欢迎访问机床与液压官方网站!

咨询热线:020-32385312 32385313 RSS EMAIL-ALERT
  • 期刊信息
  • 期刊
  • 期刊荣誉
机床与液压
期刊信息

主 管 单 位 : 中国科学技术协会

主 办 单 位 : 中国机械工程学会
广州机械科学研究院有限公司

主          编 : 闵新和

地          址 : 广州市黄埔区新瑞路2号

邮          编 : 510700

电          话 : 020-32385312 32385313

邮          箱 : jcy@gmeri.com

国内统一连续出版物号 :CN44-1259/TH

国际标准连续出版物号 :ISSN1001-3881

排行榜
  • 最高浏览
  • 最高下载
  • 最高引用
二维码
搜索 高级检索
    2024年 第52卷 第11期
    • 基于GBDT算法的机器人定位误差分级补偿方法
      李晓昆,叶伯生,邵柏岩,金雄程,李思澳,黎晗

      摘要:为进一步提高工业机器人的定位精度,提出一种分级补偿的方法以降低几何和非几何因素引起的定位误差。使用遗传算法优化最小二乘法(GA-LS)进行几何参数误差辨识并补偿到机器人运动学模型中,再通过梯度提升树(GBDT)算法对残余非几何参数误差进行预测,并对残余误差进行补偿,最后以UR10机器人为研究对象进行了实验,验证该方法的准确性。实验结果表明:此分级补偿方法能有效提高机器人的绝对定位精度,补偿后机器人的平均定位误差由2.381 mm降低至0.156 mm,定位精度提升了93.4%;均方根定位误差由2.417 mm降低至0.163 mm,定位精度提升了93.2%。实验结果验证了此分级补偿方法的有效性。

    • 基于激光定位技术的机器人非接触无编程示教方法与实现
      范书龙,时帅,付全刚,徐壮,姜晓峰,杨富春

      摘要:针对现有机器人示教系统操作复杂、示教编程难度高及需操纵机器人等问题,提出一种基于激光定位技术的机器人非接触无编程示教方法。以示教笔代替机器人末端工具绘制示教轨迹,通过激光定位技术获取示教笔的示教路径和动作,并通过机器人逆运动学求解及轨迹规划得到各个关节的控制轨迹,实现机器人的快速非接触无编程示教。最后通过搭建桁架式六轴机器人硬件和软件系统,实现了基于激光定位技术的机器人非接触无编程示教,验证了提出的示教方法的可行性。所提示教方法简化了示教过程,降低了操纵机器人带来的安全风险,且无需操作人员具备编程能力,使机器人示教工作具有良好的适应性,具有广阔的应用空间。

    • 光伏板智能清洁机器人设计与实现
      徐晨阳,周全民,王春旭,李侃,邬伟骏,吴江波,秦训鹏

      摘要:为有效解决光伏板表面灰尘覆盖问题,提高光伏电站光电转化效率,根据目前光伏板安装环境,设计一种光伏板智能清洁机器人。机器人由行走机构、清洁机构、控制模块以及各传感器组成,可在光伏板上自主进行清洁工作。对机器人的行走机构和清洁机构进行设计计算,再通过力学分析得出机器人运动稳定性条件,然后结合机器人功能对机器人的控制系统进行设计,最后制作出机器人样机。通过对机器人进行运动和清洁性能测试,此机器人可在25°以下的斜面上稳定运动,清洁机构对于浮尘或积垢类污渍都具有一定的清洁能力,且机器人可按照设计路径自主完成清洁工作。与传统清洁方式相比,在解决光伏板灰尘覆盖问题的同时,极大地降低了人工成本,减少了水资源的浪费。

