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用于静态实验的低速风洞支撑系统wdpss-8索系

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用于静态实验的低速风洞支撑系统wdpss-8索系

作者：焦少妮华侨大学

学位级别：硕士

利用绳牵引并联支撑系统WDPSS-8的索系牵引飞行器模型在低速风洞里做静态和动态实验可以为航空事业做出有意义的突破。基于机器人学的成熟和实验技术的提高，在绳牵引并联机器人领域已取得较多的理论研究成果。由于绳索的柔软性，必须... 详细信息

利用绳牵引并联支撑系统WDPSS-8的索系牵引飞行器模型在低速风洞里做静态和动态实验可以为航空事业做出有意义的突破。基于机器人学的成熟和实验技术的提高，在绳牵引并联机器人领域已取得较多的理论研究成果。由于绳索的柔软性，必须考虑其复杂的流固耦合行为。随着个人计算机硬件性能的提高，基于软件进行三维流固耦合行为模拟研究在国内外越来越流行。本文基于ANSYS软件的单双向流固耦合功能，对已完成0.9m×1.1m低速风洞静态试验的WDPSS-8进行了基于ANSYS多物理场的单向流固耦合分析和基于ANSYS WORKBENCH的单双向流固耦合分析，以及基于CFX对WDPSS-8的涡激振动现象进行了分析;通过对一系列仿真结果进行对比发现：基于ANSYS WORKBENCH平台进行双向流固耦合分析可以更真实反映绳索的流固耦合行为。因此，采用此方法又对4m×3m大型风洞的WDPSS-8牵引绳索进行了静态下三维CFD模拟;依据模拟后所得到的绳长值通过运动学正解分析求得相应的飞行器模型实际位姿，其与期望位姿的误差值可为飞行器模型运动控制提供实时反馈补偿值。针对2种不同流场的流固耦合分析结果均表明：绳索选择Solid186单元用于流固耦合分析中是合适的;直径为4mm的绳索在35m/s的风洞中会产生一定的变形，包括顺风向弯曲行为、横向振动行为和沿绳索轴向拉伸行为,且弯曲行为对绳索的变形起主导作用。具体地，在0.9m×1.1m风洞流场下分析结果表明：WDPSS-8系统索有顺风向弯曲趋势，与静态测力和力矩试验现象相符合。多物理场仿真结果表明绳索的预拉力可以较好地改善其流固耦合行为，且通过优化绳索拉力可以获得更好的流固耦合结果。通过CFX模块后处理提取的绳索升力系数曲线图发现绳索的横向振动行为与风向角、绳索倾斜角和风速有较大的关系，为风致涡激振动行为研究做了初步的理论基础。而4m×3m大型风洞的流体域结果表明索后表面出现负压区，即存在旋涡脱落现象，且由于绳索的正弹性阻尼效应，绳索前后的压力交替变化，压力差趋于恒值。固体域结果表明经过运动学正解分析发现，绳长的改变主要使飞行器沿风向后移偏离了预定轨迹，对模型位姿改变不大。

关键词：低速风洞静态实验绳牵引并联系统索流固耦合数值模拟

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扁平线圈钢丝绳捻距涡流响应分析及试验研究

机械工程学报 2020年第16期56卷 13-21页

作者：李腾宇寇子明吴娟焦少妮毛清华太原理工大学机械运载与工程学院太原030024 山西省矿山流体控制工程技术研究中心太原030024 矿山流体控制国家地方联合工程实验室太原030024 西安科技大学机械工程学院西安710054

捻距作为钢丝绳重要参数之一,对其进行检测可间接反映钢丝绳受力状态和表面损伤状态。针对现有图像识别方法受限于外界光照及钢丝绳表面附着物覆盖情况、漏磁法需要磁化钢丝绳等问题,提出采用双扁平线圈差分电桥的钢丝绳捻距涡流检测方... 详细信息

捻距作为钢丝绳重要参数之一,对其进行检测可间接反映钢丝绳受力状态和表面损伤状态。针对现有图像识别方法受限于外界光照及钢丝绳表面附着物覆盖情况、漏磁法需要磁化钢丝绳等问题,提出采用双扁平线圈差分电桥的钢丝绳捻距涡流检测方法。结合Ar,V-Ar表述建立钢丝绳涡流响应分析控制方程,对单绳股涡流分布进行分析。探头正下方绳股表面涡流形成漩涡,绳股两侧曲面上涡流分布存在对称性。对扁平线圈的中径进行优化设计,当中径小于等于股间隙时,捻距检测精度高且检测灵敏度高,然后搭建试验平台进行捻距检测。试验结果与仿真均表明扫描信号中相邻波峰或者相邻波谷的间距为股间隙,一个捻距范围内扫描信号出现的波峰或者波谷数量与钢丝绳绳股数目相关。利用集合经验模态分解方法对试验结果进行后处理可以有效提取有用信号,涡流法得到钢丝绳捻距的相对误差不超过0.13%。

