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装甲车辆信息系统人机工效试验平台设计与开发 被引量:1
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作者 傅斌贺 刘维平 +1 位作者 刘西侠 宋海军 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1537-1545,共9页
为满足装甲车辆乘员信息作业人机工效试验需求,设计开发了装甲车辆信息系统人机工效试验平台。分析了试验平台的系统方案,包括主控系统、模拟测试系统和数据处理系统;依据实车环境设计了试验座舱及控制台、操作模拟装置和综合测试装置;... 为满足装甲车辆乘员信息作业人机工效试验需求,设计开发了装甲车辆信息系统人机工效试验平台。分析了试验平台的系统方案,包括主控系统、模拟测试系统和数据处理系统;依据实车环境设计了试验座舱及控制台、操作模拟装置和综合测试装置;采用嵌入式测试方法,将绩效测试功能嵌入到作业模拟过程中,开发了主控软件、信息终端软件和射击模拟软件;通过具体实例对试验平台的有效性和实用性进行了验证。研究结果表明,试验平台能够实现乘员信息作业绩效的全程测试,以及乘员认知能力、脑力负荷和生理参数的综合测试,有效甄别相关因素对乘员信息作业绩效的影响,为准确测量乘员信息作业绩效提供技术手段。 展开更多
关键词 装甲车辆 信息系统 试验平台 人机工效
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基于Matlab/Simulink的转速控制系统设计与应用 被引量:2
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作者 李峥 桂勇 +3 位作者 明安波 王旭 卢文秀 褚福磊 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第7期12-16,共5页
风力发电机组由于受到风切变的影响会产生各种冲击,造成行星齿轮的破损和风电设备的各种故障。针对不同转速下风力发电机行星齿轮故障信号及振动运行情况开展实验教学与研究,利用实验室现有风电齿轮箱试验台,基于Matlab/Simulink设计、... 风力发电机组由于受到风切变的影响会产生各种冲击,造成行星齿轮的破损和风电设备的各种故障。针对不同转速下风力发电机行星齿轮故障信号及振动运行情况开展实验教学与研究,利用实验室现有风电齿轮箱试验台,基于Matlab/Simulink设计、开发一套转速控制模块。通过该模块可有效控制及模拟风电发电机组的启、停及波动情况下运行状态;利用采集到不同运行状态下行星齿轮断齿运行情况,通过后续数据分析对比验证了设备的可靠性,为今后开展行星齿轮各种运行状态下的实验教学及科研提供了实验平台。 展开更多
关键词 风力发电 行星齿轮 实验教学 转速控制
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4G网络装备车辆远程监控系统 被引量:9
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作者 江鹏程 李志浩 齐晓辉 《兵工自动化》 2020年第2期24-27,共4页
为解决我军二代装备在状态感知、信息化自动化水平偏低的问题,设计一套基于ARM+4G+传感器架构的车载远程监控系统。以非总线装备车辆作为研究对象,介绍系统硬件各模块的功能及实现流程,对车载终端装备信息采集模块、数据传输模块和服务... 为解决我军二代装备在状态感知、信息化自动化水平偏低的问题,设计一套基于ARM+4G+传感器架构的车载远程监控系统。以非总线装备车辆作为研究对象,介绍系统硬件各模块的功能及实现流程,对车载终端装备信息采集模块、数据传输模块和服务器端远程监控平台进行设计,完成系统总体搭建,并对系统进行实际测试。测试结果表明,该系统能够很好地实现装备信息非接触采集与远程实时传输。 展开更多
关键词 ARM 4G网络 传感器 车量装备 远程监控
