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吹风比对热障涂层-气膜冷却系统CMAS侵蚀过程及隔热性能的影响

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2025年第1期58卷 1-11页

作者：张俊红谢安顺高朗张学玲林杰威戴胡伟天津大学先进内燃动力全国重点实验室天津300072 天津仁爱学院机械系天津301636

针对熔融硅酸盐环境沉积物(CMAS)侵蚀诱发含冷却孔热障涂层结构热防护性能下降的问题,研究了不同吹风比下的CMAS的非均匀侵蚀行为及其对热障涂层(TBCs)隔热性能的影响.在Fluent软件中,考虑热传导、热对流和热辐射(热辐射使用离散纵坐标... 详细信息

针对熔融硅酸盐环境沉积物(CMAS)侵蚀诱发含冷却孔热障涂层结构热防护性能下降的问题,研究了不同吹风比下的CMAS的非均匀侵蚀行为及其对热障涂层(TBCs)隔热性能的影响.在Fluent软件中,考虑热传导、热对流和热辐射(热辐射使用离散纵坐标辐射模型),建立共轭传热模型得到了在吹风比为1.5、1.0和0.5时TBC-气膜冷却系统的温度分布,在ABAQUS中建立三维相场模型(PFM)模拟CMAS的非均匀侵蚀行为,定量分析不同吹风比下CMAS侵蚀行为对TBC-气膜冷却系统温度分布的影响.分析了侵蚀300 h前后TBCs-气膜冷却系统温度场的变化,探讨了在不同吹风比下CMAS非均匀侵蚀对TBCs靠近主流入口、冷却孔入口前缘、冷却孔出口后缘和主流出口4个典型位置沿涂层厚度方向路径上热阻的影响.结果表明:TBC-气膜冷却系统在工作条件下具有三维温度梯度,沿主流流动方向和沿TBCs厚度方向上有较高的温度梯度,冷却孔附近区域温度分布的不均匀度高.陶瓷(TC)层中的CMAS浓度分布呈明显的不均匀性,在高温度区域内CMAS侵蚀速率更高,吹风比降低会引起TC层温度上升,温度不均匀性下降,CMAS的侵蚀程度增加,浓度分布的不均匀性下降.CMAS侵蚀会降低TBCs的隔热性能,吹风比为1.5、1.0和0.5时,侵蚀前后TBCs在靠近主流入口位置沿厚度方向路径上热阻下降率最高,分别为16.47%、17.13%和17.55%.CMAS侵蚀对TBCs在冷却孔出口后缘的隔热性能的影响较小,热阻在侵蚀前后的变化不大.

关键词：吹风比热障涂层 CMAS非均匀侵蚀隔热性能

基于FPGA的无人车网络时间触发交换机设计

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仪表技术与传感器 2025年第1期 26-31,72页

作者：王东浩李欣欣江必铭广西大学机械工程学院

无人车载网络兼容时间触发通信业务与事件触发通信业务,由于无人驾驶技术的需求,高清摄像头与各种传感器会产生大量事件触发数据。为避免突发大流量的事件触发对时间触发的确定性产生影响,引起时间触发消息帧传输时延增大、消息传输时... 详细信息

无人车载网络兼容时间触发通信业务与事件触发通信业务,由于无人驾驶技术的需求,高清摄像头与各种传感器会产生大量事件触发数据。为避免突发大流量的事件触发对时间触发的确定性产生影响,引起时间触发消息帧传输时延增大、消息传输时延出现抖动,基于FPGA设计了一种双平面时间触发交换机。该交换机通过联合输入交叉节点排队平面与共享存储交换平面分别存储调度时间触发消息帧与事件触发消息帧,通过抢占机制保证时间触发通信的确定性。交换机吞吐量可达950 Mbit/s,时间触发通信延迟抖动在100 ns以内,提高了通信的确定性,并成功应用于无人车网络中。

关键词： FPGA 车载网络时间触发交换结构交换机模块设计

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甘蔗收获机防堆叠装置设计与试验研究

农机化研究 2025年

作者：赖晓陈德健陈佩钟陈森广西大学机械工程学院

针对甘蔗堆叠易引起甘蔗收获机输送堵塞甚至导致停机等问题,设计了一种防堆叠装置。同时,阐述了装置的结构和原理,设计了输送机构与铺平机构;建立了装置三维模型并进行ADAMS仿真试验,初步探究输送辊转速、曲柄转速和甘蔗数量对装置铺平... 详细信息

