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连续梁弯曲振动系统可靠性频率灵敏度研究

振动与冲击 2013年第18期32卷 159-162页

作者：吕春梅张义民刘宇周娜东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

将机械动力学与可靠性理论结合,依据固有频率与激振频率之差绝对值不超过规定值的关系准则,提出随机动态结构系统避免共振的频率可靠性分析方法;在研究基础上结合灵敏度技术,提出随机动态结构系统的频率可靠性灵敏度分析方法,推导出参... 详细信息

将机械动力学与可靠性理论结合,依据固有频率与激振频率之差绝对值不超过规定值的关系准则,提出随机动态结构系统避免共振的频率可靠性分析方法;在研究基础上结合灵敏度技术,提出随机动态结构系统的频率可靠性灵敏度分析方法,推导出参数为正态随机变量时可靠性灵敏度的表达式,获得可靠度与随机变量分布参数波动间的量化关系,通过研究设计参数的改变对系统可靠性影响,对动态结构系统共振的可靠性灵敏度分析方法进行探索。并以实际工程简化模型随机连续梁弯曲振动系统为例,将理论方法与工程实践相结合,对该模型进行频率可靠性灵敏度研究,理论计算与工程实际完全一致,表明该方法的有效性、实用性。

关键词：弯曲振动共振频率可靠性灵敏度随机连续梁系统

基于主轴动态响应的车削加工精度可靠性及灵敏度分析

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振动与冲击 2015年第23期34卷 14-17,47页

作者：张义民曹辉王昊杨周东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

考虑随机因素的影响,研究主轴受迫振动对车削精度可靠性的影响及随机参数的可靠性灵敏度。车床主轴加工时受到动态切削力作用,使主轴产生受迫振动。利用有限元方法计算主轴振动频率响应。考虑到加工过程切削参数的随机性影响,对切削参... 详细信息

考虑随机因素的影响,研究主轴受迫振动对车削精度可靠性的影响及随机参数的可靠性灵敏度。车床主轴加工时受到动态切削力作用,使主轴产生受迫振动。利用有限元方法计算主轴振动频率响应。考虑到加工过程切削参数的随机性影响,对切削参数进行随机抽样,计算不同参数条件下的频率响应。采用神经网络训练方法拟合频率响应与随机参数之间的关系式。建立车削加工时主轴受迫振动产生圆柱度误差的可靠性功能函数,并采用一次二阶矩法计算可靠度与随机参数的可靠性灵敏度。

关键词：受迫振动可靠度可靠性灵敏度神经网络一次二阶矩

谱载下SMA490BW钢焊接接头的裂纹扩展行为

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兵器材料科学与工程 2025年

作者：王玉光宋允基安金岚回丽许星元中车青岛四方机车车辆股份有限公司沈阳航空航天大学机电工程学院沈阳航空航天大学飞行器快速试制技术研究教育部重点实验室沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点实验室东北大学机械工程与自动化学院

为了研究高速列车转向架用SMA490BW钢焊接接头在不同载荷谱和厚度下的裂纹扩展行为，用光学显微镜和扫描电镜分析了试样的显微组织和断口形貌。结果表明：当厚度相同、载荷谱不同时SMA490BW钢焊接接头在低-高-低载荷工况下裂纹扩展寿命... 详细信息

为了研究高速列车转向架用SMA490BW钢焊接接头在不同载荷谱和厚度下的裂纹扩展行为，用光学显微镜和扫描电镜分析了试样的显微组织和断口形貌。结果表明：当厚度相同、载荷谱不同时SMA490BW钢焊接接头在低-高-低载荷工况下裂纹扩展寿命更长，迟滞效应的影响更大；当载荷谱相同、厚度不同时SMA490BW钢焊接接头的裂纹扩展寿命随着厚度的增加而减少，减少了迟滞效应的影响；通过断口分析解释了谱载条件下SMA490BW钢焊接接头裂纹扩展行为的机理。

关键词： SMA490BW钢焊接接头谱载迟滞疲劳裂纹扩展

Er^(3+)-Tm^(3+)-Yb^(3+)掺杂Bi_4Ti_3O_(12)薄膜的上转换白色荧光和铁电性能

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金属学报 2014年第1期50卷 88-94页

作者：孙丽娜谭俊巴德纯原培新东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学理学院沈阳110819 东北大学研究院沈阳110819

通过化学溶液沉积法制备了Er^(3+)-Tm^(3+)-Yb^(3+)共掺杂的Bi_4Ti_3O_(12)薄膜,并研究了薄膜的上转换荧光和铁电性能.在980 nm红外光的激发下,薄膜的室温发射光谱在可见光区域显示岀4个发射带,分别是峰值为478 nm的蓝光发射带,对应Tm^(... 详细信息

