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铝合金ADC10Z切削过程切屑形貌影响规律仿真研究
1
作者 杨杨 陈建明 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期88-93,98,共7页
针对铝合金ADC10Z切削过程中,从不同切屑形貌的角度建立了高速切削的二维正交切削有限元仿真模型。基于金属切削理论,提出了切削力和切削温度的理论分析模型。通过有限元仿真模型,分析了切屑形状、切削力和切削温度随切削速度的变化规... 针对铝合金ADC10Z切削过程中,从不同切屑形貌的角度建立了高速切削的二维正交切削有限元仿真模型。基于金属切削理论,提出了切削力和切削温度的理论分析模型。通过有限元仿真模型,分析了切屑形状、切削力和切削温度随切削速度的变化规律。结果表明,随着切削速度的增加,切屑形态由连续型向锯齿型转变,再向连续型转变。当切削速度低于600m/min或高于1800m/min时,锯齿形切屑形态减弱,切削温度得到降低。该研究为切削加工铝合金ADC10Z过程中对锯齿状切屑进行控制,提高加工表面质量提供了参考价值。 展开更多
关键词 铝合金 切屑形貌 切削温度 有限元分析
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考虑齿根裂纹的行星齿轮动态响应特性研究
2
作者 郭昆 张铁明 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期56-62,70,共8页
针对太阳齿轮裂纹状态下的行星齿轮系统,构建了基于集总参数法的动力学模型。首先,根据齿轮过渡曲线的特征方程提出了行星齿轮系统啮合刚度计算的改进方法,该计算方法分别考虑了齿轮在正常和裂纹状态下的啮合特性。基于这些计算,进一步... 针对太阳齿轮裂纹状态下的行星齿轮系统,构建了基于集总参数法的动力学模型。首先,根据齿轮过渡曲线的特征方程提出了行星齿轮系统啮合刚度计算的改进方法,该计算方法分别考虑了齿轮在正常和裂纹状态下的啮合特性。基于这些计算,进一步求解了齿轮系统传动过程中的振动响应。仿真结果显示,齿根裂纹出现时,其振动响应呈现出明显的冲击特征,同时揭示了太阳齿轮故障的特征频率和倍频特性。为对比所提分析方法的有效性,开展了仿真与实验对比,验证了行星齿轮啮合刚度计算模型的有效性。 展开更多
关键词 齿轮裂纹 时变啮合刚度 行星齿轮 振动响应
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稀土金属Y掺杂锐钛矿TiO_(2)(101)表面的改性 被引量：1
3
作者 朱黎原 王志文 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第2期286-292,共7页
为了掌握Y原子掺杂在锐钛矿TiO_(2)(101)表面的稳定吸附位置和电子结构变化,提高其表面光催化活性,本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了Y原子掺杂在完美的、带有亚表层氧空位和带有表层氧空位的锐钛矿TiO_(2)(101)表面的结... 为了掌握Y原子掺杂在锐钛矿TiO_(2)(101)表面的稳定吸附位置和电子结构变化,提高其表面光催化活性,本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了Y原子掺杂在完美的、带有亚表层氧空位和带有表层氧空位的锐钛矿TiO_(2)(101)表面的结构稳定性和电子性能。结构优化和电荷密度结果表明,Y原子可以稳定吸附在三种不同的表面上。在完美表面吸附时,Y原子最稳定的吸附位置是两个三配位O原子之间的空位;与完美表面类似,在带有亚表层氧空位表面吸附时,Y原子最稳定吸附位置是与氧空位邻近的两个三配位O原子之间的空位;而在带有表层氧空位表面吸附时,Y原子则停留于氧空位邻近的四配位Ti原子位置上最稳定。电荷密度计算结果也表明Y原子与这三种表面结合非常稳固。电子态密度计算结果表明,在带有表层氧空位的锐钛矿TiO_(2)(101)表面引入Y原子会在费米面附近的带隙中引入缺陷态,带隙从1.67 eV降至1.44 eV,这有可能引起电子的分级跃迁,提高表面光催化能力。本文的研究为利用单原子Y掺杂提高TiO_(2)(101)表面光催化能力提供了理论支持。 展开更多
关键词 钇 锐钛矿TiO_(2)(101)表面 氧空位 结构稳定性 电子态密度 第一性原理
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基于RCMDE和ISOMAP的行星齿轮传动耦合故障辨识研究
4
作者 苏世卿 王华锋 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第9期1584-1594,共11页
