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镗杆切削力感知单元结构设计与优化

机械设计与制造 2024年第8期 109-113页

作者：刘强周强高大湧贾儒鸿先进制造智能化技术教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨理工大学高效切削及刀具国家地方联合工程实验室黑龙江哈尔滨150080

为满足测量镗杆切削力的需求,采用ANSYSWorkbench有限元分析软件对镗杆等效应力与等效应变分析,确定感知单元安装位置。提出两种镗杆感知单元结构,运用响应曲面优化法确定感知单元最佳优化方案,通过计算、分析相关参数,来确定最佳的优... 详细信息

为满足测量镗杆切削力的需求,采用ANSYSWorkbench有限元分析软件对镗杆等效应力与等效应变分析,确定感知单元安装位置。提出两种镗杆感知单元结构,运用响应曲面优化法确定感知单元最佳优化方案,通过计算、分析相关参数,来确定最佳的优化方案,并与优化前的感知单元结构方案进行比较。结果表明:当未超过应变式微力传感器最大等效应变时,均布式感知单元结构中镗杆最大测量值为329N;以附加支撑感知单元最大测量值为1000N为设计目标,获得5种最优结构参数,在实际设计制造中,可根据实际情况从中进行选择。

关键词：镗杆切削力感知单元结构设计与优化

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变阻尼减振镗杆减振机理与振动控制研究

变阻尼减振镗杆减振机理与振动控制研究

作者：高大湧哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

深孔镗削加工过程中镗杆处于悬臂状态,随着悬伸的增加其刚度会有所降低,在加工过程中容易产生振动,这种情况会对加工质量和加工效率产生严重影响。因此镗削加工的振动控制是当前需要解决的关键问题。要想提高镗削加工零件的表面质量,对... 详细信息

深孔镗削加工过程中镗杆处于悬臂状态,随着悬伸的增加其刚度会有所降低,在加工过程中容易产生振动,这种情况会对加工质量和加工效率产生严重影响。因此镗削加工的振动控制是当前需要解决的关键问题。要想提高镗削加工零件的表面质量,对加工过程中镗杆状态实时监测和振动控制就显得非常重要。本文提出一种变阻尼减振镗杆,对镗削刀具进行相应的功能集成。通过对镗削加工过程中镗杆的自激振动的分析,得到镗杆加工过程中的振动规律,对摩擦和速度反馈引起的负阻尼效应进行研究。通过MATLAB软件分析了镗杆在振动作用下的镗削力模型,结果分析得出在子系统中不同的质量、刚度和阻尼都会对振动产生影响,但综合考虑阻尼相对于其他两个参数而言更易于调节,因此本文选择变阻尼减振镗杆进行设计。设计变阻尼减振镗杆的结构,分析镗杆的动力学模型,对变阻尼吸振器的结构进行设计分析。分析刚度、质量和阻尼对吸振器性能的影响,结果得出吸振器刚度与悬伸成反比,吸振器质量与吸振器刚度成反比,吸振器的电压与阻尼成正比。通过ANSYS仿真软件对其产生的磁场进行静态和动态仿真分析,得出随着质量块与励磁线圈之间距离的减小和励磁线圈供电电压的增大质量块的受力逐渐增大,且振动衰减速率也随之提升。通过对减振镗杆的感知与控制系统进行设计,提出感知与控制系统的技术要求。对感知与控制系统的工作流程及硬件选择进行介绍,然后分别对振动状态感知和振动控制流程进行分析,最后搭建基于Lab VIEW的系统平台。通过平台的功能实现变阻尼减振镗杆的系统管理、数据采集、数据回放、信号分析,振动控制等功能。进行变阻尼减振镗杆性能测试实验。首先搭建变阻尼吸振器性能测试实验平台,对不同情况下变阻尼吸振器的性能进行验证,然后对实验结果进行分析,最终选择变阻尼吸振器的悬臂梁直径为4mm、质量块质量为0.6Kg、气隙长度为0.3mm。将装配好的变阻尼减振镗杆进行性能测试,在不同切削参数情况下对镗杆的状态感知与振动控制的性能进行验证,其中一组对比实验结果表明振动控制后镗杆的振动加速度最大值减小了约34.7%。本文的研究在镗杆减振方面具有一定的指导意义,为镗杆设计提供了新思路。

