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基于迭代增强变分模态提取的滚动轴承复合故障诊断

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振动与冲击 2024年第7期43卷 255-265页

作者：张家军马萍张海张宏立新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830017 新疆大学工程训练中心乌鲁木齐830017

针对变分模态提取对多分量复合故障提取能力不足,且存在中心频率和平衡因子两个超参数优化等问题,提出了一种迭代增强变分模态提取(iterative enhanced variational mode extraction,IEVME)的滚动轴承复合故障诊断新方法。首先,提出引... 详细信息

针对变分模态提取对多分量复合故障提取能力不足,且存在中心频率和平衡因子两个超参数优化等问题,提出了一种迭代增强变分模态提取(iterative enhanced variational mode extraction,IEVME)的滚动轴承复合故障诊断新方法。首先,提出引入中心频率趋势收敛现象优化VME的初始中心频率,使其能自适应寻找合适的初始中心频率进行提取并加入新的收敛准则对信号进行迭代提取的迭代变分模态提取方法(iterative variational mode extraction,IVME);然后,通过优化IVME的平衡因子得到多个分量信号,再利用图拉普拉斯能量指数选取最优分量进行重构;接着,为全面提取复合故障信号中的主要周期,提出了结合加强运算减去运算的增强最小噪声幅值解卷积(enhanced minimum noise amplitude deconvolution,EMNAD)方法,以降低噪声并增强相对较弱的周期信号;最后,通过融合平方包络谱实现对滚动轴承的复合故障诊断。将所提方法应用到滚动轴承复合故障诊断中,通过仿真和实例信号验证所提IEVME方法的有效性和鲁棒性,并将所提方法与现有多种方法进行对比,结果表明所提IEVME方法准确性更高,效果更优。

关键词：滚动轴承迭代增强变分模态提取(IEVME) 增强最小噪声幅值解卷积(EMNAD) 复合故障诊断

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双圆弧弧齿锥齿轮传动误差高精度检测

机械设计与制造 2024年

作者：唐艳玲李强伟苏州大学工程训练中心

双圆弧弧齿锥齿轮的齿距偏差对线接触弧齿锥齿轮传动接触的影响复杂，其对齿面接触应力和弹性变形呈现非规律属性。传动误差检测过程中，受到上述因素影响，双圆弧弧齿锥齿轮传动因误差因素会产生边缘接触导致齿轮坐标系失真，齿距偏差... 详细信息

双圆弧弧齿锥齿轮的齿距偏差对线接触弧齿锥齿轮传动接触的影响复杂，其对齿面接触应力和弹性变形呈现非规律属性。传动误差检测过程中，受到上述因素影响，双圆弧弧齿锥齿轮传动因误差因素会产生边缘接触导致齿轮坐标系失真，齿距偏差和小轮轴线误差对齿面接触应力和弹性变形的影响较大，导致误差搜索过程失败。提出一种双圆弧弧齿锥齿轮传动误差高精度检测方法。构建传动误差分析模型，根据控制变量法分析扭矩以及安装制造等因素对传动误差的影响，确定传动误差产生的原因。在上述分析基础上，将检测齿廓变换到理论齿廓坐标系中。利用理论齿廓法向等距线，获取包容实际齿廓点的两条等距线齿廓，组建双圆弧弧齿锥齿轮传动误差搜索模型，完成对传动误差高精度检测。实验结果表明：所提方法在额定负载和不同负载情况下得到的双圆弧弧齿锥齿轮传动误差检测结果与真实值的检测结果拟合度相对较高，说明所提方法可以得到具有更加可靠且精准的传动误差检测结果。