通过化学溶液沉积法制备了Er^(3+)-Tm^(3+)-Yb^(3+)共掺杂的Bi_4Ti_3O_(12)薄膜,并研究了薄膜的上转换荧光和铁电性能.在980 nm红外光的激发下,薄膜的室温发射光谱在可见光区域显示岀4个发射带,分别是峰值为478 nm的蓝光发射带,对应Tm^(3+)的~1G_4→~3H_6能级跃迁;峰值为527和548 nm的绿光发射带,对应Er^(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)和~4S1/2→~4I_(15/2)能级跃迁;峰值为657 nm的红光发射带,由Er^(3+)的~4F_(9/2)→~4I_(15/2)和Tm^(3-)的~1G_4→~3F_4能级跃迁产生的发射带复合而成.荧光的颜色可以通过改变Er^(3-),Tm^(3+),Yb^(3+)离子的掺杂浓度加以调节.在固定Tm^(3+),Yb^(3-)浓度的Bi_(3.59-x)Er_xTm_(0.01)Yb_(0.4)Ti_3O_(12)(BEr,TYT)薄膜中,随着Er^(3+)浓度的增加,红、蓝光和绿、蓝光的强度比均增加,Er^(3+)离子的淬灭浓度为1.75‰(摩尔分数,下同);在固定Er^(3+),Yb^(3+)浓度的Bi_(3.593-y)Er_(0.007)Tm_yYb_(0.4)Ti_1O_(12)(BETm_yYT]薄膜中,随着Tm^(3+)浓度的增加,绿、蓝光和红、蓝光的强度比均降低,Tm^(3+)的淬灭浓度为2.5‰;在固定Er^(3-),Tm^(3+)浓度的Bi_(3.98-x)Er_(0.01)Tm_(0.01)Yb,Ti_3O_(12)(BETYb,T)薄膜中,随着Yb^(3+)浓度的增加,蓝、绿光和红、绿光的强度比均增加,Yb^(3-)对Er^(3-)发射的荧光淬灭浓度小于5%,而对Tm^(3-)发射的荧光淬灭浓度大于18%.Bi_(3.5#15)Er_(0.0045)Tm_(0.01)Yb_(0.4)Ti_3O_(12)薄膜上转换荧光值为(0.31,0.34),最接近标准白光的色度坐标(0.33,0.33).在不同功率的红外激光激发下,薄膜荧光的色度坐标变化幅度很小,说明薄膜具有较好的颜色稳定性.通过分析薄膜荧光的上转换机制,从Er^(3+)向Tm^(3-)有明显的能量传递发生,使光谱中红、绿、蓝光的相对强度和稀土离子的淬灭浓度发生明显变化.薄膜的铁电性能测试表有,当Er^(3+),Tm^(3+),Yb^(3+)掺杂的总浓度约为10%时(Bi_(3.5815)Er_(0.0085)Tm_(0.01)Yb_(0.4)Ti_3O_(12),薄膜的铁电剩余极化强度达到最大值,为27.8μC/cm^2.

关键词：白色荧光铁电性能上转换薄膜

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具有弹性支承输流管路的振动分析

振动．测试与诊断 2017年第6期37卷 1222-1226页

作者：赵千里孙志礼柴小冬东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

为研究截面内流速不均以及弹性支承对输流管路振动问题的影响,利用伽辽金法对考虑了流动模型修正因子的具有弹性支承的两端固定式输流管路的振动微分方程进行了推导,得到了一般形式下输流管路强迫振动稳态响应的表达式。结果发现:流动... 详细信息

为研究截面内流速不均以及弹性支承对输流管路振动问题的影响,利用伽辽金法对考虑了流动模型修正因子的具有弹性支承的两端固定式输流管路的振动微分方程进行了推导,得到了一般形式下输流管路强迫振动稳态响应的表达式。结果发现:流动形式为层流时管路的固有频率和临界流速均小于理想流动模型(平推流模型)的值;前者的发散临界流速比后者小约13.4%,与理论结果一致;固有频率随弹簧安置位置的增加而呈现振荡的变化,但始终大于无弹性支承时的值。该方法可作为设计支承形式的基础,可以推广用来研究其他类型管路的振动问题,并为设计人员提供精确的计算结果。

关键词：伽辽金法自由振动强迫振动输流管路流动模型修正因子

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梁结构碰撞位置的定量诊断方法

振动．测试与诊断 2016年第4期36卷 636-640,806页

作者：姚红良孙云许琦闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

针对机械设备中广泛存在的各种梁结构常因振动等原因与外界发生碰撞而不能及时准确检测出碰撞位置的问题,提出了一种梁结构碰撞故障位置的定量诊断方法。基于谐波平衡理论推导出碰撞梁响应信号中高次谐波成分之间的对比关系,根据无故障... 详细信息

