考虑离心效应直齿圆柱齿轮动态啮合刚度计算的新方法

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作者 张小翠 莫国胤 +3 位作者 刘富豪 张建强 蒋汉军 张介禄 《机械强度》 北大核心 2025年第6期27-36,共10页

在齿轮啮合过程中,驱动速度在评估啮合刚度方面起着重要作用,而许多学者往往忽视了这一点及其伴随而来的离心效应。基于Euler梁理论,提出了一种原始计算算法,通过在速度场中引入离心效应来计算直齿轮的受驱动速度影响的动态啮合刚度。... 在齿轮啮合过程中,驱动速度在评估啮合刚度方面起着重要作用,而许多学者往往忽视了这一点及其伴随而来的离心效应。基于Euler梁理论,提出了一种原始计算算法,通过在速度场中引入离心效应来计算直齿轮的受驱动速度影响的动态啮合刚度。以驱动速度为控制参数,研究了受驱动速度影响的动态啮合刚度,并证明了离心效应与动态啮合刚度之间的非线性关系。结果表明,在离心场的作用下,齿轮的固有频率和动态啮合刚度的波动都随着驱动速度的增加而增加。材料的高弹性模量容易抑制驱动速度对动态啮合刚度的影响,而密度则相反。研究结果为进一步分析齿轮在离心作用下的振动、噪声提供参考。 展开更多

关键词 动态啮合刚度 离心效应 驱动速度 齿轮材料 频率分析

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车辆载人空降的试验与仿真研究 被引量：1

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作者 刘涛 张宏伟 +3 位作者 孙晓旺 王显会 张进成 胡杨 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2283-2298,共16页

随着现代战争模式的发展,载人空降技术受到越来越多的重视,空降载荷下乘员的安全防护是载人空降的核心问题之一。为此,开展车辆载人空降试验,测试车辆结构响应和乘员损伤响应;建立整车和乘员约束系统有限元模型,采用整车加速度边界施加... 随着现代战争模式的发展,载人空降技术受到越来越多的重视,空降载荷下乘员的安全防护是载人空降的核心问题之一。为此,开展车辆载人空降试验,测试车辆结构响应和乘员损伤响应;建立整车和乘员约束系统有限元模型,采用整车加速度边界施加到乘员约束系统上的仿真方法开展车辆载人空降仿真;结合试验和仿真结果,研究空降冲击下车辆结构的动态响应特性及乘员损伤规律。针对触地速度、悬架弹簧刚度、阻尼参数和坐垫参数4个结构参数,以乘员下胫骨力、盆骨加速度、动态响应指标为指标,进行单因素仿真分析和正交试验仿真分析,研究空降冲击下4个结构参数对乘员损伤的影响规律。研究结果表明:采用的仿真方法能够较好地反映空降冲击下的车辆结构响应和乘员损伤响应;空降冲击下,乘员易受损部位主要有下肢、盆骨和腰椎,其中下肢损伤主要由地板直接冲击造成,盆骨和腰椎损伤由通过车体-立柱-座椅传递到乘员上身的冲击造成;触地速度对乘员损伤的影响最为显著,悬架弹簧刚度、阻尼和坐垫硬度也在一定程度上影响了乘员损伤程度;该研究成果有利于理解空降冲击下车辆结构动态响应特性和乘员损伤机理,对载人空降车辆的设计具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 载人空降 乘员损伤 有限元 单因素 正交试验

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一种基于协同进化的流水线向Seru系统转化方法 被引量：8

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作者 吴旭辉 杜劭峰 +3 位作者 郝慧慧 于洋 殷勇 李冬妮 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期1015-1027,共13页