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基于频谱动态特征和CS-SVM的装甲车辆识别 被引量:3
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作者 石文雷 樊新海 张传清 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2018年第A01期44-47,72,共5页
针对地面战场装甲车辆目标的被动声识别问题,为实现不同车型在不同工况下的声识别,以常见的3种坦克和4种履带式装甲车为识别对象,建立了一种以频谱动态特征DMFCC为特征提取方法,以布谷鸟搜索(CS)算法优化的支持向量机(CS-SVM)为分类器... 针对地面战场装甲车辆目标的被动声识别问题,为实现不同车型在不同工况下的声识别,以常见的3种坦克和4种履带式装甲车为识别对象,建立了一种以频谱动态特征DMFCC为特征提取方法,以布谷鸟搜索(CS)算法优化的支持向量机(CS-SVM)为分类器的装甲车辆声识别模型。采集不同工况下的装甲车辆噪声信号并进行频谱分析,证明DMFCC的有效性。在梅尔频率倒谱系数(MFCC)提取方法基础上,增加能够体现信号动态特征的差分系数,得到DMFCC。利用布谷鸟算法对支持向量机核心参数进行寻优求得全局最优解,得到具有最佳参数优化的支持向量机分类模型。对噪声信号分别进行特征提取和分类器识别实验,结果分析表明,DMFCC中的二阶差分组合系数优于传统MFCC以及一阶差分组合系数。布谷鸟算法得到的优化模型CS-SVM比引力搜索算法(GSA)、人工蜂群算法(ABC)等算法得到的模型具有更高的识别率,达到93%以上。 展开更多
关键词 频谱动态特征 支持向量机 布谷鸟算法 特征提取 被动声识别
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基于RBF神经网络的某型装甲车辆散热器优化设计 被引量:3
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作者 张玉飞 邢俊文 +2 位作者 冯鹏飞 康洪伟 赵耀 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期68-75,共8页
为了对某型装甲车辆散热器散热能力进行优化设计,利用CFX建立了散热器仿真模型,通过与数学模型进行对比验证了模型的准确性;确定了散热器的设计变量和目标函数,利用最优拉丁超立方设计法抽取了样本点,建立了基于径向基神经网络的替代模... 为了对某型装甲车辆散热器散热能力进行优化设计,利用CFX建立了散热器仿真模型,通过与数学模型进行对比验证了模型的准确性;确定了散热器的设计变量和目标函数,利用最优拉丁超立方设计法抽取了样本点,建立了基于径向基神经网络的替代模型,对替代模型的影响因素进行了分析,利用蒙特卡洛方法对所建立的模型进行了统计学分析;利用萤火虫算法进行优化,得到了pareto前沿。验证了结果的可靠性。结果表明:替代模型具有较快的计算速度,为履带车辆冷却部件的优化设计提供了新的途径。 展开更多
关键词 RBF神经网络 散热器 优化 装甲车辆
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基于DLPCC和ELM的装甲车辆声识别 被引量:3
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作者 樊新海 石文雷 张传清 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第7期20-25,共6页
以常见的3种坦克和4种履带式装甲车为识别对象,提出了一种基于动态线性预测倒谱系数(DLPCC)和极限学习机(ELM)的装甲车辆声识别模型。该模型以DLPCC为特征,对不同工况下的装甲车辆噪声信号进行特征提取。根据噪声信号特征对ELM进行特征... 以常见的3种坦克和4种履带式装甲车为识别对象,提出了一种基于动态线性预测倒谱系数(DLPCC)和极限学习机(ELM)的装甲车辆声识别模型。该模型以DLPCC为特征,对不同工况下的装甲车辆噪声信号进行特征提取。根据噪声信号特征对ELM进行特征训练和识别,获得噪声识别模型。实验结果表明,DLPCC能更好地体现噪声特征,识别效果优于传统的LPCC。与传统的BP神经网络以及概率神经网络(PNN)相比,以极限学习机为分类器的识别模型具有用时短、准确率高的特点,识别率达到91%以上。 展开更多