关键词：减振镗杆变阻尼吸振器减振机理振动控制

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基于EEMD的滚动轴承故障诊断系统设计

基于EEMD的滚动轴承故障诊断系统设计

作者：高大涌石家庄铁道大学

学位级别：硕士

滚动轴承是列车中应用最广泛的零部件之一,其能否正常运行关乎整个列车的安全运行。在列车运行过程中,滚动轴承发生故障,如若不能及时发现并解除故障,则可能导致引发严重后果,甚至出现车毁人亡重大交通事故。因此,为保障列车安全,实时... 详细信息

滚动轴承是列车中应用最广泛的零部件之一,其能否正常运行关乎整个列车的安全运行。在列车运行过程中,滚动轴承发生故障,如若不能及时发现并解除故障,则可能导致引发严重后果,甚至出现车毁人亡重大交通事故。因此,为保障列车安全,实时地对其进行状态监测和故障诊断显得格外重要。基于此,将从滚动轴承故障诊断系统设计为出发点展开研究。根据滚动轴承主要失效形式和故障表现形式,选择振动信号分析技术对轴承进行状态监测和故障诊断。对滚动轴承振动信号采集、故障特征提取、故障诊断等问题进行深入研究,并完成故障诊断系统设计。主要研究内容如下:（1）针对滚动轴承在工业领域的重要作用,系统地阐述了此课题的研究背景及意义和国内外研究现状;然后说明了不同工况下滚动轴承故障诊断原理;最后介绍了实验平台和实验轴承。（2）针对集合经验模态分解（ensemble empirical mode decomposition,EEMD）迭代次数多、运算速度和有效本征模态（intrinsic mode function,IMF）分量提取不能兼顾的问题,引入互相关系数用来优化EEMD的分解停止准则。首先对采集的振动信号进行EEMD分解;然后在分解过程中,每分解出一个分量,便计算残余信号与振动信号的互相关系数;最后当互相关系数达到阈值便停止分解。实验表明该方法具有很好的实时性,在不丢失包含故障有效信息的前提下极大地提高了运行速度。（3）研究平稳工况下滚动轴承故障特征提取和故障诊断方法。将改进的EEMD方法用于故障特征提取,首先用改进的EEMD去噪,然后对去噪后的信号取包络并进行快速傅里叶变换（fast fourier transform,FFT）,从频谱中分析故障特征信息。实验结果表明该方法具有很好的故障特征提取精度和实时性。针对故障诊断问题,采用基于改进EEMD多特征融合与改进网格搜索（grid search,GS）优化支持向量机（support vector machine,SVM）的滚动轴承故障诊断方法。首先用改进EEMD构建特征向量;然后对GS的搜索范围和步长进行改进,自适应地从大范围、大步长粗略搜索,到小范围小步长精细搜索,提高搜索速度;最后用改进的GS算法优化SVM模型参数。实验结果证明该方法不仅具有较高的故障诊断精度,而且极大地缩短了所用时间。（4）研究变转速工况下滚动轴承故障特征提取和故障诊断方法。由于转速的变化,导致采集的振动信号具有时变性,不能直接采用平稳工况下的方法。计算阶比跟踪（computed order tracking,COT）方法通过跟踪转速变化,进行角域采样,将采集的非平稳信号转换为角域的平稳信号。为提高故障特征提取精度,增加重采样点落在等时间点上的机率,用粒子群算法（particle swarm optimization,PSO）优化过采样率,对原始信号进行过采样;然后再进行阶比跟踪;最后分析阶比谱进行故障特征提取。将基于改进EEMD多特征融合与改进GS优化SVM的滚动轴承故障诊断方法用于变转速故障诊断,结果表明在变转速工况下同样具有较高的故障诊断精度。（5）本文利用Python GUI技术开发了一套基于EEMD的滚动轴承实时监测与故障诊断系统。该系统主要分三大模块,首先是用户登录模块;然后是滚动轴承振动信号的在线采集模块;最后是故障特征提取和故障诊断模块。通过实际实验调试,本系统各模块均能正常工作并取得良好的效果,验证了系统的可行性。

