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吸振器与球平衡器并用控制转子不平衡振动的理论研究

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振动工程学报 2024年第6期37卷 954-963页

作者：朱光远张小龙东亚斌何育民西安建筑科技大学机电工程学院陕西西安710055

球式自动平衡器(Automatic Ball Balancer,简称ABB)可以在临界转速以上区域完全消除转子未知不平衡量,但其缺点是在临界转速附近会引起大振幅的共振响应和不稳定振荡。为此增加动力吸振器(Dynamic Vibration Absorber,简称DVA)来克服其... 详细信息

球式自动平衡器(Automatic Ball Balancer,简称ABB)可以在临界转速以上区域完全消除转子未知不平衡量,但其缺点是在临界转速附近会引起大振幅的共振响应和不稳定振荡。为此增加动力吸振器(Dynamic Vibration Absorber,简称DVA)来克服其缺点,改善其抑振性能。以Jeffcott偏心转子模型为研究对象,根据拉格朗日方程建立了吸振器、球平衡器单独使用以及两者结合使用时控制转子不平衡振动的动力学方程,使用谐波平衡法理论求解新耦合系统的振幅表达式,并分析各参数对稳态幅频曲线的影响规律以获得较合适的参数,采用龙格-库塔数值方法计算得到稳态幅频特性图和瞬态振幅时域变化曲线。对比结果表明,两种手段并用的新方案有效降低了转子经过临界共振区时的振动水平,并使转子在临界转速以上区域衰减为零振幅,达到了融合两者优点的目的,具有更优良的抑振效果。

关键词：振动控制 Jeffcott偏心转子模型动力吸振器球式自动平衡器临界转速

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人工韧带体外摩擦磨损测量方法

清华大学学报（自然科学版） 2024年第3期64卷 432-441页

作者：黄秀玲郑晔赖卫国朱俊俊华子恺上海大学机电工程与自动化学院上海200444 上海利格泰生物科技有限公司上海201712

人工韧带是韧带重建术中的重要植入物,临床上常见因摩擦磨损而导致人工韧带断裂失效等不良事件,因此磨损被认为是影响人工韧带使用寿命的重要因素之一。针对目前人工韧带体外摩擦磨损测量方法不明确,以及缺少摩擦磨损情况量化研究方法... 详细信息

人工韧带是韧带重建术中的重要植入物,临床上常见因摩擦磨损而导致人工韧带断裂失效等不良事件,因此磨损被认为是影响人工韧带使用寿命的重要因素之一。针对目前人工韧带体外摩擦磨损测量方法不明确,以及缺少摩擦磨损情况量化研究方法等问题,该文对人工韧带进行了2.0×10^(6)次体外磨损试验,测量人工韧带磨损量并获取其磨损表面形貌,对磨损产生的磨屑进行提取与表征。结果显示:经2.0×10^(6)次磨损后,人工韧带磨损率为(6.94±2.30) mg/10^(6)次;人工韧带磨损后表面部分组织起毛且编织状结构受损,丝线排序松散并出现断裂;从润滑介质中提取的磨屑大部分呈类球状,少部分呈纤维条状,且小尺寸磨屑较多,大尺寸磨屑较少。该研究结果可为完善人工韧带的体外磨损测试标准提供有力的参考依据。

关键词：人工韧带摩擦磨损测量方法磨屑分离提取

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图像失真条件下的模板匹配算法研究

传感技术学报 2024年第3期37卷 507-512页

作者：彭向前张贻鹏胡小平黄泓湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411110

传统模板匹配算法在图像出现局部遮挡、形变等失真情况时适用性不高,为提高图像失真时的匹配性能,提出一种基于等距有效点的局部模板匹配算法。首先,利用局部图像网格处理方法得到候选局部特征向量;然后,根据对应坐标位置的局部相似度... 详细信息

传统模板匹配算法在图像出现局部遮挡、形变等失真情况时适用性不高,为提高图像失真时的匹配性能,提出一种基于等距有效点的局部模板匹配算法。首先,利用局部图像网格处理方法得到候选局部特征向量;然后,根据对应坐标位置的局部相似度提出一种等距有效点的判定方法;最后,通过归一化等距有效点数量及其相似度得到综合相似度。利用局部相似度对失真部分进行筛除,从而使得参与综合相似度计算部分的特征值更准确,进一步增大了综合相似度的真实性和可靠性。所提算法在原始图像集和干扰图像集中的匹配率均为100.0%,在遮挡图像集和形变图像集中则分别为94.1%和83.3%。实验结果表明该算法在图像失真条件下具备较强的抗干扰性,且对噪声和光照变化也具备鲁棒性。

关键词：模板匹配等距有效点网格处理局部匹配

基于滤波技术和GAN的脉冲展宽分幅相机空间分辨性能提升

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光学学报 2024年第11期44卷 315-323页

作者：徐付涛白雁力钟思宋明诚桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004 桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541004