关键词 动态线性预测倒谱系数 极限学习机 特征提取 声识别
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基于多层双向长短时记忆网络的装甲车辆柴油机喷油器故障诊断 被引量:4
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作者 靳莹 乔新勇 《兵工自动化》 2022年第1期34-38,共5页
针对装甲车辆柴油机喷油器故障诊断不能满足实时在线监测的问题,提出一种基于多层双向长短时记忆网络(bidirectional long short term memory,Bi-LSTM)的装甲车辆柴油机喷油器故障诊断方法。对柴油机喷油器故障进行模拟实验,利用多层双... 针对装甲车辆柴油机喷油器故障诊断不能满足实时在线监测的问题,提出一种基于多层双向长短时记忆网络(bidirectional long short term memory,Bi-LSTM)的装甲车辆柴油机喷油器故障诊断方法。对柴油机喷油器故障进行模拟实验,利用多层双向长短时记忆网络具备较长距离的时序分析能力的优势,分别将压力波特征值和压力波时序信号作为输入进行故障模式识别验证。结果表明:该方法具有较高的识别精度和较快的分类速度,能够满足实时在线监测的要求。 展开更多
关键词 LSTM 压力波 喷油器故障 特征提取
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基于IDEF3的装甲车辆闭环道路驾驶训练过程建模与应用 被引量:1
8
作者 张会奇 《兵工自动化》 2019年第6期36-38,共3页
为定量研究装甲车辆闭环道路驾驶训练过程,在分析装甲车辆闭环道路驾驶训练过程逻辑时序关系的基础上,应用IDEF3过程建模方法,构建装甲车辆闭环道路驾驶训练过程流网图PFN和对象状态转移网图OSTN模型,通过模型应用,给出装甲车辆闭环道... 为定量研究装甲车辆闭环道路驾驶训练过程,在分析装甲车辆闭环道路驾驶训练过程逻辑时序关系的基础上,应用IDEF3过程建模方法,构建装甲车辆闭环道路驾驶训练过程流网图PFN和对象状态转移网图OSTN模型,通过模型应用,给出装甲车辆闭环道路驾驶训练总用时的数学测算公式及其关键影响因素发车间隔时间的测算方法。通过实例测算,得到有效的训练数据结论,验证了模型的实用性,为提高训练效率和组训科学化水平提供模型方法和数据支撑。 展开更多
关键词 IDEF3 装甲车辆 闭环道路 驾驶训练 过程建模
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装甲车辆动力舱空气流动与传热仿真研究 被引量:1
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作者 康琦 刘建敏 +2 位作者 王普凯 刘艳斌 董意 《车用发动机》 北大核心 2019年第1期87-92,共6页
利用Pro/E软件建立了装甲车辆动力舱三维模型,并将其导入到GT-Cool 3D软件中转化为障碍物。利用GT-Cool 3D软件建立散热器和风扇模型并建立动力舱流动区域,然后将三维模型离散得到一维仿真模型。对标定工况下动力舱空气流动和散热器传... 利用Pro/E软件建立了装甲车辆动力舱三维模型,并将其导入到GT-Cool 3D软件中转化为障碍物。利用GT-Cool 3D软件建立散热器和风扇模型并建立动力舱流动区域,然后将三维模型离散得到一维仿真模型。对标定工况下动力舱空气流动和散热器传热进行了分析,并分析了散热器位置高度对动力舱空气流动与传热的影响。结果显示:动力舱内空气流动不均匀,进气百叶窗、散热器、变速箱等部件对空气流动影响较大;散热器冷却散热能力分布不均匀,前两个流程冷却散热效果较好,第3个流程冷却散热效果较差;散热器高度每增加20 mm,流进散热器的空气流量平均增加0.523 m^3/s,平均增幅为7.32%,散热器的散热量平均增加11.43 kW,平均增幅为3.69%。 展开更多