针对甘蔗堆叠易引起甘蔗收获机输送堵塞甚至导致停机等问题,设计了一种防堆叠装置。同时,阐述了装置的结构和原理,设计了输送机构与铺平机构;建立了装置三维模型并进行ADAMS仿真试验,初步探究输送辊转速、曲柄转速和甘蔗数量对装置铺平效果的影响规律。基于虚拟仿真结果进行物理样机单因素试验,以及设计正交试验确定装置最佳参数和3个因素的影响程度。单因素物理试验结果表明,3个因素均影响防堆叠装置的铺平性能。输送辊转速越高,铺平率越低,铺平效率最高为93.2%;铺平装置曲柄转速越大,铺平率越高,铺平效率最高为86.4%;堆叠的甘蔗数越少,铺平率越高。正交试验结果表明:3个因素对装置铺平率均有显著影响,影响程度大小依次为甘蔗数量、曲柄转速和输送辊转速。当甘蔗数量为6根、曲柄转速和输送辊转速分别控制在57 r/min和52.2 r/min左右时,甘蔗收获机防堆叠装置效果最优,此时铺平率为91.7%。研究结果对于预防输送通道堵塞、改善甘蔗收获机收割效率、提高剥叶率具有重要意义。

关键词：甘蔗收获机堆叠堵塞曲柄转速输送辊转速铺平率

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基于改进积分法的伺服系统机械参数辨识

组合机床与自动化加工技术 2025年

作者：董海涛陈建国廖燃广西大学机械工程学院

为准确辨识在不同场合下的永磁同步电机伺服系统机械参数,提出一种改进积分法(IIM)离线辨识伺服系统转动惯量、粘滞摩擦系数和库仑摩擦转矩。首先,向速度环施加单向正弦转速信号,解耦粘滞摩擦系数和库仑摩擦转矩;其次,利用三角函数周期... 详细信息

为准确辨识在不同场合下的永磁同步电机伺服系统机械参数,提出一种改进积分法(IIM)离线辨识伺服系统转动惯量、粘滞摩擦系数和库仑摩擦转矩。首先,向速度环施加单向正弦转速信号,解耦粘滞摩擦系数和库仑摩擦转矩;其次,利用三角函数周期性和正交性,分别将正弦、余弦函数与电磁转矩的乘积在全周期内积分,辨识粘滞摩擦系数和转动惯量;最后,利用惯量转矩和摩擦转矩的相位差异,以及库仑摩擦转矩和转速方向一致的特点,将电磁转矩在半周期内积分,从库仑摩擦转矩与外部恒定负载转矩的耦合转矩中辨识库仑摩擦转矩。仿真结果表明,所提方法能在伺服系统空载和恒载场合,准确辨识转动惯量、粘滞摩擦系数和库仑摩擦转矩。

关键词：伺服系统机械参数辨识积分法摩擦转矩解耦

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基于YOLOv8n的甘蔗杂草识别方法

中国农机化学报 2025年第2期46卷 237-244页

作者：罗柳茗李岩舟石美琦黄鑫陈汐广西大学机械工程学院南宁市530004

杂草是影响甘蔗生长的重要因素之一,为实现对不同甘蔗杂草的识别,提出一种基于深度学习的甘蔗杂草检测方法。以广西地区常见且对甘蔗生长危害较大的杂草为对象进行图片采集,并对采集的图片进行平移、翻转、裁剪、缩小、对比度和光亮调... 详细信息

杂草是影响甘蔗生长的重要因素之一,为实现对不同甘蔗杂草的识别,提出一种基于深度学习的甘蔗杂草检测方法。以广西地区常见且对甘蔗生长危害较大的杂草为对象进行图片采集,并对采集的图片进行平移、翻转、裁剪、缩小、对比度和光亮调整及去噪等操作增强数据。利用YOLOv8n检测模型对数据集进行试验,并与YOLOv3—tiny、YOLOv4—tiny、YOLOv5n和Yolov7—tiny进行对比。试验结果表明,YOLOv8n检测模型的精确率为98.3%,召回率为96.8%,mAP为98.2%。与目前主流的轻量化目标检测算法YOLOv3—tiny、YOLOv4—tiny、YOLOv5s和YOLOv7—tiny对比,精确率分别提高26.9%、12.7%、4.2%和9%;召回率分别提高25%、24.5%、6.1%和10.6%;mAP分别提高25.9%、19.4%、3.6%、7.8%。同时,在密集、遮挡、杂草交错、小目标、昏暗环境的情况下YOLOv8n检测模型对甘蔗杂草能实现高精度识别,具有较强的鲁棒性。

关键词：甘蔗杂草识别 YOLOv8n算法目标检测

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丘陵地区甘蔗种植机仿形覆土器设计与试验

农业工程学报 2025年

作者：麻芳兰苗金泽樊广坤李尚平叶凤滋罗一鸣广西大学机械工程学院广西民族大学电子信息学院

针对现有甘蔗种植机覆土器适用范围有限，在丘陵地区作业出现覆土厚度不均匀，从而影响甘蔗发芽率等问题，该研究设计了一种仿形覆土器。依据覆土器的整机结构和工作原理，基于静力学与动力学分析确定了覆土圆盘关键参数。根据覆土农艺... 详细信息

