桥式龙门铣床多进给平台结构耦合动力响应特性分析

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作者 李腾 任万滨 +2 位作者 刘昊燃 吴东航 于爱慈 《工具技术》 北大核心 2025年第9期76-82,共7页

针对桥式龙门铣床整机作业过程中存在的多进给平台结构耦合振动影响的问题,考虑系统受到外激励等因素,重点研究铣床进给平台的动力响应特性。基于第二类拉格朗日动力学方程建立系统整机的振动运动微分方程,利用数值分析的方法得到铣床... 针对桥式龙门铣床整机作业过程中存在的多进给平台结构耦合振动影响的问题,考虑系统受到外激励等因素,重点研究铣床进给平台的动力响应特性。基于第二类拉格朗日动力学方程建立系统整机的振动运动微分方程,利用数值分析的方法得到铣床各进给平台结构振动响应特征,并基于能量热图、PCA得出系统耦合效应下的能量直观流动情况与参数的灵敏度、贡献度分析。结果表明,依据时域曲线分析可得,纵向工作台振动位移在x,y,z方向较铣床其他工作平台更大,说明在耦合作用下,其振动响应更为复杂;依据频域曲线可知,纵向工作台在x,y,z方向相较于铣床其他工作平台振动更为强烈明显;依据振动相图与能量分析图可知,3个工作平台在振动过程中整体稳定性良好;系统整体在结构耦合的作用下会发生复杂的动态响应与能量流动,并能保持整体能量流稳定,且对外激励幅值参数更为敏感,为系统的优化设计与振动控制提供了理论依据。 展开更多

关键词 耦合作用 振动特性 数学模型 能量分析

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温室风送施药弥雾机设计与试验

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作者 蓝移军 刘晨明 +3 位作者 程渠林 李闯 毛宝鑫 吴志东 《农机使用与维修》 2025年第8期22-27,共6页

温室植保作业多采用背负式摆动作业方式,存在施药过量、施药效果不均匀等问题。设计一种智能风送施药弥雾机,主体结构包括轴流风机、喷头组、地轨小车、混药箱、高压水泵等。控制系统以STM32为核心,流量传感器用于监测压力水泵的输出量... 温室植保作业多采用背负式摆动作业方式,存在施药过量、施药效果不均匀等问题。设计一种智能风送施药弥雾机,主体结构包括轴流风机、喷头组、地轨小车、混药箱、高压水泵等。控制系统以STM32为核心,流量传感器用于监测压力水泵的输出量,液位传感器用于监测混药桶中药液剩余量,超声波测距传感器用于监测行进路线上是否存有障碍。对不同风速及喷头仰角参数下,弥雾机作业性能进行试验。试验结果表明,当喷头仰角45°、风速14 m/s时,最远喷射距离为8.8 m,可有效保证作业面积。通过ANSYS Fluent简化仿真,选择喷头中垂线与风机中垂线夹角为30°。该弥雾机可根据作业目标,自主改变作业参数,实现靶向施药作业,满足温室施药作业需求。 展开更多

关键词 风送施药弥雾机 温室作业 智能施药

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梯度超材料梁减振性能分析及参数优化

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作者 王红艳 李红庆 《振动与冲击》 北大核心 2025年第16期12-20,共9页

采用谱元法对梯度超材料梁进行数学建模和振动传递特性计算,理论分析了局域振子质量和位置梯度变化对超材料梁减振性能的影响关系,并利用非支配排序遗传算法Ⅱ对梯度超材料梁进行多变量多目标优化设计,获得了基于局域振子质量和位置梯... 采用谱元法对梯度超材料梁进行数学建模和振动传递特性计算,理论分析了局域振子质量和位置梯度变化对超材料梁减振性能的影响关系,并利用非支配排序遗传算法Ⅱ对梯度超材料梁进行多变量多目标优化设计,获得了基于局域振子质量和位置梯度变化量的Pareto解集。通过与常规配置和单参数最优梯度配置情况进行对比,探究了多参数优化配置的优势性能。结果表明:通过适当选取Pareto解集参数,双参数梯度配置可以获得比常规配置和单参数最优梯度配置更宽的衰减带宽和更高的平均衰减强度。当局域振子质量梯度变化量Δm=-0.0026 kg、位置梯度变化量Δa=0.077 m时,梯度超材料梁衰减带宽524 Hz,平均衰减强度-26.1 dB,相比于常规超材料梁,减振性能分别提高了59.0%和39.6%。该研究可为带局域振子的梯度超材料梁优化设计提供理论指导。 展开更多