关键词 装甲车辆 动力舱 空气流动 传热 仿真
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变海拔工况下装甲车辆柴油机的燃烧特性 被引量:1
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作者 乔新勇 顾程 +2 位作者 韩立军 姜红元 杨浩 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第5期1884-1889,共6页
针对高原地区装甲车辆柴油机燃烧恶化、故障率高的问题,从机械负荷和热负荷两方面入手,研究不同海拔、不同转速、不同负荷条件下,柴油机燃烧特性以及循环波动规律,分析故障出现的原因并提出解决措施。结果表明:低速中等负荷工况下,循环... 针对高原地区装甲车辆柴油机燃烧恶化、故障率高的问题,从机械负荷和热负荷两方面入手,研究不同海拔、不同转速、不同负荷条件下,柴油机燃烧特性以及循环波动规律,分析故障出现的原因并提出解决措施。结果表明:低速中等负荷工况下,循环波动率较大,燃烧稳定性较差;高速全负荷工况下,循环波动率小;高原环境能够加剧柴油机燃烧恶化程度,稳定性变差,易出现拉缸烧蚀等问题。 展开更多
关键词 燃烧特性 循环波动 柴油机 高原
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某型装甲车辆排烟红外辐射试验研究
11
作者 赵耀 骆清国 +2 位作者 邱绵浩 张玉飞 鲁俊 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期162-169,共8页
建立了线性标定和非线性标定数学模型,对不同温度的校准源在不同标定方法及不同标定策略测试的结果进行了分析。利用相对误差较小的标定方法和策略进行了试验,利用阈值函数筛选出了有效样本数据,经过充分训练和验证,建立了基于径向基神... 建立了线性标定和非线性标定数学模型,对不同温度的校准源在不同标定方法及不同标定策略测试的结果进行了分析。利用相对误差较小的标定方法和策略进行了试验,利用阈值函数筛选出了有效样本数据,经过充分训练和验证,建立了基于径向基神经网络的光谱辐射亮度校正模型,最后搭建了装甲车辆排烟红外辐射测试系统,得到了排烟的光谱辐射亮度。结果表明,针对不同的目标温度,采用相应的标定方法和策略能够减少红外辐射测试仪标定带来的测量误差;装甲车辆排烟利用测试数据建立径向基神经网络光谱辐射亮度校正模型能够有效降低大气吸收对测试结果的影响,获得更加准确的排烟红外光谱辐射亮度,该方法具有工程应用价值。 展开更多
关键词 车辆工程 排烟 标定 红外光谱测试仪 光谱辐射亮度 径向基神经网络
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履带车辆发动机悬置系统模态分析
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作者 谢欢 王红岩 +3 位作者 芮强 段誉 李善乐 郝丙飞 《农业装备与车辆工程》 2018年第5期51-55,共5页
模态分析是研究系统动态特性的重要基础。为分析履带车辆发动机悬置系统的振动特性,在合理简化发动机悬置系统的基础上,推导了悬置系统的数学模型,并基于ADAMS环境建立其动力学模型,求解系统的固有频率、模态振型和各阶能量分布矩阵,并... 模态分析是研究系统动态特性的重要基础。为分析履带车辆发动机悬置系统的振动特性,在合理简化发动机悬置系统的基础上,推导了悬置系统的数学模型,并基于ADAMS环境建立其动力学模型,求解系统的固有频率、模态振型和各阶能量分布矩阵,并分析了系统各自由度耦合程度。对比发动机和路面的激励特征,结合系统的模态特性,分析系统振动匹配情况。结果表明:系统各方向均存在不同程度的耦合,其中z方向和绕z轴转动方向解耦度超过85%。悬置系统的固有频率避开了发动机激励频率,但车辆应减少在3.91~16.47 km/h车速下的行驶时间才能减少履带板激振频率所带来的共振影响。 展开更多
