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基于MOCS算法的超声滚挤压轴承套圈加工参数优化

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塑性工程学报 2024年第6期31卷 59-66页

作者：王彪王晓强田英健石青松张旭河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

为了提高轴承套圈的表层性能,以42CrMo为试验材料,设计正交试验,基于试验结果,建立了表面粗糙度、残余压应力和硬度的响应曲面预测模型,通过方差分析,验证模型具有一定的预测价值。利用多目标布谷鸟搜索算法对响应曲面预测模型进行了优... 详细信息

为了提高轴承套圈的表层性能,以42CrMo为试验材料,设计正交试验,基于试验结果,建立了表面粗糙度、残余压应力和硬度的响应曲面预测模型,通过方差分析,验证模型具有一定的预测价值。利用多目标布谷鸟搜索算法对响应曲面预测模型进行了优化,得到了超声滚挤压加工参数及表层性能的最优取值范围,通过试验验证了其优化结果的可靠性。结果表明,加工参数的最优取值范围为:转速[300,420]r·min^(-1),进给速度[17,25]mm·min^(-1),振幅[15,21]μm,静压力[460,620]N;表层性能的最优取值范围为:表面粗糙度[0.313,0.483]μm,残余压应力[925,1052]MPa,硬度[755,821]HV。

关键词：表层性能超声滚挤压 42CrMo 响应曲面法 MOCS算法

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基于YOLOv5s室内目标检测轻量化改进算法研究

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计算机工程与应用 2024年第3期60卷 109-118页

作者：牛鑫宇毛鹏军段云涛娄晓恒河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

针对现有室内目标检测算法,存在结构复杂,计算量以及模型参数量过大等问题,难以部署到计算能力有限的室内机器人平台,实现高效的目标检测。为解决这一问题,提出了一种改进的YOLOV5s轻量化检测算法。该方法采用ShuffleNetv2作为主干特征... 详细信息

针对现有室内目标检测算法,存在结构复杂,计算量以及模型参数量过大等问题,难以部署到计算能力有限的室内机器人平台,实现高效的目标检测。为解决这一问题,提出了一种改进的YOLOV5s轻量化检测算法。该方法采用ShuffleNetv2作为主干特征提取网络,并且在改进的主干网络基础上采用CA注意力机制,同时在颈部网络中采用GSConv和VOV-GSCSP模块。最后引入边框回归损失函数EIOU加快网络收敛。研究结果表明,改进后的目标检测算法,模型计算量减少了68.75%,模型参数量减少了62.2%,权重文件减少了59.7%,平均精确率mAP均值为0.653,改进后的目标检测模型能够在保证轻量化的同时保证检测精度。

关键词： YOLOv5s 轻量化 ShuffleNetv2网络 CA注意力机制 GSConv模块 VOV-GSCSP模块 EIOU损失函数

基于AMGA与IPSO算法的42Cr Mo超声滚挤压工艺参数优化

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塑性工程学报 2024年第6期31卷 67-75页

作者：石青松徐红玉王晓强付浩然河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

为确定超声滚挤压轴承套圈工艺参数的最优解集,以42CrMo钢为研究对象,表面粗糙度、残余压应力和硬度为表层性能评价指标,设计正交试验。基于试验数据,采用多元回归法建立评价指标的数学预测模型,进行方差分析。对超声滚挤压工艺参数分... 详细信息

为确定超声滚挤压轴承套圈工艺参数的最优解集,以42CrMo钢为研究对象,表面粗糙度、残余压应力和硬度为表层性能评价指标,设计正交试验。基于试验数据,采用多元回归法建立评价指标的数学预测模型,进行方差分析。对超声滚挤压工艺参数分别采用存档微遗传算法(AMGA)和改进粒子群(IPSO)算法进行多目标优化,对优化后的Pareto前沿图与计算效率进行对比分析,结果表明:在Pareto前沿图中, AMGA最优迭代2000次优于IPSO算法最优迭代3600次;得到超声滚挤压工艺参数最优解集:转速[250, 355]r·min^(-1)、进给速度[13, 24]mm·min^(-1)、振幅[16, 22]μm、静压力[488, 650]N;表层性能评价指标最优解集:表面粗糙度[0.398, 0.501]μm、残余压应力[823, 986]MPa、硬度[713, 742]HV。通过试验验证了算法优化的可靠性和精确性。

