2019, 47(18):1-7. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.001
摘要:启停泵工况下,由于边界条件突变,压裂管柱内初始流动平衡体系被打破,产生水锤现象,从而造成管内液体流动参数随时间突变。水锤现象将引起管柱的剧烈振动,严重时甚至会造成管柱破裂与失效。为定量分析启停泵工况下压裂管柱的水锤效应及振动响应,建立了压裂液管柱的流固耦合四方程模型,采用特征线法和空间插值法分析了井口及不同井深处管柱内的流速、动压力、轴向振动速度以及轴向附加应力的变化规律。研究结果表明:启泵过程中,由于压裂泵组排液流量具有一定周期性,会引起压裂管内液体流动压力变化,从而产生管柱附加应力,可能引发管柱振动;压裂液的压力波动值及管柱轴向振动速度随着井深的增加而减小。停泵阶段,受管内液体压力积聚影响,井口附近产生水锤压力波,并向井下传播,此时井口压力变化值最大,井底最小。此外,受管内压力变化影响,压裂管柱产生附加轴向拉力,且井口处最大、井底处最小。相较启泵工况,停泵工况更容易对管柱产生破坏。
2019, 47(18):8-11. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.002
摘要:依据卷纸机的特点,需要纸张稳定、无偏差的靠近卷纸机,来完成卷纸工作。采用了光电液伺服控制系统来对卷纸过程中纸张跑偏的特点进行控制,绘制了系统的原理图,对主要的器件进行了选型,并且建立了系统的数学模型,利用MATLAB仿真软件对系统进行了仿真分析,证明了该控制系统稳定性好,速度响应快,实现了设计的初衷。
2019, 47(18):17-22. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.004
摘要:纯电动汽车动力电池存在功率密度低,使用寿命短的问题,在电源系统中加入高比功率的超级电容组成了复合电源系统,为了使两者更加高效的实现能量转换,提高复合电源系统的性能,在复合电源系统的等效电路模型基础上,结合系统不同的工作模式以及纯电动汽车不同的行驶工况,提出一种动态矩阵的模型预测控制算法,并在实车复合电源试验环境中对模型预测控制算法进行验证,实验结果表明:采用的模型预测控制能很好的实现复合电源系统能量的最优管理。
2019, 47(18):23-37. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.005
摘要:行星轮系是大型立磨中的关键组成部分,其故障分析对立磨的全寿命服役性能至关重要。本文针对大型立磨行星轮系使用过程中出现的故障进行了分析,通过宏观检验、显微分析以及有限元分析相结合的方法明确了行星轮系故障的失效机理。结果表明:接触疲劳是导致行星轮系中行星轮内壁断裂的主要成因。进一步分析了行星轮壁厚对齿根应力的影响,验证了行星轮疲劳微裂纹产生的生成原因。最后提出了行星轮断裂的预防方法,改进了行星轮系的设计和可靠性。
2019, 47(18):28-33. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.006
摘要:纯滚动单圆弧齿轮是一种新型的圆弧齿轮,为了研究其振动特性,利用Pro/E建立纯滚动单圆弧齿轮的三维实体模型,然后导入到ANSYS中对该齿轮进行模态分析,分别得到纯滚动凸圆弧齿轮和凹圆弧齿轮的固有频率、振型及临界转速;讨论了不同齿数、模数、螺旋角情况下齿轮的固有频率,讨论结果为纯滚动单圆弧齿轮的优化设计和动态响应分析研究提供基础。
2019, 47(18):34-38. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.007
摘要:液压元件设计理论随着液压系统控制精度的提升不断完善,对液压阀阀套阀芯间配合间隙的设计时需考虑阀套和阀芯变形带来的影响。依据实际使用的插装阀结构尺寸,建立其整体的三维流固热三场耦合模型,给出了不同边界条件时阀芯阀套的温度场分布规律及阀芯阀套在热效应和压力效应共同作用下产生的变形量,同时给出变形量带来的阀套阀芯配合间隙的变化。研究结果表明:锥阀在不同的工况时,热效应和压力效应对阀芯阀套的变形量和变形方向的作用不同,阀芯阀套的变形对其配合间隙的影响需针对典型工况进行具体分析。
2019, 47(18):45-50. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.009
摘要:针对隐藏性和模糊性很强的间歇故障,提出一种基于改进的集对分析方法。首先,通过建立故障类型与故障征兆的关系集合,利用关联规则计算出的支持度与置信度,建立各个故障征兆对应该故障的权值;其次,采用基于最小化期望损失的方法计算i值,刻画由间歇故障到永久性故障之间的模糊不确定性,避免了集对分析中差异度系数选择的主观性,并将改进的集对分析应用到对地面空调的间歇故障的诊断中。经过实例验证,该方法对于间歇故障诊断具有较好的效果。