    • 基于改进粒子群算法的机械臂振动抑制研究
      冯桑,王炳成,张泳,方淦杰,严楷淳

      摘要:SCARA机械臂在工作过程中和工作终止后都会出现振动问题,为了降低机械臂的残余振动,选取粒子群作为寻最优抑振轨迹的优化算法,针对粒子群算法在轨迹寻优时收敛性差以及出现停滞现象问题,提出采用非线性递减惯性权重和粒子种群跳跃的方法对粒子群算法进行改进。利用机械臂振动抑制实验平台,使用改进的粒子群算法进行抑振轨迹优化并进行实验研究,验证结果可行且有效,得到抑振指标最小的最优抑振轨迹。

    • 基于改进APF-RRT的6R机械臂避障路径规划
      王杲,库祥臣,吴鸿宇,段磊,张小雨

      摘要:针对6R机械臂在复杂环境下进行避障路径规划时成功率低、效率低等问题,提出一种改进人工势场法(APF)与快速扩展随机树法(RRT)的融合算法。对于传统APF目标不可达问题,提出引入斥力调节因子优化斥力函数,使得机械臂靠近目标点时,障碍物对机械臂的斥力逐渐减小并顺利到达目标点;针对传统RRT算法随机性过强问题,提出目标导向策略进行优化,使得采样点有一定的概率向目标点扩展;当APF陷入局部最优时,采用改进RRT算法进行路径规划,当跳出局部最优时,切换为APF继续路径规划。仿真结果表明:改进APF-RRT算法能适应各种复杂环境,且相较于传统APF和RRT算法具有规划时间短、规划成功率高等优点,有效解决了APF目标不可达和局部最小值的问题。最后通过 JAKA 机器人实验平台进行实际环境实验,验证了改进APF-RRT融合算法的可行性。

    • 高压电缆剥离机器人的结构设计与特性研究
      李林琛,蒋磊

      摘要:针对高压配电网电缆剥线过程中人工操作效率低和不安全性,提出一种用于10 kV电网的自动剥线机器人。根据剥离机器人的工作环境,对安装在绝缘棒上剥线机器人的关键部位进行了结构设计。对剥离机器人的固定齿轮控制箱结构模态和刚柔耦合特性进行了仿真分析,为剥线机器人结构设计的合理性提供理论依据。最后搭建机器人样机,对不同横截面积的电缆进行剥离试验。结果表明:电缆的损伤情况良好,验证了剥离机器人的结构设计具有良好的可靠性,有助于提高电网带电检修工作效率。

    • 面向机器人加工复杂轮廓误差控制的策略研究
      刘帅,邓强国

      摘要:针对机器人加工复杂曲面零件,提出一种面向加工轮廓误差的控制策略。通过向量的形式定义了机器人加工任务的轮廓误差,结合双向搜索、斐波那契搜索和球面线性插补算法,对机器人轮廓误差进行了估计;在此基础上通过将加权轮廓误差分量补偿到机器人任务空间的速度指令中,设计了机器人加工任务的轮廓控制策略。实验结果表明:对于位置和姿态轮廓误差,估计值与真实值的差异非常小,且与单纯的跟踪控制相比,位置和方向轮廓平均误差大约降低了30%,验证了所提加工轮廓误差控制策略的有效性。

    • 面向簇化移动机器人的网络资源调度算法
      丁嘉伟

      摘要:工厂自动化要求超可靠低时延通信,使控制中心能够可靠实时地向移动机器人传输控制指令。为此,面向移动机器人作业的工厂环境,提出基于深度增强学习的资源调度算法(DRL-RS)。DRL-RS算法由两个阶段构成:在第一阶段,一起作业的移动机器人形成簇群,将簇群内多个移动机器人的指令包融合成一个包,再将此包传输至簇群的领导者;在第二阶段,领导者向它簇群成员广播指令包。DRL-RS算法引用深度增强学习算法优化资源调度。领导者扮演Agent,通过向环境学习,择优选择接入点以及子信道和传输功率,进而最大化向所有机器人传输指令包的成功率。性能分析结果表明,DRL-RS算法传输指令包成功率逼近于穷搜索法。