为改善硬件提升的局限,将滤波技术和生成对抗网络(GAN)应用于脉冲展宽分幅相机空间分辨性能提升,并采用图像梯度和成像调制度量化提升效果。研究结果显示,高斯-拉普拉斯算子、同态滤波和GAN均能不同程度提升脉冲展宽分幅相机的空间分辨... 详细信息

为改善硬件提升的局限,将滤波技术和生成对抗网络(GAN)应用于脉冲展宽分幅相机空间分辨性能提升,并采用图像梯度和成像调制度量化提升效果。研究结果显示,高斯-拉普拉斯算子、同态滤波和GAN均能不同程度提升脉冲展宽分幅相机的空间分辨性能,而将同态滤波的图像增强和GAN的去模糊相结合,能更显著地提升分辨效果,并将图像整体平均梯度由初始的1.456提高到3.399;近轴5 lp/mm区域的局部平均梯度由7.638提高至23.901,平均调制度由7.84%提高至24.32%;远轴5 lp/mm区域的局部平均梯度由3.869提高至11.349,平均调制度由6.07%提高至19.60%。研究结论不仅为脉冲展宽分幅相机空间分辨性能的提升提供了参考方法,而且为滤波和去模糊技术融入超快诊断领域提供了新思路。

关键词：超快光学诊断技术脉冲展宽分幅相机生成对抗网络滤波技术空间分辨率性能

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基于YOLOv5的激光间苗方法研究与试验

农业机械学报 2024年

作者：张昌松李伟陕西科技大学机电工程学院

间苗是保证直播油菜增产的一项关键技术措施，为解决人工间苗劳动强度大、机械间苗不精确的问题，采用机器视觉的方式，基于深度学习算法YOLOv5平台，设计并搭建自动间苗装置。机器视觉系统评估幼苗种群的合理密植情况，间苗算法以间距... 详细信息

间苗是保证直播油菜增产的一项关键技术措施，为解决人工间苗劳动强度大、机械间苗不精确的问题，采用机器视觉的方式，基于深度学习算法YOLOv5平台，设计并搭建自动间苗装置。机器视觉系统评估幼苗种群的合理密植情况，间苗算法以间距和幼苗叶展为评估标准，实现控制幼苗间距和筛选优质苗的功能。选用遗传算法对间苗行进路径进行规划，相较于未规划路径可缩短最低为50%的行进距离，最终采用激光器高温烧除的方式完成间苗作业。选取油菜苗作为试验材料，间苗阈值α是划定幼苗最小间距的参数，设置不同的间苗阈值α进行试验。结果表明，间除苗的数量随着间苗阈值α的增加而增加，幼苗平均密度下降的同时种群分布趋于均匀，对间除苗的叶展长度分类统计，α取0～75mm时，间除苗的叶展长度全部在0～20mm范围；α取75～200mm时，间除苗的叶展长度在0～40mm，其中叶展长度为20～40mm的最高占比约为76%；α取200～350mm时间除苗的叶展长度在40mm以上的幼苗开始增加，最高占比约为14%，间除苗的叶展长度梯次分布证明了间苗算法具备筛选优质苗的性能。间苗执行阶段耗时占据间苗作业总耗时的90%以上，以激光走线参数L、激光器功率、距离阈值α为试验因素，三因素三水平正交试验结果表明:选择合适的激光走线参数L能有效提高间苗死亡率、降低间苗误伤率和减少间苗耗时，在L为30mm、P为7.5W、α为250mm的参数下开展性能验证试验，激光间苗平均死亡率为93.29%，平均误伤率为5.19%，平均总耗时为15.19min，为进一步开发基于机器视觉的自动间苗机提供了理论基础和技术支持。

关键词：自动间苗 YOLOv5 激光器遗传算法

基于数字孪生的航天发射塔摆杆机构故障诊断研究

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兵器装备工程学报 2024年第1期45卷 194-200页

作者：曹进华洪瑛杰周杰厦门大学嘉庚学院机电工程学院福建漳州363105 国防科技大学信息通信学院武汉430019

针对因历史故障数据不足,缺少规范的故障数据收集机制和成熟的质量监测管理技术手段,大型复杂机电液系统性能状态难以准确评估的问题,以发射塔电缆摆杆作为典型机构,研究并提出了一种基于数字孪生技术的故障诊断方法。该方法以数字孪生... 详细信息

针对因历史故障数据不足,缺少规范的故障数据收集机制和成熟的质量监测管理技术手段,大型复杂机电液系统性能状态难以准确评估的问题,以发射塔电缆摆杆作为典型机构,研究并提出了一种基于数字孪生技术的故障诊断方法。该方法以数字孪生系统“五维模型”理论为基础,构建了摆杆系统数字孪生架构体系;运用UG软件,通过几何运动学和动力学建模,建立了虚拟仿真模型,设计了基于ADAMS和Matlab联合仿真的数字孪生系统。该系统通过仿真信号与实测信号的对比,表明其对于物理实体的模拟仿真精度可达96%。最后,通过典型喘行故障试验,修改虚拟模型有关参数进行仿真,验证基于数字孪生体对摆杆机构故障诊断的有效性,以及利用其论证维修改进方案的可行性。