关键词 梯度超材料梁 谱元法 减振性能 多目标遗传算法

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基于复合多尺度等概率符号化样本熵的两相流动态特性分析 被引量：1

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作者 孙庆明 巴頔 +2 位作者 钟林 王成龙 陈淑鑫 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期127-137,共11页

多尺度样本熵(MSE)在两相流动态特性分析中存在两点不足:一是熵值无法单纯反映时间序列信息增长速率,在高尺度下稳定性较差;二是传统粗粒化过程中有部分数据信息丢失.针对上述问题,提出复合多尺度等概率符号化样本熵(CMESSE),并通过对... 多尺度样本熵(MSE)在两相流动态特性分析中存在两点不足:一是熵值无法单纯反映时间序列信息增长速率,在高尺度下稳定性较差;二是传统粗粒化过程中有部分数据信息丢失.针对上述问题,提出复合多尺度等概率符号化样本熵(CMESSE),并通过对几种典型非线性时间序列进行分析验证了其有效性.与MSE相比,CMESSE不仅能够有效表征不同动力系统非线性时间序列复杂性,而且在时间序列较短时稳定性更好.在此基础上分析了123组流动条件下垂直上升管内空气-水两相流压差波动时间序列.研究结果表明,泡状流、塞状流及混状流的CMESSE变化趋势能够在不同尺度下定性表征不同流型的动态特性,CMESSE复杂性指数可跨多尺度定量描述不同流型的动力学复杂性. 展开更多

关键词 复合多尺度 符号化 样本熵 两相流 动态特性

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异氰酸酯改性空心玻璃微珠/硬质聚氨酯泡沫的制备 被引量：3

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作者 刘冬 邹龙庆 +1 位作者 张宏斌 兰天宇 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期160-164,169,共6页

利用异氰酸苯酯(MDI)对空心玻璃微珠(HGMS)表面进行修饰,通过溶液共混法制得HGMS-NCO材料,并将其作为硬质聚氨酯泡沫(RPUF)的增强填料制备HGMS-NCO/RPUF复合泡沫。利用红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对所合成的HGMS-NCO材料进行... 利用异氰酸苯酯(MDI)对空心玻璃微珠(HGMS)表面进行修饰,通过溶液共混法制得HGMS-NCO材料,并将其作为硬质聚氨酯泡沫(RPUF)的增强填料制备HGMS-NCO/RPUF复合泡沫。利用红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对所合成的HGMS-NCO材料进行表征。HGMS-NCO/RPUF复合泡沫的压缩试验结果表明,与纯RPUF相比,HGMS-NCO/RPUF(25%)的表观密度、压缩强度分别提高了35.18%和48.62%。此外,HGMS-NCO的加入提高了RPUF泡沫的热稳定性。HGMS-NCO/RPUF的吸水率和导热系数随填料质量的增加呈现先减小后增大的趋势,添加25%泡沫的吸水率为3.4%,导热系数为0.023 82 W/(m·K)。 展开更多

关键词 异氰酸酯 空心玻璃微珠 硬质聚氨酯泡沫 压缩强度

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双柱立式车床横梁结构轻量化设计研究 被引量：11

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作者 姜淑凤 贾瑞超 +1 位作者 王俊峰 高福生 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第4期143-148,共6页