关键词 履带车辆 发动机悬置 模态分析 能量分布矩阵
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基于多元统计分析的故障检测技术 被引量:1
13
作者 胡浩 冯辅周 +3 位作者 陈财森 朱俊臻 宋超 王安 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第1期83-92,共10页
针对装备动力系统故障预警建模需要大量数据样本的问题,基于主成分分析(PCA)方法,仅需少量故障数据,构建了装备动力系统故障预警模型。实验结果表明:模型故障预警效果较好,能够有效提示故障。为了更好的监测非线性过程,将核(Kernel)变... 针对装备动力系统故障预警建模需要大量数据样本的问题,基于主成分分析(PCA)方法,仅需少量故障数据,构建了装备动力系统故障预警模型。实验结果表明:模型故障预警效果较好,能够有效提示故障。为了更好的监测非线性过程,将核(Kernel)变换与主成分分析方法相结合,构建适用于少量故障数据条件下的核主成分分析方法(KPCA),采用辛辛那提轴承实验台数据集和装备动力系统数据集验证了模型的有效性,实现对装备动力系统运行异常的有效预警。针对故障源难以辨识的问题,基于多元统计贡献图的故障识别方法,对装备动力系统异常情况下的故障源变量进行精确的识别,对故障源进行定位。研究结论和成果可为装备动力系统异常预警模型的设计提供思路和依据。 展开更多
关键词 多元统计分析 故障预警 主成分分析 数据 特征
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基于熵权-主客观赋权法的装备保障单元效能评估研究
14
作者 胡浩 冯辅周 +1 位作者 朱俊臻 韩俊峰 《现代防御技术》 北大核心 2025年第1期173-181,共9页
针对效能评估指标具有随机性和模糊性,影响效能评估结果的问题,提出了某型装备机动能力效能评估方法。利用主客观赋权法、熵权法和云模型相关理论对某型装备机动效能进行综合评估。建立了某型装备机动效能评估模型,论述了机动效能评估... 针对效能评估指标具有随机性和模糊性,影响效能评估结果的问题,提出了某型装备机动能力效能评估方法。利用主客观赋权法、熵权法和云模型相关理论对某型装备机动效能进行综合评估。建立了某型装备机动效能评估模型,论述了机动效能评估的基本步骤。得到了装备机动效能评估结果隶属云。该方法评估了某型装备的机动效能,评估结果较为直观。实例结果表明:该方法可对某型装备机动效能进行评估,可服务于装备机动决策。 展开更多
关键词 装备 效能 评估 熵权 主客观赋权
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高速履带车辆机电悬架惯量分析与滤振缓冲设计 被引量:4
15
作者 宋慧新 顾亮 +2 位作者 张进秋 董明明 王利明 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期380-393,共14页
为解决高速履带车辆机电悬架在高频区性能恶化与结构可靠性的问题,分析基于扭杆的机电悬架刚度特性,求解悬架杆系复杂运动关系,计算机电执行器的等效惯性质量,建立考虑惯性质量与负重轮阻尼的2自由度机电悬架模型。量化分析惯性质量对... 为解决高速履带车辆机电悬架在高频区性能恶化与结构可靠性的问题,分析基于扭杆的机电悬架刚度特性,求解悬架杆系复杂运动关系,计算机电执行器的等效惯性质量,建立考虑惯性质量与负重轮阻尼的2自由度机电悬架模型。量化分析惯性质量对悬架性能的不利影响,得到影响悬架平顺性、部件可靠性的惯性力的频域分布区间与功率谱密度分布区间。根据悬架惯性力的频域分布,以及悬架动挠度的幅频特性,提出滤振与缓冲的措施,建立带有滤振缓冲器的悬架模型。仿真和试验结果表明:滤振缓冲能够有效降低惯性质量影响,在D级路面40 km/h行驶工况下,将原惯性力的均方根值由原2 143 N降低至175 N。同时簧载质量加速度均方根值,由原3.510 8 m/s^(2)降低至1.268 2 m/s^(2)。台架测试证明齿圈应力在采用滤振缓冲措施后得到较大衰减,最大值由519.9 MPa降低为110.1 MPa。通过仿真和试验,验证了滤振与缓冲的措施能够提升机电悬架的性能,有助于解决惯性质量带来的高频区性能恶化的问题。 展开更多
