检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年

作者：李永杰张周锁罗欣西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室

卫星微振动源定量辨识能够为微振动的抑制提供指导和依据，而由于振源信号中含有同频强相关性信号成分且信号传递路径复杂，给信号的分离和源贡献量的定量估计带来困难和挑战。为此，提出了带参考信号的频域盲解卷积(Frequency-domain b... 详细信息

卫星微振动源定量辨识能够为微振动的抑制提供指导和依据，而由于振源信号中含有同频强相关性信号成分且信号传递路径复杂，给信号的分离和源贡献量的定量估计带来困难和挑战。为此，提出了带参考信号的频域盲解卷积(Frequency-domain blind deconvolution with reference signals, FBDR)算法。首先，提出一种基于同频去除的相关源盲分离算法，利用去除同频成分后混合信号计算分离矩阵，并将其作用于原始混合信号得到估计信号，为含同频成分相关源信号的分离提供了解决思路。在此基础上，提出复值参考FastICA算法，将参考信号的相似度信息引入到优化迭代目标函数中，从而引入先验信息提高算法的分离性能。最后，通过仿真分析和卫星舱段结构激励试验验证了FBDR算法的有效性，结果表明，提出算法振源贡献量估计误差相较于对比算法明显降低。将FBDR算法应用于卫星微振动地面试验信号中，试验结果表明，贡献量估计误差小于3%，满足工程需求，可为卫星减振降噪和振源在轨控制提供参考依据。

关键词：频域盲解卷积同频相关源参考信号定量辨识卫星微振动

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多源信息融合的核电循泵轴承健康状态增量评估

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振动．测试与诊断 2024年第4期44卷 690-696,825页

作者：刘雪成玮周康宁苟芮侨陈雪峰张荣勇智一凡西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 中国核电工程有限公司北京100840

针对基于深度学习的导轴承健康状态评估模型在增量学习新任务后,几乎彻底遗忘之前学习的内容,导致模型对旧任务评估准确率下降的问题,提出一种多源信息融合的核电循环水泵导轴承健康状态增量评估方法。首先,设计多源信息融合网络,提取... 详细信息

针对基于深度学习的导轴承健康状态评估模型在增量学习新任务后,几乎彻底遗忘之前学习的内容,导致模型对旧任务评估准确率下降的问题,提出一种多源信息融合的核电循环水泵导轴承健康状态增量评估方法。首先,设计多源信息融合网络,提取反映导轴承健康状态的高维融合特征;其次,通过减小多源信息融合网络的分类损失及蒸馏损失保留新旧任务知识,设计范例管理策略及最邻近均值分类器实现导轴承健康状态增量评估;最后,在核电循环水泵实验台架采集导轴承劣化数据,并对所提方法进行实验验证及对比分析。实验结果表明,所提出方法的准确率可达94%以上。

关键词：核电循环水泵导轴承健康状态评估增量学习

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应用数据基线模型的重燃叶片制造质量异常溯源路径搜索方法

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西安交通大学学报 2024年第2期58卷 136-145页

作者：朱铜艾松陈琨李明雪西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 清洁高效透平动力装备全国重点实验室四川德阳618000

针对重型燃气轮机高温透平叶片(以下简称重燃叶片)质量异常溯源时质量因素的改进难度大、质量异常溯源路径不清晰的问题,提出一种应用国家质量基础设施(NQI)数据基线模型的质量异常溯源路径搜索方法。该方法构建重燃叶片全域的NQI数据... 详细信息

针对重型燃气轮机高温透平叶片(以下简称重燃叶片)质量异常溯源时质量因素的改进难度大、质量异常溯源路径不清晰的问题,提出一种应用国家质量基础设施(NQI)数据基线模型的质量异常溯源路径搜索方法。该方法构建重燃叶片全域的NQI数据基线模型,提供重燃叶片制造全域的制造逻辑标准与NQI质量控制逻辑标准;根据质量事件间复杂逻辑关系,构建T-S质量风险树,引入超椭球模型进行计算分析,求解基本事件的后验概率和关键重要度;考虑后验概率、关键重要度及启发式信息值等属性,采用改进VIKOR算法求取各方案的区间折衷值,结合二元联系数可能度函数的区间数排序方法得到质量异常溯源的最优方案,考虑属性值随搜索进程的更新,得到最优的质量异常溯源搜索路径。以NQI数据基线模型的某工艺过程为例进行应用验证,结果表明,利用该溯源路径搜索与随机搜索诱因相比,溯源效率提升38%,能在更短的时间内找到引发型壳质量异常的原因,为质量改进提供了参考。

