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基于圆渐开线建立变截面涡旋齿的方法与理论

吉林大学学报（工学版） 2022年第4期52卷 789-798页

作者：张朋成彭斌张宇波兰州理工大学机电工程学院兰州730050

根据圆渐开线的性质,提出一种由不同圆渐开线组合的新型变截面涡旋齿的建立方法。详细论述了型线的生成方法,阐述了建立基线的基本条件,推导出型线的一般方程,给出2种计算容积的方法,讨论正确生成内、外壁型线的控制变量取值范围。根据... 详细信息

根据圆渐开线的性质,提出一种由不同圆渐开线组合的新型变截面涡旋齿的建立方法。详细论述了型线的生成方法,阐述了建立基线的基本条件,推导出型线的一般方程,给出2种计算容积的方法,讨论正确生成内、外壁型线的控制变量取值范围。根据不同要求可快速建立一系列圆渐开线变截面涡旋齿的几何模型,为变截面涡旋齿型线的研究拓宽了思路。研究结果表明:相比传统的变截面涡旋齿几何模型的建立方法,提出的新型变截面涡旋齿的建立方法不但具有传统变截面涡旋齿的优点,而且减少了建立变截面涡旋齿的计算量,在一定程度上降低了变截面涡旋齿的加工难度,扩大了变截面涡旋压缩机或膨胀机的实际应用。

关键词：机械设计圆渐开线涡旋齿变截面几何模型涡旋压缩机涡旋膨胀机

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混合励磁双凸极电机电磁转矩非线性模型建模

电机与控制学报 2023年第6期27卷 26-33页

作者：刘慧娟郭跃卜斌彬北京交通大学电气工程学院北京100044

针对混合励磁双凸极电机磁路饱和特性对电磁转矩的影响,提出一种具有几何意义的电磁转矩非线性计算模型。首先利用有限元电磁模型计算了磁链分布,提出磁链梯度的概念,根据磁共能原理,推导出电磁转矩的积分表达式,描述了其几何含义;然后... 详细信息

针对混合励磁双凸极电机磁路饱和特性对电磁转矩的影响,提出一种具有几何意义的电磁转矩非线性计算模型。首先利用有限元电磁模型计算了磁链分布,提出磁链梯度的概念,根据磁共能原理,推导出电磁转矩的积分表达式,描述了其几何含义;然后仿真验证了所推导公式的正确性,并分别求解出满足恒转矩运行和最大转矩运行时的电枢电流波形,实现了电机在一定转子角度内的恒转矩输出和最大转矩输出;为便于实现方波控制,对方波电枢电流的波形参数进行优化,实现电机在方波电流下的最大转矩输出。经仿真验证,提出的混合励磁双凸极电机电磁转矩非线性模型具有计算准确、简单直观、便于应用的特点,为混合励磁双凸极电机设计提供参考。

关键词：混合励磁双凸极磁链转矩几何模型非线性模型

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全成形毛衫花式结构三维仿真

纺织学报 2023年第2期44卷 103-110页

作者：赖安琪蒋高明李炳贤江南大学教育部针织技术工程研究中心江苏无锡214122

为实现对全成形毛衫编织工艺中花式结构的仿真与毛衫的虚拟展示,通过分析线圈结构特点建立线圈几何模型和网格模型,测量了实际织物中花式结构线圈的形变量,根据线圈网格质点与线圈型值点间数学关系式,利用矩阵运算得到花式结构线圈的坐... 详细信息

为实现对全成形毛衫编织工艺中花式结构的仿真与毛衫的虚拟展示,通过分析线圈结构特点建立线圈几何模型和网格模型,测量了实际织物中花式结构线圈的形变量,根据线圈网格质点与线圈型值点间数学关系式,利用矩阵运算得到花式结构线圈的坐标。使用三维图形引擎,根据线圈型值点三维空间坐标绘制出三维线圈结构,通过与实际织物比较对三维仿真效果进行检验。结果表明:该方法可实现从实际织物到三维线圈结构的快速转换,能准确清晰模拟全成形毛衫花式结构,增强全成形毛衫虚拟展示的真实感。

关键词：全成形毛衫花式结构几何模型网格模型三维结构仿真服装虚拟展示

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净水厂数字孪生模型构建方法研究与实践

计算机集成制造系统 2023年第6期29卷 1867-1881页

作者：周圣文郭顺生杜百岗王磊郭钧李益兵彭兆于磊武汉理工大学机电工程学院湖北武汉430070 武汉理工大学数字制造湖北省重点实验室湖北武汉430070 沈阳尚源智慧科技有限公司辽宁沈阳110000

为解决净水厂数字孪生模型构建问题,基于数字孪生五维模型,结合净水厂全流程工艺要求提出全要素数字孪生模型构建方法。通过净水厂多层次多尺度数字孪生几何模型,对净水厂全要素及其关系进行数字化呈现;通过标识解析、数据采集、语义描... 详细信息