    • 一种基于机器人平台开发的多参数综合试验系统校准方法
      李明锐,龚伟,史东亮,赵赢,李本旺

      摘要:针对工业机器人因长期工作导致的各项技术指标产生变化等问题,提出一种基于机器人平台开发的多参数综合试验系统校准方法。搭建由工业机器人系统、AGV小车、末端执行器、真空拉伸力测试系统和离线编程软件组成的拉伸力智能测试系统,根据机器人拉伸力智能测试系统的特点,通过对机器人定位子系统、视觉测量子系统和拉伸力测试子系统的校准方法进行设计和验证,试验数据结果与参考值相符,验证了该多参数综合试验系统校准方法的可靠性。

    • 剪叉式高空作业平台行走液压系统仿真与试验研究
      刘克毅,蒋俊,冯贻江,蔡铮,安世磊,王昕

      摘要:针对剪叉式高空作业平台快速行走启动时压力冲击大、非工作状态溢流损耗大、转弯行走时异响明显等问题,通过增设蓄能缓冲装置、设置旁路卸荷回路、合理设置补油回路,对液压系统进行了优化设计;针对能量损失、优先阀特性、转弯特性等进行理论分析;利用AMESim软件进行仿真分析,最后完成了实车测试。仿真及试验结果表明:优化后,快速行走启动时压力冲击降低约1.5 MPa,非行走状态能耗进一步降低,快速转弯行走时外侧马达补油效果明显,异响问题得到有效解决。该优化设计在一定程度上提高了剪叉式高空作业平台行走液压系统的平稳性和节能性,为进一步优化设计和应用推广提供了理论基础和实践经验。

    • 高压圆盘气体轴承轴对称模型的共轭传热分析
      郭良斌,冯玉庭

      摘要:高压圆盘气体轴承流道间隙内高速气流的对流换热与轴承圆盘内部热传导紧密耦合在一起,是一个典型的共轭传热问题。为提高计算效率,采用二维轴对称模型,使用ANSYS ICEM网格划分软件对流体域和固体域进行结构网格划分;使用ANSYS Fluent数值模拟软件,计算了二维轴对称条件下高压圆盘气体轴承气膜对称线上的马赫数、静温分布,流固耦合面上的热流密度分布,以及轴承圆盘固体域的温度场。将二维计算结果同已有的三维模型计算结果做对比,二者基本吻合,可以很好地相互验证计算结果的可靠性;对进一步分析高压圆盘气体轴承更为复杂的其他热流固耦合问题,提供了简化思路。

    • 多功能融合智能化高压变量活塞电机泵马达的能量回收特性分析
      袁云朋,高殿荣,庄鑫,田自杰

      摘要:为研究海水淡化的能量回收效率问题,采用AMESim软件对电机泵马达的液压系统进行整体仿真,研究在输入不同转速下的电机泵马达的流量特性及能量回收率。为验证仿真结果的准确性,建立电机泵马达测试试验台,将试验结果与仿真结果进行对比。结果表明:在生产等量淡水的情况下,带有马达能量回收的装置相较于不带马达功率回收的装置节能效果更明显,且适当提高转速能够增加节能效果;由于试验过程产生泄漏,使得泵与马达侧的试验流量低于仿真流量,但随着电机转速的提升,泵侧流量的差值逐渐增大,而马达侧的流量差值逐渐降低;在额定转速1 500 r/min的工况下,马达能量回收装置的能效利用率达到了95%以上。

    • 基于视觉的智能测温软件系统设计与开发
      蒋晗,陈偲,伍从林,任智,杨金堂

      摘要:以LF精炼炉的智能测温需求为背景,运用高温红外图像技术和西门子PLC设计一套智能测温装置,并对装置控制系统进行软硬件设计开发。采用模块化设计方法,利用Visual Studio 2017开发环境下的MFC框架开发了基于视觉的智能测温软件系统,优化了精炼过程中的测温工序,同时系统的远程控制与图像可视化大大提高了作业效率,降低了测温成本。测试结果表明,该系统能够满足LF精炼炉智能测温的功能需求,系统运行稳定,人机交互效果良好,可视化程度高,具有很高的实用性,对钢铁冶金行业在LF精炼炉测温环节的自动化和智能化提供了参考。