关键词：重型燃气轮机叶片国家质量基础设施数据基线制造质量异常溯源

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面向脑卒中康复的气袋式触觉反馈单元特性研究

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西安交通大学学报 2023年第6期57卷 1-9页

作者：张超宙李敏吴宗林何博谢俊徐光华西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

针对现阶段气袋式触觉反馈装置难以准确呈现交互效果及同时表征触觉力和触觉面积的问题,开展了气动触觉单元的静态特征和动态特征研究。依据气动触觉单元的几何约束条件建立了静态压力分布模型,类比电路电容放电模型构建了动态压力响应... 详细信息

针对现阶段气袋式触觉反馈装置难以准确呈现交互效果及同时表征触觉力和触觉面积的问题,开展了气动触觉单元的静态特征和动态特征研究。依据气动触觉单元的几何约束条件建立了静态压力分布模型,类比电路电容放电模型构建了动态压力响应模型。制作了3种规格的气袋触觉单元并进行了特征实验测试,结果表明,静态压力分布模型的拟合触觉面积误差为6.94%,中型气袋(14.4mm×9.4mm)及以下规格的气动单元响应时间在0.5s以内。采用中型气袋搭建了躯干触觉反馈系统,并进行了触觉感知实验,通过调节充气限制高度以表征不同的触觉面积,通过改变气袋气压大小以表征不同的触觉力。实验结果表明,被试者对其产生的触觉面积和触觉力感知识别率分别为87.25%和89.67%。气袋式触觉反馈单元特性研究为触觉反馈装置的设计参数选择提供了依据,可以使脑卒中患者在康复训练中快速感受到触觉面积和触觉力,从而提高患者的康复训练体验。

关键词：气动触觉单元静态特征动态特征触觉感知

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不平衡工艺参数数据集的高温透平叶片铸件质量预测方法

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西安交通大学学报 2024年第9期58卷 94-104页

作者：朱铜艾松陈琨高建民西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 清洁高效透平动力装备全国重点实验室四川德阳618000

针对熔模精密铸造工艺参数数据集射线检测(RT)结果存在合格与不合格数量严重不平衡问题,提出一种基于概率分布的合成少数类集成学习(SyMProD-Stacking)的铸件质量预测方法。该方法首先对原始数据集进行预处理以保证数据质量,然后利用Z... 详细信息

针对熔模精密铸造工艺参数数据集射线检测(RT)结果存在合格与不合格数量严重不平衡问题,提出一种基于概率分布的合成少数类集成学习(SyMProD-Stacking)的铸件质量预测方法。该方法首先对原始数据集进行预处理以保证数据质量,然后利用Z分数去除噪声数据,为每个少数类实例(不合格铸件)分配一个概率并基于此概率分布生成样本数据以获取平衡数据集,利用极端梯度提升模型(XGBoost)对所有工艺参数特征进行重要性排序并剔除部分排名靠后的工艺参数,最后将轻量级梯度提升机(LightGBM)、随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和XGBoost模型进行Stacking集成并利用平衡数据集构建质量预测模型。以高温透平叶片制造过程精铸工艺为例,对所提出的质量预测方法进行验证,结果表明:相比于原始数据集构建的预测模型,利用了SyMProD过采样方法构建的预测模型不合格铸件的预测准确率提升了75.4%;相比于单一算法模型,所提质量预测方法的曲线下面积(A_(AUCROC))、几何均值(G_(m))以及F_(1)分数(F_(1))这3项性能指标分别提升了5.48%~11.59%、3.78%~8.92%、5.72%~11.39%,所提出的方法能够很好地预测高温透平叶片精铸过程在不平衡问题下的铸件质量。