为解决净水厂数字孪生模型构建问题,基于数字孪生五维模型,结合净水厂全流程工艺要求提出全要素数字孪生模型构建方法。通过净水厂多层次多尺度数字孪生几何模型,对净水厂全要素及其关系进行数字化呈现;通过标识解析、数据采集、语义描述和有限状态机行为搭建净水厂数字孪生信息模型,实现物理世界与数字空间的虚实映射和数字化表达;通过“机理+智能”混合驱动搭建净水厂数字孪生决策模型,对净水厂的运行机理和规律进行刻画。基于所提理论和方法设计开发了数字孪生净水厂运维管控一体化平台,为构建净水厂数字孪生模型提供了参考。

关键词：净水厂数字孪生几何模型信息模型决策模型

2.5维机织复合材料细观几何模型及刚度预测方法研究进展

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推进技术 2022年第8期43卷 1-20页

作者：崔海涛郭俊华张宏建温卫东南京航空航天大学能源与动力学院工业和信息化部航空发动机热环境与结构重点实验室江苏南京210016

从2.5维机织复合材料细观几何结构出发,讨论了织造及成型工艺对材料实际细观几何结构的影响,并分析了不同纱线截面及路径假设所建立代表性体积胞的优缺点。对考虑工艺因素的代表性体积胞是否具有统一性和体素单元法建模的合理性做出对... 详细信息

从2.5维机织复合材料细观几何结构出发,讨论了织造及成型工艺对材料实际细观几何结构的影响,并分析了不同纱线截面及路径假设所建立代表性体积胞的优缺点。对考虑工艺因素的代表性体积胞是否具有统一性和体素单元法建模的合理性做出对比分析。在代表性体积胞的基础上,重点讨论了2.5维机织复合材料刚度的数值预测方法,并将其与刚度的理论预测方法作了简单对比。基于刚度的数值预测方法,分析了各种机织参数对刚度系数的影响,并且对比了不同代表性体积胞模型的应力场。此外,还讨论了2.5维机织复合材料叶片的建模分析技术与刚度设计方法。最后,指出了当前2.5维机织复合材料细观建模及刚度预测方法存在的问题与不足,并且对其力学性能研究的发展趋势进行了展望。

关键词：复合材料细观结构几何模型刚度模型叶片结构

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变截面涡旋膨胀机几何模型分析

上海交通大学学报 2023年第3期57卷 309-315页

作者：张朋成彭斌马捷兰州理工大学机电工程学院兰州730050

提出一种由不同基圆半径的圆渐开线组成的新型变截面涡旋膨胀机,论述型线的生成方法,给出型线的一般方程,建立一系列圆渐开线变截面涡旋膨胀机的几何模型,并分析控制系数对变截面涡旋膨胀机容积变化的影响.构建传统等截面、变截面涡旋... 详细信息

提出一种由不同基圆半径的圆渐开线组成的新型变截面涡旋膨胀机,论述型线的生成方法,给出型线的一般方程,建立一系列圆渐开线变截面涡旋膨胀机的几何模型,并分析控制系数对变截面涡旋膨胀机容积变化的影响.构建传统等截面、变截面涡旋膨胀机的几何模型,对比分析几何模型的优劣.结果表明:提出的新型变截面涡旋膨胀机模型不但具有传统变截面模型的优点,而且可以大幅度减少计算量,并在一定程度上丰富了变截面涡旋膨胀机的种类,为开发高性能的涡旋膨胀机提供借鉴.

关键词：圆渐开线涡旋膨胀机变截面几何模型控制系数

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几何模型误差对电磁散射建模的影响分析

几何模型误差对电磁散射建模的影响分析

作者：蔡海强军事科学院

学位级别：硕士

几何模型是关于目标几何外形的数值描述,其质量将直接影响电磁散射建模的难易程度、工作量和精度。通用领域通过曲面误差评定几何模型的质量,电磁散射领域在考虑几何模型外形误差的同时,结合外形误差引起的散射机理变化以及计算条件、... 详细信息

