基于响应面分析法的机械锤击辅助激光熔覆工艺参数优化分析

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作者 张辉 王军航 +2 位作者 刘刚田 王军华 李东林 《河南科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期18-25,共8页

为了有效提升激光熔覆修复再制造熔覆层与基体间的界面结合强度,采用在激光熔覆过程中同步辅助机械锤击的工艺方法,以机械锤击力、锤击次数和锤击频率为因素,以熔覆成形结构的抗拉强度、延伸率和显微硬度为优化目标,设计3因素、3水平实... 为了有效提升激光熔覆修复再制造熔覆层与基体间的界面结合强度,采用在激光熔覆过程中同步辅助机械锤击的工艺方法,以机械锤击力、锤击次数和锤击频率为因素,以熔覆成形结构的抗拉强度、延伸率和显微硬度为优化目标,设计3因素、3水平实验,采用响应面分析法,优化了机械锤击工艺参数组合,以期获得理想的熔覆层与基体间界面结合强度。结果表明:当机械锤击力为2 000 N,锤击次数为3次,锤击频率为2 Hz时,抗拉强度为1 209 MPa,延伸率为11.8%,显微硬度为486HV,综合力学性能最优。 展开更多

关键词 激光熔覆 机械锤击 响应面分析法 工艺参数优化

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基于GA-BP神经网络的宽带激光熔覆裂纹缺陷预测

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作者 史墨可 路妍 +4 位作者 颉潭成 王军华 徐彦伟 倪崇智 翟文豪 《热加工工艺》 北大核心 2025年第12期119-123,128,共6页

针对宽带激光熔覆裂纹缺陷难以准确预测问题,以扫描速度、搭接率、激光功率作为输入,以熔覆试样裂纹密度为输出,建立了BP神经网络裂纹缺陷预测模型。采用遗传算法优化了BP神经网络的初始阈值和权值,对比分析了模型优化前后的相对误差。... 针对宽带激光熔覆裂纹缺陷难以准确预测问题,以扫描速度、搭接率、激光功率作为输入,以熔覆试样裂纹密度为输出,建立了BP神经网络裂纹缺陷预测模型。采用遗传算法优化了BP神经网络的初始阈值和权值,对比分析了模型优化前后的相对误差。结果表明:GA-BP神经网络模型的相对误差在0.22%~2.10%;BP神经网络模型的相对误差在2.09%~14.31%,GA-BP神经网络模型的预测精度远远高于BP神经网络模型。 展开更多

关键词 BP神经网络 裂纹 正交试验 遗传算法 宽带激光熔覆

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基于神经网络和遗传算法的宽带激光熔覆层形貌尺寸预测

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作者 倪崇智 路妍 +4 位作者 颉潭成 王军华 徐彦伟 史墨可 翟文豪 《热加工工艺》 北大核心 2025年第10期78-83,共6页

针对宽带激光熔覆层形貌尺寸所受影响因素较多且难以控制的问题,将激光功率、扫描速度和送粉速率作为输入,以熔覆层宽度和高度作为输出,构建了BP神经网络宽带激光熔覆层形貌尺寸预测模型,分析了其预测精度,并使用遗传算法对所建BP神经... 针对宽带激光熔覆层形貌尺寸所受影响因素较多且难以控制的问题,将激光功率、扫描速度和送粉速率作为输入,以熔覆层宽度和高度作为输出,构建了BP神经网络宽带激光熔覆层形貌尺寸预测模型,分析了其预测精度,并使用遗传算法对所建BP神经网络预测模型的权值和阈值进行了优化。结果表明,BP神经网络预测熔覆层形貌尺寸的相对误差均在7.434%以内,GA-BP神经网络模型预测熔覆层形貌尺寸的相对误差均在5.348%以内。GA-BP神经网络模型在预测宽带激光熔覆层形貌尺寸方面精度较高,能有效指导宽带激光熔覆工艺参数的选择。 展开更多