关键词：高温透平叶片不平衡问题过采样方法集成学习质量预测

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高模态密度结构宽频振动分析的小波有限元方法实现

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振动与冲击 2023年第1期42卷 54-65页

作者：耿佳李明张兴武杨来浩陈雪峰西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

高模态密度结构的宽频振动分析问题是声振分析领域内关注的重点问题之一,可实现宽频振动预测的数值分析方法是该领域内重要的研究内容,有效的宽频振动数值分析方法应在低频至高频域可同时提供精准的数值解。然而,由于明显的耗散误差和... 详细信息

高模态密度结构的宽频振动分析问题是声振分析领域内关注的重点问题之一,可实现宽频振动预测的数值分析方法是该领域内重要的研究内容,有效的宽频振动数值分析方法应在低频至高频域可同时提供精准的数值解。然而,由于明显的耗散误差和计算成本过高导致传统有限元方法(traditional finite element method,TFEM)在对高模态密度结构进行宽频振动分析时,难以在高频域提供精准的数值解,致使无法实现有效的宽频振动分析。而小波有限元分析方法(wavelet finite element method,WFEM)在进行结构分析时具有潜在的求解效率优势,并且可大幅度降低耗散误差带来的影响。为此,本文首先构造了基于小波有限元理论进行宽频振动分析时的自耦合算法,并据此介绍了小波有限元方法对高模态密度结构进行宽频振动分析的架构,形成了宽频小波有限元分析方法(wide wavelet finite element method,WWFEM)。随后,采用数值分析研究方法,基于WWFEM对具有解析解的高模态密度薄板结构进行了宽频振动分析。最后,采用实验分析研究方法,预测了高模态密度结构在宽频域内的振动响应。在此基础上,对比分析了小波有限元方法在进行高频振动分析时的收敛性和宽频振动分析的有效性等。可为依据小波有限元分析方法解决圆柱壳、曲壳等高模态密度结构宽频振动分析问题提供理论参考。

关键词：高模态密度结构宽频振动分析小波有限元分析(WFEM) 耗散误差

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用于运动单元活动追踪的动作电位卷积神经网络分类方法仿真研究

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西安交通大学学报 2023年第6期57卷 10-17页

作者：李怡欣郑杨西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

为了解决在真实条件下运动单元动作电位(MUAP)波形变异导致的MUAP分类识别准确率低,进而降低运动单元(MU)追踪性能的问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的MUAP分类方法,并利用仿真数据进行了效果验证。该方法以被称为MU指纹的MUAP波... 详细信息

为了解决在真实条件下运动单元动作电位(MUAP)波形变异导致的MUAP分类识别准确率低,进而降低运动单元(MU)追踪性能的问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的MUAP分类方法,并利用仿真数据进行了效果验证。该方法以被称为MU指纹的MUAP波形作为模型输入,结合Keras深度学习框架设计的CNN网络结构简单,并采取Early-stop策略训练网络,可实现不同MU的准确分类和匹配,从而持续追踪给定MU放电活动。所提基于CNN的MU分类方法能够在样本量较小的情况下,即每个MU可获取(54.49±29.28)个MUAP波形样本,对平均(30.23±5.37)个MU进行准确分类,分类准确性达到(89.41%±3.72%),显著高于现有的基于MUAP波形相似度的方法(49.66%±6.12%)。结果表明,所提方法对MUAP波形变异展现出了更好的鲁棒性,为开展真实条件下MU放电活动持续追踪研究提供重要的技术支撑,对运动控制的神经机制研究等具有重要意义。

关键词：肌电分解运动单元追踪运动单元动作电位卷积神经网络

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转轴-轮盘-裂纹叶片耦合系统的叶尖振动特性

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航空学报 2024年第4期45卷 90-104页

作者：吴志渊赵林川颜格胡海峰杨志勃张文明上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 国防科技大学装备综合保障国防科技重点实验室长沙410075 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

航空发动机叶片在极端恶劣环境中工作,容易产生裂纹进而缩短叶片寿命,严重影响航空发动机的安全运行。以转轴-轮盘-裂纹叶片耦合系统为研究对象,采用有限元、假设模态混合的建模策略,利用有限元模拟转轴,基于Kirch⁃hoff板理论、Timoshe... 详细信息

