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弧齿锥齿轮弯曲强度ISO计算标准与有限元分析
1
作者 冯少坤 魏冰阳 +1 位作者 信稳 程波 《机械强度》 北大核心 2025年第7期117-123,共7页
弧齿锥齿轮弯曲强度计算复杂,准确评价难度极大。针对ISO 10300标准B1和B2这2种不同计算方法,从2种方法的计算原理出发,对比了2种方法关于齿根弯曲应力及许用弯曲应力计算涉及各参数的选取方法以及数值的选用原则,分析了2种计算方法中... 弧齿锥齿轮弯曲强度计算复杂,准确评价难度极大。针对ISO 10300标准B1和B2这2种不同计算方法,从2种方法的计算原理出发,对比了2种方法关于齿根弯曲应力及许用弯曲应力计算涉及各参数的选取方法以及数值的选用原则,分析了2种计算方法中各参数取值对齿根弯曲应力计算的影响规律。通过若干组设计样本计算,对比了2种方法计算出的齿根弯曲应力数值。利用有限元分析对计算结果进行了验证。结果表明,由于所用修正系数种类及取值不同,2种方法计算得到的弯曲强度评价结果存在一定的差异,B1方法对齿根弯曲强度评价更保守,齿根弯曲应力比B2方法约小5%;ISO计算标准尽管考虑了多齿载荷分担,但忽略了其综合作用对齿根弯曲应力的影响,导致与有限元计算结果有差异,B1方法与有限元计算结果更接近,误差约为6%。 展开更多
关键词 弧齿锥齿轮 ISO计算标准 齿根弯曲应力 有限元分析
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考虑中心构件浮动的复合行星轮系动态特性分析
2
作者 杨建军 任延波 +3 位作者 李聚波 蒋闯 信稳 程波 《河南科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期11-19,M0003,共10页
为揭示输入转速对考虑中心构件浮动的复合行星轮系振动特性的影响规律,基于集中参数法并考虑了时变啮合刚度、啮合相位和啮合误差等非线性因素,构建了系统动力学模型。利用龙格-库塔法求解了系统在系列输入转速下中心构件的浮动量、动... 为揭示输入转速对考虑中心构件浮动的复合行星轮系振动特性的影响规律,基于集中参数法并考虑了时变啮合刚度、啮合相位和啮合误差等非线性因素,构建了系统动力学模型。利用龙格-库塔法求解了系统在系列输入转速下中心构件的浮动量、动态特性和均载特性,分析出了输入转速对系统振动特性的影响规律。试验结果表明:随着输入转速的增加,中间级行星架和输出级太阳轮的浮动量分别从304.62μm、345.23μm减小到177.25μm、203.48μm,与理论计算出的趋势基本一致。试验与理论结果共同表明:随着输入转速的增加,中心构件的浮动量逐渐减小,行星轮系的均载特性变差,系统产生的额外振动更强烈。 展开更多
关键词 复合行星轮系 浮动量 输入转速 中心构件 振动特性
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基于前馈控制的内齿轮强力车齿加工方法研究
3
作者 王会良 寇云飞 +1 位作者 信稳 魏冰阳 《机床与液压》 北大核心 2025年第7期88-94,共7页
传统的车齿加工内齿轮具有加工效率高、精度高和成本低等优点,但仍然存在误差。针对车齿加工过程中伺服系统稳态误差大、速度慢以及超调量大等问题,采用前馈和微分负反馈相结合的控制方法,以降低稳态误差,从而改善伺服系统的跟踪性能。... 传统的车齿加工内齿轮具有加工效率高、精度高和成本低等优点,但仍然存在误差。针对车齿加工过程中伺服系统稳态误差大、速度慢以及超调量大等问题,采用前馈和微分负反馈相结合的控制方法,以降低稳态误差,从而改善伺服系统的跟踪性能。通过在MATLAB/Simulink中进行仿真,分析车齿加工内齿轮时的运动轨迹,并对其参数进行分析。最终,通过实验验证了所提方法的有效性。结果表明:引入前馈-微分复合控制策略后,伺服系统的跟随误差和车齿的内齿轮误差明显减小,加工精度明显提高,显著提高了伺服系统的动态性能。 展开更多
关键词 前馈和微分反馈控制 车齿内齿轮 伺服系统
