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螺纹参数误差对钻杆接头力学特征的影响分析

机械科学与技术 2024年

作者：程晓峰侯勇俊张康利张智亮西南石油大学机电工程学院中国石油集团川庆钻探工程有限公司川东钻探公司成都信息工程大学自动化学院

在钻杆接头加工过程中，不可避免会出现接头螺纹参数误差。本文分别建立锥度、牙侧角和螺距误差的钻杆接头有限元模型，分析其在上扣扭矩以及轴向载荷作用下的力学特征。结果表明：螺距误差对钻杆接头的应力分布影响最大，尤其是在外螺... 详细信息

在钻杆接头加工过程中，不可避免会出现接头螺纹参数误差。本文分别建立锥度、牙侧角和螺距误差的钻杆接头有限元模型，分析其在上扣扭矩以及轴向载荷作用下的力学特征。结果表明：螺距误差对钻杆接头的应力分布影响最大，尤其是在外螺纹螺距增大时，易引起外螺纹第一啮合螺纹牙承载更大应力，最大数值为942MPa已出现屈服失效；内外螺纹牙侧角变化不一致时，会出现螺纹牙局部明显的应力集中；而锥度误差的变化则会降低远离台肩螺纹牙的应力值，应力分布规律基本与理想结构一致。

关键词：钻杆接头锥度误差牙侧角误差螺距误差力学特征

重载变速冲击工况下MoDDP/CaB复合润滑油添加剂的润滑性能

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中国表面工程 2024年第2期37卷 248-259页

作者：王小勇张慧峰郭佳毫姜宇姜雨辰陕西小保当矿业有限公司榆林719000 中煤科工机器人科技有限公司深圳518052 中国矿业大学机电工程学院徐州221116

为解决机械设备在恶劣工况下由润滑失效而导致的设备故障甚至安全生产事故问题,进一步提升机械设备的运行稳定性和安全性,研究纳米硼酸钙(CaB)和二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP)单一润滑油添加剂和复合润滑油添加剂的减摩抗磨效果,并探究其... 详细信息

为解决机械设备在恶劣工况下由润滑失效而导致的设备故障甚至安全生产事故问题,进一步提升机械设备的运行稳定性和安全性,研究纳米硼酸钙(CaB)和二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP)单一润滑油添加剂和复合润滑油添加剂的减摩抗磨效果,并探究其润滑作用机制。研究结果表明,重载、变速、冲击工况条件下1.5 wt.%MoDDP/3.0 wt.%CaB复合润滑油添加剂具有良好的减摩抗磨效果,与基础油相比,在不同转速下可最大降低65.1%的摩擦因数和80%的磨痕深度,施加50 N冲击载荷时,可分别降低66.7%的摩擦因数和76.5%的磨痕深度。MoDDP/CaB复合润滑油添加剂在润滑过程中能生成包含C-C、Fe_(2)O_(3)、FeB和MoS_(2)的金属化合物层,添加剂中的CaB和MoDDP能够相互促进彼此反应,增加FeB/MoS_(2)润滑膜的生成量,对比单一的添加剂和基础油,复合添加剂具有更好的自修复性能和协同功效,形成具有高承载力的润滑油膜,提高了复合润滑油的抗磨减摩性能。MoDDP/CaB复合润滑油添加剂的制备可以充分综合利用抗氧化剂与极压耐磨剂的稳定、优异润滑特性,研究结果可为复合添加剂的广泛应用提供数据支持和理论支撑。

关键词： MoDDP/CaB复合润滑油添加剂减摩抗磨变速、重载、冲击

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作战仿真混合实验方案设计研究

系统仿真学报 2024年第3期36卷 735-742页

作者：刘飞赖鹏陆营波汪敏陆志沣华南理工大学软件学院广东广州510006 上海机电工程研究所上海201109

作战仿真实验方案设计指的是基于基准的作战想定,利用各种实验设计方法对实验因子的取值进行抽样,形成一组实验方案,供后续仿真使用。作战仿真的复杂性包括实验因子数目众多,因子类型多样,既有连续数值类型,又有离散数值类型,这对高效... 详细信息