航空发动机叶片在极端恶劣环境中工作,容易产生裂纹进而缩短叶片寿命,严重影响航空发动机的安全运行。以转轴-轮盘-裂纹叶片耦合系统为研究对象,采用有限元、假设模态混合的建模策略,利用有限元模拟转轴,基于Kirch⁃hoff板理论、Timoshenko梁理论模拟轮盘、旋转叶片,并根据时变的释放应变能确定呼吸裂纹导致的时变损失刚度,建立了相应的动力学模型;通过对比耦合系统的固有特性和振动响应验证了提出方法的正确性;剖析了重力载荷、转子不平衡力、气动载荷对叶尖振动特性的影响,并研究了不同无量纲裂纹深度和裂纹位置对叶尖振动特性的影响。研究结果表明:健康叶片中,重力载荷会导致叶片产生振动,转子不平衡力会导致叶片发生静变形;在旋转状态下,裂纹叶片导致叶尖弯曲位移产生偏移量;在气动载荷作用下,呼吸裂纹导致叶片发生非线性振动;常值分量与转频幅值比、常值分量与气动激励频率幅值比是评价呼吸裂纹的有效指标。本文的建模方法和分析结论可为航空发动机叶片裂纹故障诊断提供了一定的理论依据。

关键词：转轴-轮盘-裂纹叶片呼吸裂纹重力载荷转子不平衡力气动载荷

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基于一维/三维热模型的平板热管/液冷电池热管理系统优化设计

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机械工程学报 2023年第22期59卷 79-88页

作者：郭喆晨徐俊王行早徐梓铭梅雪松西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 西安交通大学机械工程学院西安710049

高效的电池热管理系统对保证锂离子电池安全和延长其使用寿命具有重要意义。为了获得合适的工作温度和更好的温度均匀性,设计一种超薄平板热管/液体冷却热管理系统。结合一维等效热网络模型和三维数值仿真模型各自的优点,提出一种高效... 详细信息

高效的电池热管理系统对保证锂离子电池安全和延长其使用寿命具有重要意义。为了获得合适的工作温度和更好的温度均匀性,设计一种超薄平板热管/液体冷却热管理系统。结合一维等效热网络模型和三维数值仿真模型各自的优点,提出一种高效的优化方法,并对一维和三维模型进行试验验证。为了分析4个参数对系统综合性能的影响,选择了四水平正交试验设计对参数进行量化,并进行多目标优化。优化结果表明,系统的热特性和轻量化都得到了提升,其中最高温度可以控制在40℃以内。此外,可变热管长度方案可以显著改善电池模组的温均性。与原系统相比,在大倍率放电和工况变化的放电过程中,模组温差可以控制在2℃以下。此外,附件质量比降低了8.2%。

关键词：电池热管理平板热管液体冷却等效热网络锂离子电池

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激光自身空间维度加工系统综述

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机械工程学报 2023年第19期59卷 375-388页

作者：梅雪松李凯林赵万芹刘斌孙铮段文强王文君崔健磊凡正杰西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

随着智能制造时代的到来,各行业对精细化零部件的加工需求日益旺盛,激光自身空间维度加工系统具备的调控激光束空间维度变化的能力,特别适用于高效、高精度的激光加工,因而具有良好的应用前景和市场需求。激光自身空间维度加工系统主要... 详细信息

随着智能制造时代的到来,各行业对精细化零部件的加工需求日益旺盛,激光自身空间维度加工系统具备的调控激光束空间维度变化的能力,特别适用于高效、高精度的激光加工,因而具有良好的应用前景和市场需求。激光自身空间维度加工系统主要包括点维、一维、二维、三维和“五+N”维,论述点维到“五+N”维激光加工系统的光学结构,分析光学镜片结构尺寸、安装位置、运动方式等对聚焦激光束空间维度变化的影响,并探讨各维度加工系统中光学结构对加工范围和加工精度等的影响,针对各维度激光加工系统,介绍目前工业化应用中的主要产品及其技术参数,对比国内外产品技术参数的差异。本研究可为各维度激光加工系统的工业化应用提供指导,对激光高效高精度加工技术发展具有长远的影响。

关键词：激光加工空间维度光学结构

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