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转子系统碰摩故障实验研究进展与展望

振动与冲击 2014年第6期33卷 1-12页

作者：马辉杨健宋溶泽能海强闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

针对旋转机械出现的转定子碰摩故障,对实验研究进行全面综述。简单介绍模拟单点、局部及整周碰摩所用实验装置,分析三种碰摩形式出现的典型实验现象;局部碰摩故障在工程实际中为主要碰摩形式,据研究对象将其划分为简单转子系统局部碰摩... 详细信息

针对旋转机械出现的转定子碰摩故障,对实验研究进行全面综述。简单介绍模拟单点、局部及整周碰摩所用实验装置,分析三种碰摩形式出现的典型实验现象;局部碰摩故障在工程实际中为主要碰摩形式,据研究对象将其划分为简单转子系统局部碰摩、复杂转子系统局部碰摩、旋转叶片-机匣局部碰摩及实际机组局部碰摩;并对三种碰摩形式典型故障特征进行对比,分析转定子碰摩实验研究发展方向。

关键词：碰摩转子系统实验研究故障特征碰摩装置

高速主轴系统静止及运转状态下动力学特性对比分析

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机械工程学报 2012年第11期48卷 146-152页

作者：孙伟汪博闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

在静止和运转状态下,高速主轴系统动力学特性会有一定程度的差异,因此,用静止状态刀尖点频响函数预测主轴系统切削加工过程中的稳定性,有时会引起较大的误差。基于此,在详细介绍高速主轴系统在运转状态下有限元建模及分析方法的基础上,... 详细信息

在静止和运转状态下,高速主轴系统动力学特性会有一定程度的差异,因此,用静止状态刀尖点频响函数预测主轴系统切削加工过程中的稳定性,有时会引起较大的误差。基于此,在详细介绍高速主轴系统在运转状态下有限元建模及分析方法的基础上,以某高速主轴系统为研究对象,采用有限元法对比分析了该主轴系统静止状态、低速运转状态、高速运转状态时的固有特性和刀尖点频响函数的差异。结果表明,在低速运转状态下,该主轴系统的动力学特性同静止状态下基本相同;而在高速运转条件下,其动力学特性与静止状态下差异较大。为科学地分析同类主轴系统动力学特性和切削稳定性提供参考依据。

关键词：高速主轴系统静止状态运转状态动力学特性对比分析

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高速主轴系统切削稳定性预测及影响因素分析

机械工程学报 2013年第21期49卷 18-24页

作者：汪博孙伟闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

高速主轴系统切削稳定性直接影响产品的表面加工精度和切削系统的使用寿命,是评价高速主轴系统性能优劣的重要因素,而研究影响切削稳定性的因素并制定提高稳定性的合理途径同样也受到关注。提出从稳定性评价准则及系统频响函数的不同求... 详细信息

高速主轴系统切削稳定性直接影响产品的表面加工精度和切削系统的使用寿命,是评价高速主轴系统性能优劣的重要因素,而研究影响切削稳定性的因素并制定提高稳定性的合理途径同样也受到关注。提出从稳定性评价准则及系统频响函数的不同求解方法入手,分析无条件稳定区和有条件稳定区的影响因素,总结出系统所受激励、主轴转速及系统结构是影响切削稳定性的重要因素。以德国GMN高速主轴系统为例,在采用5自由度轴承受力与变形关系模型模拟角接触球轴承和分布式弹簧模型模拟主轴-刀柄-刀具结合部的基础上,建立完整高速主轴系统通用有限元模型;利用三维稳定性叶瓣图、极限切削深度和叶瓣交点随参数的变化曲线表征切削力幅值、转速及阻尼比等参数对切削稳定性的影响规律,为优化加工工艺、提高系统切削稳定性提供理论依据。

关键词：高速主轴系统主轴-刀柄-刀具结合部切削稳定性影响因素

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碰摩作用下盘片榫连结构接触特性的响应分析

航空动力学报 2015年第9期30卷 2203-2211页

作者：马辉王迪太兴宇能海强闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

以某压气机燕尾形榫连结构为研究对象,基于ANSYS有限元软件,建立了盘片的有限元模型.用脉冲力模拟局部碰摩时的碰摩力,分析了两种碰摩情况对榫连结构接触特性的影响,首先分析了侵入量为定值时,不同转速对榫连结构接触特性的影响,接着分... 详细信息