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面向重型水轮机的高强韧焊接材料及技术研究进展
4
作者 王星星 王远航 +15 位作者 卢一凡 石如星 刘怀亮 彭岩 凌自成 张雷 陈小明 潘昆明 耿在明 张雷 马怀立 杨杰 王威 土比木乃 赵永军 王文德 《精密成形工程》 北大核心 2025年第3期19-30,共12页
重型水轮机作为水电机组的核心部件,其性能和可靠性直接关系到水电机组的稳定运行与长效发挥。焊接工艺在水轮机制造中起着关键作用,焊接材料的正确选用直接决定了水轮机的服役可靠性。随着水电技术的不断发展以及对大规模、高效率水电... 重型水轮机作为水电机组的核心部件,其性能和可靠性直接关系到水电机组的稳定运行与长效发挥。焊接工艺在水轮机制造中起着关键作用,焊接材料的正确选用直接决定了水轮机的服役可靠性。随着水电技术的不断发展以及对大规模、高效率水电机组的需求日益增长,水轮机所需材料的性能标准也在不断提高。在高水头、大容量水电机组中,水轮机承受着极大的机械载荷与恶劣的工作环境,因此对焊接材料的强度、韧性及耐腐蚀性能提出了更严苛的要求。本文综述了重型水轮机高强韧焊接材料的研究进展,针对转轮、导叶及蜗壳等关键部件在高水头、大容量水电机组中的应用特点,探讨了制造过程中焊接材料及技术的关键问题。系统分析了重型水轮机用马氏体不锈钢、高强钢及复合材料研究领域的国内外动态,重点关注了锻焊结合、增材制造及表面强化等新技术,提出了优化焊接材料强度、韧性和耐腐蚀性能的全生命周期制造策略,旨在优化焊接材料的综合性能,确保水轮机在各种工作条件下的可靠性与长期稳定运行。 展开更多
关键词 水电机组 水轮机 焊接 增材制造 表面强化 马氏体不锈钢
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2 GeV等时性加速器散焦磁铁的1∶4比例模型线圈低温系统研制
5
作者 周洪吉 付伟 +11 位作者 王川 王国彪 李建晖 朱晓锋 张素平 靳昭军 林军 汪洋 蔡红茹 刘景源 贾运胜 张天爵 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第1期231-238,共8页
为了掌握大范围交变梯度高温超导磁铁设计、内凹螺旋形结构的高温超导磁体绕制固定等技术,验证关键技术可行性,中国原子能科学研究院(CIAE)启动了FDF聚焦结构中散焦磁铁的1∶4比例高温超导磁铁研制。为此设计并研制了以小型GM制冷机为... 为了掌握大范围交变梯度高温超导磁铁设计、内凹螺旋形结构的高温超导磁体绕制固定等技术,验证关键技术可行性,中国原子能科学研究院(CIAE)启动了FDF聚焦结构中散焦磁铁的1∶4比例高温超导磁铁研制。为此设计并研制了以小型GM制冷机为冷源的一种冷箱与超导线圈恒温器一体式的氦气循环系统,该系统由2台GM制冷机提供冷量,一台常温循环泵实现氦气循环,整个系统在提供足够的制冷量的前提下,能够确保高温超导线圈的温度均匀分布。该系统可将1∶4比例高温超导线圈最低冷却到25.3 K,完成了超导线圈载流性能的测试和超导线圈磁场特性测试,达到了设计的工作电流和最高磁场。验证了大型无绝缘、干式高温超导线圈在真空状态下采用氦气循环传导冷却方案的可行性,并验证了磁体与低温系统长期稳定运行性能,为新一代等时性高功率固定场交变梯度(FFAG)加速器磁聚焦结构的研制奠定了基础。 展开更多
关键词 FFAG加速器 高温超导线圈 氦气冷却
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基于有限元方法的深井提升机制动系统模态分析 被引量：11
6
作者 郝雪弟 张艺萱 +3 位作者 刘冰 张雪 刘贺伟 孟国营 《煤炭工程》 北大核心 2018年第10期88-91,共4页