关键词：钢丝绳捻距涡流检测差分电桥有限元分析

低速风洞层流风场中WDPSS-8机器人系统索系流固耦合效应的动静力特性分析

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中国机械工程 2013年第13期24卷 1765-1772页

作者：郑亚青焦少妮杨永柏华侨大学厦门361021

由于绳索存在柔性,导致低速风洞绳牵引并联支撑系统飞行器模型在进行静态实验时存在索系风振耦合行为,从而引起末端位姿偏离既定值,为了对位姿偏离进行实时补偿,以WDPSS-8机器人系统为研究对象,假设索系处于线弹性范围之内且受一定的轴... 详细信息

由于绳索存在柔性,导致低速风洞绳牵引并联支撑系统飞行器模型在进行静态实验时存在索系风振耦合行为,从而引起末端位姿偏离既定值,为了对位姿偏离进行实时补偿,以WDPSS-8机器人系统为研究对象,假设索系处于线弹性范围之内且受一定的轴向拉力,基于ANSYS/CFX软件,研究逐个末端位姿所对应的索系在风速为35m/s的层流风场作用下所表现出的考虑双向流固耦合效应的动静力特性。结果表明:索系支撑系统的气动干扰有望比传统硬式支撑系统的气动干扰小得多;吹风时索系会产生顺风向弯曲的复杂三维振动而导致末端位姿产生变化,除了必须实时在线补偿这种位姿变化外,还要解决随模型位姿改变的索系振动抑制问题和模型与索系连接点处的流动控制问题;同时由于索系内应力也会产生变化,即使有索系减振措施,通过测量绳拉力来获取气动力/力矩的方式也是不可行的。

关键词：低速风洞静态实验绳牵引并联机器人索系双向流固耦合

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矩形线圈钢丝绳捻距涡流检测研究

机械工程学报 2020年第12期56卷 34-41页

作者：李军霞李聪豪焦少妮李腾宇寇子明太原理工大学机械运载与工程学院太原030024 山西省矿山流体控制工程技术研究中心太原030024 矿山流体控制国家地方联合工程实验室太原030024

捻距不均匀会造成钢丝绳提前报废,对捻距进行检测可以为其生产工艺的改进提供设计依据,提升钢丝绳的安全使用性能。针对传统捻距检测无法对运动中钢丝绳进行实时检测,机器视觉检测对外界光照和钢丝绳表面清洁度要求高等问题,提出用涡流... 详细信息

捻距不均匀会造成钢丝绳提前报废,对捻距进行检测可以为其生产工艺的改进提供设计依据,提升钢丝绳的安全使用性能。针对传统捻距检测无法对运动中钢丝绳进行实时检测,机器视觉检测对外界光照和钢丝绳表面清洁度要求高等问题,提出用涡流法对钢丝绳捻距进行检测。为扩大细长钢丝绳结构表面磁场的覆盖面积,利用矩形线圈组成的差分电桥进行检测。对钢丝绳捻距双矩形差分电桥涡流检测进行有限元分析,差分电压实部变化曲线中相邻波峰或者波谷的间距为钢丝绳的股间隙,一个捻距扫描范围内出现的波峰和波谷数量与钢丝绳的股数相对应。矩形线圈上、下边电流元感应的涡流会在钢丝绳表面对消,对消效应越小,钢丝绳捻距检测灵敏度越高。为提取试验中的有用信号,利用集合经验模态分解对扫描信号进行后处理。当相关系数较大时,相邻波峰或波谷的间距为钢丝绳捻距。当相关系数较小时,一个捻距内的波峰或波谷数与有限元分析结果吻合。涡流法得到的捻距与理论捻距的最大相对误差为2.38%。

关键词：捻距矩形线圈涡流检测有限元法后处理

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电涡流测功器低速检测时最佳匹配问题的研究

机床与液压 2020年第5期48卷 107-111,127页

作者：闫志超吴娟闫政焦少妮太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 矿山流体控制国家地方联合工程实验室山西太原030024 山西省矿山流体控制工程技术研究中心山西太原030024 晋中学院机械学院山西晋中030600

针对矿用轻型胶轮车低速检测时底盘输出功率与电涡流测功器外特性曲线不匹配的问题进行研究,建立胶轮车行驶阻力功率和电涡流测功器吸收功率的数学模型,对电涡流测功器进行参数化分析并获得外特性曲线,利用COMSOL软件对不同转盘材料进... 详细信息

针对矿用轻型胶轮车低速检测时底盘输出功率与电涡流测功器外特性曲线不匹配的问题进行研究,建立胶轮车行驶阻力功率和电涡流测功器吸收功率的数学模型,对电涡流测功器进行参数化分析并获得外特性曲线,利用COMSOL软件对不同转盘材料进行电磁模拟仿真。分析了气隙长度、定子极对数、励磁电流和转盘材料对电涡流测功器吸收功率和临界转速的影响。结果表明:改变电涡流测功器定子极对数和使用不同转盘材料对其外特性曲线有较显著的影响。