关键词 宽带激光熔覆层 工艺参数 BP神经网络 遗传算法

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变工况下基于信息融合的地铁牵引电机轴承故障智能诊断 被引量：12

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作者 徐彦伟 蔡薇薇 +2 位作者 颉潭成 陈立海 刘明明 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期3247-3258,共12页

针对传统滚动轴承故障诊断方法过于依赖先验知识和专家经验,以及单一信号对某些故障识别率偏低的问题,提出一种变工况下基于信息融合的地铁牵引电机轴承故障诊断方法。首先搭建滚动轴承试验与多信息采集系统;其次对地铁牵引电机轴承进... 针对传统滚动轴承故障诊断方法过于依赖先验知识和专家经验,以及单一信号对某些故障识别率偏低的问题,提出一种变工况下基于信息融合的地铁牵引电机轴承故障诊断方法。首先搭建滚动轴承试验与多信息采集系统;其次对地铁牵引电机轴承进行缺陷预制并采集轴承试验过程中的声发射和振动信号;然后用小波包分解对原始信号进行处理并提取特征,再用卷积神经网络对归一化后的特征信息进行融合;最后建立二维卷积神经网络模型,对不同工况下的地铁牵引电机轴承故障进行智能诊断。试验结果表明:变工况下基于信息融合的地铁牵引电机轴承故障智能诊断方法,可在载荷和转速变化的情况下准确识别轴承的故障类型,当神经网络训练集与测试集涵盖工况相同时,准确度可达100%。 展开更多

关键词 地铁牵引电机轴承 卷积神经网络 信息融合 故障诊断

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基于FFT-SDAE的地铁牵引电机轴承故障智能诊断 被引量：7

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作者 李琛 徐彦伟 +1 位作者 颉潭成 赵朋飞 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2021年第11期155-161,共7页

针对地铁牵引电机轴承故障诊断中因工况复杂影响人工提取特征效果的问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)和堆叠降噪自编码器(Stacked Denoising Auto Encoder,SDAE)(FFT-SDAE)的地铁牵引电机轴承故障智能诊... 针对地铁牵引电机轴承故障诊断中因工况复杂影响人工提取特征效果的问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)和堆叠降噪自编码器(Stacked Denoising Auto Encoder,SDAE)(FFT-SDAE)的地铁牵引电机轴承故障智能诊断方法。首先,使用大量无标签数据预训练深度自编码器的特征提取能力,自适应提取轴承故障特征;然后,通过小样本有标签数据微调网络学习分类性能,搭建地铁牵引电机轴承的FFT-SDAE网络模型;最后,通过试验研究FFT-SDAE网络结构对轴承故障诊断准确率的影响,选取最佳网络参数。试验结果表明,在变转速和变载荷的情况下,所提方法可以很好地提取故障的深层特征,在使用工况较复杂的数据集时,所提方法的诊断准确率优于传统的故障诊断方法。 展开更多

关键词 堆叠降噪自编码器 变工况 地铁牵引电机轴承 故障智能诊断

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同轴送粉激光熔覆粉束质量分布密度模型与实验测量 被引量：1

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作者 王军华 许俊飞 +3 位作者 路妍 彭建军 李东林 颉潭成 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第6期26-35,M0003,M0004,共12页

为实现四粉针同轴送粉模式下粉束空间质量分布密度的全参数化准确预测,本文建立了粉束空间质量分布密度的全参数化理论计算数学模型,并提出了一种简易的实验检测方法。理论计算与实验检测结果表明:计算结果与实验结果的变化趋势完全一致... 为实现四粉针同轴送粉模式下粉束空间质量分布密度的全参数化准确预测,本文建立了粉束空间质量分布密度的全参数化理论计算数学模型,并提出了一种简易的实验检测方法。理论计算与实验检测结果表明:计算结果与实验结果的变化趋势完全一致,在离焦量为0时,计算结果与实验结果高度吻合(接近100%),验证了所建模型的准确性和有效性。 展开更多