    • 基于集成学习算法的可持续模块划分方法
      邹光宇,李中凯

      摘要:随着客户对可持续产品需求的增加,针对产品功能和结构属性的传统模块化设计,正逐步转向可持续模块化设计。然而当前的模块划分方法更注重于对模块化指数的优化迭代,忽略了产品多组件间的信息传递和反馈。为此,提出一种集成学习算法的可持续模块划分方法。首先,面向组件间的回收性、材料和寿命因素,构建产品的综合DSM模型。其次,提出集成学习算法的弱分类器构建规则和强分类器结合策略。最后,通过颚式破碎机案例验证了所提模块划分方法的可行性,集成学习算法同直接聚类和遗传算法的模块划分结果对比,表明所提方法各模块组件更接近DSM的对角线。

    • 真空环境下小孔节流径向气浮轴承特性研究
      于贺春,韩尊义,张国庆,李建明,柳笑寒,侯月婷,齐景原

      摘要:单轴气浮台中的涡流力矩主要是由径向气浮轴承的制造误差引起的。采用CFD软件首先研究了真空环境对小孔节流径向气浮轴承的承载力、耗气量的影响规律,其次对比研究了真空环境下简化和实测常见制造误差对涡流力矩的影响规律。在常压和真空环境下,进、出口压力差相同时,常压环境下静态承载能力优于真空环境;当出口压力逐渐越接近真空时,承载力下降趋势更加突出;在真空环境下的平均耗气量要比常压下小。对简化的制造误差进行分析时,涡流力矩出现正弦周期性变化,其峰值出现规律与制造误差的相对位置有关。依据实际误差测量数据进行建模分析,发现涡流力矩在一定范围内波动,这是轴颈制造误差与节流孔直径制造误差共同作用的结果,峰值数量和位置与节流孔的数量和相对位置一致,且节流孔直径制造误差也会对峰值时的涡流力矩结果产生影响。

    • 考虑流体可压缩性的液压阻尼器振幅和动刚度频率依赖性研究
      黄鹏辉,康绍鹏,强红宾,刘凯磊,李煜昕

      摘要:液压阻尼器因其优异的特性在国内被广泛用于各种桥梁、铁路连续梁、桥梁抗震改造。为研究液压阻尼器动刚度和振幅的频率依赖性内在影响机制,搭建了考虑阻尼介质压缩性的阻尼器力数学模型,利用AEMSim软件搭建液压阻尼器仿真模型,并对液压阻尼器进行现场实物试验,将仿真结果和试验结果对比分析。结果表明:液压阻尼器的动刚度随着加载频率的增加而增大;振幅随着加载频率的增加而减小;阻尼介质的压缩特性是影响阻尼器动刚度和振幅的关键因素。

    • 基于改进YOLOv7的换热器板片故障检测算法研究
      王伯涛,周福强,吴国新,王少红

      摘要:针对换热器板片装配检测成本高、检测精度低等问题,提出一种改进的YOLOv7算法检测换热器板片的装反问题。在原始数据集上采用限制对比度自适应直方图均衡化对图像进行处理,提高待检测图像的清晰度;在YOLOv7模型原有基础上,针对换热器板片层数较多、模糊且噪点多,提出一种多级自适应注意力机制添加至Backbone最后一层;针对图像识别模型计算量大、下采样特征损失严重,采用改进的MP-D模块优化原有的下采样模块;针对特征提取部分,加入 F-ReLU 激活函数,使得计算速度和检测准确性有了明显提高;针对Neck部分的PANet结构,融合BiFPN跨尺度连接的思想,进一步提高融合的效