关键词 惯性质量 惯性力 滤振 缓冲 机电悬架
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典型液压系统故障诊断与隔离方法研究 被引量:7
16
作者 张丽霞 冯辅周 +1 位作者 刘相波 王敏 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1818-1825,共8页
针对综合传动装置液压系统非线性、不连续和多耦合等工作特性导致的故障检测难、故障隔离不准确等问题,以某型综合传动装置变矩器补偿支路的结构和工作原理为基础,研究了变矩器补偿支路的键合图和诊断建模方法,建立了全局解析冗余关系(G... 针对综合传动装置液压系统非线性、不连续和多耦合等工作特性导致的故障检测难、故障隔离不准确等问题,以某型综合传动装置变矩器补偿支路的结构和工作原理为基础,研究了变矩器补偿支路的键合图和诊断建模方法,建立了全局解析冗余关系(Global Analytical Redundancy Relations,GARRs)和故障特征矩阵(Fault Signature Matrix,FSM)的对应关系,准确实现了故障的检测和隔离。通过仿真实验验证了不同故障下的解析冗余关系的变化规律,说明了采用GARRs方法进行混合系统的故障诊断与隔离(FDI)设计和应用的可行性。该方法为新型装备关键系统的传感器优化配置与现役装备的测试性增长提供了新技术。 展开更多
关键词 解析冗余关系 故障特征矩阵 故障诊断与隔离 变矩器补偿支路
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高压共轨系统不同温度下喷油参数修正计算 被引量:3
17
作者 王军 张幽彤 +1 位作者 金毅 韩树 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期508-513,共6页
为说明高压共轨系统燃油温度变化对喷油量的影响,进行了不同燃油温度下的喷油参数修正计算。首先简要分析了高压共轨系统燃油流动传热特征,依据柴油机工作环境温度范围,提出了确定基准温度的方法,然后运用流体传热计算方法,推导出了喷... 为说明高压共轨系统燃油温度变化对喷油量的影响,进行了不同燃油温度下的喷油参数修正计算。首先简要分析了高压共轨系统燃油流动传热特征,依据柴油机工作环境温度范围,提出了确定基准温度的方法,然后运用流体传热计算方法,推导出了喷油量和喷油压力的修正量计算公式;最后结合实例,给出了基准温度下的喷油压力和喷油量的基准脉谱,计算了不同温度下燃油喷油压力和喷油量的修正脉谱;结果表明:50℃燃油温度的喷油量修正量计算值与测试值的相对误差在14%以下,80℃燃油温度的喷油量修正量计算值与预测值的相对误差在9%以下,说明喷油参数修正计算方法是有效的。 展开更多
关键词 动力机械及工程 喷油量 高压共轨 温度
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复合行星轮系故障诊断方法研究进展 被引量:8
18
作者 吴守军 冯辅周 +1 位作者 吴春志 丁闯 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2019年第12期1910-1920,共11页