针对现有甘蔗种植机覆土器适用范围有限，在丘陵地区作业出现覆土厚度不均匀，从而影响甘蔗发芽率等问题，该研究设计了一种仿形覆土器。依据覆土器的整机结构和工作原理，基于静力学与动力学分析确定了覆土圆盘关键参数。根据覆土农艺要求，对仿形方案及覆土圆盘液压缸进行分析。建立仿形液压控制系统数学模型，并验证控制系统的稳定性；采用主从控制策略对两液压缸进行控制，主回路采用PID控制器，从回路分别采用PID、模糊PID控制器，对比液压缸调整能力、响应时间及两缸位移差。仿真结果显示：主回路调整时间为0.16 s，超调量为7.3%；从回路在不同控制器下的调整时间为0.49和0.21 s，超调量为12.1%和5.2%，最大位移差为4.2和0.42 mm。从回路采用模糊PID控制器效果良好，两液压缸基本实现同步伸缩。田间试验表明，覆土圆盘直径300 mm、厚度3 mm、圆盘张角60°时，平坦地表作业时覆土厚度为77～83 mm，有坡度地表作业时覆土厚度为74～85 mm，变异系数分别为1.88%和3.47%，控制系统最大响应时间为0.28 s，两覆土圆盘液压缸伸缩量最大位移差为0.69 mm；满足仿形要求。

关键词：仿形控制甘蔗覆土器双液压缸回路模糊PID

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丘陵地区甘蔗种植机仿形覆土器设计与试验

农业工程学报 2025年第02期 26-36页

作者：麻芳兰苗金泽樊广坤李尚平叶凤滋罗一鸣广西大学机械工程学院广西民族大学电子信息学院

关键词：仿形控制甘蔗覆土器双液压缸回路模糊PID

基于多目标麻雀搜索算法-反向传播的轴向柱塞马达低脉动优化设计

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液压与气动 2025年第2期49卷 96-107页

作者：陈远玲唐瑾石浩熊文才周宗池任晓智广西大学机械工程学院广西南宁530004 广西中源机械有限公司广西柳州545007

针对某中吨位挖掘机回转马达在作业时产生较大噪声的问题,以斜盘式轴向柱塞回转马达为研究对象,采用流场仿真方法对轴向柱塞马达进行动态模拟,探究柱塞马达配流盘上不同阻尼槽的结构和参数对柱塞腔的压力脉动和出口流量脉动的影响关系;... 详细信息

针对某中吨位挖掘机回转马达在作业时产生较大噪声的问题,以斜盘式轴向柱塞回转马达为研究对象,采用流场仿真方法对轴向柱塞马达进行动态模拟,探究柱塞马达配流盘上不同阻尼槽的结构和参数对柱塞腔的压力脉动和出口流量脉动的影响关系;结合多目标麻雀搜索算法对阻尼槽参数进行寻优,得到最优的阻尼槽参数组合。结果表明:在一定范围内增大阻尼槽的深度和宽度参数都能在一定程度上抑制柱塞马达的压力和流量脉动,U形阻尼槽优于三角型阻尼槽;对U形槽结构参数进行优化后,马达柱塞腔的压力脉动幅值、马达出口流量脉动分别下降了4.38 MPa和17.44%;马达噪声试验间接验证了仿真结果及优化方法的可靠性。

关键词：轴向柱塞马达流场仿真压力脉动流量脉动多目标优化

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基于点云维度转换的双优化层手眼标定方法

组合机床与自动化加工技术 2025年第1期 185-189页

作者：陈琳付钰王龙友潘海鸿广西大学机械工程学院南宁530004

为提高点云相机与机器人坐标转换精度,提出一种双层Levenberg-Marquardt优化(D-LM)算法标定点云视觉系统和机器人的手眼关系。根据点云成像特点提出采用同心圆标记物代替棋盘格标定板,推导出2D-3D维度转换的标记物中心提取算法。利用欧... 详细信息

为提高点云相机与机器人坐标转换精度,提出一种双层Levenberg-Marquardt优化(D-LM)算法标定点云视觉系统和机器人的手眼关系。根据点云成像特点提出采用同心圆标记物代替棋盘格标定板,推导出2D-3D维度转换的标记物中心提取算法。利用欧拉角变换正交化手眼矩阵旋转矩阵。此外,构建双层LM优化模型对手眼矩阵进行优化。通过自主搭建的机器人平台验证提出的手眼标定算法,并与传统Tsai-LM标定方法对比。实验结果是采用提出的D-LM方法标定出的手眼矩阵平均误差为0.89 mm,优于Tsai-LM(平均误差3.55 mm),表明D-LM方法能减少系统随机误差对标定结果影响,提升工业领域视觉机器人工作精度。

关键词：点云处理手眼标定双层LM优化离群点检测