作战仿真实验方案设计指的是基于基准的作战想定,利用各种实验设计方法对实验因子的取值进行抽样,形成一组实验方案,供后续仿真使用。作战仿真的复杂性包括实验因子数目众多,因子类型多样,既有连续数值类型,又有离散数值类型,这对高效的混合实验设计方法提出了迫切的需求。针对这些需求,对作战仿真混合实验方案设计技术展开了研究。对实验设计方法做了简单的分类和综述,给出了3种混合实验方案设计方法的流程及其优缺点分析;介绍了一个面向作战仿真的实验设计系统,包括软件架构设计、功能组成及实验设计流程;以一个作战想定为例,演示和分析了3种混合实验方案设计方法的具体应用。上述方法和工具将有效指导复杂作战仿真中具有离散和混合类型因子的实验设计问题,并在多个仿真项目得到了应用和验证。

关键词：作战仿真想定实验方案设计混合实验设计实验设计系统

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基于POD的超声速尾喷焰流场时空降阶模型

航空动力学报 2024年第7期39卷 274-284页

作者：孙傲牛青林王晓冰中北大学机电工程学院太原030051 上海无线电设备研究所电磁散射重点实验室上海200438

采用大涡模拟(LES)方法计算三维非定常喷焰流场,采用低通滤波器获得流场的低频、高能量的大尺度相干结构,利用傅里叶变换和本征正交分解(POD)在尾喷焰方位角上进行空间缩减,通过在主导POD时间模态中提取傅里叶模态进行时间缩减,建立超... 详细信息

采用大涡模拟(LES)方法计算三维非定常喷焰流场,采用低通滤波器获得流场的低频、高能量的大尺度相干结构,利用傅里叶变换和本征正交分解(POD)在尾喷焰方位角上进行空间缩减,通过在主导POD时间模态中提取傅里叶模态进行时间缩减,建立超声速尾喷焰湍流的时空降阶模型(ROM).结果表明:低通滤波器与POD截断均可对尾喷焰的中高频、低能量的小尺度结构实现滤波;前两阶方位角模态占据了射流中80.9%的能量,且主导方位角模态下的压力POD空间模态因压缩波与激波的交互作用在射流核心区出现尖锐峰值现象;尾喷焰温度和组分的POD空间模态因复燃效应的发生在下游呈现出剧烈扰动,第2阶方位角模态的POD空间模态呈现出交替的波包结构,且具有稳定的波长;尾喷焰温度与组分的POD空间模态呈现出相似的波包结构;基于傅里叶模态能量选择的时间缩减方法不仅可以降低数值不稳定性而且重建精度高.该研究可为超声速尾喷焰流场演化规律和特征提取提供理论方法,也可为目标智能化特征工程应用提供支撑.

关键词：尾喷焰时空降阶模型本征正交分解相干结构时空模态

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多机协调悬吊系统的矢量碰撞检测算法

上海交通大学学报 2024年

作者：冮政赵志刚苏程李子轩成瑞强兰州交通大学机电工程学院

针对传统碰撞检测算法不能完美适配多机协调悬吊系统轨迹规划中碰撞检测的问题，提出了一种基于矢量构建的全面考虑悬吊系统碰撞风险的检测算法。首先，针对柔索出现的悬链线效应，提出了柔索优化模型，并根据不同碰撞类型给出相应的检... 详细信息