关键词：矿用胶轮车电涡流测功器外特性曲线 COMSOL

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矿用胶轮车传动能效特性分析

煤矿机械 2019年第6期40卷 76-78页

作者：张润泽闫政寇子明焦少妮太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 矿山流体控制国家地方联合工程试验室太原030024 山西省矿山流体控制工程技术研究中心太原030024 晋中学院机械学院山西晋中030619

针对现有矿用防爆胶轮车在巷道内长期运行、传动元部件老化易变形导致传动失效问题,提出利用车辆动力学理论模型进行仿真和对比试验的方法,研究其传动能效。首先根据矿用胶轮车在实际工况下防爆和传动两部分能耗组成结构进行分析研究并... 详细信息

针对现有矿用防爆胶轮车在巷道内长期运行、传动元部件老化易变形导致传动失效问题,提出利用车辆动力学理论模型进行仿真和对比试验的方法,研究其传动能效。首先根据矿用胶轮车在实际工况下防爆和传动两部分能耗组成结构进行分析研究并得出能耗组成的参数,在此基础上利用CRUISE软件建立WqC2J(A)车型的传动系统模型,进行了传动能效特性试验,将试验结果与仿真结果进行对比研究。结果表明:WqC2J(A)型胶轮车试验防爆功损为9.1 kW、传动功损为3.8 k W、试验能效为71.3%,仿真能效为74.7%,仿真与试验结果基本吻合。由此建立的胶轮车传动系统模型是可行的,为后续的防爆发动机研究和整车动力匹配奠定了基础。

关键词：传动模型传动能效防爆特性

基于综合素质和人才需求的研究生培养模式研究——以矿山机械专业为例

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科教导刊 2021年第1期 55-57页

作者：李军霞焦少妮陈维望太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 山西省矿山流体控制工程技术研究中心山西太原030024 矿山流体控制国家地方联合工程实验室山西太原030024

结合国家人才培养要求和行业人才需求,提出了现有研究生培养模式的三大不足.以培养具有综合素质的复合型人才为目标,改革课程体系、实践体系、教学手段三方面,构建矿山机械专业研究生创新人才培养新模式.

关键词：研究生培养模式综合素质行业人才需求

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当代时尚美学批评标准的新视域

美术观察 2024年第4期 100-102页

作者：孟少妮南阳师范学院珠宝玉雕学院

针对时尚美学的衡量标准以及评价体系存在的盲目跟风、脱离现实需要以及批评多元化发展等问题,本文提出当代时尚美学批评的五种主要批评标准,即“好的批评”标准、人本主义批评标准、时尚审美批评标准、时尚消费批评标准和时尚经济批评... 详细信息

针对时尚美学的衡量标准以及评价体系存在的盲目跟风、脱离现实需要以及批评多元化发展等问题,本文提出当代时尚美学批评的五种主要批评标准,即“好的批评”标准、人本主义批评标准、时尚审美批评标准、时尚消费批评标准和时尚经济批评标准。同时基于与时俱进的时尚审美取向,要求个体保持独立的思维和包容的思想,对时尚美学作理性分析和判断,进而在合理的取舍中塑造自主、独立的时尚美学批评标准,以探讨多样性和多元化标准共存的当代时尚美学批评标准新视域。

关键词：好的批评人本主义批评时尚产品时尚消费批评标准

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球压试验压痕直径的视觉测量方法

计算机测量与控制 2022年第5期30卷 69-74,86页

作者：孙江曾亮焦少妮张陈涛毛清华山西能源学院山西晋中030006 厦门大学航空航天学院福建厦门361102 太原理工大学机械运载与工程学院太原030000 西安科技大学机械工程学院西安710054

球压试验是测试电工、电子产品中非金属材料及固体绝缘材料耐热性能的重要方法;由于压球与压痕相接触区域不易准确识别,如何客观、准确、快速地测量压痕尺寸成为困扰质检人员已久的一大问题;根据压球与压痕相接触区域与非接触区域对垂... 详细信息

球压试验是测试电工、电子产品中非金属材料及固体绝缘材料耐热性能的重要方法;由于压球与压痕相接触区域不易准确识别,如何客观、准确、快速地测量压痕尺寸成为困扰质检人员已久的一大问题;根据压球与压痕相接触区域与非接触区域对垂直光照反射特性的不同,通过垂直光照下采集压痕图像可以准确地分割出接触区和非接触区;图像经过预处理后采用灰度重心法确定压痕的灰度中心位置,识别压球与压痕接触区域的分界点,采用Hough圆变换计算压痕直径的像素距离,最后根据标定实验得到直径的实际尺寸;实验结果表明,测量结果的重复性标准差<0.0016 mm,重复性限<0.003 mm,测量值与标定结果的偏差的绝对值<0.01 mm,满足压痕测量的精度要求。

关键词：机器视觉球压试验压痕直径精密测量图像处理

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