基本原理启发,提出机械故障靶向迁移诊断方法.首先建立领域共享的深度卷积网络,将源域与目标域的数据映射到深层特征空间;然后设置目标域中极少量的标签数据为制导锚点,并根据制导锚点与源域数据的标签对应关系确定深层特征空间中的靶向区域;最后规划目标域数据向靶向区域移动的制导轨迹,进而基于最优传输理论适配深层特征的局部分布.通过不同设备之间的轴承故障迁移诊断试验对提出方法进行验证,结果表明:提出方法能够定向适配深层特征的局部分布,提高了智能诊断模型在不同设备间的轴承故障迁移诊断精度.

关键词：机械设备靶向迁移故障智能诊断深度迁移学习

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联合载荷作用下精密角接触球轴承动态特性演变规律

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航空动力学报 2022年第6期37卷 1134-1149页

作者：王明凯闫柯马帅军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

基于滚动体与套圈之间相互作用与相对位置关系,考虑离心力、陀螺力矩等非线性因素影响,建立了精密角接触球轴承五自由度拟静力学分析模型,并基于逐步搜索法原理对轴承刚度计算模型进行优化,揭示了复杂联合载荷作用下精密角接触球轴承动... 详细信息

基于滚动体与套圈之间相互作用与相对位置关系,考虑离心力、陀螺力矩等非线性因素影响,建立了精密角接触球轴承五自由度拟静力学分析模型,并基于逐步搜索法原理对轴承刚度计算模型进行优化,揭示了复杂联合载荷作用下精密角接触球轴承动态特性的演变规律。研究表明:轴向载荷在一定程度上减小轴承内外圈接触角差值,削弱由于转速增大引起的刚度软化现象;力矩载荷与径向载荷单独作用时,均导致轴承接触角、接触力波动幅度增大,沿载荷作用方向轴承刚度增大,垂直于载荷作用方向刚度减小;联合载荷作用下,力矩载荷能够抑制径向载荷引起的轴承内部载荷波动,提高轴承承载能力与使用寿命。

关键词：角接触球轴承五自由度模型动态特性联合载荷轴承刚度

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面向润滑增效的轴承套圈表面沟槽结构设计

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西安交通大学学报 2022年第2期56卷 74-81页

作者：王超闫柯葛临风朱永生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

为提升高速轴承润滑效率,对可实现轴承润滑增效的套圈表面沟槽结构开展系统性分析。以角接触球轴承为研究对象,结合可视化分析及定量化实验,优化了转速、喷嘴位置等多参数变化下的轴承套圈表面沟槽结构。基于流体体积函数法(VOF),建立... 详细信息

为提升高速轴承润滑效率,对可实现轴承润滑增效的套圈表面沟槽结构开展系统性分析。以角接触球轴承为研究对象,结合可视化分析及定量化实验,优化了转速、喷嘴位置等多参数变化下的轴承套圈表面沟槽结构。基于流体体积函数法(VOF),建立套圈表面润滑油流动模型,探究润滑油于沟槽化轴承内圈表面流动行为,在此基础上,开展了沟道润滑油流动量化实验分析。对比了不同喷嘴位置、不同沟槽宽度、不同转速对润滑油流动增效能力影响的变化规律,针对润滑油流动特征开展了弧形沟槽结构优化设计。结果表明:当转速、供油位置等运行工况条件变化时,均存在工况适应性最优的沟槽宽度,且最优沟槽宽度随喷嘴距端面距离的增加而增加;弧形沟槽能有效改善沟槽对润滑油流动增效能力,且转速越高,大弧度沟槽增效效果越好。研究内容对于高速轴承新型高效润滑设计具有重要参考意义。

关键词：高速轴承沟槽结构润滑增效工况适应性

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晶须泊松比计算及晶须增强陶瓷复合材料硬度预报

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复合材料学报 2022年第12期39卷 5996-6003页

作者：陈飞闫柯洪军朱永生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

晶须在强化陶瓷材料强度和韧性的同时能显著提高材料硬度,在解决陶瓷硬度不足上具有突出优势。针对目前实验法研究晶须增强陶瓷材料中存在组分设计盲目性大、试样制备耗时费力等问题,以β-Si_(3)N_(4)晶须(β-Si_(3)N_(4)w)增强Si_(3)N_... 详细信息

晶须在强化陶瓷材料强度和韧性的同时能显著提高材料硬度,在解决陶瓷硬度不足上具有突出优势。针对目前实验法研究晶须增强陶瓷材料中存在组分设计盲目性大、试样制备耗时费力等问题,以β-Si_(3)N_(4)晶须(β-Si_(3)N_(4)w)增强Si_(3)N_(4)陶瓷为对象,提出了一种计算晶须泊松比的双向随机建模方法,并基于密度泛函理论(DFT)框架下平面超软赝势法和广义梯度近似(GGA)中的Perdew-Wang 91(PW91)函数,对β-Si_(3)N_(4)超晶胞泊松比进行了计算。以此为基础,提出了运用德劳内(Delaunay)三角剖分法和伪随机函数法建立β-Si_(3)N_(4)w增强Si_(3)N_(4)陶瓷微观结构模型的方法,对模型硬度进行了预报并对β-Si_(3)N_(4)w增硬机制进行了探讨。结果表明,βSi_(3)N_(4)w泊松比约为0.27。β-Si_(3)N_(4)w增强Si_(3)N_(4)陶瓷硬度预报值与相关实验测试值存在较好一致性,这表明了晶须泊松比计算模型和晶须强韧陶瓷微观结构建模法的有效性。在β-Si_(3)N_(4)w含量为3wt%时,硬度达到最大值22.80 GPa。应力分析表明β-Si_(3)N_(4)w各向分布性分散了应力集中作用区并依靠β-Si_(3)N_(4)w高强度特性承载了大量应力的作用,这是硬度提高的主要原因。

关键词：晶须陶瓷泊松比第一性原理硬度

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人工关节材料表面仿生树状分叉网络的润滑研究

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西安交通大学学报 2022年第2期56卷 66-73页

作者：任荣杰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

为提高人工关节假体材料(钛合金/超高分子量聚乙烯配副)的耐磨性,研究了材料仿生树状分叉网络织构的液体铺展流动性能与摩擦学性能。根据分支数与分支角不同,分别设计了3类仿生树状分叉网络织构(十字型网络、T型网络、Y型网络),每类树... 详细信息

为提高人工关节假体材料(钛合金/超高分子量聚乙烯配副)的耐磨性,研究了材料仿生树状分叉网络织构的液体铺展流动性能与摩擦学性能。根据分支数与分支角不同,分别设计了3类仿生树状分叉网络织构(十字型网络、T型网络、Y型网络),每类树状网络织构分别制备成织构率为10%、15%、20%的3种试样。通过试验,评价了树状网络的液体铺展流动性和摩擦学性能,结果发现:3种织构表面均可以降低瞬时接触角和实现液体完全铺展,并具有较好的减摩性能;Y型网络织构具有最好的液体铺展流动性能,2μL的液体在10%织构率时瞬时接触角为23.37°,仅0.95 s可以完全铺展;T型网络织构在15%织构率时摩擦系数仅为0.077,较原始表面降低了38%。研究内容对人工关节自润滑减摩设计具有重要参考意义。

关键词：人工关节树状分叉织构钛合金接触角摩擦学性能

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