现有针对行星齿轮箱的故障诊断方法一般仅研究单一故障,但实际行星齿轮箱的故障一般由多个故障耦合而成,耦合故障的故障机理比单一故障的故障机理更复杂,振动信号中的非线性因素对特征提取的干扰更严重。针对该问题,提出了一种基于精细... 现有针对行星齿轮箱的故障诊断方法一般仅研究单一故障,但实际行星齿轮箱的故障一般由多个故障耦合而成,耦合故障的故障机理比单一故障的故障机理更复杂,振动信号中的非线性因素对特征提取的干扰更严重。针对该问题,提出了一种基于精细复合多尺度散度熵(RCMDE)、等距特征映射(ISOMAP)和遗传算法优化核极限学习机(GA-KELM)的行星齿轮箱耦合故障诊断方法。首先,利用振动加速度计采集了行星齿轮箱单一故障和耦合故障下运行时的振动信号,构建了故障数据集;随后,利用RCMDE提取了行星齿轮箱振动信号的故障特征,建立了初始的特征样本;接着,利用ISOMAP对故障特征进行了降维,并以可视化的方式获取了低维的特征样本;最后,将新特征输入至GA-KELM分类器中,对行星齿轮箱的不同故障类型进行了识别,并基于行星齿轮箱多点损伤样本,对RCMDE方法的可靠性进行了研究。研究结果表明:基于RCMDE和ISOMAP的故障特征提取方法能够有效提取振动信号中的故障特征,而GA-KELM的故障诊断准确率达到了98.13%,平均诊断准确率达到了96.25%。相较其他故障特征提取方法,基于RCMDE、ISOMAP和GA-KELM的行星齿轮箱耦合故障诊断方法能够更好地诊断行星齿轮箱的耦合故障,具有更高的诊断准确率。 展开更多
关键词 齿轮传动 耦合故障 故障诊断准确率 精细复合多尺度散度熵 等距特征映射 遗传算法优化核极限学习机
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水下无人移动装置的水动力外形设计与仿真
5
作者 王同刚 杨嵩 李佳宸 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第12期95-101,共7页
为水下无人移动装置设计合理的水动力外形,以减小阻力,提高滑翔效率,利用CFD软件分析水下无人移动装置的4种水动力外形,发现各种外形的阻力中均以摩擦阻力为主,且潜艇外形的总阻力最小。进一步对不同攻角的水下无人移动装置进行CFD计算... 为水下无人移动装置设计合理的水动力外形,以减小阻力,提高滑翔效率,利用CFD软件分析水下无人移动装置的4种水动力外形,发现各种外形的阻力中均以摩擦阻力为主,且潜艇外形的总阻力最小。进一步对不同攻角的水下无人移动装置进行CFD计算,发现压差阻力受攻角的影响较大,随着攻角的增大,压差阻力逐渐占据主导地位,在攻角为10°时,压差阻力占总阻力的80%。研究还发现:水下无人移动装置的升阻比随着攻角的增大先增大后减小,在6°左右达到最大值。水下无人移动装置水动力外形的设计方法和相关研究结论,可为同类研究提供借鉴方法和技术指导。 展开更多
关键词 水下无人移动装置 水动力 CFD 升阻比
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面向齿廓变位的圆柱直齿轮啮合动态特性研究 被引量：1
6
作者 冯超 王万明 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第4期100-107,共8页
为研究齿廓变位的直齿轮传动系统啮合特性,建立了变位直齿圆柱齿轮传动分析模型。该模型考虑了赫兹接触刚度、弯曲刚度、剪切刚度、轴压刚度和圆角基础刚度,给出了两种不同的齿廓变位的几何设计。在此基础上采用数值模拟方法研究了齿廓... 为研究齿廓变位的直齿轮传动系统啮合特性,建立了变位直齿圆柱齿轮传动分析模型。该模型考虑了赫兹接触刚度、弯曲刚度、剪切刚度、轴压刚度和圆角基础刚度,给出了两种不同的齿廓变位的几何设计。在此基础上采用数值模拟方法研究了齿廓变位对时变啮合刚度(TVMS)和动态特性的影响。对于单个齿廓变位,正变位虽然增加了齿轮的厚度,但降低了齿轮的轮齿刚度以及齿轮副的接触比,从而加剧齿轮系统的振动。相反,负变位可以提高齿轮的轮齿刚度,增加齿轮的接触比,使得齿轮系统的传动更平稳。对于复合变位,负复合变位的S齿轮传动会导致TVMS升高,并显著降低振动,而s_(0)齿轮变位对时变啮合刚度(TVMS)影响较小,但对动态特性影响较大。 展开更多
关键词 时变啮合刚度 变位齿轮 啮合动态特性 齿轮传动
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基于自适应金豺算法动压滑动轴承的多目标优化 被引量：5
7
作者 徐凯 张会妨 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期640-645,共6页
为提高动压滑动轴承的承载能力,同时降低发热量和摩擦因数,建立了动压滑动轴承的多目标优化模型。针对传统优化算法收敛速度慢、易陷入局部最优解的不足,提出一种自适应策略改进的金豺优化算法,进而提高金豺算法的勘探和探索能力。利用... 为提高动压滑动轴承的承载能力,同时降低发热量和摩擦因数,建立了动压滑动轴承的多目标优化模型。针对传统优化算法收敛速度慢、易陷入局部最优解的不足,提出一种自适应策略改进的金豺优化算法,进而提高金豺算法的勘探和探索能力。利用含有约束条件的算例对自适应策略改进的金豺优化算法进行性能验证,结果表明自适应策略改进的金豺优化算法具有良好的收敛性能。将该算法用于求解动压滑动轴承的多目标优化问题,优化结果表明,优化后的结构相对初始结构性能有了较大提升,承载能力提高了12.257%,发热量和摩擦因数分别降低了15.610%和33.333%。 展开更多
