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自冲铆机械内锁结构形态的超声无损检测方法

机械工程学报 2024年第2期60卷 10-16页

作者：曾凯田海邢保英张洪申王凯伟何晓聪昆明理工大学云南省先进装备智能制造技术重点实验室昆明650500

自冲铆机械内锁区的结构特征直接影响着结构件连接强度和疲劳寿命,是其成形质量评价的重要指标。主要开展自冲铆机械内锁几何特征尺寸及缺陷的无损检测方法研究。基于聚焦超声探头焦平面声压分布,建立结构体边缘声强分布理论公式,并进... 详细信息

自冲铆机械内锁区的结构特征直接影响着结构件连接强度和疲劳寿命,是其成形质量评价的重要指标。主要开展自冲铆机械内锁几何特征尺寸及缺陷的无损检测方法研究。基于聚焦超声探头焦平面声压分布,建立结构体边缘声强分布理论公式,并进行试验验证,明确声束扫描结构体边缘时反射回波信号的演变规律,据此提出一种自冲铆钉脚扩张直径的无损检测方法。结果表明:当超声声束靠近钉脚尖边缘时,回波反射声强的变化率呈现先增大再减小的趋势;反映在钉脚扩张底平面上的超声C扫图中时,对应钉脚尖边缘处的灰度-位置曲线的斜率也存在相同的变化趋势,其灰度值变化率的“极值点”可作为钉脚扩张直径测量的边界点。与实际试件剖切测量结果相比较,该检测方法的相对误差为0.14%~1.87%,验证了该方法的可行性。其次,通过分析扩张底平面上的超声C扫图,还可直观地甄别出铆接过程出现的铆接偏心、裂纹等铆接缺陷。

关键词：自冲铆机械内锁结构超声检测灰度分布

基于改进PSO-VMD-MCKD的滚动轴承故障诊断

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噪声与振动控制 2024年第4期44卷 118-124页

作者：宿磊刘智顾杰斐李可薛志钢江南大学机械工程学院江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122 江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院江苏无锡214071

针对滚动轴承信号在强噪声背景下故障特征提取困难的问题,提出一种变分模态分解(Variational Modal Decomposition,VMD)和最大相关峭度解卷积(Maximum Correlated Kurtosis Deconvolution,MCKD)相结合的故障诊断方法。首先基于VMD方法... 详细信息

针对滚动轴承信号在强噪声背景下故障特征提取困难的问题,提出一种变分模态分解(Variational Modal Decomposition,VMD)和最大相关峭度解卷积(Maximum Correlated Kurtosis Deconvolution,MCKD)相结合的故障诊断方法。首先基于VMD方法选取故障信号的最优模态分量,然后采用MCKD算法增强最优分量信号中的冲击成分,最后通过包络谱分析提取滚动轴承的故障频率。利用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对VMD算法中的参数α和K以及MCKD算法中的参数L和M进行寻优,并对PSO算法中惯性因子和学习因子的更新方法加以改进,以提高参数寻优过程的收敛速度。仿真分析和试验结果表明,所提出的诊断方法可以有效提取被强噪声淹没的滚动轴承故障特征。

关键词：故障诊断滚动轴承变分模态分解最大相关峭度解卷积粒子群优化

基于自适应CYCBD和DARTS的滚动轴承故障诊断方法

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噪声与振动控制 2024年第4期44卷 188-193,235页

作者：李可陈方健顾杰斐宿磊薛志钢江南大学机械工程学院江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122 江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院江苏无锡214071

针对强噪声导致滚动轴承振动信号故障特征不明显的问题,提出一种结合自适应最大2阶循环平稳盲解卷积(Maximum Second-order Cyclostationary Blind Deconvolution,CYCBD)与可微架构自搜索(Differentiable Architecture Search,DARTS)的故障诊断方法。首先将模糊熵作为鲸鱼优化算法的适应度函数进行CYCBD滤波器长度寻优,并以峭度-包络谱峰值为综合指标对循环频率进行步长寻优,从而实现自适应CYCBD降噪;然后引入DARTS算法实现滚动轴承故障识别模型的自构建;最后通过滚动轴承公开数据与实验数据验证多域强噪声环境下自适应CYCBD-DARTS故障诊断方法的有效性。

关键词：故障诊断最大2阶循环平稳解卷积可微架构自搜索自适应滚动轴承

一种混沌C型几何流动混合耦合电磁热特性数值分析

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化工进展 2024年第8期43卷 4262-4272页

作者：郑庆雨金光远冯文凯朱正山周逸凡滕厚场李臻峰宋春芳宋飞虎李静江南大学机械工程学院江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122 山东碧海包装材料有限公司山东临沂276600

为克服传统管式反应器混合效率差和传统加热方式传热速率低而导致的反应器性能限制,本文提出了一种基于混沌对流强化的管式微波反应器,即采用混沌C型几何管道,通过COMSOL软件对流体混合过程和微波加热过程分别进行多物理仿真模拟,探究... 详细信息