为了确定深井提升机制动系统的振动特性,避免其在使用过程中发生共振现象,文章以TP1-150型矿井提升机制动器系统为研究对象,通过Solid Works软件建立制动器系统的的三维模型,利用ANSYS Workbench软件建立该制动系统的有限元模型,对制动... 为了确定深井提升机制动系统的振动特性,避免其在使用过程中发生共振现象,文章以TP1-150型矿井提升机制动器系统为研究对象,通过Solid Works软件建立制动器系统的的三维模型,利用ANSYS Workbench软件建立该制动系统的有限元模型,对制动器及制动系统进行模态分析,得到前10阶固有频率和主振型。为确保提升机制动系统结构能经受住不同频率下的各种正弦载荷,通过谐响应分析得到系统的振幅-频率曲线,并确定了该制动系统的危险频率范围和系统发生共振时可能产生的最大振动幅值。 展开更多
关键词 提升机制动系统 模态分析 谐响应分析
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高氮无镍不锈钢研究进展及应用
7
作者 曲青博 王星星 +7 位作者 施建军 李花兵 王青川 彭岩 贾连辉 陈金虎 李桂变 方乃文 《精密成形工程》 北大核心 2025年第8期94-106,共13页
近年来,功能性高氮无镍不锈钢的研究引起了广泛关注。与传统含镍不锈钢相比,高氮无镍不锈钢通过用氮元素代替镍元素进行合金化,不仅保持了不锈钢的优异特性,还能大幅度降低镍的使用量,减少对这一贵重金属的依赖。氮元素的加入能够显著... 近年来,功能性高氮无镍不锈钢的研究引起了广泛关注。与传统含镍不锈钢相比,高氮无镍不锈钢通过用氮元素代替镍元素进行合金化,不仅保持了不锈钢的优异特性,还能大幅度降低镍的使用量,减少对这一贵重金属的依赖。氮元素的加入能够显著提升不锈钢的耐点蚀性以及力学性能,使其在工业领域展现出良好的应用前景。本文首先对近年来国内外关于高氮无镍不锈钢的研究进展进行归纳与总结,对材料制备、性能优化等方面的研究成果进行了概述。其次,从成分设计与制备、组织和力学性能等多个关键方面对高氮无镍不锈钢的研究进行详细评述,耐腐蚀性分析和生物相容性方面的研究显示,高氮无镍不锈钢在多种腐蚀介质中表现优异,特别适用于海洋、化工等腐蚀环境。其次,总结了高氮无镍不锈钢研究中存在的不足,如何平衡氮元素含量与材料综合性能,仍是当前研究的难点之一。最后,指出优化成分、调整热处理工艺提升高氮钢性能,是实现该材料在力学性能、加工性能方面更大突破的主要方式,为高氮无镍不锈钢相关研究及应用提供理论依据和参考信息。 展开更多
关键词 高氮无镍不锈钢 制备工艺 力学性能 耐蚀性 生物兼容性
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基于流固耦合的湿式球磨机磨矿效果离散元分析
8
作者 李培 张萌 +2 位作者 王晓 余永健 薛玉君 《金属矿山》 北大核心 2025年第6期182-187,共6页
湿式球磨机是工业生产中广泛应用的粉磨设备,其运行成本约占选矿厂总成本的50%,提高磨矿效率对选矿厂节能增效具有显著积极意义。为了更好地理解磨矿工艺参数对磨矿效率的影响,以便更好地指导工业生产,开展了基于流固耦合的湿式球磨机... 湿式球磨机是工业生产中广泛应用的粉磨设备,其运行成本约占选矿厂总成本的50%,提高磨矿效率对选矿厂节能增效具有显著积极意义。为了更好地理解磨矿工艺参数对磨矿效率的影响,以便更好地指导工业生产,开展了基于流固耦合的湿式球磨机磨矿效果离散元分析。研究以?2.7 m×4 m的湿式球磨机为研究对象,采用DEM-VOF方法建立了磨机内气-液-固三相流耦合模型,分析了不同矿浆浓度下物料的运动状态及碰撞能量利用率。结果表明:磨矿效果与矿浆浓度密切相关,当矿浆浓度较低时,“死区”颗粒占比较高,导致磨矿效率降低;随着矿浆浓度的提高,物料流动状态显著改善并趋于稳定,磨矿效率随之提升;当矿浆浓度为90%时,磨机内部总碰撞能量达到峰值,但其能量利用率并非最高;相比之下,矿浆浓度为80%时,能量利用率最高,该浓度下的总碰撞能量接近矿浆浓度90%时,且显著高于其他3种磨矿浓度条件下,综合磨矿效率及衬板和磨矿介质的磨损情况,认为矿浆浓度宜为80%。磨机内部磨矿介质与矿石的碰撞以低能级为主,因此,矿石破碎主要依赖冲击能量的多次累积效应;同时,切向碰撞能量高于法向碰撞能量,表明球磨机内的矿石破碎以磨剥作用为主导。 展开更多
关键词 湿式球磨机 流固耦合 离散单元法 矿浆浓度 磨矿效果
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基于离散元的立式螺旋搅拌磨机介质球运动轨迹研究