    • 织构化刀具表面摩擦磨损特性与减摩降磨机制研究
      刘朝伟,杨发展,姜芙林,黄珂,杨宇,赵烁,隋潇斌

      摘要:在刀具表面设计并加工出一定结构的微织构,可大幅改善刀具-切屑表面的摩擦状态。为了探究不同形态的织构刀具在干摩擦状态下的摩擦磨损特征,通过有限元仿真分析软件ABAQUS对不同织构类型的刀具进行分析,结合刀具的应力状态分布情况分析各类织构对减摩抗磨作用的影响。同时,利用飞秒激光器在刀具表面加工不同类型的织构并与钛合金磨球进行摩擦磨损实验,测定其摩擦因数,分析不同类型织构刀具表面的磨损情况和形貌。仿真及试验结果表明:刀具T1应力集中区分布广泛,应力集中严重;相对于T1,刀具T2、T3、T4、T5的等效应力值出现大幅降低,且应力分布较为均匀,其中刀具T4的表面等效应力值最低,且降温效果最优。上述结果表明:带有不同类型织构的刀具较无织构刀具的摩擦因数均有不同程度降低,一定程度上缓解了刀具表面的黏结磨损,其中T4摩擦因数降低最为显著,减摩效果最为突出。

    • 基于微服务架构的设备管理系统设计
      李亚杰,李昭楠

      摘要:为了解决单体架构下设备系统耦合度高、维护成本高、扩展困难的问题,开展基于微服务的设备管理系统关键技术研究,建立基于微服务的设备管理系统多层架构,提出一种业务场景驱动的微服务划分方法。通过对领域场景进行分析,建立用例-数据访问模型,计算用例和数据表、数据表和数据表之间的关联度,并将其转换为关系矩阵。利用聚类算法得到微服务划分方案。在某轴承制造企业的应用案例表明该方法能够取得合理的微服务划分结果,为开发人员提供决策支持。

    • 舵机传动系统动力学联合仿真建模及实验研究
      万琦,刘更,马尚君

      摘要:全电/多电飞行器舵机传动系统由电动舵机、传动机构、舵面以及控制系统所组成,其性能对飞行器的动态飞行品质和控制精度具有重要影响。根据电动舵机(EMA)结构组成,建立其系统动力学方程,并基于AMESim软件通过图形化建模方式建立其动力学模型。基于Virtual Lab Motion软件建立传动机构动力学模型,此模型考虑了含间隙非线性接触碰撞效应、构件弹性变形和舵面负载等因素的影响。基于Coupled主从耦合联合仿真方式,建立舵机传动系统联合仿真模型。基于综合性能实验台开展了舵机扫频实验,并与仿真结果进行对比。结果表明:仿真结果与实验结果误差较小,验证了舵机传动系统联合仿真模型的正确性。

    • 柔性制造系统数据管理云平台的设计
      张晓天,任天飞,席庆兵,王建新

      摘要:以柔性制造系统为应用场景,提出一种利用OPC UA技术来融合TCP/IP Ethernet、Modbus等多种接口协议的生产过程数据的云平台信息采集系统。对现阶段云平台的特性进行分析;依据分析对适用于数据采集的云平台整体结构进行了设计;依据现场环境使用仿真软件搭建了真实的仿真系统;最后利用工业软件KEPServerEX搭建OPC UA服务器,并采用C#编程语言在NET平台上开发OPC UA客户端,设计了相应的功能块。最终实现了云数据管理平台对柔性制造系统数据信息的采集和管理。

    • 蒸汽放空阀噪声传播分析及结构优化
      刘柏圻,廖静,郝娇山,王伟波,杨恒虎

      摘要:针对某化工厂DN100-PN63蒸汽放空阀在开度0~60%的振动噪声问题,基于分离涡算法和MÖhring声类比理论,采用Fluent和Actran软件对开度为40%的阀门进行真实工况的流场和声场数值模拟分析,研究阀门内部流动情况及阀门内、外噪声分布情况,提出4种改进结构,并分别对其流场和声场进行深入的对比研究。结果表明:原结构阀门内部存在多处涡旋;阀内件和孔板的高马赫数(Ma>0.2)区域约占90%,且存在超音速流动区域,极可能产生较大的冲击波并产生激波啸叫;离阀门及管道1 m处的噪声达116 dB(A),具有宽频特性,并有明显的四极子声源特点;与原结构相比,改进后的4种阀内件对涡旋的消失起到了促进作用,具有明显的降噪效果。