关键词 激光熔覆 空间质量分布密度 粉束 同轴送粉

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激光增材再制造修复技术的现状与发展趋势 被引量：7

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作者 王军华 姚成 +4 位作者 彭建军 颉潭成 杨芳 马喜强 徐彦伟 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第4期1313-1325,共13页

激光增材再制造技术是基于激光熔覆、激光堆焊等激光沉积技术原理实现各种金属零部件损伤部位的几何尺寸或综合性能恢复的绿色制造新技术。针对激光增材再制造技术,具体阐述了增材再制造技术的国内外现状,并详细介绍了激光增材再制造的... 激光增材再制造技术是基于激光熔覆、激光堆焊等激光沉积技术原理实现各种金属零部件损伤部位的几何尺寸或综合性能恢复的绿色制造新技术。针对激光增材再制造技术,具体阐述了增材再制造技术的国内外现状,并详细介绍了激光增材再制造的工艺类型以及在各行业的应用,最后展望了激光增材再制造技术的发展趋势。 展开更多

关键词 激光增材 再制造技术 技术应用

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基于RSM和GA-BP的宽带激光立体成形裂纹缺陷工艺参数优化对比分析 被引量：1

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作者 王军华 王佳萌 +5 位作者 李斌 许俊飞 倪崇智 史墨可 何奎 颉潭成 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第11期170-177,共8页

为减少宽带激光立体成形熔覆层的裂纹缺陷,本研究以最小裂纹密度为优化目标,分别通过响应面法设计和基于遗传算法优化的裂纹缺陷GA-BP神经网络模型,得到裂纹缺陷预测模型及裂纹密度最少的工艺参数组合。通过对比发现:响应面法得到的裂... 为减少宽带激光立体成形熔覆层的裂纹缺陷,本研究以最小裂纹密度为优化目标,分别通过响应面法设计和基于遗传算法优化的裂纹缺陷GA-BP神经网络模型,得到裂纹缺陷预测模型及裂纹密度最少的工艺参数组合。通过对比发现:响应面法得到的裂纹密度为0.075 mm/mm^(2),该参数下试验得到的裂纹度为0.077486 mm/mm^(2),误差为3.21%;GA-BP神经网络模型工艺参数优化得到的最小裂纹密度为该为0.0572 mm/mm^(2),试验值为0.058123 mm/mm^(2),其相对误差为1.59%;验证了GA-BP神经网络在实际激光立体成形过程中参数优化的有效性,为有效消除或减少裂纹缺陷提供理论基础。 展开更多

关键词 激光立体成形 响应面法 GA-BP神经网络 裂纹缺陷

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基于NSGA-Ⅱ算法的宽带激光熔覆工艺参数优化

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作者 王军华 梁向源 +4 位作者 路妍 许俊飞 彭建军 徐彦伟 颉潭成 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第7期220-226,共7页

为了获得17-4PH沉淀硬化不锈钢粉末在宽带激光熔覆过程中的最优工艺参数,本研究将激光功率、预热温度、扫描速度作为可控输入参数,以熔覆层宽高比、饱和度、润湿角作为输出,进行三因素五水平正交试验。通过麦夸特算法构建的响应值非线... 为了获得17-4PH沉淀硬化不锈钢粉末在宽带激光熔覆过程中的最优工艺参数,本研究将激光功率、预热温度、扫描速度作为可控输入参数,以熔覆层宽高比、饱和度、润湿角作为输出,进行三因素五水平正交试验。通过麦夸特算法构建的响应值非线性数学模型,探究优化变量及其权重排序对熔覆层宏观形貌的影响规律,并采用第二代非支配遗传算法进行寻优,输出具有Pareto最优前沿,确定最优工艺参数。结果表明:优化后的最优工艺参数组合为激光功率1878 W,扫描速度14 mm/s,预热温度200℃,此时获得的熔覆层宽高比32.08,饱和度0.76,润湿角度10.2°。优化后的结果输出平均误差小于5%。 展开更多