关键词 金豺优化算法 自适应策略 动压滑动轴承 多目标优化 优化算法
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基于RFE-BXGBoost的轴承套圈沟道表面缺陷识别方法 被引量：4
8
作者 徐凯 张会妨 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第11期1691-1699,共9页
轴承套圈是轴承部件的重要组成部分,其表面缺陷影响轴承的服役期限。为了解决轴承沟道表面缺陷难以被准确识别的问题,提出了一种基于特征递归消除的贝叶斯极度梯度提升树(RFE-BXGBoost)的轴承套圈沟道表面缺陷识别模型(方法)。首先,基... 轴承套圈是轴承部件的重要组成部分,其表面缺陷影响轴承的服役期限。为了解决轴承沟道表面缺陷难以被准确识别的问题,提出了一种基于特征递归消除的贝叶斯极度梯度提升树(RFE-BXGBoost)的轴承套圈沟道表面缺陷识别模型(方法)。首先,基于特征衍生的思想,对轴承沟道的时域、频域等特征进行了提取,使用了极度梯度提升树(XGBoost)作为基于特征递归消除(RFE)的基学习器,对影响轴承沟道表面缺陷最佳特征子集进行了选择,并过滤了冗余特征;然后,利用基于贝叶斯优化的XGBoost模型组成弱分类器,为了降低模型预测结果的方差,使用有放回随机抽样法,对基分类器进行了选取;最后,根据抽样结果,利用投票法获得了最终的表面缺陷识别结果,并使用轴承套圈沟道实测数据集进行了模型预测性能的测试。实验结果表明:基于RFE-BXGBoost的表面缺陷识别模型的识别准确率为0.90,F1-score为0.879,优于仅使用自适应提升法(Adaboost)、随机森林、梯度提升树的表面缺陷识别结果。研究结果表明:该表面缺陷识别模型对复杂零部件和系统的表面缺陷识别有一定的效果。 展开更多
关键词 滚动轴承 特征递归消除 极度梯度提升树 轴承套圈沟道 有放回随机抽样 集成模型
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压剪试验机机架拓扑优化及仿真分析 被引量：9
9
作者 栗永非 李超 《机床与液压》 北大核心 2023年第5期189-195,共7页
以实现压剪试验机机架的轻量化为目标,分析压剪试验机机架在极限工况下的受力情况,通过Abaqus软件对压剪试验机机架进行静力分析;通过变密度拓扑优化方法对压剪试验机机架进行拓扑优化,并据此进行模型重建;不仅对比分析优化前后机架的... 以实现压剪试验机机架的轻量化为目标,分析压剪试验机机架在极限工况下的受力情况,通过Abaqus软件对压剪试验机机架进行静力分析;通过变密度拓扑优化方法对压剪试验机机架进行拓扑优化,并据此进行模型重建;不仅对比分析优化前后机架的静力特性,还对比分析优化前后机架自身的模态特性与突然卸载后的动力特性。结果表明:优化后的压剪试验机机架质量比优化前减轻了14.5%;最大静应力小于材料的屈服强度,最大位移小于允许最大位移量,满足静强度与静刚度要求;各阶模态的固有频率远大于工作频率,满足动刚度要求;突然卸载后,机架上横梁、立柱、底座的最大动应力均小于材料的屈服强度,满足动强度要求。 展开更多
关键词 压剪试验机 机架 静力拓扑优化 突然卸载
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1700 mm薄板热轧窜辊的辊间磨损控制优化研究
10
作者 杜金凤 张强 王建国 《中国工程机械学报》 北大核心 2023年第4期338-342,共5页
为了提高1700 mm薄板热轧成形质量,开发了一种可以对磨损性能进行控制的方案,并对具有不同耐磨性能的辊间磨损进行控制优化。通过应用耐磨修形工作辊和变接触支持辊来减小辊间接触压力峰值,采用新辊形组合方式时可以使轧机获得更强抗干... 为了提高1700 mm薄板热轧成形质量,开发了一种可以对磨损性能进行控制的方案,并对具有不同耐磨性能的辊间磨损进行控制优化。通过应用耐磨修形工作辊和变接触支持辊来减小辊间接触压力峰值,采用新辊形组合方式时可以使轧机获得更强抗干扰能力,达到更均匀的磨损状态,从而提高了板形的质量稳定性。实验验证表明:引入磨损控制策略后,减少了“猫耳”数量并提升了箱体的均匀性。优化策略后工作辊磨损量发生了明显降低,同时轧制长度增加了近39%,工作辊操作侧、工作辊传动侧、工作辊边侧与操作侧的猫耳高度差依次减小了23%、64%与65%。结果表明:基于辊形优化1700 mm薄板热轧窜辊策略具有很好的应用效果。 展开更多
关键词 热轧 辊形设计 磨损 窜辊策略
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