以某压气机燕尾形榫连结构为研究对象,基于ANSYS有限元软件,建立了盘片的有限元模型.用脉冲力模拟局部碰摩时的碰摩力,分析了两种碰摩情况对榫连结构接触特性的影响,首先分析了侵入量为定值时,不同转速对榫连结构接触特性的影响,接着分析了当转速为定值时,不同侵入量对榫连结构接触特性的影响.研究结果表明:随着转速的升高,榫连结构的最大接触压力和最大接触滑移距离不断的增加,最大接触压力变化规律变得更加复杂,而最大接触滑移距离变化规律逐渐趋于稳定并且最大接触滑移距离之间的变化幅度减小.随着侵入量的增加,榫连结构的最大接触压力以及最大接触滑移距离都会增大,但过大的侵入量将导致最大接触滑移距离发生突变.通过分析不同工况下几个节点接触压力及接触滑移距离的频谱响应,发现碰摩会产生转频的高倍频成分,当转频的倍频成分接近叶片固有频率时会出现倍频幅值放大现象.

关键词：盘片系统榫连结构碰摩接触特性有限元

局部涂敷硬涂层薄板有限元建模及涂敷位置优化

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振动与冲击 2018年第22期37卷 144-150页

作者：刘蓉孙伟东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

在固定硬涂层形状的前提下寻找最佳的涂敷位置是工程化实施硬涂层阻尼减振的迫切需求。以硬涂层薄板为例,研究实现上述硬涂层阻尼优化的方法。针对局部涂敷硬涂层的薄板结构完成了有限元建模,并利用修正模态应变能法确定了涂层复合结构... 详细信息

在固定硬涂层形状的前提下寻找最佳的涂敷位置是工程化实施硬涂层阻尼减振的迫切需求。以硬涂层薄板为例,研究实现上述硬涂层阻尼优化的方法。针对局部涂敷硬涂层的薄板结构完成了有限元建模,并利用修正模态应变能法确定了涂层复合结构的模态损耗因子。以获得单阶次或者多阶次最大模态损耗因子为目标,以涂层位置为设计变量描述了该硬涂层薄板阻尼优化模型。提出利用多种群遗传算法求解该优化问题的方法。以单面局部涂敷Ni Cr Al Co Y+YSZ硬涂层材料的悬臂板为例进行了实例研究,基于所创建的优化模型和优化方法,在薄板上实施了硬涂层涂敷位置的优化,并用实验验证了硬涂层板阻尼优化结果的合理性。

关键词：局部涂层硬涂层薄板有限元建模涂层位置优化

硬涂层参数对基础激励作用下悬臂梁振动特性的影响分析

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机械工程学报 2014年第19期50卷 105-111页

作者：孙伟刘营李晖东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

在硬涂层阻尼减振研究中,迫切地需要创建硬涂层复合结构的分析模型,进而对硬涂层的动力学减振机理给予理论解释。基于Oberst梁理论,创建了基础激励作用下硬涂层复合悬臂梁的解析分析模型,并推导出求解复合梁固有频率、振动响应和振动应... 详细信息

在硬涂层阻尼减振研究中,迫切地需要创建硬涂层复合结构的分析模型,进而对硬涂层的动力学减振机理给予理论解释。基于Oberst梁理论,创建了基础激励作用下硬涂层复合悬臂梁的解析分析模型,并推导出求解复合梁固有频率、振动响应和振动应力的解析表达式。进一步,对硬涂层复合悬臂梁进行实例研究,用试验及有限元法验证上述解析推导的正确性。应用所创建的硬涂层复合梁解析模型,分析了硬涂层参数(包括弹性模量、损耗因子、涂层厚度)对悬臂梁振动特性的影响规律。结果表明,随着硬涂层弹性模量、损耗因子、厚度的增加,复合梁总体的抗弯刚度与损耗因子均相应地增大,共振响应及共振应力减小,说明增加硬涂层的上述参数有助于提高复合结构的减振效果。

