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仿真与实测多信息融合的机械结构外载荷反演技术

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中国机械工程 2022年第6期33卷 639-646,655页

作者：刘纯琨丁晓红倪维宇李官运上海理工大学机械工程学院上海200093 三一重机有限公司昆山215300

针对机械结构在复杂工况下载荷边界条件难以确定的问题,提出一种仿真与实测多信息融合的外载荷反演技术。首先建立待研究结构的有限元模型,在结构外载荷作用位置施加单位载荷,计算构件全场应变响应;然后基于D-最优设计原则得到应变测试... 详细信息

针对机械结构在复杂工况下载荷边界条件难以确定的问题,提出一种仿真与实测多信息融合的外载荷反演技术。首先建立待研究结构的有限元模型,在结构外载荷作用位置施加单位载荷,计算构件全场应变响应;然后基于D-最优设计原则得到应变测试的测点最佳布置方案和最优载荷系数矩阵,据此建立外载荷与应变间的动态响应关系;根据得到的测点布置方案,在结构上粘贴应变片,测得机械结构在实际工作过程中的动态应变历程,基于该实测应变历程以及载荷与应变的响应关系,反演结构的动态外载荷历程。以液压挖掘机工作装置为例,通过提出的方法确定其动臂的铰点载荷,并将载荷反演结果作为动臂瞬态动力学分析的输入,计算得到基底测点和非基底应变仿真值,将实测值与仿真值进行对比分析,证明了提出方法的有效性。

关键词：挖掘机 D-最优设计测点布置载荷反演有限元仿真

实测数据与理论模型驱动的Adams-EDEM耦合仿真挖掘阻力研究

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机械强度 2023年第2期45卷 341-349页

作者：吴迪王神龙李官运丁晓红余慧杰倪维宇上海理工大学机械工程学院上海200093 三一重机有限公司昆山215300

面向矿山机械智能化环境下设备性能优化的需求,建立了具有广泛适用性的挖掘机挖掘阻力求解模型,使其同时具备高效性和准确性。基于达朗贝尔原理建立挖掘阻力理论方程并求解,利用动力学仿真验证其准确性。以理论结果标定出精确土壤参数,... 详细信息

面向矿山机械智能化环境下设备性能优化的需求,建立了具有广泛适用性的挖掘机挖掘阻力求解模型,使其同时具备高效性和准确性。基于达朗贝尔原理建立挖掘阻力理论方程并求解,利用动力学仿真验证其准确性。以理论结果标定出精确土壤参数,通过Adams-EDEM耦合驱动构建仿真模型,得到挖掘阻力精确解,并用实测应力数据验证该方法的精度。此外,还分析了不同土壤参数对仿真挖掘阻力的影响。结果表明,与传统的理论方程相比,建立的求解模型在精度和计算效率方面具有优势;以理论模型输出的挖掘阻力作为标准修正仿真土壤模型,修正后仿真模型输出的应力与实测应力吻合,验证了所提出方法的准确性;为复杂土壤的参数标定及精确土壤模型的建立提供了重要依据。

关键词：挖掘阻力 EDEM 耦合仿真土壤模型数据驱动

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蜗轮齿面反求与数字化制造研究

蜗轮齿面反求与数字化制造研究

作者：李官运河南科技大学

学位级别：硕士

蜗杆传动啮合的特殊性,传动过程容易造成蜗轮的点蚀、磨损和胶合等失效形式,对于一些无法补充配件和未知蜗轮蜗杆设计参数的情况下,就需要对失效的蜗轮进行快速精准适配。随着数控加工技术的不断发展,采用数控加工更高的加工质量和灵活... 详细信息