关键词：双圆弧弧齿锥齿轮控制变量法扭矩坐标变换传动误差高精度检测

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石墨电极接头螺纹车削机理的实验研究

炭素技术 2024年第2期43卷 64-70页

作者：栾凤亮张志义王振羽陈慧琴李士燊北华大学机械工程学院吉林吉林132013 北华大学工程训练中心吉林吉林132013

为了探明石墨电极接头螺纹加工的性能,利用YG8硬质合金螺纹车刀、PCD金刚石螺纹车刀以及HSS高速钢螺纹车刀对石墨电极接头进行螺纹切削实验,探究不同刀具材质、不同切削参数对石墨电极接头螺纹加工的影响。经过分析,在给定切削深度下,... 详细信息

为了探明石墨电极接头螺纹加工的性能,利用YG8硬质合金螺纹车刀、PCD金刚石螺纹车刀以及HSS高速钢螺纹车刀对石墨电极接头进行螺纹切削实验,探究不同刀具材质、不同切削参数对石墨电极接头螺纹加工的影响。经过分析,在给定切削深度下,随着切削速度v_(c)增大,进给力F_(f)和切向力F_(c)逐渐减小。在给定切削速度下,随着切削深度a_(p)增大,进给力F_(f)和切向力F_(c)逐渐增大。并且通过对比不同刀具,PCD刀具的切削性能要优于YG8刀具和HSS刀具。保证最小切削力的前提下,最佳刀具材质为PCD刀具,最佳的切削参数为v_(c)=30 m·min^(-1)、a_(p)=0.1480 mm。

关键词：石墨电极接头切削力切削参数刀具材质

激光内送粉变姿态熔覆非水平熔池流场的数值模拟

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表面技术 2024年第9期53卷 190-199,208页

作者：陈海俊朱刚贤贺继宏王丽芳苏州大学机电工程学院江苏苏州215137 苏州大学工程训练中心江苏苏州215137

目的提高激光内送粉变姿态熔覆层成形质量,对变姿态熔覆时非水平熔池流场随基板倾斜角的演变规律进行研究。方法首先,利用FLUENT软件中离散相模型对喷嘴流场进行模拟,获取粉末频次的分布规律。其次,采用流体体积法耦合熔化/凝固模型对... 详细信息

目的提高激光内送粉变姿态熔覆层成形质量,对变姿态熔覆时非水平熔池流场随基板倾斜角的演变规律进行研究。方法首先,利用FLUENT软件中离散相模型对喷嘴流场进行模拟,获取粉末频次的分布规律。其次,采用流体体积法耦合熔化/凝固模型对熔池流场进行计算。通过施加质量源项引入同步送粉,施加能量源项模拟激光热输入,选取姿态角为30°、60°、90°进行计算,对熔池流场及熔覆层界面进行追踪分析。最后,基于激光内送粉熔覆工艺进行实验测定。结果粉斑内粉末量呈“中间均匀,两端密集”的分布规律。熔池流动为“双环流”分布特征,但流动方向受重力影响,产生偏转。取3种姿态角计算时间同为0.3 s时,熔池中心处流体的偏转角分别为2°、4°、6°,并且随着倾斜角的增大,熔覆层高度分别增加了0.28%、0.83%、1.45%,熔覆层宽度减小了1.19%、1.28%、1.73%,熔覆层顶点偏移量增大到48.08、86.54、105.76μm。最后结合实验测定,数值计算与实验结果一致。结论Marangoni应力使得激光内送粉熔覆熔池流体产生由中心向边界流动的“双环流”分布特征,非水平熔池流动方向受重力影响产生偏转。随着基板倾斜角增大,熔覆层截面高度增加、宽度降低、顶点偏移量增加。为提高不便摆平非水平基面的激光内送粉变姿态熔覆再制造成形质量提供了指导。

关键词：激光熔覆光内送粉变姿态熔池流场数值模拟

X80管线钢内壁旋杯喷涂涂层厚度均匀性研究

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机械设计与制造 2024年第4期398卷 133-137,144页

作者：赵冬梅李建军孙均友新疆大学工程训练中心新疆乌鲁木齐830047

石油天然气多采用管道进行输送,管道内壁的腐蚀是其主要失效形式,对管道内壁添加涂层可以提高管道耐腐蚀性能。对X80管线钢内壁高速旋杯离心喷涂开展工艺实验,研究了喷涂关键参数包括旋杯转速、行进速度、旋杯外径、喷涂压力对涂层平均... 详细信息