针对传统碰撞检测算法不能完美适配多机协调悬吊系统轨迹规划中碰撞检测的问题，提出了一种基于矢量构建的全面考虑悬吊系统碰撞风险的检测算法。首先，针对柔索出现的悬链线效应，提出了柔索优化模型，并根据不同碰撞类型给出相应的检测策略。然后，在模型优化策略基础上提出了基于点、矢量、角度线性组合的矢量碰撞检测算法及优化方法。仿真结果表明，该算法准确而高效地实现了8次有效碰撞检测，验证了两种不同碰撞类型优化策略的合理性。最后，柔索的等效弹性应变和等效应力的变化进一步验证了该算法具有不错的碰撞检测精度和效率，所提矢量碰撞检测算法在复杂悬吊环境中能够更好地适配多机协调悬吊系统，为后续悬吊系统的避障轨迹规划提供了可行方法参考。

关键词：多机协调悬吊系统碰撞检测算法模型优化柔索驱动

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玉米种子离散元模型建立及参数标定

江苏农业科学 2024年第18期 209-214页

作者：缪雨龙赵毅红袁仨李芳芳叶成聪陈海波陈荣发扬州大学机械工程学院江苏谷瑞斯机电工程有限公司

为保证离散元仿真模型的精确性，以玉米种子为研究对象，采用实际物理试验与仿真模拟试验相结合的方法，对玉米种子离散元模型进行参数标定。首先，利用实际物理试验分别测量玉米种子外形尺寸及接触参数，根据基本物性参数测定实际堆积... 详细信息

为保证离散元仿真模型的精确性，以玉米种子为研究对象，采用实际物理试验与仿真模拟试验相结合的方法，对玉米种子离散元模型进行参数标定。首先，利用实际物理试验分别测量玉米种子外形尺寸及接触参数，根据基本物性参数测定实际堆积角为24.95°。根据实际物理试验获取仿真模拟参数取值范围，进行Plackett-Burman试验设计，挑选显著性参数：玉米-玉米静摩擦系数、玉米-不锈钢静摩擦系数和玉米-不锈钢滚动摩擦系数，通过最陡滑坡试验，确定显著性因素取值范围。利用Box-Behenken试验建立显著性参数与堆积角之间的二次回归模型并剔除不显著参数对其进一步优化，最终得到最优数值模拟参数：玉米-玉米静摩擦系数为0.273、玉米-不锈钢静摩擦系数为0.28、玉米-玉米滚动摩擦系数为0.06、玉米-玉米恢复系数为0.23、玉米-不锈钢滚动摩擦系数为0.06、玉米-不锈钢恢复系数为0.675,仿真试验堆积角平均值为24.48°,相对误差为1.88%,验证了仿真模拟的准确性。

关键词：玉米种子离散元参数标定接触参数堆积角

五轴航空轮盘榫槽拉削装备静态精度计算与分析

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工具技术 2024年第10期58卷 136-142页

作者：宋平林斌唐阳王翔张顺琦上海大学机电工程与自动化学院浙江畅尔智能装备股份有限公司

五轴航空轮盘拉削装备作为航空涡轮盘榫槽核心加工设备,其静态精度对榫槽加工质量有重要的影响。以五轴数控榫槽拉床为研究对象,基于多体运动学原理,考虑42项制造装配误差和随机定位误差,构建了五轴航空涡轮盘榫槽拉床静态几何误差运动... 详细信息

五轴航空轮盘拉削装备作为航空涡轮盘榫槽核心加工设备,其静态精度对榫槽加工质量有重要的影响。以五轴数控榫槽拉床为研究对象,基于多体运动学原理,考虑42项制造装配误差和随机定位误差,构建了五轴航空涡轮盘榫槽拉床静态几何误差运动学模型。运用齐次坐标变换方法推导了静态几何误差公式,采用蒙特卡洛方法仿真计算误差概率及分布。基于此结果,通过设定几何误差灵敏度指标,定量分析各项几何误差对静态精度的影响,获得6项影响静态精度的关键几何误差,为优化五轴航空涡轮盘拉床静态精度提供了一定的理论依据。

关键词：涡轮盘榫槽拉削齐次变换误差模型静态精度

一种基于位平面和位运动估计的视频数据压缩算法

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复旦学报（自然科学版） 2024年第1期63卷 115-121,133,I0002页