关键词：滚动轴承故障诊断 EEMD 阶比跟踪 SVM

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减振镗杆振动控制研究进展

吉林大学学报（工学版） 2023年第8期53卷 2165-2184页

作者：刘强高大湧刘献礼贾儒鸿周强白峥言哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨理工大学电气工程博士后流动站哈尔滨150080

针对深孔镗削过程中由于镗杆的长径比较大而易产生振动,从而影响加工质量与效率的问题,根据镗杆减振方式的不同,梳理了被动控制、半主动控制和主动控制3种振动控制方式的具体结构、减振机理、特点、不足及发展趋势,综合分析表明减振镗... 详细信息

针对深孔镗削过程中由于镗杆的长径比较大而易产生振动,从而影响加工质量与效率的问题,根据镗杆减振方式的不同,梳理了被动控制、半主动控制和主动控制3种振动控制方式的具体结构、减振机理、特点、不足及发展趋势,综合分析表明减振镗杆的结构、材料、控制方法是目前的研究重点。随着结构设计、材料科学、减振机理、控制理论、大数据、人工智能等技术的不断发展,减振镗杆研究逐渐趋向多元化、集成化、智能化。同时,智能化是减振镗杆新的发展方向。

关键词：镗削加工振动控制被动式减振镗杆半主动式减振镗杆主动式减振镗杆

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纵-扭复合振动辅助岩石钻削机理及效率研究

纵-扭复合振动辅助岩石钻削机理及效率研究

第十九届全国非线性振动暨第十六届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2023）

作者：高大湧姚红良林建勇东北大学机械工程与自动化学院

针对单一纵向或扭转振动辅助岩石钻削在钻进效率提升方面的局限性,提出纵-扭复合振动辅助岩石钻削方案。首先对纵-扭复合振动辅助下岩石钻削的理论模型进行分析;然后通过离散元EDEM软件对无振动辅助、纵向振动辅助、扭转振动辅助和纵-... 详细信息

针对单一纵向或扭转振动辅助岩石钻削在钻进效率提升方面的局限性,提出纵-扭复合振动辅助岩石钻削方案。首先对纵-扭复合振动辅助下岩石钻削的理论模型进行分析;然后通过离散元EDEM软件对无振动辅助、纵向振动辅助、扭转振动辅助和纵-扭复合振动辅助情况下岩石的钻进机理和效果进行模拟,结果表明添加纵-扭复合振动辅助相对于无振动辅助、纵向振动辅助和扭转振动辅助方案钻头受到的最大合力分别减小了36.45%、9.34%和32.84%,钻进速度分别提高了26.02%、4.27%和16.13%;最后搭建试验台对所提出方案的钻进效果进行验证,得到添加纵-扭复合振动辅助后的钻头支架应变相对于只添加扭转振动辅助时减小了35.48%,钻进速度提高了31.25%。研究表明纵-扭复合振动辅助方法可以提高岩石钻削效率。

关键词：岩石钻削振动辅助 EDEM 钻削速度

来源： cnki会议评论

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智能刀具研究综述

机械工程学报 2021年第21期57卷 248-268页

作者：刘强张海军刘献礼高大湧张明鉴哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨理工大学高效切削及刀具国家地方联合工程实验室哈尔滨150080 哈尔滨理工大学电气工程博士后流动站哈尔滨150080

智能刀具根据加工中具体用途的不同,可实现对切削状态在线监测、数据处理、切削过程优化控制等功能,通过智能刀具的使用可改善加工过程,提高加工质量与效率,到目前为止学者们对于智能刀具的研究已取得大量研究成果。对智能刀具切削状态... 详细信息

智能刀具根据加工中具体用途的不同,可实现对切削状态在线监测、数据处理、切削过程优化控制等功能,通过智能刀具的使用可改善加工过程,提高加工质量与效率,到目前为止学者们对于智能刀具的研究已取得大量研究成果。对智能刀具切削状态监测和切削过程控制两个方面的研究进展进行论述,梳理了学者们应用智能刀具对切削力、切削温度、刀具振动进行监测与控制的研究成果,对刀具结构、监测方式、控制原理、缺点不足、发展方向进行了总结与讨论。对智能刀具涉及的关键技术进行探讨,由于智能刀具涉及多学科交叉,实现的功能及采用的原理各不相同,关键技术多样,需进行多学科交叉融合,并通过产学研协同合作,推进智能刀具关键技术的深入研究及实际应用。