为克服传统管式反应器混合效率差和传统加热方式传热速率低而导致的反应器性能限制,本文提出了一种基于混沌对流强化的管式微波反应器,即采用混沌C型几何管道,通过COMSOL软件对流体混合过程和微波加热过程分别进行多物理仿真模拟,探究低雷诺数(Re)下流体混合特性和电磁热特性。分析得出:当Re≥15时,混沌C型管道内出现明显混沌流动,通过增加雷诺数可以提高涡流强度,以促进均匀混合;混沌C型几何周期数的增加会产生更多的扰动数,不断改变流体运动方向,从而提高传热性能;混沌管道内电场分布较平面管道更复杂,微波能量利用率更高;依据雷诺数和功率分析混合和电磁热特性二者耦合的相关性,初步揭示了二者耦合机理。

关键词：微波反应器混沌传质传热多物理场仿真

固液桥联复合材料的双材料直写制备及电磁屏蔽性能

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精细化工 2024年

作者：邵朋朋徐势轩华晨曦宋欣雨程昌利刘禹王震宇江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室无锡市江大隔振器有限公司江南大学机械工程学院

以高黏度硅橡胶为固相墨水、炭黑/低黏度硅橡胶为液相墨水，使用双材料直写工艺制备了固液桥联复合材料。采用超景深数码显微镜与X射线三维动态显微成像平台对固液桥联复合材料的结构进行了表征，测试了不同液相桥联跨度（0.4、0.8、1.2... 详细信息

以高黏度硅橡胶为固相墨水、炭黑/低黏度硅橡胶为液相墨水，使用双材料直写工艺制备了固液桥联复合材料。采用超景深数码显微镜与X射线三维动态显微成像平台对固液桥联复合材料的结构进行了表征，测试了不同液相桥联跨度（0.4、0.8、1.2 mm）固液桥联复合材料的拉伸性能、电导率及电磁屏蔽效能，并评价了固液桥联复合材料在应变作用和循环载荷作用的电磁屏蔽效能稳定性。结果表明，固相和液相两者交替排列为规则的三维网格状结构，实现了固液桥联复合材料力学性能和电磁屏蔽性能的协同提高。固液桥联复合材料的断裂伸长率、电导率及电磁屏蔽效能均随着液相桥联跨度的增大而提高，液相桥联跨度为1.2 mm的固液桥联复合材料（SL-1.2）的断裂伸长率最高，为233%，电导率最大，为0.45 S/m、电磁屏蔽效能最强，为25 dB。SL-1.2在75%的应变作用下，其电磁屏蔽效能比未拉伸状态增加了0.49%，在循环载荷（1000圈）作用下，其电磁屏蔽效能一直保持稳定。

关键词：导电复合材料双材料直写固液桥联结构 3D打印电磁屏蔽功能材料

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臭氧氧化组合生物膜法降解船舶灰水研究

化学工业与工程 2024年第3期41卷 191-198页

作者：廖宏国崔政伟杨建东江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江南大学机械工程学院江苏无锡214122 中国卫星海上测控部江苏江阴214431

为了高效经济地降解船舶灰水,采用了臭氧预氧化组合移动床生物膜反应器方法对模拟灰水进行深度降解。分别探究了在没有硅铝载体催化剂以及有足量催化剂的条件下,温度、pH值、臭氧通入时间对臭氧化处理船舶灰水的影响;不同温度、pH值、... 详细信息

为了高效经济地降解船舶灰水,采用了臭氧预氧化组合移动床生物膜反应器方法对模拟灰水进行深度降解。分别探究了在没有硅铝载体催化剂以及有足量催化剂的条件下,温度、pH值、臭氧通入时间对臭氧化处理船舶灰水的影响;不同温度、pH值、水力停留时间对移动床生物膜反应器降解臭氧预氧化后出灰水的指标影响。结果表明,在足量催化剂下,温度为30℃,pH=9.5,灰水体积3 L,制氧机氧气流率1 L·min^(-1),氧气浓度94%,臭氧通入时间为9 min,对模拟船舶灰水中的COD去除率达到68.09%,氨氮去除率达到35.53%,油类去除率达到70.93%。移动床生物膜反应器阶段,在水力停留时间为9 h,温度30℃,pH值为9的运行条件下,COD去除率达到84.8%、氨氮去除率达到76.1%、油类去除率达到82.1%。臭氧组合移动床生物膜反应器对模拟的船舶灰水处理具有良好的效果,其中油类和氨氮的出水浓度达到了船舶污水的排放标准,可为深度处理船舶灰水提供参考价值。

关键词：船舶灰水臭氧化移动床生物膜反应器

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同向双螺杆挤出植物肉过程特性研究

中国油脂 2024年

作者：袁方洋田文马王东祥杨新俊杜继芸于伟江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江南大学机械工程学院无锡市通用机械厂有限公司