作者：王铖伃严利民上海大学机电工程与自动化学院上海200444 上海大学微电子研究与开发中心上海200444

高分辨率和高刷新率使得带宽传输的压力加倍。通常,视频压缩被用来解决这个问题。但传统的视频压缩方法不根据位平面进行编码和解码,会增加存储区域的成本。因此本文首先介绍了一种位恰可察觉失真(BJND)模型,计算了结合视点因子的位平... 详细信息

高分辨率和高刷新率使得带宽传输的压力加倍。通常,视频压缩被用来解决这个问题。但传统的视频压缩方法不根据位平面进行编码和解码,会增加存储区域的成本。因此本文首先介绍了一种位恰可察觉失真(BJND)模型,计算了结合视点因子的位平面恰可察觉失真模型的阈值,并将亮度因子和纹理因子的恰可察觉失真(JND)阈值映射到位平面上,综合得出了位恰可察觉失真模型。然后提出了一种基于位运动估计算法的视频压缩方案。该方案使改进后的搜索范围不仅包括时间维度,还包括灰度维度。根据人眼的视觉特点和概率统计分析,方案新增了补充匹配块来替代残差数据,从而保证了压缩比的恒定性。实验结果表明,所提方案对低5位平面压缩具有最佳的综合效果,压缩比为1.38,数据传输量恒定,且恢复后的图像与原始图像并无明显差异,更加符合人眼的直观感受。

关键词：视频压缩恰可察觉失真模型位平面运动估计算法

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基于边缘信息增强的前列腺MR图像分割网络

中国图象图形学报 2024年第3期29卷 755-767页

作者：张蝶黄慧马燕黄丙仓陆炜平上海师范大学信息与机电工程学院上海201400 上海市浦东新区公利医院影像科上海200120

目的前列腺图像精确分割对评估患者健康和制定治疗方案至关重要。然而传统U-Net模型在前列腺MR(magnetic resonance)图像分割上存在过拟合、边缘信息丢失等问题。针对上述问题,提出一种改进的U-Net 2D分割模型,旨在增强边缘信息、降低... 详细信息

目的前列腺图像精确分割对评估患者健康和制定治疗方案至关重要。然而传统U-Net模型在前列腺MR(magnetic resonance)图像分割上存在过拟合、边缘信息丢失等问题。针对上述问题,提出一种改进的U-Net 2D分割模型,旨在增强边缘信息、降低噪声影响,进而提高前列腺分割效果。方法为缓解过拟合现象,新模型通过对标准U-Net架构进行修改,将普通卷积替换为深度可分离卷积,重新设计编码器和解码器结构,降低模型参数量;为保存分割结果中的边缘信息,新模型通过ECA(efficient channel attention)注意力机制对U-Net解码器特征进行优化,以放大并保存小尺度目标的信息,并提出边缘信息模块和边缘信息金字塔模块,恢复并增强边缘信息,以缓解频繁下采样带来的边缘信息衰退以及编码器和解码器特征之间的语义差距问题;利用空洞空间金字塔池化(atrous spatial pyramid pooling,ASPP)模块对特征进行重采样,扩大感受野,以消除特征噪声。结果在PROMISE12(prostate MR image segmentation 2012)数据集上验证模型的有效性,并与6种基于U-Net的图像分割方法进行对比,实验证明其分割结果在Dice系数(Dice coefficient,DC)、HD95(95%Hausdorff distance)、召回率(recall)、Jaccard系数和准确度(accuracy)等指标上均有提高,DC较U-Net提高了8.87%,HD95较U-Net++和Attention U-Net分别降低了12.04 mm和3.03 mm。结论提出一种基于边缘信息增强的前列腺MR图像分割网络(attention mechanism and marginal information fusion U-Net,AIM-U-Net),其生成的分割图像具有丰富的边缘信息和空间信息,其主观效果和客观评价指标均优于其他同类方法,为提高临床诊断的准确度提供帮助。

关键词：医学图像分割前列腺 MR图像 U-Net 边缘信息