9
作者 王朝华 赵炎龙 +3 位作者 瞿铁 宋现洲 纪昊男 马立峰 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期265-271,共7页
介质球是立式螺旋搅拌磨机对物料进行超细粉磨的主要媒介,获取其运动轨迹对于解析并利用研磨机理,优化磨矿效果、提高磨矿效率至关重要。研究以立式螺旋搅拌实验磨机为对象,建立了筒体-螺旋搅拌器-介质球离散元模型;以距底高度和距轴心... 介质球是立式螺旋搅拌磨机对物料进行超细粉磨的主要媒介,获取其运动轨迹对于解析并利用研磨机理,优化磨矿效果、提高磨矿效率至关重要。研究以立式螺旋搅拌实验磨机为对象,建立了筒体-螺旋搅拌器-介质球离散元模型;以距底高度和距轴心距离为参数设计的72个代表性点位为介质球运动的起点,研究了各介质球的运动轨迹和路径长度,从而判定其研磨能力的强弱。结果表明,介质球的运动轨迹与其在筒内的位置有关,主要有3种轨迹模式:近似圆弧状的平面运动、沿筒壁滑落至筒底运动、循环往复的近似螺旋状运动;相同高度下介质球(筒底介质球除外)的运动轨迹长度随着径向距离的增加先增大后减小;相同径向距离的介质球的运动轨迹长度随着筒体高度的增加先增大后减小。 展开更多
关键词 立式螺旋搅拌磨机 介质球 运动轨迹 离散元 磨矿效率
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大型水电装备关键部件高性能制造新技术新工艺
10
作者 蒋元龙 王星星 +10 位作者 彭岩 张雷 温暖 刘怀亮 石如星 耿在明 潘昆明 陈小明 马怀立 土比木乃 张雷 《精密成形工程》 北大核心 2025年第3期90-101,共12页
大型水电装备中转轮、水斗、叶片等关键部件在水电机组稳定高效运行过程中发挥着至关重要的作用。为满足这些部件在极端工况下的性能要求,高性能制造技术应用显得尤为重要。近年来,先进锻焊工艺、焊接与增材制造、激光熔覆技术、喷涂技... 大型水电装备中转轮、水斗、叶片等关键部件在水电机组稳定高效运行过程中发挥着至关重要的作用。为满足这些部件在极端工况下的性能要求,高性能制造技术应用显得尤为重要。近年来,先进锻焊工艺、焊接与增材制造、激光熔覆技术、喷涂技术等制造技术在水电装备关键部件领域的应用成效显著。本文概述了大型水电装备关键部件高性能制造技术研究现状,重点讨论了锻造、焊接与增材制造、激光熔覆、喷涂等技术在转轮、水斗、叶片等关键部件中的应用现状。通过对水电装备关键部件锻造工艺参数、焊接残余应力、激光熔覆及喷涂表面强化效果等进行系统探讨,深入分析了这些技术工艺在部件性能提升方面的优势与挑战。锻造工艺能够有效改善材料力学性能和组织结构,提高部件抗疲劳性和冲击韧性;焊接与增材制造工艺有助于降低制造过程中产生的残余应力与变形,提升部件连接质量;激光熔覆及喷涂技术则能有效增强部件表面耐磨性、抗腐蚀性及抗氧化性,从而延长使用寿命。此外,还指出现阶段大型水电装备关键部件制造研究存在的不足之处,对相关领域的未来研究重点进行了展望。 展开更多
关键词 水电装备关键部件 锻造 焊接与增材制造 激光熔覆 喷涂
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Ti6554钛合金双道次热挤压宏微观演化的有限元模拟与试验研究 被引量：5
11
作者 刘斌 武川 周宇杰 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期83-95,共13页