高湿挤压组织化技术为植物蛋白肉的生产提供了新质生产力，基于同向双螺杆挤出机可以制备高质量拉丝蛋白以替代生产能耗更大的动物肉。测量了植物肉物料的流变，建立模型并采用ANSYS Fluent对挤压机内流场进行全过程数值模拟，与试验数... 详细信息

高湿挤压组织化技术为植物蛋白肉的生产提供了新质生产力，基于同向双螺杆挤出机可以制备高质量拉丝蛋白以替代生产能耗更大的动物肉。测量了植物肉物料的流变，建立模型并采用ANSYS Fluent对挤压机内流场进行全过程数值模拟，与试验数据对比验证了数值模拟的可靠性，并分析了压强、速度、温度、剪切率和剪切应力等关键参数的分布规律。结果表明：挤出机出口流量、螺杆扭矩和机头压强都随着双螺杆转速的增加而增大，但高转速下过高的剪切应力会降低成型质量。通过螺杆元件的排布和机筒壁面温度的控制，螺杆段流道的压强逐渐波动上升，物料温度随着壁面温度先增大后降低。温度对黏度的影响很大，靠近机筒的物料升温和降温都要更快，导致一定程度的壁面滑移。物料达到相分离临界温度的停留时间是螺杆转速的幂律函数，由此可确定双螺杆的适宜转速，以保证充分熟化和拉丝质量的工艺要求。此外，还需考虑物料在挤出流道内的混合以保证内外侧植物肉成型的一致性。

关键词：同向双螺杆植物肉挤出过程数值模拟传热传质

基于流体仿真的搅拌器结构参数对搅拌特性影响研究

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化学工业与工程 2024年第3期41卷 124-134页

作者：周储朋钱善华任海栋卞达倪自丰江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122 江南大学机械工程学院江苏无锡214122 无锡钡镭新材料技术咨询有限公司江苏无锡214072

常规搅拌器因其自身结构的特性,无法满足高黏性非牛顿流体的均匀搅拌。本论文拟开展一种面向非牛顿流体搅拌的组合式搅拌器设计,讨论流体搅拌特性的影响因素。以润滑脂为搅拌介质,采用Laminar模型,通过多重参考系法(Multiple reference ... 详细信息

常规搅拌器因其自身结构的特性,无法满足高黏性非牛顿流体的均匀搅拌。本论文拟开展一种面向非牛顿流体搅拌的组合式搅拌器设计,讨论流体搅拌特性的影响因素。以润滑脂为搅拌介质,采用Laminar模型,通过多重参考系法(Multiple reference frame,MRF)和示踪剂浓度法研究新型搅拌器内桨叶片数量、离底高度、叶片倾斜角等结构参数对搅拌过程中单位体积搅拌功率、混合时间、有效搅拌体积分数的影响。结果表明该组合式搅拌器能够应用于高黏性非牛顿流体的混合搅拌;结构参数对单位体积搅拌功率、混合时间、有效搅拌体积分数均有影响,而混合时间受影响最为显著,各结构参数对混合时间影响的主次顺序为:叶片数量>叶片倾斜角>离底高度。与初始设置相比,最优参数即叶片数量为9个、离底高度为50 mm、叶片倾斜角为45°时,对应的混合时间缩短了61.6%。研究结果能够为工业领域中类似的流体原料搅拌设计提供较好的技术参考。

关键词：搅拌器非牛顿流体搅拌特性示踪剂浓度结构参数混合时间

基于改进YOLOv5s模型的田间食用玫瑰花检测方法

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江苏农业学报 2024年第8期40卷 1464-1472页

作者：化春键黄宇峰蒋毅俞建峰陈莹江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122 江南大学物联网工程学院江苏无锡214122

为了在田间环境下准确检测食用玫瑰花及其成熟度,实现花期玫瑰花的自动化采摘,针对田间光照、遮挡等因素造成识别精度较差的问题,提出了一种基于YOLOv5s的改进模型,对花蕾期、采摘期、败花期食用玫瑰花的生长状态进行检测。首先,为了增... 详细信息

为了在田间环境下准确检测食用玫瑰花及其成熟度,实现花期玫瑰花的自动化采摘,针对田间光照、遮挡等因素造成识别精度较差的问题,提出了一种基于YOLOv5s的改进模型,对花蕾期、采摘期、败花期食用玫瑰花的生长状态进行检测。首先,为了增强多尺度特征融合能力,对特征融合结构进行改进。其次,采用多分支结构训练提高精度,在颈部网络C3模块进行改进。最后,为了提升特征信息的提取能力,在颈部网络中添加融合注意力模块,使模型关注检测目标,减少玫瑰花的误检及漏检现象。改进后的模型检测总体类别平均精度较原始模型提升了3.6个百分点,达到90.4%,对3个花期玫瑰花的检测精度均有提升。本研究结果为非结构环境下的不同花期食用玫瑰花检测提供了更加准确的方法。

关键词：目标检测 YOLOv5s 特征融合注意力机制食用玫瑰花

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