Seru生产系统是一种被广泛应用于电子制造产业的新型生产模式,但由于流水线向Seru系统转化问题(Line-seru conversion)包含有Seru构建与Seru调度两个相互耦合的子问题,现有算法难以在同时兼顾解的质量与计算效率的情况下对问题进行求解... Seru生产系统是一种被广泛应用于电子制造产业的新型生产模式,但由于流水线向Seru系统转化问题(Line-seru conversion)包含有Seru构建与Seru调度两个相互耦合的子问题,现有算法难以在同时兼顾解的质量与计算效率的情况下对问题进行求解.因此,本文针对流水线向Seru系统转化问题的特点,提出了一种协同进化算法,即在进化算法中加入了协同机制,将Seru构建与Seru调度子问题作为两个子种群利用该机制进行协同进化,从而弥补了现有算法的不足.并且,本文还针对问题特点设计了个体基因编码方式,从而使规划获得的Seru生产系统具有更优的生产性能及均衡性能.实验表明,采用加入了协同机制的进化算法比传统解决流水线向Seru系统转化问题的方法具有更好的性能,本文所提的方法在最小化产品流通时间和劳动时间有较好的性能表现,并且具有较高的计算效率. 展开更多

关键词 协同进化 流水线 Seru系统 转化

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基于有限元技术的疲劳裂纹扩展方法研究进展 被引量：4

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作者 苏玉昆 马涛 +3 位作者 赵晓鑫 张光亮 朱加雷 张鹏 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期308-343,共36页

疲劳裂纹是引起工程结构断裂失效的重要因素之一.目前疲劳裂纹扩展的有限元仿真商业软件有ANSYS、ABAQUS、FRANC3D、ZENCRACK等,这些软件为疲劳裂纹扩展过程的研究提供了有力支撑.本文对目前疲劳裂纹扩展的有限元仿真方法进行了综述.阐... 疲劳裂纹是引起工程结构断裂失效的重要因素之一.目前疲劳裂纹扩展的有限元仿真商业软件有ANSYS、ABAQUS、FRANC3D、ZENCRACK等,这些软件为疲劳裂纹扩展过程的研究提供了有力支撑.本文对目前疲劳裂纹扩展的有限元仿真方法进行了综述.阐明了疲劳裂纹的定义以及研究疲劳裂纹扩展行为的必要性;介绍了三种用于模拟疲劳裂纹扩展的有限元方法:扩展有限元法(XFEM)、内聚力模型(CZM)和虚拟裂纹闭合技术(VCCT);分别总结了三种方法的基本理论和核心思想,对三种方法的应用与发展进行了分类归纳;最后对三种有限元方法进行分析,指出每种方法各自的优势及目前存在的局限性,并对疲劳裂纹扩展有限元仿真技术的未来改进方向给出了建议. 展开更多

关键词 疲劳裂纹扩展 扩展有限元法 内聚力模型 虚拟裂纹闭合技术 数值模拟

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浅埋爆炸下考虑乘员安全的防雷底板设计理论模型 被引量：1

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作者 张杜江 赵振宇 +3 位作者 褚庆国 贺良 任建伟 卢天健 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期786-796,共11页

浅埋爆炸载荷下,为更好地开展装甲车防雷底板设计,建立了考虑附加质量-弹簧-阻尼系统的均质梁动态响应理论模型,并采用有限元仿真分析进行验证,理论与仿真结果吻合良好。基于所建立理论模型,分别讨论了炸药质量、均质梁屈服强度、弹簧... 浅埋爆炸载荷下,为更好地开展装甲车防雷底板设计,建立了考虑附加质量-弹簧-阻尼系统的均质梁动态响应理论模型,并采用有限元仿真分析进行验证,理论与仿真结果吻合良好。基于所建立理论模型,分别讨论了炸药质量、均质梁屈服强度、弹簧刚度、阻尼系数和边界条件对均质梁中点和质量块峰值位移、速度、加速度的影响。结果表明:随着TNT质量增大和均质梁屈服强度减小,均质梁中点峰值位移、质量块峰值位移、速度、加速度都增大;当弹簧刚度相同时,随着阻尼系数的增加,均质梁中点峰值位移减小,质量块峰值加速度增大;当阻尼系数一定时,弹簧刚度对均质梁中点的峰值位移和质量块峰值加速度影响较小;针对不同弹簧刚度,选择适当的阻尼系数可以降低质量块峰值速度。 展开更多