通过热挤压试验和有限元模拟研究了Ti6554钛合金双道次挤压宏观变形和微观组织演化规律,并进行优化获得了最优挤压工艺参数。首先,基于热压缩试验建立了材料热挤压变形本构方程、动态再结晶动力学模型和晶粒长大模型。其次,基于Deform-2... 通过热挤压试验和有限元模拟研究了Ti6554钛合金双道次挤压宏观变形和微观组织演化规律,并进行优化获得了最优挤压工艺参数。首先,基于热压缩试验建立了材料热挤压变形本构方程、动态再结晶动力学模型和晶粒长大模型。其次,基于Deform-2D软件建立了材料双道次挤压宏微观耦合的有限元模型,研究了挤压比(13.04、10.56和8.73)、预热温度(890、940和990℃)和挤压速度(35、45和55 mm·s^(-1))对棒材的温度场、等效塑性应变场和晶粒尺寸的影响,并通过挤压试验进行了模型验证。最后,采用Design-Expert建立了挤压工艺参数与平均晶粒尺寸标准差、体积分数标准差和挤压力之间的响应面模型,采用Matla遗传算法进行多目标优化,获得了最优挤压工艺(挤压比8.73、挤压速度52 mm·s^(-1)、预热温度913℃)。采用此工艺对Ti6554钛合金进行了热挤压试验,并对挤压得到的棒料试样进行金相观察,结果表明,晶粒破碎效果较好,晶粒尺寸均匀性提高。 展开更多
关键词 Ti6554钛合金 棒料热挤压 有限元模拟 多目标优化 响应面法
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超高强钢分步冷却激光焊接头强韧性分析
12
作者 张志勇 李若愚 +4 位作者 郭轩铭 石如星 禹兴胜 徐济进 李志敏 《焊接学报》 北大核心 2025年第3期112-119,共8页
为解决超高强钢焊后接头强韧性失配的问题,文中研究借鉴淬火配分工艺(quenchingandpartitioning,Q&P)原理提出一种分步冷却工艺,研究分步冷却焊接工艺对焊接接头力学性能的影响.基于焊接数值模拟的方法设计了分步冷却系统,并与现有... 为解决超高强钢焊后接头强韧性失配的问题,文中研究借鉴淬火配分工艺(quenchingandpartitioning,Q&P)原理提出一种分步冷却工艺,研究分步冷却焊接工艺对焊接接头力学性能的影响.基于焊接数值模拟的方法设计了分步冷却系统,并与现有激光焊系统集成,开展了超高强钢分步冷却焊接试验,对比分析了分步冷却焊接工艺对焊接接头力学性能的影响,探讨了分步冷却激光焊接头强韧化机理.结果表明,相较于激光焊,分步冷却激光焊使得焊接接头各区域的宽度均有所下降,焊接接头的屈服强度提高5.8%,抗拉强度提高4.9%,韧性值提高约6.8%.这是由于分步冷却导致冷却速率较高,原奥晶粒尺寸减小,从而形成更细、更窄的板条马氏体,提升了接头的强度;同时由于自配分的作用,残余奥氏体含量增加,引发相变诱导塑性效应(transformation-inducedplasticity,TRIP)导致韧性提高.创新点:(1)基于焊接数值模拟,设计了分步冷却激光焊系统.(2)分步冷却激光焊解决了超高强钢焊接接头强韧性失配问题. 展开更多
关键词 超高强钢 分布冷却 强韧性 激光焊
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马氏体不锈钢的热变形行为及不同本构模型的对比
13
作者 宋岳峰 王魁 +1 位作者 陈慧琴 孙统辉 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第7期184-191,共8页
在Gleeble-3800热力模拟试验机上进行了04Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢的热压缩实验。研究了变形温度为950~1200℃,应变速率为0.001~0.1 s^(-1)条件下的热变形行为;构建了3种不同的本构模型,并结合误差分析进行了对比。结果表明:该钢的热变形... 在Gleeble-3800热力模拟试验机上进行了04Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢的热压缩实验。研究了变形温度为950~1200℃,应变速率为0.001~0.1 s^(-1)条件下的热变形行为;构建了3种不同的本构模型,并结合误差分析进行了对比。结果表明:该钢的热变形真应力-真应变曲线可分为加工硬化、动态回复和动态再结晶3个阶段。3种模型中,修正的Fields-Backofen、应变补偿的Arrhenius和两段式的高温本构关系模型的平均绝对相对误差分别为7.06%、6.89%和5.43%,均方根误差分别为5.29、5.16和4.49 MPa。修正的Fields-Backofen模型预测精度相对较低。应变补偿的Arrhenius模型对应力-应变曲线上的加工硬化阶段的预测精度较低。而两段式的高温本构模型的整体预测精度明显高于前两种模型,且高温低应变速率下应力-应变曲线的预测精度较高。 展开更多