机床横梁为现代立柱式机床主要支撑部件,目前的横梁设计存在自身质量过重及横梁刚度有待提升等问题。以DVT250型双柱立式车床为研究对象,预设计不同种类车床横梁结构,研究横梁的受力变形情况与固有频率值;根据车床应用中实际工况进行静... 机床横梁为现代立柱式机床主要支撑部件,目前的横梁设计存在自身质量过重及横梁刚度有待提升等问题。以DVT250型双柱立式车床为研究对象,预设计不同种类车床横梁结构,研究横梁的受力变形情况与固有频率值;根据车床应用中实际工况进行静力特性分析及模态分析,以横梁质量最小化为目标,根据仿真结果进行相对密度法拓扑优化设计,根据拓扑优化的材料分布结果及生产工艺性确定横梁减质位置,通过分析对比多组(多种类)横梁仿真分析数据后确定菱形筋板结构为最佳横梁筋板结构。优化结果为:车床所用的最优横梁结构减重比为4.81%,受力最大变形降低率为12.62%,静刚度提升了6.52 N/μm;优化后横梁1阶~6阶固有频率分别提升了16.30、22.42、10.83、13.45、26.46和20.48 Hz,前6阶固有频率值均出现不同程度的提高。 展开更多

关键词 机床轻量化 筋板结构 静态分析 模态分析

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机电设备振动测试系统设计 被引量：7

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作者 张宏斌 徐京明 +1 位作者 吴志东 许绍华 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第3期297-300,304,共5页

针对机电设备关键部件的故障频发问题,以故障振动信号采集、处理、分析为方法,以提高故障诊断准确率为目标,通过振动采集模块软硬件结构设计与开发、下位机与上位机控制编程,设计了一套基于LabVIEW诊断平台的机电设备振动测试系统。通... 针对机电设备关键部件的故障频发问题,以故障振动信号采集、处理、分析为方法,以提高故障诊断准确率为目标,通过振动采集模块软硬件结构设计与开发、下位机与上位机控制编程,设计了一套基于LabVIEW诊断平台的机电设备振动测试系统。通过系统联调,进行振动测试实验,在四个通道实时显示振动数据,观察振动信号幅值和相位,反映设备故障特征。通过与MATLAB软件数据处理对比分析,所开发的系统操作捷性、可视化程度更高,在振动测试方面可行性和实用性更强,应用于工业现场加工过程,可实现机电设备振动信号的在线监测与故障分析。 展开更多

关键词 机电设备 振动信号 故障诊断 LABVIEW 测试系统 在线监测

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魔芋精粉机人字齿传动系统动力学性能分析 被引量：2

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作者 胡清明 候俊鹏 +4 位作者 徐长顺 孙丹丹 杨铭 白松 郭建华 《食品与机械》 北大核心 2021年第4期113-119,138,共8页

以魔芋精粉机第4级传动系统为研究对象,分别基于直齿同步带与新齿廓人字齿同步带建立多体动力学模型,分析齿线形状对带齿应力及系统振动的影响,探究螺旋角、齿间错位系数结构参数对传动系统动力学性能的影响规律。结果表明,当带齿螺旋角... 以魔芋精粉机第4级传动系统为研究对象,分别基于直齿同步带与新齿廓人字齿同步带建立多体动力学模型,分析齿线形状对带齿应力及系统振动的影响,探究螺旋角、齿间错位系数结构参数对传动系统动力学性能的影响规律。结果表明,当带齿螺旋角β=30°、齿间错位系数k=0.00时,带齿齿根应力更小、应力分布更均匀、横向振动更小、传动误差更低、干涉量波动更小。 展开更多

关键词 魔芋精粉机 新齿廓人字齿同步带 多体动力学 结构参数 带齿应力 系统振动

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正交法/响应面法四点接触桃形沟球轴承参数优化 被引量：2

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作者 高福生 贾瑞超 +2 位作者 姜淑凤 闫朝竣 王俊峰 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第11期163-168,共6页