关键词 浅埋爆炸 防雷底板 乘员 理论模型 质量-弹簧-阻尼系统

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基于敏感瞬态冲击特征提取与分层极限学习机的行星齿轮箱故障诊断研究 被引量：4

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作者 秦波 尹恒 +3 位作者 王卓 赵文军 马涛 王建国 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期276-285,共10页

在行星齿轮箱故障智能诊断中,针对其振动信号特征"难提取"、构建的特征向量集"质量差"以及基于极限学习机的故障分类模型"精度低"的问题,提出一种如何捕获其振动信号中敏感瞬态冲击特征并据此构建高维特... 在行星齿轮箱故障智能诊断中,针对其振动信号特征"难提取"、构建的特征向量集"质量差"以及基于极限学习机的故障分类模型"精度低"的问题,提出一种如何捕获其振动信号中敏感瞬态冲击特征并据此构建高维特征向量集与提升极限学习机故障分类精度的行星齿轮箱太阳轮的状态辨识方法。首先,将所测取振动信号分别经快速峭度图求解和变分模态分解,筛选出与其最大峭度值对应中心频率fω相匹配的若干个本征模函数,然后,求其改进多尺度排列熵值来构建高维特征向量集;其次,利用去噪自动编码器使极限学习机隐含层节点的输入权值和阈值满足正交条件实现其隐含层的分层;最后,将上述特征向量集作为分层核极限学习机的输入,通过训练建立行星齿轮箱太阳轮的故障分类模型。结果表明,所提方法实现了太阳轮振动信号中敏感瞬态冲击特征的有效提取及其特征向量集的高质量构建,同时也提高智能诊断模型的分类精度。 展开更多

关键词 敏感特征提取 特征向量集构建 分层极限学习机 行星齿轮箱 故障识别

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基于相关能量波动评估的学习样本筛选与深度置信神经网络的滚动轴承故障诊断研究 被引量：5

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作者 秦波 罗权毅 +4 位作者 冯卫卫 张鹏 赵振华 李子贤 王卓 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期262-270,共9页

在数据驱动的滚动轴承状态智能辨识中,针对辨识模型构建过程中由于学习样本“质量差”造成其故障识别率低的问题,提出一种如何筛选学习样本的准则来提升基于深度置信神经网络滚动轴承智能辨识模型识别率的方法。首先,基于变分模态分解... 在数据驱动的滚动轴承状态智能辨识中,针对辨识模型构建过程中由于学习样本“质量差”造成其故障识别率低的问题,提出一种如何筛选学习样本的准则来提升基于深度置信神经网络滚动轴承智能辨识模型识别率的方法。首先,基于变分模态分解将具有时变调制特性的滚动轴承振动信号分解为有限个表征原信号不同成分的本征模函数分量;其次,根据其故障能量波动及其相关来量化并评估上述每个分量包含故障成分的比重,并据此对振动信号进行筛选重构来获取学习样本;最后,将上述学习样本集作为深度置信网络的输入来构建滚动轴承的故障辨识模型。实验结果表明,所提方法不仅筛选出滚动轴承振动信号中包含故障主成分的本征模函数分量并实现学习样本集构建,而且提高了基于振动数据的滚动轴承状态辨识模型的故障识别率。 展开更多

关键词 学习样本筛选 相关能量波动评估 滚动轴承 深度置信神经网络 故障识别率

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修形人字齿轮的润滑及摩擦特性分析 被引量：2

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作者 王延忠 徐梓淳 +3 位作者 马涛 张亚萍 宋贯华 郝慧慧 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期93-102,共10页