蜗杆传动啮合的特殊性,传动过程容易造成蜗轮的点蚀、磨损和胶合等失效形式,对于一些无法补充配件和未知蜗轮蜗杆设计参数的情况下,就需要对失效的蜗轮进行快速精准适配。随着数控加工技术的不断发展,采用数控加工更高的加工质量和灵活的加工方式,是进行小批量加工的趋势。采用天远拍照式三维扫描仪OKIO-B-400设备进行蜗杆副点云采集,对由点云反求重构和模拟蜗轮滚刀加工过程,得到两种蜗轮模型进行对比分析。使用Imageware对点云进行对齐、分割、精简等操作,采用曲线重构曲面和点云直接拟合曲面的两种方法对齿面进行重构,以点云与曲面偏差和曲面的光顺性为依据,来判别两种拟合方法的优劣,通过对比分析可以发现曲线重构曲面的方法更佳。以曲线拟合曲面的方法得到蜗轮的反求曲面,在UG中完成蜗轮三维模型的建立,采用同样的方法构建蜗杆的三维模型。依据蜗杆的三维模型,对部分参数进行修改得到蜗轮滚刀的模型,在UG中使用VB程序对滚刀模型进行控制,实现自动模拟蜗轮滚刀加工蜗轮毛坯的过程,得到由蜗轮滚刀包络而成的蜗轮模型。在动力学仿真软件RecurDyn中,对由两种方法创建的蜗轮而装配的蜗杆副,分别建立虚拟样机模型,在两种不同工况下进行蜗杆副的传动误差和接触力的仿真分析,可以发现由点云反求得到的蜗轮组成的蜗杆副,在两种工况下蜗杆副传动误差的波动幅值和接触力的值较小,但传动误差和接触力的波动较大。使用UG的加工模块,对由点云反求得到的蜗轮进行粗铣、半精铣和精铣的数控加工走刀轨迹进行规划,通过后处理器输出蜗轮数控加工的NC程序代码。在VERICUT中构建蜗轮加工的机床模型,模拟仿真蜗轮的实际加工过程,对蜗轮的NC数控加工程序进行验证。采用3轴数控机床完成对蜗轮的实际加工,在改装的车床上对原装蜗轮和反求蜗轮分别进行滚检试验,两者的接触印痕基本一致,验证了由点云反求得到的蜗轮模型方法的可行性。

关键词：蜗杆副逆向工程曲面重构动力学仿真虚拟加工

基于Imageware和UG的蜗轮逆向工程曲面重构方法研究

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机械传动 2019年第5期43卷 13-17页

作者：杨宏斌李官运李瑞怡徐爱军河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

对曲面重构的方法进行研究,实现单件蜗轮三维模型的快速重构。采用非接触式三维扫描仪获得点云数据,使用逆向工程软件Imageware对点云数据进行预处理和曲面重构,主要讨论曲线重构曲面和点云直接拟合曲面的两种方法,并对两种方法得到的... 详细信息

对曲面重构的方法进行研究,实现单件蜗轮三维模型的快速重构。采用非接触式三维扫描仪获得点云数据,使用逆向工程软件Imageware对点云数据进行预处理和曲面重构,主要讨论曲线重构曲面和点云直接拟合曲面的两种方法,并对两种方法得到的曲面进行拟合精度和光顺性的对比分析,在UG中完成蜗轮三维模型的基准坐标系对齐和后续实体的建模操作。结果显示,曲线重构曲面的方法更能满足蜗轮齿面的精度和光顺性要求。采用这种方法可以快速实现蜗轮三维模型的精准重构,为蜗轮单件、小批量的快速再制造提供了CAD模型。

关键词：逆向工程蜗轮点云处理曲面重构三维模型

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ZA型蜗杆副建模及动力学传动误差仿真分析

机械设计与制造 2021年第9期 125-128页

作者：杨宏斌李官运李静徐爱军河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

通过动力学仿真对齿轮的传动误差进行研究,为ZA型蜗杆副的设计提供一种便捷的评价方法。基于成形加工原理和齿轮啮合原理,建立ZA型蜗杆副的数学模型,将在Matlab计算得到的齿面点导入UG,完成蜗杆副三维模型的构建;在RecurDyn中建立蜗杆... 详细信息

通过动力学仿真对齿轮的传动误差进行研究,为ZA型蜗杆副的设计提供一种便捷的评价方法。基于成形加工原理和齿轮啮合原理,建立ZA型蜗杆副的数学模型,将在Matlab计算得到的齿面点导入UG,完成蜗杆副三维模型的构建;在RecurDyn中建立蜗杆副的多体动力学模型,对定转速变转矩和定转矩变转速的情况进行传动误差分析。结果显示在恒定转速的情况下,传动误差均值和波动幅值随负载的增大而增大;在恒定负载的情况下,传动误差均值和波动幅值受转速的增大基本保持不变。通过仿真分析,可为蜗杆副的设计提供一种评价方式,为研究蜗杆副的啮合振动和噪声提供参考。