    • 船用燃料电池供氢系统压能回收过程模拟研究
      苏志恒,张洪朋,封星,魏一,陆昊

      摘要:针对高压氢气减压过程中能量耗散未有效利用的问题,在Pelton式膨胀机相关设计经验的基础上,以氢燃料电池船艇“蠡湖号”供氢系统为研究对象,提出并设计一种由拉伐尔喷管和双圆弧叶片叶轮组成的冲击式氢气膨胀机对氢压能耗散进行回收。为进一步研究氢气膨胀机内部流场形态、涡流损失和能量输出性能,利用Fluent软件,在船舶全速运行工况下,以氢气进口温度与出口背压为变量进行CFD仿真模拟。结果表明:膨胀机内部整体速度与温度梯度较大,气流喷射过程中有激波产生,喷管出口上沿存在压力真空,气流撞击叶片产生大小不一的涡旋;设定氢气喷管入口压力2 MPa,质量流量1.311 g/s时,装置对外输出的平均转矩为0.136 85 N·m;随入口温度上升,气体喷射速度提高,气体上扬趋势减弱;进口气温和背压变化对转矩影响较小,对转速影响较大。

    • 基于多智能体强化学习的滑模控制器参数整定
      缪刘洋,朱其新,朱永红

      摘要:针对永磁同步电机系统中滑模控制器参数多且范围大难以整定,从而导致永磁同步电机控制效果不佳的问题,提出利用多智能体强化学习对滑模控制器参数进行整定的方法。该方法通过多个智能体共享奖赏的方式对控制器每个参数进行独立寻优,有效避免了不同参数选取范围差别较大而导致智能算法多参数同步寻优时产生的维度灾难问题。通过 Python 与MATLAB联合仿真,并与采用遗传算法整定参数的控制器进行比较,结果表明:多智能体的多臂老虎机算法较遗传算法整定的速度滑模控制器在超调量、响应速度、抗干扰能力和鲁棒性方面具有明显的优势,验证了该方法能够有效地解决滑模控制器参数难以整定的问题。

    • 水下机械臂电动静液作动器的模型预测控制
      王朋飞,朱建阳,赵慧

      摘要:电动静液作动器(EHA)作为水下液压机械臂的作动系统具有诸多优势。为提高EHA的控制性能,采用基于卡尔曼滤波的模型预测控制(MPC)方法,为提高预测效率,MPC的预测模型采用线性化的EHA模型。在Simulink环境中实现水下机械臂EHA的MPC控制,并与PID和滑模控制(SMC)进行对比。仿真结果表明:MPC的位置跟踪稳态误差约为SMC的10%~24%,为PID的3%~37%;出现负载扰动之后,MPC的平均受扰偏差仅为SMC的31%~66%,为PID的3%~48%;随着油液弹性模量的降低,3种控制方法下的受扰偏差均呈上升趋势,但MPC的上升趋势更加平缓,平均偏差值也较低。这表明MPC控制方法具有更高的位置跟踪精度和更强的鲁棒性。