复合行星轮系在大型武器装备和能源装备中得到了广泛应用,是装甲车辆、直升机、风力发电机等传动系统变速换挡的核心部件,其零部件繁多、自由度高且含有多级行星排。高速重载的运行环境经常导致行星轮系的太阳轮、行星轮等关键零部件出... 复合行星轮系在大型武器装备和能源装备中得到了广泛应用,是装甲车辆、直升机、风力发电机等传动系统变速换挡的核心部件,其零部件繁多、自由度高且含有多级行星排。高速重载的运行环境经常导致行星轮系的太阳轮、行星轮等关键零部件出现磨损、疲劳裂纹、断齿等故障,降低了设备的使用安全性和可靠性。开展行星轮系的故障诊断研究对降低其维修保障成本、最大化使用效率和提高运行可靠性具有重要意义。振动信号常用于行星轮系典型故障的诊断,由于行星齿轮箱的振动信号具有噪声强烈、频率分量多、幅频调制复杂等特点,使得其故障诊断极为困难。综述了复合行星轮系的结构特点和故障诊断的难点,从动力学分析、信号降噪、多分量信号解调、多信息融合等方面系统阐述了复合行星轮系故障诊断国内外研究现状,提出了该研究领域目前存在的重点和难点。 展开更多
关键词 复合行星轮系 动力学分析 信号降噪 信号解调 多信息融合
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提高工程制图教学效果的方法 被引量:9
19
作者 董和媛 鞠丽梅 +3 位作者 赵永东 赵越 马文娟 马智萌 《机械设计》 CSCD 北大核心 2018年第S2期347-349,共3页
为了激发学员的学习兴趣,改善学习效果,探索提高工程制图课程教学效果的方法,提出了4条措施:引入Solid Works三维建模;精选课堂练习;建立帮扶机制;注重课后作业。近两年把该方法在教学过程中加以实践,取得了一定的效果。
关键词 工程制图 教学效果 SOLIDWORKS 课堂练习 翻转课堂
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剪切增稠液体理论基础和工程应用进展概述 被引量:6
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作者 赵明媚 张进秋 +2 位作者 彭志召 张建 李欣 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期207-214,共8页
剪切增稠液(STF)作为一种智能材料,在施加剪切应力或提高剪切速率条件下其表观黏度显著增加,可增加几倍至几十倍。实验室常见的剪切增稠液通常以无机氧化物为分散相、乙二醇或聚乙二醇为连续相,并混合部分添加剂制成。作为一种能快速感... 剪切增稠液(STF)作为一种智能材料,在施加剪切应力或提高剪切速率条件下其表观黏度显著增加,可增加几倍至几十倍。实验室常见的剪切增稠液通常以无机氧化物为分散相、乙二醇或聚乙二醇为连续相,并混合部分添加剂制成。作为一种能快速感应外部刺激并做出响应的材料,剪切增稠液可在施加冲击后毫秒级的时间内,由液体向半固体进行转变,具有响应迅速、出力大、反复可逆等优点,因此在工程领域得到较多应用。然而,剪切增稠液体的基础理论却无法对其当前的制备和应用提供明确指导,被学者广泛认可的堵塞理论只是对现象描述的一种统称,并未真正揭示剪切增稠现象的本质。同时剪切增稠液体的相关应用主要集中于剪切增稠液复合纤维领域,并面临在450~510 m/s以上的高速冲击下效果不理想的瓶颈。因此,近五年来除探究剪切增稠液体的机理外,研究者们主要从高速冲击实验条件下的测试和开发应用方面进行了不断尝试,并取得了丰硕的成果。目前,解释剪切增稠现象的最新模型为接触流变理论,以接触动力学模拟、流变学和摩擦测量为基础,为连续剪切增稠行为(Continuous shear thickening)和非连续剪切增稠行为(Discontinuous shear thickening)提供支撑。在剪切增稠体系应用方面,研究者通过使用气枪、霍普金森压杆等手段进行高速冲击下的实验,对剪切增稠复合材料的失效模式进行分析,发现在高速条件下复合材料从拉力失效模式变为剪切失效模式。将剪切增稠液体应用于运动防护及生物医疗领域,并将剪切增稠液体与磁流变液等智能材料结合从而实现对伤害的实时评估。本文归纳了剪切增稠液体的研究进展,着重分析了剪切增稠液体的理论机理,对剪切增稠液体在个体防护领域、振动控制领域及其他领域中的应用进行了总结,分析了在工程应用背景下剪切增稠体系面临的问题并对其前景进行了展望,以期为开发更稳定和效果更显著的剪切增稠液体相关器件提供参考。 展开更多
关键词 剪切增稠液体 智能材料 剪切增稠液复合纤维 个体防护
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