基于热弹流润滑(TEHL)理论对修形人字齿轮的齿面润滑特性和摩擦特性展开分析。首先,分析在指定工况下特定结构的人字齿轮齿面的时变接触线变化规律,沿啮合线选取指定数量的啮合点作为分析对象并得到必要的接触参数数值;然后,对TEHL计算... 基于热弹流润滑(TEHL)理论对修形人字齿轮的齿面润滑特性和摩擦特性展开分析。首先,分析在指定工况下特定结构的人字齿轮齿面的时变接触线变化规律,沿啮合线选取指定数量的啮合点作为分析对象并得到必要的接触参数数值;然后,对TEHL计算程序的准确性进行验证并完成TEHL计算,从计算结果中提取不同啮合点处油膜特征参数,以得到其在啮合线上的变化规律,并以啮合点S1为例分析了输入扭矩、主动轮转速和鼓形修形量对油膜轮廓曲线的影响;最后,利用Ree-Eyring模型求得齿面啮合点的摩擦系数变化规律。计算结果表明:最大油膜压力在齿面上呈现先增后减的变化趋势,最小油膜厚度和最高油膜温升的变化趋势与其相反;主动轮转速对油膜温升和厚度有显著的影响;输入扭矩或修形量的增加均会导致油膜压力、温升曲线峰值的上升;摩擦系数在齿面节点几近于0,而在啮入侧、啮出侧的数值较大。 展开更多

关键词 人字齿轮 弹流润滑 接触分析 摩擦系数

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气泡高干扰在线铁谱视频图像的磨粒快速分割算法研究 被引量：4

9

作者 李梦琳 范斌 +3 位作者 刘勇 张鹏 杜文亮 毛军红 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期96-102,共7页

针对在线铁谱视频图像气泡高干扰所面临的磨粒分割困难问题,提出一种气泡高干扰在线铁谱视频图像的磨粒快速分割算法。首先运用运动检测的方法确定视频中气泡的位置,并用相邻帧相同位置的图像信息对气泡区域进行处理,再使用双边滤波对... 针对在线铁谱视频图像气泡高干扰所面临的磨粒分割困难问题,提出一种气泡高干扰在线铁谱视频图像的磨粒快速分割算法。首先运用运动检测的方法确定视频中气泡的位置,并用相邻帧相同位置的图像信息对气泡区域进行处理,再使用双边滤波对处理后的图像进行平滑去噪,实现气泡干扰的初步抑制;最后基于抑制气泡图像的灰度直方图,对每一帧图像选取其自适应的阈值,实现在线铁谱视频图像中磨粒的快速分割。该研究为在线铁谱的磨粒分割与后续对磨粒特征的智能提取和分析奠定了基础。 展开更多

关键词 磨粒分割 运动物体检测 气泡抑制 气泡高干扰 在线铁谱视频

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基于两类特征与AFSA优化SVM的滚动轴承故障诊断研究 被引量：2

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作者 张鲁洋 秦波 +3 位作者 赵文军 李宏 张建强 王建国 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期807-813,共7页

针对非线性、非平稳的滚动轴承振动信号特征'难表征'和基于支持向量机(Support vector machine, SVM)的故障分类模型'精度低'的问题,提出一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)、峭度图(Kurtogram... 针对非线性、非平稳的滚动轴承振动信号特征'难表征'和基于支持向量机(Support vector machine, SVM)的故障分类模型'精度低'的问题,提出一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)、峭度图(Kurtogram)与人工鱼群算法(Artificial Fish Swarm Algorithm,AFSA)优化SVM相结合的滚动轴承状态辨识方法。首先,利用Kurtogram算法、相关系数最大准则'筛选'出原信号经VMD后包含有效故障信息的本征模函数(Intrinsic Mode Functions, IMF),并计算其形态谱熵和能量熵构建有效特征向量集;其次,利用AFSA寻找最优的惩罚系数C和高斯核宽度系数σ的核函数系数组合(C、σ);并将有效特征向量集作为上述算法的输入建立滚动轴承状态辨识模型。实验结果表明,所提方法不仅能凸显原信号中的有效故障成份,同时也提高了模型学习效率和分类精度。 展开更多

关键词 变分模态分解 峭度图 人工鱼群 核函数参数最优组合

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基于Johnson-Cook本构模型的高强度装甲钢动态力学性能参数标定及验证 被引量：12