    • 磁液双悬浮轴承-单盘转子系统动力学行为研究
      闫伟东,赵建华,马立勇,郑永杰,刘稀瑶

      摘要:随着轴承系统高转速、高效率的发展需求,磁液双悬浮轴承转子与静子的装配间隙不断减小,导致碰摩事故经常发生。综合考虑转子偏心比、转速比、磁液双悬浮轴承与静子碰摩等多种耦合故障,建立磁液双悬浮轴承转子系统“间隙-碰摩”动力学方程,数值模拟转子运行规律。研究结果表明:随着偏心比的增加,转子由周期1运行演化出周期2、周期3、拟周期、混沌等多种运行规律;当偏心比ρ∈(0.28~0.4)及转速比w∈(1.2~1.7)时,转子位移波动剧烈,在此区域内转子极易发生分岔甚至混沌,且在碰摩区间内,转速比在1.5、1.67附近时,转子轴承处与转盘处碰撞力分别出现最大值。

    • 高速短距离阻拦装置动力学建模与仿真分析
      彭湃,黄海莹,王军评,毛勇建,牛宝良,李翀

      摘要:针对撞击安全性试验中橇车的高速短距离阻拦需求,提出一种基于非密封型阻尼缓冲水缸与高强度柔性阻拦索的新型高速阻拦装置。从该装置的构成与工作原理出发,考虑阻拦索的弹性变形与活塞的惯性效应,建立阻拦过程的动力学模型,获得橇车加速度、水缸压力、阻拦行程等关键动力学参数的变化特征,并与试验数据进行了对比验证,证明了所建立的动力学模型能够较为准确地反映阻拦装置的动力学特征。基于该动力学模型,分析阻拦索刚度、阻尼孔分布形式、阻尼孔面积、活塞质量等参数对阻拦性能的影响规律,结果表明:宜选用轻质高强的柔性绳索作为阻拦绳;选用大斜率双曲线型的节流孔分布方式,水缸的阻尼效果较好;节流孔面积、活塞面积在设计时应进行综合评估;在保证活塞结构强度的前提下,应尽量降低活塞的质量。

    • 考虑液体晃动冲击特性的油罐车追尾碰撞响应分析
      苏万琴,蒋春玲,廖警,黄伟

      摘要:为了研究油罐车在追尾碰撞过程中的动态响应和油罐内部液体晃动问题,以卡车和油罐车追尾碰撞为研究对象,采用光滑粒子流体动力学方法探究相对碰撞速度和充液比对罐体损伤特性的影响,同时研究充液比为60%、70%、80%、90%四种工况在三种常见相对碰撞速度下,罐体碰撞加速度峰值和罐内液体晃动冲击力变化。结果表明:罐体损伤程度随相对碰撞速度增大而加剧,反比于充液比;当相对碰撞速度为最大值60 km/h且油罐车空载时,罐体碰撞变形最大位移和最大应力均为最大,分别是64.19 mm和545.4 MPa;罐体碰撞加速度峰值和罐内液体晃动冲击力随充液比增加而减小,其中最易发生失效的部位为封头T2和隔舱板G,所受最大应力值分别是357.8、248.4 MPa。

    • 高速缓冲液压缸内表面裂纹扩展特性研究
      田鹏飞,马云瑞,赵永峰,陈江义

      摘要:由于制造缺陷、疲劳及腐蚀等原因,缓冲液压缸在服役过程中内壁会产生轴向裂纹,严重影响液压缸的结构强度、缓冲性能和使用寿命。通过AMESim液压仿真平台建立缓冲系统模型来模拟实际工况,将缓冲油压作为有限元分析的初始载荷,建立缓冲缸有限元模型和裂纹扩展模型,研究不同初始裂纹形状、裂纹位置对疲劳寿命的影响,并分析裂纹前缘动态应力强度因子和裂纹形貌的变化。结果表明:无缺陷的油缸完全能承受缓冲压力;裂纹初始长度一定时,随着深长比增大,裂纹前缘应力强度因子会整体增大,裂纹扩展速度加快;不同深长比的初始裂纹经过多次循环载荷后都更倾向于在长度方向快速扩展;缸体内不同位置的裂纹疲劳寿命存在较大差异,在壁厚较小的边角位置,疲劳裂纹扩展寿命最短。