为研究四点接触型桃形沟球轴承寿命提升问题,以某车床伺服电机中的四点接触球轴承为原始研究模型,以滚子数量、滚子直径、垫片角及轴承游隙为影响因素,以轴承基本额定寿命为目标函数,利于基于正交实验法和响应面法对四点接触球轴承结构... 为研究四点接触型桃形沟球轴承寿命提升问题,以某车床伺服电机中的四点接触球轴承为原始研究模型,以滚子数量、滚子直径、垫片角及轴承游隙为影响因素,以轴承基本额定寿命为目标函数,利于基于正交实验法和响应面法对四点接触球轴承结构参数与寿命延长建立关系,得到载荷F值的大小及等高线图进行判断。结果表明:增加滚子数量与增加滚子直径有利于提升轴承使用寿命;增加垫片角数值可以使轴承寿命先增加后减少再增加;增加轴承游隙使轴承寿命先增加后趋于平稳。该研究方法可使垫片角和轴承游隙对提升轴承使用寿命的影响复杂规律得到线性表达,优化后四点接触球轴承使用寿命提升了54.33%,为该类轴承优化设计提出新的设计思路。 展开更多

关键词 四点接触球轴承 正交实验法 响应面法 轴承寿命 优化参数数据对比

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基于层次分析法DVT系列车床横梁优化设计研究 被引量：4

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作者 姜淑凤 贾瑞超 +1 位作者 王俊峰 何鑫林 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第2期80-85,共6页

机床横梁是机床重要的主体承载结构件,在DVT系列车床中横梁的静、动态特性直接影响到车床加工精度与耗材类零件的使用寿命,在不能以机床加工零件的实体运行的方式验证设计的情况下,仿真优化是有效方法。通过对优化前横梁进行静态分析和... 机床横梁是机床重要的主体承载结构件,在DVT系列车床中横梁的静、动态特性直接影响到车床加工精度与耗材类零件的使用寿命,在不能以机床加工零件的实体运行的方式验证设计的情况下,仿真优化是有效方法。通过对优化前横梁进行静态分析和模态分析的方式进行车床工作特性仿真。分析结果表明,DVT系列车床横梁薄弱位置发生在横梁中部,再采用层次分析法和灰色关联度法分析横梁筋板数量、厚度与横梁静、动态特性关系,根据分析结果二次设计,最终获取横梁最优设计方案。优化设计结论表明,横梁筋板数量为5个、厚度10 mm、筋板间隔距离为340 mm时为最优设计方案,优化后横梁质量减轻117 kg,应力减少18%,形变量减少0.01 mm,前3阶固有频率均得到一定提升,优化设计效果显著,为机床优化设计提供新的设计思路。 展开更多

关键词 车床横梁 层次分析法 灰色关联度法 优化设计

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冬季采暖保育猪舍送排风管道组合换气系统设计与评价 被引量：11

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作者 吴志东 房俊龙 +4 位作者 巴文革 吴爽 李海涛 蔡有杰 程渠林 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期152-158,共7页

为实现保育猪舍内局部环境通风调控,该研究设计一种垂直送排风管道组合换气系统。采用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术对垂直管道通风模式下舍内的空气流场进行模拟,并以相对湿度和CO2浓度作为输入变量建立通风模糊控制系统。模... 为实现保育猪舍内局部环境通风调控,该研究设计一种垂直送排风管道组合换气系统。采用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术对垂直管道通风模式下舍内的空气流场进行模拟,并以相对湿度和CO2浓度作为输入变量建立通风模糊控制系统。模拟结果显示保育猪所在水泥地板区域风速保持在0.1~0.2 m/s。参照模拟结果,以猪栏为通风单元对保育猪舍通风系统进行改造,舍内气流不均匀性系数在0.1以下,表明采用该换气系统的保育猪舍通风均匀性较好;猪舍温度在21~25℃,相对湿度小于70%,NH3浓度小于5 mg/m3,CO2浓度小于1200 mg/m3,舍内各项环境参数适宜保育猪健康生长。系统运行功耗为270~1150 W。现场测试与分析结果表明,该垂直送排风管道组合换气系统,可以精确控制猪舍环境,兼顾冬季猪舍通风与保温问题。 展开更多

关键词 温度 湿度 环境调控 保育猪舍 管道通风 CFD 模糊控制 性能评价

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电流密度对Ni-AlN仿生镀层耐磨性的影响 被引量：1

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作者 张宏斌 王金东 +1 位作者 赵旭东 陈淑鑫 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1-6,共6页