关键词：智能刀具切削状态监测切削过程控制切削力切削温度刀具振动

BNZ组分对KNN基无铅压电陶瓷结构和性能的影响

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材料研究学报 2024年第1期38卷 51-60页

作者：李博森廖忠新高大强兰州大学物理科学与技术学院兰州730030

制备铌酸钾钠-锆酸铋钠(1-x)K_(0.48)Na_(0.52)Nb_(0.96)Sb_(0.04O3-x)(Bi_(0.5)Na_(0.5))ZrO_(3)二元系无铅压电陶瓷并表征其结构和性能,研究了BNZ组分对其结构和性能的影响。结果表明,这种系列压电陶瓷具有典型的钙钛矿结构。x=0.04... 详细信息

制备铌酸钾钠-锆酸铋钠(1-x)K_(0.48)Na_(0.52)Nb_(0.96)Sb_(0.04O3-x)(Bi_(0.5)Na_(0.5))ZrO_(3)二元系无铅压电陶瓷并表征其结构和性能,研究了BNZ组分对其结构和性能的影响。结果表明,这种系列压电陶瓷具有典型的钙钛矿结构。x=0.04的这种陶瓷最为致密,其相对密度为97.43%;压电性能最优:d_(33)=463 pC/N、k_(p)=0.55、Q_(m)=37。这种陶瓷材料在室温下处于三方-四方(R-T)两相共存状态并具有纳米畴结构,使其压电性能优异。

关键词：无机非金属材料压电陶瓷铌酸钾钠纳米畴温度稳定性

英美汉学视域中的“三言”“二拍”:译介与跨文化阐释

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外语电化教学 2024年第2期 32-37页

作者：肖娴何高大广州航海学院广东省广州市510725 华南农业大学广东省广州市510642

20世纪以来,英语世界出现多个“三言”“二拍”译本,译者以英美汉学家和华裔汉学家为主。英美汉学领域对“三言”“二拍”的跨文化阐释坚持学术本位、视角多元、重学术史考察和跨学科研究,涉及深度翻译、汉学教育、主题学研究和平行研... 详细信息

20世纪以来,英语世界出现多个“三言”“二拍”译本,译者以英美汉学家和华裔汉学家为主。英美汉学领域对“三言”“二拍”的跨文化阐释坚持学术本位、视角多元、重学术史考察和跨学科研究,涉及深度翻译、汉学教育、主题学研究和平行研究等多个维度,具有鲜明的译研结合特征和融通中西的研究型翻译风格。汉学家的跨文化翻译阐释与研究成果为古典文学外译提供了专业化读者群体传播的径向参考,对国内学界的明清小说研究也有重要学术价值。

关键词： “三言”“二拍” 汉学家研究型翻译跨文化阐释

新冠疫情期间黄金与比特币对中国股市的避险差异研究——基于DCC-GARCH t-Copula模型

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系统科学与数学 2024年第2期44卷 326-341页

作者：高大良童茜三亚学院盛宝金融科技商学院三亚572022 中南大学商学院长沙410083

新冠肺炎疫情的爆发给中国股市带来了一场危机,投资者对避险资产的选择也逐渐引发关注.文章通过DCC-GARCH t-copula模型检验了新冠肺炎期间黄金和比特币分别对中国股票市场的避险差异.结果表明,平均来看新冠疫情期间黄金是比比特币更优... 详细信息

新冠肺炎疫情的爆发给中国股市带来了一场危机,投资者对避险资产的选择也逐渐引发关注.文章通过DCC-GARCH t-copula模型检验了新冠肺炎期间黄金和比特币分别对中国股票市场的避险差异.结果表明,平均来看新冠疫情期间黄金是比比特币更优的避险资产,这是因为黄金比比特币有更低的平均套期保值比率,可以提供更廉价的对冲,并且与同样的股票行业指数组成的投资组合中黄金所需占比比比特币低.最优对冲比率和投资组合权重的动态波动性也进一步表明投资者需要积极地重新平衡他们的投资组合,而不是采用静态方法.

关键词：黄金比特币中国股票市场对冲比率资产组合