2019, 47(18):51-57. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.010
摘要:钣金类零件是通过压力成形技术制造的一种应用广泛的零件,现今钣金件的数字化制造手段日益广泛。钣金工艺设计是钣金设计和制造之间的重要连接环节,科学合理的工艺是生产优良产品的重要因素。但钣金产品的工艺设计水平却远远落后于其设计和制造水平,成为了制约产品质量和成品的瓶颈。本文以一种复杂的锂电池箱体为例,对钣金件的数字化制造进行研究。首先提出了钣金件数字化集成制造的总体流程,研究了钣金件的设计、展开、板材的排样、激光切割、数控冲压和折弯等技术,实现了锂电池钣金箱体的集成制造。
2019, 47(18):58-62. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.011
摘要:为了进一步降低传统耦合装置的加工成本和制作时间,提升水导激光耦合装置的加工质量和效率性能,根据水导激光微细加工的工作原理,设计出了环形凹槽和等距柱型流道结构的新型耦合装置。通过SolidWorks软件构建轴对称射流水腔的三维数值模型,并用ANSYS Fluent软件对其进行数值模拟流场仿真,分析了水腔内部速度矢量图、流线图和射流出口处气液两相流仿真图。结果表明:在进水口径8 mm、入口速度1 m/s、喷口口径0.25 mm的设置条件下,水导激光耦合装置各个剖面的速度矢量平稳、紧密,喷口处水流均衡稳定、无波动。该耦合装置结构设计合理可靠,完全能够满足水导激光微细加工设计和使用要求。
2019, 47(18):63-69. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.012
摘要:针对转辙机故障发生的随机性与不确定性,提出基于自适应粒子群算法(APSO)优化隐半马尔科夫(HSMM)的设备故障预测与健康管理(PHM)模型,旨在现对传统信号维修策略进行优化改进研究。首先,将S700K型转辙机的机械部件的退化过程按全生命周期进行划分,建立设备退化状态的一般HSMM模型;其次,选择APSO算法对转辙机PHM模型进行智能优化;再次,采用前向后向算法(FB )对优化的模型(APSOHSMM)进行参数估计;最后,通过实例分析验证了该优化模型对转辙机健康状态评估及剩余寿命预测的有效性。
2019, 47(18):70-76. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.013
摘要:电容层析成像技术具有“软场”特性。针对敏感场中心区域灵敏度低的问题,设计了一种基于内外组合电极的ECT传感器。利用Matlab2014a和COMSOL5.3对具有内外不同电极数的传感器进行有限元分析,在此基础上,采用双电极旋转激励的测量方法,利用Landweber迭代算法,对ECT敏感场内圆形区域和环形区域进行图像重建。仿真结果表明:与传统的ECT电容传感器相比,改进的传感器能够提高大多数敏感场内中心区域的灵敏度,提高图像的重建精度,相关系数提高至0.92,表明了内外组合电极的传感器在ECT图像重建领域的可行性和有效性。
2019, 47(18):77-84. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.014
摘要:随机工况下,转速和负载的不同会改变振动信号的幅频调制特性,使得风电机组齿轮箱局部微弱故障的诊断难度急剧增大,针对于此,提出采用不同的恒定工况替代随机工况,以归一化全矢频带能量实现随机工况下齿轮箱微弱故障的诊断。方法首先将随机工况分解成不同的恒定工况的组合,降低工况的维数,针对各恒定工况,采用全矢理论将同源信号进行融合,以保证微弱信号源信息的完整性,再利用FIR滤波对全矢信号进行分解,消除因工况的不同所造成的模态混叠的影响。考虑到转频处的频带能量能定量区分不同的工况,频带能量的变化率能实现齿轮工作状态的区分,而信息熵能准确反映信号激励源和激励方式的区别,提取各频带能量熵之和、转频处的频带能量及频带能量的变化率作为区分齿轮工作状态的特征向量,消除工况变化所造成的诊断干扰的同时有利于实现各种工况下的故障模式识别,达到随机工况下齿轮微弱故障诊断的目的。最后采用高斯混合模型对风电机组齿轮箱随机工况下的150组振动信号进行特征描述,运用最大贝叶斯分类器实现故障识别,故障识别率表明该方法可有效的识别随机工况下的齿轮早期局部微弱故障。
2019, 47(18):85-88. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.015