采用脉冲喷射电沉积法在40钢表面制备Ni-AlN纳米仿生镀层,通过ANSYS软件确定最佳微凹坑仿生结构参数,对不同电流密度制得的微凹坑状Ni-AlN纳米仿生镀层的微观形貌、组织结构、耐磨性进行研究。结果表明:微凹坑状仿生表面具有一定的减磨... 采用脉冲喷射电沉积法在40钢表面制备Ni-AlN纳米仿生镀层,通过ANSYS软件确定最佳微凹坑仿生结构参数,对不同电流密度制得的微凹坑状Ni-AlN纳米仿生镀层的微观形貌、组织结构、耐磨性进行研究。结果表明:微凹坑状仿生表面具有一定的减磨效果,最佳微凹坑结构参数是直径为200μm、间距为300μm。此外,随电流密度提高,镀层中AlN纳米粒子复合量先增后减,Ni晶粒尺寸先减后增,电流密度提高未影响镀层成分。电流密度为2 kA/m^(2)时,AlN纳米粒子复合量最高,镀层表面组织致密,硬度最高,为806HV,摩擦因数最小,经磨损后仅产生多条较浅划痕,说明适宜的电流密度能显著提升Ni-AlN纳米仿生镀层耐磨性。 展开更多

关键词 脉冲喷射电沉积 Ni-AlN纳米涂层 仿生 表征 耐磨性

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基于广义复合多尺度熵的两相流动力学分析 被引量：2

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作者 孙庆明 巴頔 陈淑鑫 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期455-463,共9页

多尺度熵(MSE)作为一种度量非线性时间序列复杂程度的有效分析方法,已被应用于两相流动力学特性分析.针对MSE分析中粗粒化方式的不足,采用方差代替均值以及复合化熵值的广义复合多尺度熵(GCMSE)对几种典型时间序列进行了分析.与MSE相比,... 多尺度熵(MSE)作为一种度量非线性时间序列复杂程度的有效分析方法,已被应用于两相流动力学特性分析.针对MSE分析中粗粒化方式的不足,采用方差代替均值以及复合化熵值的广义复合多尺度熵(GCMSE)对几种典型时间序列进行了分析.与MSE相比,GCMSE分析有效且熵值的稳定性表现更好.在此基础上,分析了125种不同流动条件下垂直上升管内气液两相流3种典型流型的压差波动时间序列.研究结果表明:泡状流、塞状流、混状流的GCMSE均随尺度因子的增大而增大,但熵值增长速率存在明显的差异,在低尺度因子下熵值增长速率能够用来表征不同流型,在中高尺度因子下熵值波动特征能够映射不同流型的非线性动力学特性. 展开更多

关键词 广义复合多尺度 样本熵 气液两相流 流型 动力学特性

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龙门铣床横梁静动态性能分析及尺寸优化 被引量：1

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作者 王红艳 谢金乘 +1 位作者 王俊峰 姜辉 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2023年第11期70-77,共8页

为了探究并改善某型龙门铣床横梁结构在承受最大载荷时的静动态性能,利用有限元方法对龙门铣床横梁结构进行了静动态性能分析,并进行了铣床横梁筋板结构的尺寸优化。采用正交试验方法确定初始变量值,采用中心复合设计和Kriging插值法构... 为了探究并改善某型龙门铣床横梁结构在承受最大载荷时的静动态性能,利用有限元方法对龙门铣床横梁结构进行了静动态性能分析,并进行了铣床横梁筋板结构的尺寸优化。采用正交试验方法确定初始变量值,采用中心复合设计和Kriging插值法构建响应面模型,通过多目标遗传算法对横梁筋板布局和尺寸进行了优化设计。优化结果表明,采用质量最轻方案,质量减幅可达1.98%;采用最大总变形量最小方案,最大总变形量减幅可达2.13%。研究结果可为实现铣床横梁筋板结构尺寸最优配置提供仿真参考。 展开更多

关键词 铣床横梁 筋板 尺寸优化 有限元 响应面法

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