关键词 04Cr13Ni5Mo钢 热变形行为 本构模型
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基于有限元的固液两相射流冲刷磨损率数值研究 被引量：2
14
作者 原慧军 张利军 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期82-85,共4页
利用数值模拟方法研究了不锈钢受到固液两相射流冲蚀作用后发生的磨损过程,对不同粒径的试样进行了磨损率测试。结果表明:流体在喷嘴出口部位的速度约等于10 m/s,当流体与面板发生撞击后便会流向下游,在射流喷嘴口附件存在一个明显的压... 利用数值模拟方法研究了不锈钢受到固液两相射流冲蚀作用后发生的磨损过程,对不同粒径的试样进行了磨损率测试。结果表明:流体在喷嘴出口部位的速度约等于10 m/s,当流体与面板发生撞击后便会流向下游,在射流喷嘴口附件存在一个明显的压力较高的滞止区域。下游区域磨损率明显高于上游区域,并且与圆心距离越远的地方冲刷磨损率也越大,之后逐渐降低。当流体与冲蚀壁面接触之后便会流向下游区域,对下游区域造成较大的冲蚀作用,使下游产生较大的冲刷磨损率。越靠近下游区域,冲蚀磨损率表现为先增大后降低的现象,越靠近上游磨损率越小。平均冲刷磨损率和射流速度呈指数关系。 展开更多
关键词 固液两相 射流 磨损 数值计算
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基于LSTM-MHKAN的离散制造业物料需求预测方法研究
15
作者 吴小芳 成益盈 +1 位作者 杨美怡 杨磊 《河南科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期48-58,M0005,共12页
在工业生产中,物料需求量受到众多因素的影响,表现出高度复杂且多变的动态特性。这些动态特性包括非线性关系、短期波动以及潜在的长期趋势,从而导致传统预测方法无法精确应对这些挑战。针对这一问题,设计了一种结合长短期记忆网络(LSTM... 在工业生产中,物料需求量受到众多因素的影响,表现出高度复杂且多变的动态特性。这些动态特性包括非线性关系、短期波动以及潜在的长期趋势,从而导致传统预测方法无法精确应对这些挑战。针对这一问题,设计了一种结合长短期记忆网络(LSTM)与Kolmogorov-Arnold网络(KAN)以及多头注意力机制(MHA)的LSTM-MHKAN物料需求预测方法。该方法通过3个步骤来优化物料需求预测过程。首先,利用LSTM捕捉物料需求数据中的时序依赖,识别短期变化并调整模型参数以适应动态波动。其次,引入MHA对LSTM输出结果进行加权,增强模型对关键需求波动的敏感性。最后,KAN算法对加权后的注意力输出进行建模,捕捉非线性关系并自适应预测未来需求。实验结果表明,与传统预测算法相比,LSTM-MHKAN能有效降低均方误差和平均绝对误差,并提高决定系数。这些结果验证了LSTM-MHKAN算法在离散制造业物料需求预测中的有效性,为减少制造业成本提供了有力的决策支持。 展开更多
关键词 物料预测 LSTM神经网络 Multi Head Attention Kolmogorov-Arnold网络 时间序列预测
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油淬&双回火对H13钢微观组织演化与力学性能的影响规律
16
作者 汪雨昌 王孟超 +3 位作者 石如星 姚磊 揭招财 武川 《精密成形工程》 北大核心 2025年第3期167-179,共13页
