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铝合金Al6061微尺度磨削力热特性试验分析

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机械工程学报 2014年第23期50卷 165-174页

作者：温雪龙巩亚东程军巴德纯李宝朋东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

微磨削加工是微尺度加工领域的一种重要的加工方法。基于铝合金Al6061建立微磨削力热特性的理论模型。设计铝合金Al6061材料的微磨削单因素试验,分析试验结果得出不同磨削参数对微磨削力和磨削温度影响规律。针对不同的磨削深度,研究微... 详细信息

微磨削加工是微尺度加工领域的一种重要的加工方法。基于铝合金Al6061建立微磨削力热特性的理论模型。设计铝合金Al6061材料的微磨削单因素试验,分析试验结果得出不同磨削参数对微磨削力和磨削温度影响规律。针对不同的磨削深度,研究微磨削表面温度和表面下不同深度位置的温度分布情况,并对加工表面进行热烧伤检测。根据试验数据结果对所建立微磨削力和微磨削温度的理论模型的准确性进行了验证,并通过试验测量得到微磨削后最高表面温度为78.5℃。试验研究结果也为进一步研究零件表面完整性和提高零件表面质量提供重要依据。

关键词：微磨削磨削力磨削温度

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基于脑电信号的疲劳驾驶状态研究

汽车工程 2018年第5期40卷 515-520页

作者：陈骥驰王宏王翘秀化成城刘冲东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

为准确快速检测驾驶员的疲劳状态,本文中提出了一种基于脑网络特征的疲劳检测方法。首先选取真实驾驶实验环境,实时采集驾驶员的脑电信号,对其进行小波包分解与重构,提取各个节律信号。接着通过计算各导联间的相位迟滞指数,构建连接矩阵... 详细信息

为准确快速检测驾驶员的疲劳状态,本文中提出了一种基于脑网络特征的疲劳检测方法。首先选取真实驾驶实验环境,实时采集驾驶员的脑电信号,对其进行小波包分解与重构,提取各个节律信号。接着通过计算各导联间的相位迟滞指数,构建连接矩阵,并提取各个节律的脑网络特征。最后通过对驾驶员主观疲劳度与所提取特征的人工神经网络回归分析,得到二者间的复杂关系,相关性系数R为90.27%。结果验证了基于功能连接的精神疲劳评估方法的可行性,为不同精神状态下建立脑动态模型开辟了新的途径。本文中提出的方法利用较少电极可穿戴EEG设备检测疲劳简便、经济,对驾驶员疲劳检测系统的开发具有重要意义。

关键词：疲劳驾驶脑电信号脑网络神经网络

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转子系统永磁变刚度抑振及吸振研究

机械工程学报 2017年第9期53卷 66-72页

作者：姚红良王重阳陈子冬闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

针对旋转机械往往存在振动过大的问题,提出了采用永久磁铁构成的变刚度机构实现转子系统抑振和吸振。首先应用电磁学理论推导了永磁变刚度机构的刚度公式并进行分析;其次将永磁变刚度机构应用于转子系统的振动抑制并进行了试验研究;最... 详细信息

针对旋转机械往往存在振动过大的问题,提出了采用永久磁铁构成的变刚度机构实现转子系统抑振和吸振。首先应用电磁学理论推导了永磁变刚度机构的刚度公式并进行分析;其次将永磁变刚度机构应用于转子系统的振动抑制并进行了试验研究;最后设计了含永磁变刚度机构的旋转机械动力吸振器,并进行了转子-吸振器系统的动力学仿真和试验研究。结果表明,所提出的永磁变刚度机构具有非接触、刚度值大、容许相对位移大、线性度好等优点,且可以通过动静磁铁间距调整实现刚度变化;该机构对转子系统的振动抑制和吸振都有良好的效果。

关键词：永久磁铁变刚度机构转子系统振动抑制动力吸振器

考虑齿轮-转子系统振动响应的最佳修形曲线研究

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振动与冲击 2015年第11期34卷 17-22页

作者：马辉逄旭宋溶泽闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

轮齿修形可减小齿轮静态传动误差,改善齿轮动态特性。基于现有文献,考虑基圆与齿根圆不重合,在齿廓精确建模的基础上确定齿轮的时变啮合刚度和静态传动误差。针对不同修形曲线在不同修形量下齿轮静态传动误差的变化进行分析,给出了不同... 详细信息