关键词：超声滚挤压多元回归法方差分析 AMGA IPSO算法

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基于改进A-DDQN算法的机器人路径规划

系统仿真学报 2024年

作者：倪培龙毛鹏军王宁杨孟杰河南科技大学机电工程学院

针对传统DQN算法在机器人路径规划过程中存在奖励稀疏、无法区分样本重要性等问题，提出一种A-DDQN改进算法。首先，在原有DQN的基础上，利用Double-DQN在目标网络的基础上做出改进，通过最大化预测Q值网络所给出的估值，并采用Q网络选... 详细信息

针对传统DQN算法在机器人路径规划过程中存在奖励稀疏、无法区分样本重要性等问题，提出一种A-DDQN改进算法。首先，在原有DQN的基础上，利用Double-DQN在目标网络的基础上做出改进，通过最大化预测Q值网络所给出的估值，并采用Q网络选出的动作去更新这个预测Q值网络，而非直接利用预测的Q值来选择行动，降低了最大化造成的高估问题；其次，引入APF (Artificial Potential Field)的思想，在机器人运动过程中，针对每一步设计相应的奖励，来引导机器人移动，改善奖励稀疏的问题；最后，加入PER(Prioritized Experience Replay)机制，通过对经验进行优先级排序来调整样本的采样概率，从而加速学习过程并提高性能。通过在二维栅格地图下对算法改进前后的路径规划效果进行了对比分析，仿真结果表明，改进A-DDQN算法的路径长度、迭代次数、拐点数量在小范围地图中分别减少11.5%、23.1%、61.5%；在大范围地图障碍物稀疏环境中分别减少19.4%、50.0%、52.9%；在大范围地图障碍物密集环境中分别减少29.7%、48.1%、64.3%，证明了改进算法能够实现更快的收敛速度和更优的路径规划效果。

关键词：机器人路径规划深度强化学习人工势场优先经验回放

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CFRP/钛合金叠层材料钻削研究进展

机械科学与技术 2024年

作者：陈怡晴王晓强田英健张旭刘梦豪河南科技大学机电工程学院

CFRP/钛合金叠层材料强度高、韧性好、耐疲劳且质量轻，是航空航天领域广泛使用的叠层材料。针对CFRP/钛合金叠层材料高效率、低损伤的制孔需求，本文从传统钻削方法、振动辅助钻削及低温冷却辅助钻削对CFRP/钛合金叠层材料钻削研究进... 详细信息

CFRP/钛合金叠层材料强度高、韧性好、耐疲劳且质量轻，是航空航天领域广泛使用的叠层材料。针对CFRP/钛合金叠层材料高效率、低损伤的制孔需求，本文从传统钻削方法、振动辅助钻削及低温冷却辅助钻削对CFRP/钛合金叠层材料钻削研究进展进行综合论述，阐述了各类先进制孔技术的加工原理，分析了各加工参数对切削力、切削温度及加工质量的影响规律，厘清了不同钻削方式的优劣和机理，并对今后CFRP/钛合金叠层材料高效高质钻削研究方向进行展望，旨在为提高叠层材料钻削加工质量提供理论参考和数据支撑。

关键词： CFRP/钛合金叠层材料高效高质加工传统钻削振动辅助钻削低温冷却钻削

基于模糊关联维数和最大熵粒子滤波的滚动轴承退化阶段预测

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航空动力学报 2024年

作者：程立马文锁高作斌河南科技大学机电工程学院河南科技大学信息工程学院

针对使用硬阈值函数计算关联维数导致边界扰动问题，提出模糊关联维数方法，并将其用于提取滚动轴承退化特征。针对滚动轴承退化阶段小样本预测特点以及传统粒子滤波缺乏预测结果的置信区间估计问题，提出最大熵粒子滤波方法。试验研究... 详细信息

针对使用硬阈值函数计算关联维数导致边界扰动问题，提出模糊关联维数方法，并将其用于提取滚动轴承退化特征。针对滚动轴承退化阶段小样本预测特点以及传统粒子滤波缺乏预测结果的置信区间估计问题，提出最大熵粒子滤波方法。试验研究结果表明，模糊关联维数与滚动轴承振动信号的演变趋势具有一致性，能够准确提取滚动轴承振动性能退化特征。同时，所提最大熵粒子滤波的平均相对误差显仅为1.31%，平均绝对误差仅为6.94，显著低于传统粒子滤波和GM模型，并且增加的区间预测功能使其预测结果更加丰富多样。