几何模型是关于目标几何外形的数值描述,其质量将直接影响电磁散射建模的难易程度、工作量和精度。通用领域通过曲面误差评定几何模型的质量,电磁散射领域在考虑几何模型外形误差的同时,结合外形误差引起的散射机理变化以及计算条件、模型结构等诸多因素,进而综合分析几何模型误差与电磁散射建模误差之间的关系,从而平衡几何模型逼真程度和电磁散射计算资源两者之间的关系,提升电磁散射建模效率。最后,达到构建高精度电磁散射模型的目的。因此,从多个方面开展系统研究,将几何模型误差与电磁散射机理联动,才能准确分析几何模型误差对电磁散射建模结果的影响,保证电磁散射建模结果的可靠性、可信性、可用性,实现电磁散射计算用几何模型的精确构建与修正。本文结合电磁散射建模工程应用中的实际问题,研究分析几何模型误差对电磁散射建模的影响,研究内容如下:（1）电磁散射领域相关的理论方法。阐述电磁散射建模和几何模型的相关概念,分析电磁散射建模和几何建模的流程,挖掘几何模型误差与电磁散射建模误差两者之间的相关性,寻找误差来源,进而从定性角度确定几何模型误差控制的关键因素。同时,为科学合理地表征仿真结果,研究电磁散射建模数据一致性评估方法,从定量角度确定几何模型误差的分析方法。（2）不同散射量级目标几何模型误差对电磁散射建模结果的影响。首先,为确保结果具有代表性,选择目前常见的雷达散射截面观测范围-40d Bsm～20d Bsm。其次,为确保结果在电磁散射领域具有普适性,研究目标要在散射机理方面具有多样性,选取低散射飞机、导弹弹头和SLICY模型作为研究目标,构建基准模型,通过添加正负整体形状误差构建误差模型。最后,对基准模型和误差模型电磁散射建模结果定量分析。由分析结果可知,低散射量级目标几何模型误差对电磁散射建模结果影响更大。（3）不同计算频率下几何模型误差对电磁散射建模的影响。以低散射飞机模型为研究对象,选取几何模型轮廓形状误差和区域形状误差两个误差维度,综合分析不同计算频率下,几何模型误差对电磁散射计算结果的影响。由分析结果可知,几何模型轮廓形状误差和区域形状误差对电磁散射建模结果的影响都会随着计算频率的提升而增大。

关键词：几何模型电磁散射建模误差分析数据一致性分析

基于变径基圆渐开线涡旋压缩机的几何模型及优化研究

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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上海交通大学学报 2023年第8期57卷 1046-1054页

作者：彭斌刘慧鑫陶耀辉兰州理工大学机电工程学院兰州730050

针对现有变径基圆涡旋压缩机几何模型的定量分析及优化研究不够完善的问题,给出了变径基圆涡旋压缩机从吸气过程开始直到排气过程结束的完整工作腔容积变化规律.比较了格林定理法、图解法及法向等距法的容积计算差异性,分析了产生计算... 详细信息

针对现有变径基圆涡旋压缩机几何模型的定量分析及优化研究不够完善的问题,给出了变径基圆涡旋压缩机从吸气过程开始直到排气过程结束的完整工作腔容积变化规律.比较了格林定理法、图解法及法向等距法的容积计算差异性,分析了产生计算误差的原因,验证了几何模型的正确性.推导了齿面积利用率的计算公式,构建了行程容积及齿面积利用率的灵敏度模型,得出基圆半径变化系数及内侧型线发生角的影响尤为显著的结论.建立了一种考虑非线性约束且以行程容积与齿面积利用率为优化目标的多目标优化分析模型.结果表明:多目标遗传算法(NSGA-II)比多目标粒子群(MOPSO)算法综合性能更佳,且相较于优化前,某款汽车空调用变径基圆涡旋压缩机的行程容积提升了6.5%,齿面积利用率降低了4.27%.该研究能为变径基圆涡旋压缩机的优化设计及定量研究提供进一步的理论参考.

关键词：涡旋压缩机变径基圆涡旋型线几何模型多目标优化算法对比

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面向生产过程的智能车间数字孪生建模及应用

南京航空航天大学学报 2022年第3期54卷 481-488页

作者：孙玉成宋家烨王健郑堃王青云陈威王建唐敦兵潍柴动力股份有限公司潍坊261001 南京航空航天大学机电学院南京210016 南京航空航天大学无锡研究院无锡214000

数字孪生技术具有虚实融合的特性,智能车间数字孪生可以使生产过程透明化,利用实时数据可以有效指导车间生产。为实现基于数字孪生的生产过程可视化管控,提出了面向生产过程的智能车间数字孪生建模及应用。首先,建立了智能车间数字孪生... 详细信息

数字孪生技术具有虚实融合的特性,智能车间数字孪生可以使生产过程透明化,利用实时数据可以有效指导车间生产。为实现基于数字孪生的生产过程可视化管控,提出了面向生产过程的智能车间数字孪生建模及应用。首先,建立了智能车间数字孪生系统体系架构。然后对系统实现的3项关键技术——基于点云拟合的三维几何模型构建方法、面向数据交互的对象链接与嵌入的过程控制统一架构(Object linking and embedding for process control unified architecture,OPC UA)信息建模方法、以及多源异构数据集成及虚实映射数据快速匹配方法进行了详细阐述;最后,对某发动机制造车间进行了数字孪生的实现,验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词：数字孪生生产过程几何模型数据交互数据集成虚实映射