轮齿修形可减小齿轮静态传动误差,改善齿轮动态特性。基于现有文献,考虑基圆与齿根圆不重合,在齿廓精确建模的基础上确定齿轮的时变啮合刚度和静态传动误差。针对不同修形曲线在不同修形量下齿轮静态传动误差的变化进行分析,给出了不同修形量范围内的最佳修形曲线,并结合齿轮-转子系统动力学模型,考虑齿廓修形引起的无载荷静态传动误差,分析不同修形曲线下系统的振动特性,进一步确定不同转速下最佳修形曲线。研究结果表明通过评估齿轮-转子系统的振动特性,可更好地确定不同转速下的轮齿的最佳修形曲线。

关键词：齿廓修形时变啮合刚度静态传动误差齿轮-转子系统振动响应

基于扩张观测器的四旋翼无人机轨迹鲁棒滑模控制

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中国惯性技术学报 2018年第2期26卷 247-254页

作者：张居乾师玉茹任朝晖闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

针对四旋翼无人机轨迹追踪问题,提出了一种基于扩张状态观测器的鲁棒滑模控制方法。考虑无人机系统受到内外部扰动、线速度未知等不确定性影响,通过引入扩张状态观测器,对系统不确定因素进行实时估计并给予补偿,实现了系统对扰动的鲁棒... 详细信息

针对四旋翼无人机轨迹追踪问题,提出了一种基于扩张状态观测器的鲁棒滑模控制方法。考虑无人机系统受到内外部扰动、线速度未知等不确定性影响,通过引入扩张状态观测器,对系统不确定因素进行实时估计并给予补偿,实现了系统对扰动的鲁棒性和对环境的高度适应性。同时,滑模控制通过引入切换函数来消除干扰及不确定项,但较大的切换增益会引起系统颤振,因此,干扰和不确定项是颤振的主要来源,利用扩张状态观测器来估计干扰及不确定项并加以补偿,消除了颤振。利用Lyapunov理论,证明了控制系统的稳定性。系统仿真实验结果表明,所提出的控制方法能够保证四旋翼无人机轨迹追踪的鲁棒性,旋翼转速最大跳变幅值降低86.4%~94.5%,提高了系统稳定性。

关键词：四旋翼无人机轨迹追踪扩张观测器滑模控制线速度反馈

非线性振动系统基于频率俘获现象的谐振同步分析

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机械工程学报 2014年第3期50卷 100-107页

作者：李小号陈述平刘杰东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

基于单质体非线性振动系统的机电耦合动力学模型,在对非线性振动系统起动过程中出现的频率俘获现象定量描述的基础上,考虑非理想振动系统的激振源与系统非线性振动运动的相互影响,研究了双激振源非线性振动系统基于频率俘获作用,实现谐... 详细信息

基于单质体非线性振动系统的机电耦合动力学模型,在对非线性振动系统起动过程中出现的频率俘获现象定量描述的基础上,考虑非理想振动系统的激振源与系统非线性振动运动的相互影响,研究了双激振源非线性振动系统基于频率俘获作用,实现谐振同步的理论条件。并依据激振电动机驱动系统与振动机械系统之间的耦合动力学模型及试验测定的试验台机械特性参数,通过数值仿真及试验,验证和解释了非线性振动系统频率俘获现象下,系统双激振源的谐振同步问题,指出非理想非线性振动系统的频率俘获现象,以及该现象下的多激振源谐振同步运动与振动系统的非线性强度、刚度、阻尼等参数之间的关系。研究结果对多激振源激励非线性振动系统的谐振同步运动现象分析,提供一定的理论支持和试验依据。

关键词：非理想非线性谐振同步频率俘获

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基于数值建模的砂轮形貌仿真与测量

机械工程学报 2012年第23期48卷 184-190页

作者：刘月明巩亚东曹振轩东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

建立球形磨粒在空间随机运动的数学模型,提出创建三维砂轮数值模型的方法。提取仿真砂轮的表层磨粒以生成虚拟砂轮形貌,依据振动模型确定的磨粒中心坐标,将球形磨粒转化为不规则六面体进行统计分析。以单点金刚石笔为修整工具,建立修整... 详细信息