摘要:对机械加工过程中的曲面工件内部缺陷实时超声检测的关键部件——喷液器进行了结构设计。用ANSYS软件对水浸探头喷液器的内部流场进行了几何建模,划分网格并定义边界条件,利用Fluent 软件进行了喷液器内部流场流动状态的CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟,并对喷液器内部环形孔直径进行了结构优化。根据环形孔直径与内部流场流速的关系选择了最优的几何结构参数。结果验证该喷液器可有效地控制耦合流场的流动状态并提高液柱层流脉动速度,保证曲面工件超声检测精度的可靠性。
2019, 47(18):89-95. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.016
摘要:为了减少网络故障传播模型的计算量和提高网络故障定位的准确性,提出了一种基于分级二分图和改进差分进化的网络故障定位算法,适用于计算机网络信息安全管理或者隐私保护。首先,通过引入分级故障诊断概念设计了完整二分图故障模型,并利用其将系统的网络故障定位在3个不同层级的子模型中。然后利用不同的二分图故障传播模型进行网络故障诊断。最后通过启发式思想,结合改进差分进化算法进行求解,有效解决了故障定位准确性低的问题。通过仿真实验证明了提出算法的有效性,结果显示提出算法具有较高的准确性和更少的诊断定位时间。
2019, 47(18):96-101. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.017
摘要:通过建立轴向柱塞变量泵总功率控制的数学模型,并利用MATLAB进行计算分析,得到其静态特性曲线,并针对该变量泵得到较优的初始参数。研究结果表明:在大弹簧初始压缩量为2.0 mm且大、小弹簧间距值为2.0 mm时,变量泵能获得理想的恒功率特性。
2019, 47(18):102-107. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.018
摘要:针对图像目标识别中的高效率视觉注意机制问题,提出了一种基于视觉显著模型和图像分割的文化图像目标检测算法。首先采用基于颜色分量对比度视觉显著模型对现有的视觉显著计算方法进行了改进,提高了显著区域检测的效率。然后在传统GrabCut图像分割算法的原理上,结合改进的视觉显著模型来实现显著区域初始化,无需人工交互步骤,从而实现全自动的图像目标检测。测试数据结果表明:相比于现有的几种典型方法,提出算法具有较好的目标检测性能和较快的检测速度。
2019, 47(18):108-111. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.019
摘要:在金属板材数控渐进成形中模型姿态决定着成形半锥角,因而对成形件的厚度减薄率和分布具有较大的影响。为了按照能使板材件厚度均匀化的最佳方向或防止某一局部区域板材减薄量过大的方向成形,需要将待成形件CAD模型通过模型变换的方法,按照所希望的成形方向重新定向和定位。提出待成形件CAD模型的三维变换算法和定位算法,使用户能够根据自己所希望的方向进行成形加工。
2019, 47(18):112-119. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.020
摘要:以油脂注油阀的螺纹副为研究对象, 采用简化方法建立了螺纹副的解析模型, 并利用所建模型,研究了4种不同螺纹结构的注油阀中螺纹副载荷分布情况, 分析了注油阀流道阶梯孔台阶面位置、螺纹环形切槽宽度与位置、轴向切槽的宽度、切槽几何轮廓、注油阀旋合长度以及拉杆直径对螺纹载荷分布的影响规律。
2019, 47(18):120-125. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.021
摘要:舵机作为船用重要部件,是保证船舶航行和操控的关键。目前液压舵机在大型船舶上被广泛使用,大型液压舵机在应用是面临着参数非线性,负载变化等问题,因此,在设计过程中需要对其进行系统参数辨识,以精准设计其控制器。为实现高效设计控制器,应用蚁群算法对其进行系统参数辨识,首先根据数学模型推导舵机的动态方程,然后对一组信号的输出和系统响应进行辨识,根据辨识的结果对控制模型进行修正。为大型液压舵机的设计和系统参数辨识奠定了理论基础。
2019, 47(18):126-131. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.022