针对机械设备中广泛存在的各种梁结构常因振动等原因与外界发生碰撞而不能及时准确检测出碰撞位置的问题,提出了一种梁结构碰撞故障位置的定量诊断方法。基于谐波平衡理论推导出碰撞梁响应信号中高次谐波成分之间的对比关系,根据无故障系统和故障系统信号的响应之差,提取某一高阶谐波分量,结合梁结构系统的有限元模型来诊断碰撞故障的具体位置。对悬臂梁和复杂梁结构的数值仿真和实验结果显示,该诊断方法能够准确判断梁结构的碰撞故障位置。通过改变未知参数的实验表明,该方法具有较好的稳健性,不需要大量的先验数据,仅用两个测点的响应数据就可以诊断出故障的准确位置,简单又便于实现在线诊断。

关键词：碰撞定量诊断谐波分量梁结构

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超声振动透镜辅助激光打孔实验研究

中国机械工程 2020年第21期31卷 2542-2546页

作者：沈诚邹平康迪王文杰东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

为研究超声振动透镜辅助对激光打孔加工质量和效率的影响,采用YLR-1000连续激光器和所设计的超声振动透镜辅助装置,以304不锈钢薄片为研究对象,分别在不同离焦量、激光功率、打孔时间、超声振幅情况下进行有无超声振动辅助激光打孔对比... 详细信息

为研究超声振动透镜辅助对激光打孔加工质量和效率的影响,采用YLR-1000连续激光器和所设计的超声振动透镜辅助装置,以304不锈钢薄片为研究对象,分别在不同离焦量、激光功率、打孔时间、超声振幅情况下进行有无超声振动辅助激光打孔对比实验。实验采用VHX-1000E超景深显微系统对工件进行检测,并以孔径、热影响区半径、孔锥度、孔深和堆砌高度为主要指标分析实验结果。结果表明:超声振动透镜辅助可从总体上提高激光打孔的加工质量和效率。

关键词：激光打孔超声振动辅助加工对比实验微孔成形质量

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发动机配气机构传动系统的频率可靠性分析

振动．测试与诊断 2017年第2期37卷 284-287页

作者：杨周刘洋张义民东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

根据发动机配气机构传动系统的固有频率与凸轮激振频率的差绝对值不超过规定槛值的关系准则,定义了配气机构传动系统共振的准失效状态,同时根据摄动理论和可靠性技术推导出参数为正态随机变量时的准失效概率表达式,提出了减小振动的可... 详细信息

根据发动机配气机构传动系统的固有频率与凸轮激振频率的差绝对值不超过规定槛值的关系准则,定义了配气机构传动系统共振的准失效状态,同时根据摄动理论和可靠性技术推导出参数为正态随机变量时的准失效概率表达式,提出了减小振动的可靠性分析方法。在此基础上,以发动机配气机构振动简化模型为例,分别以所提方法和可靠性分析的Monte Carlo法计算该系统的共振可靠度,数值结果进一步证明了所提方法的可实用性。该方法可用于分析振动影响程度,以避免配气机构的共振失效。

关键词：配气机构振动与冲击传动系统频率分析可靠度

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基于降维积分的结构系统可靠性分析研究

力学学报 2013年第3期45卷 456-460页

作者：黄贤振张义民吴茂昌李鹤东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

复杂结构系统一般具有多个失效模式.传统系统可靠性分析模型是在假设各失效模式相互独立的条件下建立的.而在工程实际问题中,由于结构系统的组成单元之间紧密联系,系统的失效模式大多是相互耦合的.简单地在失效模式相互独立的假设条件... 详细信息

复杂结构系统一般具有多个失效模式.传统系统可靠性分析模型是在假设各失效模式相互独立的条件下建立的.而在工程实际问题中,由于结构系统的组成单元之间紧密联系,系统的失效模式大多是相互耦合的.简单地在失效模式相互独立的假设条件下进行系统可靠性分析与评价常常会导致过大的误差,甚至得出错误的结论.提出一种相关失效模式结构系统可靠性分析方法.利用降维法和Gauss--Hermite数值积分技术计算随机参数结构系统极限状态函数的统计矩,采用极限状态函数的前四阶累积量拟合其累积量生成函数,通过鞍点逼近方法拟合结构系统极限状态函数的概率密度函数和累积分布函数,进而获取结构系统的可靠度(或失效概率).数值算例表明该方法具有较高的计算精度和效率,通用性强.

关键词：相关失效可靠性降维法鞍点逼近