建立球形磨粒在空间随机运动的数学模型,提出创建三维砂轮数值模型的方法。提取仿真砂轮的表层磨粒以生成虚拟砂轮形貌,依据振动模型确定的磨粒中心坐标,将球形磨粒转化为不规则六面体进行统计分析。以单点金刚石笔为修整工具,建立修整模型并将其引入砂轮形貌生成过程之中。利用激光传感器测量实际砂轮形貌的磨粒分布规律,并将试验统计数据与同特征的仿真结果相比较,分析两结果之间的区别和联系。通过计算磨粒突出高度、磨粒间距等评价参数,讨论砂轮形貌修整前后的差异,测量和仿真的结果表明:在初始砂轮形貌中,磨粒突出高度呈正态分布,修整后则近似均匀分布,大部分磨粒间距分布在0.2～0.6 mm,为进一步探讨砂轮形貌对磨削工件的影响提供了依据。

关键词：砂轮形貌仿真修整模型磨粒高度

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微尺度高速铣削表面质量的试验研究

机械工程学报 2013年第13期49卷 190-198页

作者：巩亚东张金峰张永震刘月明东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

随着信息时代的发展,微功能器件已变得越来越重要,制造具有尺寸精度高、表面质量好和加工误差小的微零件提出了新的挑战。利用高速微铣削加工不同材料的微沟槽,研究沟槽底面质量和沟槽立面毛刺特性和变化规律,为微零件的加工提供理论依... 详细信息

随着信息时代的发展,微功能器件已变得越来越重要,制造具有尺寸精度高、表面质量好和加工误差小的微零件提出了新的挑战。利用高速微铣削加工不同材料的微沟槽,研究沟槽底面质量和沟槽立面毛刺特性和变化规律,为微零件的加工提供理论依据和技术指导。从理论角度引入微铣刀切削刃微切削和划过表面的次摆线模型,对铣削表面形成原因和毛刺产生机理进行着重分析;借助于已有的微铣削试验平台、选择典型工件试验材料并设计对应的试验方法;针对典型材料加工后的表面质量进行了分析和总结归纳;获得微沟槽表面粗糙度和毛刺的变化规律。试验结果表明:每齿进给量与切削刃圆弧半径的比例小于1,即发生最小切削厚度效应;随着进给速度和主轴转速的逐渐增大,沟槽底面的表面粗糙度Ra将会逐渐降低;毛刺的分布数量和高度差会随着主轴转速的提高而下降,随着每齿进给量的加大而变高。在高速微铣削研究中得出的微沟槽规律对深层次研究表面质量加工机理具有一定的指导意义。

关键词：表面粗糙度毛刺微铣削参量最小铣削厚度效应

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转子系统二阶油膜失稳故障仿真及试验研究

机械工程学报 2013年第9期49卷 24-29页

作者：马辉李辉张素燕闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

针对高转速下滑动轴承易出现高阶油膜失稳的问题,建立考虑陀螺效应的单跨双盘转子系统集中质量模型,其中左、右轴承分别采用弹簧-阻尼模型和短轴承非线性油膜力模型。考虑两圆盘偏心反相位情况,通过轴心轨迹、时域波形、频谱图和三维谱... 详细信息

针对高转速下滑动轴承易出现高阶油膜失稳的问题,建立考虑陀螺效应的单跨双盘转子系统集中质量模型,其中左、右轴承分别采用弹簧-阻尼模型和短轴承非线性油膜力模型。考虑两圆盘偏心反相位情况,通过轴心轨迹、时域波形、频谱图和三维谱图,分析转子系统在升速过程中出现的油膜失稳规律及产生的复杂非线性动力学特性。通过搭建模型试验台,对仿真结果进行验证。理论和试验结果均表明:在较高转速下系统会同时出现前两阶油膜振荡,油膜振荡会激起与转频和前两阶振荡频率有关的组合频率成分,且1阶和2阶油膜振荡共存时存在能量转换现象。

关键词：转子系统油膜失稳动力学特性组合频率