关键词：硬涂层悬臂梁基础激励振动特性影响分析

基于P300幅值几何差和脑网络特征的测谎方法研究

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仪器仪表学报 2015年第4期36卷 822-829页

作者：常文文王宏东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

测谎技术在刑事侦查以及辅助破案等方面有着特殊的作用,基于P300的测谎技术成为现代测谎中使用的一种重要方法。针对传统P300测谎方法中主要以时域内幅值大小和潜伏期长短作为判断指标中存在的一些缺点,提出了2种测谎方法,对总平均ERP... 详细信息

测谎技术在刑事侦查以及辅助破案等方面有着特殊的作用,基于P300的测谎技术成为现代测谎中使用的一种重要方法。针对传统P300测谎方法中主要以时域内幅值大小和潜伏期长短作为判断指标中存在的一些缺点,提出了2种测谎方法,对总平均ERP信号进行小波包分析,提取P300信号所在节律段,分别定义P300幅值几何差、非线性脑网络关系2类特征量作为判别指标,研究了在模拟说谎状态下被试P300信号的上述特征量,并就该特征判断指标应用到实验数据中进行测谎数据检验。实验结果表明,2种判断方法都有较高的判别准确率,甚至优于目前现有方法,可应用于真实的测谎环境中。

关键词：脑电图 P300 测谎小波包分析非线性相关脑网络

具有振幅依赖性的纤维增强复合薄板非线性阻尼的时域测试方法

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振动与冲击 2018年第5期37卷 169-174,187页

作者：李晖孙伟常永乐李健东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

基于Hilbert变换技术,研究具有振幅依赖的纤维增强复合薄板非线性阻尼的时域测试方法。首先,利用Hilbert变换技术,推导获得了具有振幅依赖的复合结构系统非线性阻尼的表达式,明确了从时域测试角度获取非线性阻尼参数的理论原理。然后,... 详细信息

基于Hilbert变换技术,研究具有振幅依赖的纤维增强复合薄板非线性阻尼的时域测试方法。首先,利用Hilbert变换技术,推导获得了具有振幅依赖的复合结构系统非线性阻尼的表达式,明确了从时域测试角度获取非线性阻尼参数的理论原理。然后,编写了MATLAB算法,并用数值算例证明了该算法的正确性。最后,总结并概括出一套合理、规范的测试流程,并对TC500碳纤维/树脂基复合薄板进行了实际测试。实践证明,利用所提出的方法可以有效获得复合薄板在不同衰减时刻对应的阻尼参数,该方法可以用来定量评价不同激励幅度及频率下具有振幅依赖的复合材料结构的非线性阻尼特性。

关键词：纤维增强复合薄板非线性阻尼时域测试振幅依赖性 Hilbert变换

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驾驶员脑电特征与手臂操纵驾驶行为研究

仪器仪表学报 2015年第9期36卷 2050-2056页

作者：纪俐王宏张驰化成城刘冲东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

为了进一步研究脑电信号与驾驶行为的关系,通过脑电采集设备与惯性运动捕捉系统同时捕捉驾驶员脑电信号数据与操作手臂运动参数。分析驾驶员手臂驾驶方向盘的过程中,脑电信号的变化与操作手臂运动方向之间的关系。利用共同空间模式(CSP... 详细信息

为了进一步研究脑电信号与驾驶行为的关系,通过脑电采集设备与惯性运动捕捉系统同时捕捉驾驶员脑电信号数据与操作手臂运动参数。分析驾驶员手臂驾驶方向盘的过程中,脑电信号的变化与操作手臂运动方向之间的关系。利用共同空间模式(CSP)与小波包分解(WPD)的方式,提取左右运动相关的C3和C4导联特征,结合手臂运动关节的加速度进行相关性分析。实验结果表明:在实际的驾驶行为中,左右转向过程,C3、C4导联出现持续的ERD/ERS现象,为脑机接口控制量化标准提供基础。

关键词：脑电驾驶运动捕捉驾驶方向特征提取脑电能量谱