目的揭示油淬及多次回火过程中H13钢微观组织演化机制,研究不同淬火温度、回火温度及次数对奥氏体晶粒尺寸、残余奥氏体体积分数、马氏体形貌尺寸及碳化物溶解与析出的影响规律,分析力学性能的变化趋势。方法以H13钢为研究对象,进行920~... 目的揭示油淬及多次回火过程中H13钢微观组织演化机制,研究不同淬火温度、回火温度及次数对奥氏体晶粒尺寸、残余奥氏体体积分数、马氏体形貌尺寸及碳化物溶解与析出的影响规律,分析力学性能的变化趋势。方法以H13钢为研究对象,进行920~1040℃的油淬实验和400~600℃的回火实验,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜观察不同处理条件下的微观组织演化,统计分析微观特征参数的变化规律,采用万能试验机和冲击试验机测试材料屈服强度、抗拉强度、延伸率和冲击韧性指标,采用随机森林方法进行材料力学性能预测。结果当H13钢油淬温度从920℃升至1040℃时,奥氏体晶粒平均直径从12μm增至40μm,当920℃和960℃油淬时,有大量未溶碳化物,在1000℃时碳化物数量减少、尺寸增大,在1040℃时全溶;在400℃时,回火碳化物细小、有未分解残奥,在540℃时,残奥进一步分解、碳化物尺寸增加,在570℃时,残奥尺寸显著增大,在540℃时,回火后残余奥氏体全部分解且碳化物分布均匀;H13硬度随淬火温度的升高而增大,屈服强度和抗拉强度先升后降,冲击韧性增大,在1040℃时冲击值最大,为20.2 J;随着回火温度的升高,H13钢硬度下降,屈服强度与抗拉强度先升后降,冲击值增大。建立了硬度、抗拉强度、屈服强度、冲击值的随机森林模型,确定系数R2分别为0.9029、0.8931、0.8916、0.9046。结论油淬温度对奥氏体晶粒尺寸影响显著,而回火温度直接决定了碳化物析出形貌、体积分数和尺寸,并且影响了残余奥氏体的分解,且对硬度、屈服强度和抗拉强度产生了重要影响,在1000℃下油淬和540℃下2次回火时,材料的硬度、强度和韧性匹配最好。 展开更多
关键词 H13钢 油淬与回火 微观组织演化 力学性能 随机森林
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螺栓预紧力的球磨机筒体应力有限元分析 被引量：9
17
作者 陈黎涛 刘义 +1 位作者 薛玉君 邹声勇 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第7期4-7,共4页
球磨机是在建材、冶金和选矿等许多行业中广泛使用的一种机械。球磨机筒体隔舱之间通常采用螺栓联接,螺栓预紧力对筒体强度有重要影响。针对φ(7.32×11.28)m溢流型球磨机,在考虑螺栓预紧力影响的情况下,采用现今比较成熟的有限元... 球磨机是在建材、冶金和选矿等许多行业中广泛使用的一种机械。球磨机筒体隔舱之间通常采用螺栓联接,螺栓预紧力对筒体强度有重要影响。针对φ(7.32×11.28)m溢流型球磨机,在考虑螺栓预紧力影响的情况下,采用现今比较成熟的有限元方法对球磨机筒体进行实体建模,通过采用直接加载法、等效应变法和不考虑螺栓预紧力等三种方法施加螺栓预紧力并进行计算分析,将三种方法的计算结果与实验结果进行对比,研究了考虑施加螺栓预紧力对于筒体模型计算结果的影响。 展开更多
关键词 球磨机筒体 有限元 螺栓预紧力 载荷
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钢丝绳股内钢丝弯曲张力有限元分析 被引量：6
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作者 殷觊恺 李济顺 +1 位作者 邹声勇 薛玉君 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第2期157-159,163,共4页
提升钢丝绳绕过天轮弯曲时,会导致股内钢丝张力发生变化,从而影响钢丝绳的使用寿命。以1+6型钢丝绳绳股为研究对象,应用有限元方法对绳股弯曲进行了仿真,得到了在不同包角下股内各丝张力沿接触弧长的分布。结果表明:绳股与天轮的接触弧... 提升钢丝绳绕过天轮弯曲时,会导致股内钢丝张力发生变化,从而影响钢丝绳的使用寿命。以1+6型钢丝绳绳股为研究对象,应用有限元方法对绳股弯曲进行了仿真,得到了在不同包角下股内各丝张力沿接触弧长的分布。结果表明:绳股与天轮的接触弧长等于绳股捻距整数倍时,股内钢丝弯曲张力变化幅度最小;接触弧长等于捻距整数倍加上捻距一半时,弯曲张力变化幅度最大;中心钢丝的弯曲张力随着接触弧长的增大而缓慢减小。通过调整天轮与绳股的接触弧长为捻距的整数倍,可降低股内钢丝张力变化幅度,延长钢丝绳的使用寿命。研究结果为提升机包角的选取提供了理论依据。 展开更多