石油天然气多采用管道进行输送,管道内壁的腐蚀是其主要失效形式,对管道内壁添加涂层可以提高管道耐腐蚀性能。对X80管线钢内壁高速旋杯离心喷涂开展工艺实验,研究了喷涂关键参数包括旋杯转速、行进速度、旋杯外径、喷涂压力对涂层平均厚度及涂层均匀性的影响规律和原因。而后对喷涂工艺参数进行系统性优化,得到最佳的工艺参数组合。实验结果表明,涂层平均厚度主要由旋杯转速、喷涂压力、行进速度以及旋杯外径决定,涂层的均匀性主要由旋杯转速以及喷涂压力决定。当旋杯转速为25000r/min、喷涂压力为0.2MPa、行进速度为0.9m/min、旋杯外径为32mm时,涂层均匀性最佳,涂层的平均厚度为450.3μm,涂层厚度标准差值为3.3μm。

关键词： X80管线钢管道内喷涂旋杯喷涂离心雾化

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用于人脸图像翻译的增强对偶生成对抗网络

智能系统学报 2024年

作者：莫宏伟张骞徐立芳哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学工程训练中心

为了解决现阶段人脸图像翻译模型在具有复杂背景的不成对数据集中的训练不稳定和特征解耦能力不足的问题，提出人脸图像翻译模型（attribute decomposed generative adversarial networks，ADGAN）。ADGAN以生成对抗网络为基础，通过引... 详细信息

为了解决现阶段人脸图像翻译模型在具有复杂背景的不成对数据集中的训练不稳定和特征解耦能力不足的问题，提出人脸图像翻译模型（attribute decomposed generative adversarial networks，ADGAN）。ADGAN以生成对抗网络为基础，通过引入增强一致性和对偶学习来提升生成器的生成能力和判别器的判别能力，以稳定模型的训练并提升模型在具有复杂背景的不成对数据集中的学习能力和特征解耦能力。试验表明，该研究提出的模型不仅能够稳定模型的训练，还得到了比典型的人脸图像翻译模型更好的结果，这为图像翻译模型在无监督领域的研究提供了一定的参考价值。

关键词：人脸图像翻译生成对抗网络不成对数据集特征解耦增强一致性对偶学习

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铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能研究进展

兵器材料科学与工程 2024年

作者：庞嘉尧程伟陕西理工大学工程训练中心

铝合金因优异的性能被广泛用于航空航天、交通运输等领域，但其连接工艺仍制约着铝合金的使用。固相焊接——搅拌摩擦焊解决了铝合金铆接的增重问题和熔化焊连接时易产生焊接缺陷的问题，在一定程度上解决了铝合金的连接问题。与其他焊... 详细信息

铝合金因优异的性能被广泛用于航空航天、交通运输等领域，但其连接工艺仍制约着铝合金的使用。固相焊接——搅拌摩擦焊解决了铝合金铆接的增重问题和熔化焊连接时易产生焊接缺陷的问题，在一定程度上解决了铝合金的连接问题。与其他焊接工艺相同，铝合金的搅拌摩擦焊接头是焊件的薄弱环节，影响焊件的安全性及寿命。故铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能的优劣是决定构件耐久性和安全性的关键因素。因此，系统而深入的掌握铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能的意义至关重要。本文详细介绍了铝合金搅拌摩擦焊接头的组织及疲劳断裂特征，分析了工艺参数、显微组织、外加载荷、腐蚀环境等因素对铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能的影响，总结了表面强化技术、外加辅助技术、热处理等提升铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能的方法，最后对铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳性能的研究进行了展望。