关键词：滚动轴承退化阶段预测关联维数粒子滤波最大熵

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大跨距双列圆锥滚子轴承热态特性

兵工学报 2024年第4期45卷 1285-1296页

作者：王一铭王恒迪崔永存李畅邓四二河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 山东朝阳轴承有限公司山东德州252600

针对摩擦发热会影响轴承寿命的问题,基于滚动轴承动力学理论,建立了考虑滚子修形的重载特种车辆用大跨距双列圆锥滚子轴承动力学分析模型和精细化轴承功耗数学模型,研究结构、工况参数对轴承摩擦功耗的影响规律,并对滚子与套圈的内滚道... 详细信息

针对摩擦发热会影响轴承寿命的问题,基于滚动轴承动力学理论,建立了考虑滚子修形的重载特种车辆用大跨距双列圆锥滚子轴承动力学分析模型和精细化轴承功耗数学模型,研究结构、工况参数对轴承摩擦功耗的影响规律,并对滚子与套圈的内滚道、外滚道和大挡边之间的接触温度特性进行分析。研究结果表明:转速、径向载荷增大以及内滚道倾角减小,滚子与挡边、滚道接触区最大温度均增大,且挡边接触区最大温度增大速率较快。轴向载荷增大会使受压侧受载最大滚子与套圈大挡边、滚道接触区最大温度均增大,套圈大挡边接触区最大温度增大速率较快;放松侧温度也增大,但增大速率较慢;倾覆力矩会导致两列滚动体温度产生差异,选择合适的跨距可以减小倾覆力矩对轴承温度的影响。

关键词：双列圆锥滚子轴承轴承动力学对数修形摩擦功耗热分析

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基于结构优化的聚风装置流场特性数值研究

可再生能源 2024年第3期42卷 348-354页

作者：徐恺黄成黄家庚河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

INVELOX风能发电是一种管道式风能采集系统,该系统可在多方向和低风速下获取风能,系统效率取决于来流风速和文丘里管平均风速的比值,即流速比SR。文章基于INVELOX系统进行模型优化,设计了一种小型风能采集装置,使用基于格子玻尔兹曼方法... 详细信息

INVELOX风能发电是一种管道式风能采集系统,该系统可在多方向和低风速下获取风能,系统效率取决于来流风速和文丘里管平均风速的比值,即流速比SR。文章基于INVELOX系统进行模型优化,设计了一种小型风能采集装置,使用基于格子玻尔兹曼方法(LBM)的流体力学计算软件XFlow对该装置在不同风速下的流场特性进行数值模拟,通过计算文丘里管内SR比值,得出其临界工作风速为3 m/s。通过对V-SR图分析可知,随着流场风速的增大,该装置对环境中风速的增强作用随之增强。考虑现实环境的应用情况,以6 m/s作为流场风速,对水平和倾斜来流风向下的INVELOX系统进行了仿真分析,得到不同攻角下文丘里管内工作段风速变化情况,为此类能源采集装置的工程应用提供参考。

关键词：风采集装置流场特性 SR值格子玻尔兹曼方法 INVELOX

基于MOWOA算法的42CrMo钢超声滚挤压加工参数优化

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塑性工程学报 2024年第8期31卷 48-57页

作者：石青松徐红玉王晓强张旭河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

为提高42CrMo钢零件的表面质量与抗疲劳性能,设计正交实验分析了超声滚挤压加工参数的显著性及其对表层性能指标的影响规律。基于实验数据建立了BP神经网络与指数回归预测模型,对比验证模型的精确性。对预测模型采用多目标鲸鱼算法(MOW... 详细信息

为提高42CrMo钢零件的表面质量与抗疲劳性能,设计正交实验分析了超声滚挤压加工参数的显著性及其对表层性能指标的影响规律。基于实验数据建立了BP神经网络与指数回归预测模型,对比验证模型的精确性。对预测模型采用多目标鲸鱼算法(MOWOA)进行了三目标和双目标优化,得到了加工参数和表层性能最优参数集合并分析了表层性能指标之间的权衡关系。结果表明,指数预测模型预测精度更高,最优加工参数集合为:转速210~250 r·min^(-1)、进给速度12~16 mm·min^(-1)、振幅25~28μm、静压力517~630 N;最优表层性能参数集合为:表面粗糙度0.466~0.507μm、残余压应力1002~1110 MPa、显微硬度709~720 HV。实验验证了算法的准确性。

关键词：超声滚挤压 BP神经网络指数模型多目标鲸鱼算法表层性能