关键词 宽带激光熔覆 NSGA-Ⅱ 工艺参数优化 宽高比 饱和度 润湿角

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基于信息融合的薄壁机器人轴承状态评估 被引量：4

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作者 刘洋 颉潭成 +2 位作者 徐彦伟 王冰 李斑虎 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1042-1048,共7页

针对薄壁机器人轴承的状态评估,提出了基于信息融合的评估方法。采集声发射(Acoustic Emission,AE)和振动加速度信号,并在时域和频域上分别提取两种信号的特征作为识别薄壁机器人轴承状态的特征参量,利用自组织特征映射(Self Organizing... 针对薄壁机器人轴承的状态评估,提出了基于信息融合的评估方法。采集声发射(Acoustic Emission,AE)和振动加速度信号,并在时域和频域上分别提取两种信号的特征作为识别薄壁机器人轴承状态的特征参量,利用自组织特征映射(Self Organizing Maps,SOM)神经网络对AE和振动信号的特征信息进行融合。经过实测数据的分析与验证,结果表明,该方法能够有效地判断出薄壁机器人轴承的状态类型。 展开更多

关键词 薄壁机器人轴承 状态评估 振动 声发射 信息融合 自组织特征映射神经网络

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轴承性能监测试验台远程控制系统的研究 被引量：1

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作者 颉潭成 王冰 +1 位作者 刘洋 李斑虎 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第A02期100-102,106,共4页

在传统轴承性能监测试验台的操作系统中,监测到的试验数据都是在PC端显示,而PC端是一个固定终端,这给试验带来一定的局限性。基于此缺点,将操作系统设计在移动终端,设计出了一个更有效的监测系统,即轴承性能监测试验台远程控制系统。此... 在传统轴承性能监测试验台的操作系统中,监测到的试验数据都是在PC端显示,而PC端是一个固定终端,这给试验带来一定的局限性。基于此缺点,将操作系统设计在移动终端,设计出了一个更有效的监测系统,即轴承性能监测试验台远程控制系统。此系统在传统的监测试验台系统上,采用无线通讯模块,将试验数据通过无线传输与智能手机进行关联,进而在移动终端能够显示试验数据,当数据异常报警时,在移动终端能够对系统进行远程控制。测试显示,该远程控制系统对试验台的监测控制具有实时性、准确性、可靠性。 展开更多

关键词 移动终端 轴承性能监测 无线传输 远程控制 智能手机

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3-HSS并联机构位置正解几何法的研究

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作者 颉潭成 潘安邦 +1 位作者 陈孟会 李先锋 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第A02期123-125,129,共4页

与串联机器人不同,并联机器人位置正解的推导过程复杂。常见的并联机构位置正解的求解方法有解析法和数值法。解析法推导过程十分繁琐,容易出现错误且不易排查;数值法对奇异点的处理存在缺陷。为了避免以上的缺点,以3-HSS并联机构为研... 与串联机器人不同,并联机器人位置正解的推导过程复杂。常见的并联机构位置正解的求解方法有解析法和数值法。解析法推导过程十分繁琐,容易出现错误且不易排查;数值法对奇异点的处理存在缺陷。为了避免以上的缺点,以3-HSS并联机构为研究对象,根据平行四边形结构的特点对3-HSS并联机构模型进行简化。将立体几何问题简化为多个相关的平面几何问题,得到了基于几何法的3-HSS并联机构位置正解的显式方程组。使用Matlab进行编程,进行了仿真实验验证了算法的正确性和可靠性。 展开更多

关键词 3-HSS并联机构 位置正解 数学模型 几何法

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基于多模态信息融合的四足机器人避障研究 被引量：9

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作者 桂林 颉潭成 +1 位作者 徐彦伟 王银浩 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第9期65-67,76,共4页