关键词：搅拌摩擦焊铝合金研究进展疲劳性能强化方法

pH条件对铝合金化学机械抛光过程中纳米摩擦化学行为的影响

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表面技术 2024年

作者：朱玉广王子睿马服辉梅璐王正义王永光苏州大学工程训练中心苏州大学机电工程学院

目的为探讨pH条件对铝合金化学机械抛光微观过程中纳米摩擦化学行为的影响，表征抛光液在铝合金表面所形成表面薄膜厚度及力学性能，并分析铝合金化学机械抛光过程中单磨粒接触状态与摩擦学特性。方法使用0.6 vol%过氧化氢(H2O2)和0.5 ... 详细信息

目的为探讨pH条件对铝合金化学机械抛光微观过程中纳米摩擦化学行为的影响，表征抛光液在铝合金表面所形成表面薄膜厚度及力学性能，并分析铝合金化学机械抛光过程中单磨粒接触状态与摩擦学特性。方法使用0.6 vol%过氧化氢(H2O2)和0.5 wt%壳寡糖（COS）构成抛光液对铝合金表面进行处理，铝合金表面所反应生成的表面薄膜借助扫描电子显微镜进行细化表征。分析不同pH条件的抛光液对单磨粒/表面薄膜接触状态的影响规律，运用原子力显微镜技术测量了单磨粒/表面薄膜吸引力与粘附力数值。在纳米摩擦化学行为试验中结合微观摩擦学理论模型阐明铝合金化学机械抛光过程中的摩擦化学去除机制。结果在抛光液化学反应过后，铝合金表明将会成100 μm左右致密的氧化薄膜与40 μm左右稀疏的氧化络合薄膜。当抛光液pH值升高至11-12时，探针针尖与铝合金表面薄膜的吸引力和粘附力将会分别降低至24.49 nN、32.01nN。结论原子力显微镜和微观摩擦学理论模型的分析表明，铝合金的摩擦化学去除过程不是粘附力引起的磨粒法向接触载荷增大所产生，而可能是抛光液的化学腐蚀作用所引起。碱性化学机械抛光液将形成氧化络合物软化表面成为材料磨损加剧的主要影响因素。在界面摩擦力作用下，沉积在铝合金表面薄膜的铝原子会吸附于探针针尖OH*基团上，从而产生粘合作用，探针针尖在纳米摩擦划动过程中将其除去。最后，铝合金表面薄膜呈现出更低的摩擦系数。

关键词：铝合金化学机械抛光纳米摩擦学 pH值吸引力粘附力

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点接触共轭渐开线蜗杆副啮合理论及性能分析

北京航空航天大学学报 2024年第10期50卷 3183-3195页

作者：任雯李杰王天羽李海涛中国农业大学工学院北京100083 中国农业大学机械工程训练中心北京100083

点接触共轭渐开线蜗杆传动可以降低蜗杆副对制造、装配等误差的敏感性,并能保证传动精度。基于微分几何和齿轮啮合原理,构建了含有制造和安装误差的点接触共轭渐开线蜗杆传动数学模型,研究了螺旋角、模数、压力角等主要设计参数对啮合... 详细信息

点接触共轭渐开线蜗杆传动可以降低蜗杆副对制造、装配等误差的敏感性,并能保证传动精度。基于微分几何和齿轮啮合原理,构建了含有制造和安装误差的点接触共轭渐开线蜗杆传动数学模型,研究了螺旋角、模数、压力角等主要设计参数对啮合性能的影响规律,并进行了传动副对制造和安装误差敏感性的研究。通过仿真实验验证了接触区的分布情况。研究结果表明,含有制造和安装误差时,传动副的瞬时传动比恒定;选取适中的螺旋角、较小的模数及较小的压力角会增大接触区的面积,提高传动副的重合度;传动副对制造和安装误差均不敏感,但应尽量减小或避免制造和安装轴交角造成的误差。通过仿真分析得到接触区和重合度与理论计算结果一致,验证了所提理论的正确性。

关键词：点接触共轭渐开线蜗杆啮合性能误差分析