关键词：数字孪生摆杆机构故障诊断机电液系统状态检测

废旧电池再资源化制备高性能中熵合金催化剂及其性能研究

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化工学报 2024年

作者：郭珊田雨徐永滨王朋刘治明青岛科技大学机电工程学院

从废旧三元锂离子电池中回收镍钴锰（NCM）有价金属与钯（Pd）盐为原料，采用快速高温轰击方法制备含氮碳基体负载钯镍钴锰中熵合金纳米颗粒（Pd MEA@N-C）作为锂氧电池双功能催化剂，以实现废弃三元锂离子电池的循环使用，优化在氧还原... 详细信息

从废旧三元锂离子电池中回收镍钴锰（NCM）有价金属与钯（Pd）盐为原料，采用快速高温轰击方法制备含氮碳基体负载钯镍钴锰中熵合金纳米颗粒（Pd MEA@N-C）作为锂氧电池双功能催化剂，以实现废弃三元锂离子电池的循环使用，优化在氧还原/析出过程（ORR/OER）中放电产物过氧化锂(Li2O2)的可逆生成与分解。XRD、TEM表明Pd MEA合金的成功制备，XPS表明Pd的引入有利于实现合金颗粒中电子排布的精准调控。以Pd MEA@N-C为正极材料组装锂氧电池测试性能，结果显示，在限制1000 mAh·g-1的容量，200 mA·g-1的电流密度条件下，过电位低至0.49 V；200 mA·g-1的电流密度条件下进行深度充放电测试，充放电容量高达15491 mAh·g-1；在循环82圈之后仍保持稳定状态。

关键词：催化剂 NCM回收 Pd MEA中熵合金电化学 ORR/OER 反应动力学

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含预紧弹簧碰撞系统的两参数动力学

振动与冲击 2024年第4期43卷 12-19页

作者：吕小红王继培张锦涛兰州交通大学机电工程学院兰州730070

考虑含预紧弹簧机械碰撞系统,构建由光滑流映射和不连续映射复合的Poincaré映射,给出Floquet乘子计算的数值方法。数值仿真系统在两参数平面的周期吸引子模式及其参数域,应用延拓打靶法和胞映射法研究周期1吸引子的分岔特征以及不连续... 详细信息

考虑含预紧弹簧机械碰撞系统,构建由光滑流映射和不连续映射复合的Poincaré映射,给出Floquet乘子计算的数值方法。数值仿真系统在两参数平面的周期吸引子模式及其参数域,应用延拓打靶法和胞映射法研究周期1吸引子的分岔特征以及不连续擦边分岔、擦边和周期倍化诱导的分岔、亚临界周期倍化分岔和激变等不连续分岔行为,揭示迟滞域和亚谐包含域的形成机理。不连续擦边分岔在相邻1-m与1-(m+1)吸引子的转迁过程中产生迟滞域和亚谐包含域。然而,当预压量等于0时,擦边诱导的鞍结和周期倍化分岔分别产生迟滞域和亚谐包含域。研究结果能够为工程实际含预紧弹簧机械碰撞系统的参数设计与优化提供参考。

关键词：非光滑系统数值延拓两参数动力学周期吸引子分岔

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金属橡胶-聚氨酯复合材料减振性能研究

材料导报 2024年第6期38卷 267-273页

作者：郑孝源任志英吴乙万白鸿柏黄健萌谭桂斌福州大学机械工程及自动化学院金属橡胶与振动噪声研究所福州350116 广东工业大学机电工程学院广州510006

针对单一减振材料无法兼具高阻尼与高刚度的弊端,本工作提出了一种新的复合材料,即将三维空间网状结构的金属橡胶(EMWM)作为基体,聚氨酯(PU)作为增强体,并采用真空渗流的方式制备了具有高阻尼与高刚度的金属橡胶-聚氨酯(EMWM-PU)复合材... 详细信息

针对单一减振材料无法兼具高阻尼与高刚度的弊端,本工作提出了一种新的复合材料,即将三维空间网状结构的金属橡胶(EMWM)作为基体,聚氨酯(PU)作为增强体,并采用真空渗流的方式制备了具有高阻尼与高刚度的金属橡胶-聚氨酯(EMWM-PU)复合材料。通过EMWM与EMWM-PU复合材料的准静态压缩试验,发现界面摩擦的引入使得EMWM-PU复合材料的耗能与刚度特性得到显著提升。此外搭建了复合材料管路减振测试平台,以平均振动加速度级和插入损失作为评价指标,研究了EMWM密度、激振量级、安装时的预紧间距对管路减振性能的影响。结果表明,EMWM-PU复合材料在5~1 000 Hz频段范围内均具有优异的减振效果,且复合材料中基体材料EMEM的密度越小、安装时的预紧间距越大,减振效果越好。本研究有效拓宽了复合材料的应用范围,也为金属橡胶复合材料的设计和应用提供了有效的指导。

关键词：金属橡胶聚氨酯复合材料力学性能管路减振