为了准确判断跟随过程中的障碍物距离,提高四足机器人在复杂环境下的跟随能力,提出了一种基于卡尔曼滤波(KF)和多模态信息融合的四足机器人避障方法。首先,对传感器采集到的数据进行KF,降低数据中包含的噪声;然后,通过融合算法处理滤波... 为了准确判断跟随过程中的障碍物距离,提高四足机器人在复杂环境下的跟随能力,提出了一种基于卡尔曼滤波(KF)和多模态信息融合的四足机器人避障方法。首先,对传感器采集到的数据进行KF,降低数据中包含的噪声;然后,通过融合算法处理滤波后的数据;最后,将融合后的数据与实际的距离数据进行比较。仿真分析结果表明:传感器采集到的数据经过滤波和融合算法处理后,同真实距离的最大差值为0.5 cm,比融合前的数据更接近于真实距离值。所提出的四足机器人避障方法对含有噪声的数据有良好的处理作用,处理后的数据波动更小,能满足四足机器人的检测要求。 展开更多

关键词 四足机器人 卡尔曼滤波算法 信息融合 避障

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四足机器人侧摆型trot步态的运动学分析及仿真研究 被引量：8

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作者 王银浩 颉潭成 +1 位作者 徐彦伟 桂林 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第5期24-29,共6页

针对四足机器人在复杂环境中难以保持稳定行走姿态的问题,在四足机器人trot步态的基础上,改进设计了一种侧摆型trot步态,通过四足机器人侧摆肩关节处电机对四足机器人的步态进行规律调整,使四足机器人在行走过程中更易保持稳定姿态。首... 针对四足机器人在复杂环境中难以保持稳定行走姿态的问题,在四足机器人trot步态的基础上,改进设计了一种侧摆型trot步态,通过四足机器人侧摆肩关节处电机对四足机器人的步态进行规律调整,使四足机器人在行走过程中更易保持稳定姿态。首先对侧摆型trot步态进行步态规划,分析侧摆型trot步态的稳定性;然后根据D-H参数法建立四足机器人单腿运动学模型并进行运动学分析求解;最后在MATLAB/Simulink软件中建立四足机器人动态仿真模型,以复合摆线运动轨迹为例,对侧摆型trot步态进行运动特性仿真分析。结果表明,基于复合摆线的侧摆型trot步态运动轨迹曲线连续平滑,四足机器人运动平稳。通过侧摆型trot步态仿真分析,验证了所研究侧摆型trot步态的稳定性和合理性,可以为搭建实验样机控制系统提供理论依据。 展开更多

关键词 四足机器人 侧摆型trot步态 D-H参数法 动态稳定性

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基于多信息融合与GRU的轴承剩余寿命预测 被引量：4

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作者 曹胜博 徐彦伟 +1 位作者 颉潭成 王浏洋 《机床与液压》 北大核心 2023年第24期164-168,196,共6页

为解决单一传感器信号易受干扰且能提取的退化信息有限,导致轴承剩余寿命预测精度低的问题,提出一种基于双通道信息融合与门控单元(GRU)神经网络的轴承剩余寿命预测方法。进行轴承寿命试验时,在振动传感器采集信号的基础上增加声发射传... 为解决单一传感器信号易受干扰且能提取的退化信息有限,导致轴承剩余寿命预测精度低的问题,提出一种基于双通道信息融合与门控单元(GRU)神经网络的轴承剩余寿命预测方法。进行轴承寿命试验时,在振动传感器采集信号的基础上增加声发射传感器,弥补单一信号易受干扰的缺点;使用卷积神经网络自动挖掘出包含轴承退化信息的特征,避免传统算法过分依赖专家判断的弊端;通过归一化处理对信息进行融合;最后使用这些数据训练GRU神经网络,利用训练好的门控单元神经网络预测高铁牵引电机轴承的剩余寿命。结果表明:相比单通道数据,双通道数据训练出的门控神经网络模型的预测结果更为准确;门控单元神经网络相比长短时记忆神经网络有更高的轴承寿命预测精确度。 展开更多

关键词 退化特征 信息融合 剩余寿命预测 门控单元神经网络

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