关键词：蜗杆副三维模型 RecurDyn 动力学仿真传动误差

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轧机减速机用大型调心滚子轴承的设计与应用

机床与液压 2019年第4期47卷 160-162页

作者：杨宏斌刘宇杰李官运贾松阳河南科技大学机电工程学院河南洛阳471039 洛阳LYC轴承有限公司技术中心河南洛阳471039 航空精密轴承国家重点实验室河南洛阳471039

针对某钢厂轧机减速机用241系列调心滚子轴承失效严重、寿命短的问题,对轴承的失效原因进行了分析,认为轴承承受了较大的轴向力和冲击力。在原轴承结构的基础上进行了设计改进,并阐述了大型钢保持架的加工方法。经实践验证,优化后的轴... 详细信息

针对某钢厂轧机减速机用241系列调心滚子轴承失效严重、寿命短的问题,对轴承的失效原因进行了分析,认为轴承承受了较大的轴向力和冲击力。在原轴承结构的基础上进行了设计改进,并阐述了大型钢保持架的加工方法。经实践验证,优化后的轴承应用后效果良好,寿命大为提升。

关键词：减速机调心滚子轴承保持架设计改进兜孔加工

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乡村振兴背景下济源林果产业健康发展初探

济源职业技术学院学报 2021年第3期20卷 12-15页

作者：牛文魁买倩李官运杨桂段欣济源产城融合示范区林业局乡村振兴工作办公室河南济源459000

济源地处河南省西北部,红果、核桃等林果产业发展多年,已形成一定规模。但由于品种杂乱、管理粗放、深加工技术滞后,影响产业进一步发展。为贯彻乡村振兴战略,应坚持因地制宜、选择优良品种,加强管理和技术服务,改造低产低质林,延长产业... 详细信息

济源地处河南省西北部,红果、核桃等林果产业发展多年,已形成一定规模。但由于品种杂乱、管理粗放、深加工技术滞后,影响产业进一步发展。为贯彻乡村振兴战略,应坚持因地制宜、选择优良品种,加强管理和技术服务,改造低产低质林,延长产业链,做大做强深加工企业,循序渐进提高农民收入。针对上述问题进行探讨,研究对策,为济源市及其周边地区发展林果产业,促进产业发展,推进乡村振兴提供了参考。

关键词：乡村振兴林果产业济源市

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扑打芦苇大火要做到"三快一彻底"

新疆林业 2004年第3期 36-36页

作者：张增万李官运乌苏市武警森林大队

2003年4月27日,阿勒泰市苛柯苏湿地自然保护区芦苇发生火灾,2004年4月5日,乌苏市甘家湖林场克科苇芦苇发生火灾,经过武警森林部队官兵与地方群众联手鏖战,火魔被彻底降服.实践证明,在扑打芦苇大火时务必做到"三快一彻底".

关键词：芦苇火扑救方法危害性隔离带

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中国近海主要表层沉积物类型的原位声学特性

哈尔滨工程大学学报 2024年第1期45卷 189-197页

作者：李官保王景强孟祥梅阚光明刘保华自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用部重点实验室山东青岛266061 崂山实验室山东青岛266237 国家深海基地管理中心山东青岛266237

海底表层沉积物的声学特性对于海洋声传播和声探测有重要影响。不同类型的海底沉积物表现出不同的声学特性。针对海洋声学研究对海底声学特性参数快速获取的需求,本文利用近年来获得的100个站位的声学特性原位测量和沉积物样品测试数据... 详细信息

海底表层沉积物的声学特性对于海洋声传播和声探测有重要影响。不同类型的海底沉积物表现出不同的声学特性。针对海洋声学研究对海底声学特性参数快速获取的需求,本文利用近年来获得的100个站位的声学特性原位测量和沉积物样品测试数据,统计了中国近海8种典型沉积类型的声速、声衰减系数等声学特性和平均粒径、密度等物理性质。通过与已有测量数据和统计结果的对比显示,其与多种原位测量系统获得的数据有很好的一致性,但Hamilton统计的声速比、声衰减因子等参数则显著偏高。基于VGS理论的频散模型计算结果表明:Hamilton统计结果的偏高并非完全由其较高的测量频率引起。对于缺少直接测量数据的海域,本文的统计结果提供了一种基于沉积物类型进行海底声学特性初步估计的方案。

关键词：沉积类型声速声衰减频散原位测量密度孔隙度中国近海