关键词 钢丝绳 张力 弯曲 有限元
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超音速微粒轰击对冷轧态Fe-28Mn-8Al-1C低密度钢组织和性能的影响
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作者 熊毅 吕威 +3 位作者 杜楠 厉勇 舒康豪 任凤章 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期346-360,共15页
为了实现冷轧态低密度钢强度与塑韧性的良好匹配及优良的表面完整性,提升车辆行驶过程中的可靠性和安全性,延长其在服役环境下的使役寿命,通过超音速微粒轰击(SFPB)技术对冷轧态Fe-28Mn-8Al-1C低密度钢进行表面纳米化处理,借助扫描电镜(... 为了实现冷轧态低密度钢强度与塑韧性的良好匹配及优良的表面完整性,提升车辆行驶过程中的可靠性和安全性,延长其在服役环境下的使役寿命,通过超音速微粒轰击(SFPB)技术对冷轧态Fe-28Mn-8Al-1C低密度钢进行表面纳米化处理,借助扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、万能材料试验机等测试手段,系统研究SFPB冲击时间及气体压力对其表面形貌、微观结构和力学性能的影响。研究结果表明:SFPB处理可在冷轧态Fe-28Mn-8Al-1C低密度钢表面形成梯度纳米结构,可将表层晶粒尺寸细化至纳米量级,在气体压力为1.0 MPa,冲击时间为120 s时,相应的强度指标达到最大值。随着冲击时间的延长和气体压力的增大,表层纳米晶尺寸逐渐减小,相应的显微硬度值及严重塑性变形(SPD)层深度也随之增大。然而,冲击时间过长或气体压力过大会导致表层微裂纹的形成,致使其强度指标降低。不同SFPB工艺参数下的冷轧态Fe-28Mn-8Al-1C低密度钢伸长率未发生明显变化,拉伸断口形貌均表现为韧-脆混合型断裂特征。SFPB技术通过在低密度钢表面构筑梯度纳米结构,能实现低密度钢组织性能的可控制备,同时在诱导背应力强化以及残余压应力抑制裂纹萌生和扩展的耦合作用下,能有效提升低密度钢的综合力学性能,可为其在汽车领域的生产及应用提供参考。 展开更多
关键词 冷轧态Fe-28Mn-8Al-1C低密度钢 超音速微粒轰击(SFPB) 表面形貌 微观组织 力学性能
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曲面综合法少齿数弧齿锥齿轮加工参数计算仿真与切齿试验
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作者 魏冰阳 张柯 +1 位作者 宋聪聪 冯少坤 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第3期57-64,共8页
少齿数高减比齿轮传动具有体积小和轻量化的优势。根据综合变位和节锥外啮合原理,设计了一对高减速比弧线等高齿锥齿轮,给出了相关的几何限制条件,推导了大、小轮齿面方程。大轮采用成形法加工,小轮采用单面展成法加工,为弥补大轮齿廓... 少齿数高减比齿轮传动具有体积小和轻量化的优势。根据综合变位和节锥外啮合原理,设计了一对高减速比弧线等高齿锥齿轮,给出了相关的几何限制条件,推导了大、小轮齿面方程。大轮采用成形法加工,小轮采用单面展成法加工,为弥补大轮齿廓曲率的不足,小轮刀齿采用圆弧刃修形,采用曲面综合法优化求解了小轮加工参数;通过建立ease-off差齿面,对齿面修形梯度、传动误差、接触路径与接触线进行了仿真。切齿和滚检试验,验证了高减比弧齿锥齿轮几何设计、刀盘修形加工方法的可行性。 展开更多
关键词 小轮修形 综合变位 啮合仿真 加工参数 切齿试验
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