    • 气动先导阀动态特性仿真优化研究
      郭大勇,司国雷,周亚玲

      摘要:针对气动先导阀动态响应低的问题,在分析结构特点和工作原理的基础上,利用AMESim建立仿真模型,通过参数化仿真研究主阀弹簧刚度、弹簧预紧力、气源压力和节流孔大小对先导阀动态响应的影响,结果显示:各参数对气动先导阀动态响应特性的影响各不相同,很难通过调节某一参数得到最优解。在参数化仿真分析的基础上,基于SimV & Ver Math进行多参数优化仿真,利用贝叶斯+拟牛顿的优化算法得到最优解,将气动先导阀的总响应时间降低了7.2 ms,并通过试验验证了仿真分析的正确性。

    • 基于1DCNN-BiLSTM的端到端滚动轴承故障诊断方法
      徐行,李军星,贾现召,邱明

      摘要:针对滚动轴承早期故障诊断时时频域特征选取主观性强、时序特征信息利用不足等问题,提出一种基于卷积神经网络和双向长短时记忆神经网络的滚动轴承早期故障诊断方法。采用卷积神经网络提取原始振动信号特征,并在卷积层后引入批正则化层,以消除数据的不规则性对权重优化的影响,并通过扩展首层卷积层和调整步长以提高特征提取效率。引入双向长短时记忆神经网络提升卷积神经网络对时序特征的提取能力,通过批正则化层和Dropout层增强模型的鲁棒性和减少神经元与神经元之间的依赖关系。最后,通过滚动轴承试验数据对文中方法进行验证。结果表明:与传统方法相比,文中方法不仅训练速度更快,而且故障诊断准确率也大幅提高。

    • 轴承转子系统快变过程振动响应的高精度频谱分析
      陈润霖,刘佳鑫,唐杰,徐帆,张延超,崔亚辉

      摘要:针对高速轴承转子系统的启停过程,研究平稳和非平稳信号的高精度频谱分析方法,利用比例校正法对平稳信号频谱分析后的频率、幅值、相位进行了校正,建立一种将 t 时空域非平稳信号转变为 t2 时空域平稳信号的方法,并基于平稳信号的比例校正法对其进行频谱分析,最后返回到 t 时空域获得某时刻的频域参数。仿真分析结果表明:该方法可以准确提取平稳信号的谱特征,也能较精确地提取非平稳信号特定时刻的频率、幅值和相位,提取结果精度较好,有效解决轴承转子系统快变过程的谱分析特征提取问题,为动力学特性分析提供了新思路。

    • 五轴联动机床主运动构件重复碰撞瞬态动力学特性分析
      刘洋

      摘要:为了提高五轴联动机床的整体性能,提出五轴联动机床主运动构件重复碰撞瞬态动力学特性分析方法,对其主运动构件的动力学特性进行分析。建立五轴联动机床的运动学模型,对其运动学特性展开分析;根据机床的运动学特性,建立柔性杆重复碰撞系统以及碰撞过程的动力学方程;最后在St.VENANT杆波动理论的基础上分析柔性杆在多次碰撞和分离过程中的瞬态动力学特性。实验结果表明:与其他方法对比,所提方法能够准确获得柔性杆的变形、位移和撞击力变化情况,且具有较高的分析精度。

    • 基于改进FMECA与维修性的数控机床可靠性分配方法
      陈磊,温小明,郭金妹,魏碧胜,张则羿

      摘要:FMECA方法可有效指导数控机床的可靠性分配,但是分析过程中忽略了决策专家决策随机性和模糊性以及子系统维修性的影响。因此,提出一种改进FMECA与维修性的数控机床可靠性分配方法。在子系统危害性分析过程中,利用云模型定量表示决策专家的评价值,有效解决了决策专家评价过程中随机性和模糊性对评价结果的影响。考虑维修性因素的影响,建立基于云模型的改进RPN 方法(C-RPN),实现了数控机床子系统可靠性的合理分配。并通过与传统方法进行对比,说明了所述方法的优势。

    查看更多