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作者 张杜江 赵振宇 +3 位作者 贺良 任建伟 强鹭升 周贻来 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1966-1976,共11页

具有高屈服强度的某装甲钢广泛应用于我国装甲车辆。为准确模拟该装甲钢的动态力学行为,开展基于Johnson-Cook(J-C)本构模型的动态本构参数标定及验证。采用万能材料试验机对该装甲钢进行不同温度下的准静态拉伸试验,同时采用分离式霍... 具有高屈服强度的某装甲钢广泛应用于我国装甲车辆。为准确模拟该装甲钢的动态力学行为,开展基于Johnson-Cook(J-C)本构模型的动态本构参数标定及验证。采用万能材料试验机对该装甲钢进行不同温度下的准静态拉伸试验,同时采用分离式霍普金森压杆开展不同应变率下的压缩性能测试。基于实验数据和J-C本构模型,拟合得到该装甲钢的本构参数。基于轻气炮开展泡沫铝弹丸冲击均质梁的实验研究,分别采用J-C本构模型和理想弹塑性模型进行有限元仿真计算,并将冲击实验与数值结果进行对比分析。结果表明:该装甲钢具有应变率强化效应,且温度软化效应显著;采用J-C本构模型仿真的均质梁峰值挠度与试验结果的相对误差为1.7%~6.1%,残余挠度相对误差为0.6%~7.6%。 展开更多

关键词 高强度装甲钢 Johnson-Cook本构模型 动态力学性能 泡沫铝弹丸 冲击实验

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面向精密面形零件磨料流光整加工的装夹工艺结构优化设计 被引量：1

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作者 兰萌 张建军 +1 位作者 班永华 韩雪松 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2018年第3期144-147,共4页

在高速螺旋进给条件下光整加工长径比较大的精密轴类零件过程中,三爪卡盘夹紧零件时,易产生脱落、表面损伤,针对这一瓶颈问题设计了组合式和整体式两种装夹结构,并通过有限元仿真进行了工艺过程校核,研究结果表明整体式装夹结构较组合... 在高速螺旋进给条件下光整加工长径比较大的精密轴类零件过程中,三爪卡盘夹紧零件时,易产生脱落、表面损伤,针对这一瓶颈问题设计了组合式和整体式两种装夹结构,并通过有限元仿真进行了工艺过程校核,研究结果表明整体式装夹结构较组合式装夹结构更能够满足零件装夹的可靠性。在此基础上对整体式装夹结构进行了参数优化和轻量化设计。实验结果表明,优化后的整体式装夹结构能够满足加工工艺要求、避免了表面损伤、确保了加工过程的稳定性。 展开更多

关键词 装夹工艺结构 优化设计 磨料流光整加工 大长径比

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基于颗粒两相流的复杂回转体光整工艺参数优化研究

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作者 曾庆勉 张建军 +2 位作者 马涛 韩雪松 兰萌 《机床与液压》 北大核心 2018年第7期60-66,共7页

针对一种回转体零件内部交叉相贯处存在毛刺的问题,设计了去除毛刺的装置,采用FLUENT软件验证该工艺的可行性,并对工艺参数进行优化。利用DPM模型和动网格技术研究了流场的速度变化、颗粒的运动轨迹以及不同工艺组合对去除效率的影响。... 针对一种回转体零件内部交叉相贯处存在毛刺的问题,设计了去除毛刺的装置,采用FLUENT软件验证该工艺的可行性,并对工艺参数进行优化。利用DPM模型和动网格技术研究了流场的速度变化、颗粒的运动轨迹以及不同工艺组合对去除效率的影响。结果表明:夹具起到搅拌功能,使得流体以更高的轴向和径向速度冲击回转体零件交叉相贯处;每一周期内颗粒的运动轨迹都不相同,其运动的无序性保证回转体零件表面不产生方向性划痕;磨损的主要部位发生在毛刺处,验证了工艺的可行性;当转速为4 000 r/min,往复直线运动速度为0.05 m/s时能达到较为合适的去除效率。 展开更多

关键词 两相流 光整工艺 参数优化

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