摘要:为了解决光学多图像加密系统中的串扰噪声问题与轮廓问题,并且提高加密系统的计算效率,提出了一种基于傅里叶向量计算的高效率光学多图像加密算法。首先,设计了基于排序的像素交换处理,解决光学干涉多图像加密的轮廓问题;然后,对置乱图像在傅里叶域进行向量分解的加密处理,将置乱图像与合成向量之间的差异作为相位秘钥;最终,将合成的向量作为双随机相位编码的输入。实验结果表明:本加密系统能够有效地实现多图像的光学加密,并且具有较好的安全性。
2019, 47(18):132-137. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.023
摘要:针对基于BP神经网络的光伏最大功率点跟踪(MPPT)控制存在的问题,提出了一种适用于光伏发电系统的改进型神经网络MPPT控制器。首先对太阳能光伏发电系统中的电池工作原理及其等效电路进行了分析。然后采用BP神经网络和模糊控制相结合对来实现光伏MPPT控制。此外,采用自适应参数对模糊控制器进行了改进。最后,基于BOOST转换电路建构建了光伏电池的matlab/simulink仿真模型。实验结果显示:提出的最大功率点跟踪控制器具有较高的准确性和反应速度,且稳定性较好。
2019, 47(18):138-143. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.024
摘要:针对传统“示教法”机器人焊接效率低、精度不高的问题,基于视觉传感技术对焊缝图像识别与跟踪技术进行研究。利用中值滤波和阈值分割的方法对图像进行预处理,并采用动态 ROI 提取与最小二乘法相结合的方法提取焊缝特征点,以解决弧光、飞溅等因素对图像的影响。同时,设计了激光焊缝跟踪系统,并将焊枪姿态作为指标对对焊缝的跟踪效果进行了实验分析。研究结果表明:所设计的视觉传感系统可有效提取焊接图像特征,识别精度高。焊缝跟踪系统可实时校正焊枪位置,焊枪高度误差始终保持在0.2 mm以内,焊缝角度识别误差不超过 0.4°,说明该系统抗干扰能力强,焊接精度高,实时性好。
2019, 47(18):144-152. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.025
摘要:基于当前机场逐步实行车辆“油改电”的大背景,研究了今后机场充电桩的布局规划问题。建立了以充电桩管理建设费用、电动特种车辆路上运行费用及充电等待费用最小为目标函数的充电桩选址模型,在粒子群算法的基础上引入信息互融机制,提出了差分进化粒子群算法作为模型求解方法,克服了粒子群算法易陷入局部最优和精度低的缺陷,增加了种群多样性及全局寻优能力。最后结合机场实例确定充电桩布局选址的具体方案,证明了模型算法的可行性和有效性。
2019, 47(18):153-158. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.026
摘要:随着现代商业的不断发展,以网络购物为主的各种新兴电子商务平台得到了广泛普及。为了提高不同类型用户需求分析的效率,以实现电子商务平台的精准化客户服务,提出了一种基于数据挖掘和Hadoop平台技术的客户服务管理方法。该方法首先采用权重估计对部署到Hadoop平台的客户进行分类,接着对平台中的商品进行标签化分类并实现用户兴趣商品的参数估计。然后采用Map Reduce并行框架对传统数据关联规则Apriori算法进行了优化,减少数据中冗余的子集。仿真实验结果验证了提出电子商务平台客户精准服务管理方法的可行性,具有较好的准确度和运行效率。
2019, 47(18):159-163. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.027
摘要:小电流接地故障选线由于选线精度较低和故障选线时间较长的问题,直接影响配电网的稳定运行,针对此问题,本文采用大数据智能分析算法,利用小电流接地故障的历史数据,采用深度卷积网络的结构,应用统计特性,对网络模型和参数进行训练;利用启发式优化算法加速了算法的收敛性,从而降低了选线时间;根据搭建的智能网络模型以及陕西某配电系统的实际测量历史数据得到的小电流接地选线系统能够快速准确的成功选线,从而增强了系统实际应用的效果。
2019, 47(18):164-168. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.028
摘要:针对多伺服电机运动平台,以4台电机为控制对象,通过分析运动平台的结构特点和工艺要求,设计了基于无因次通用简谐梯形组合曲线的电子凸轮曲线,保证了加速度曲线和跃度曲线的连续性,提高了平台的运动性能。实验结果表明:采用电子凸轮方案后,控制系统在位移精度和响应速度方面均获得了良好的效果,且跟随误差可以控制在1°以内。
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