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基于部分观测识别非线性高层剪切框架结构参数与未知地震作用

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振动与冲击 2022年第24期41卷 51-59页

作者：戚铖恺吴嘉敏黄金山杨宁厦门大学建筑与土木工程学院福建厦门361005 厦门大学航空航天学院福建厦门361005 科廷大学土木与机械工程学院澳大利亚珀斯6102

地震作用下高层建筑结构状态识别具有重大意义。高层剪切框架结构因其自由度多,使得结构状态和性能参数识别的难度增加,尤其是在未知地震作用下。针对强震作用下高层剪切框架结构出现非线性的工况,基于未知地震作用下结构的绝对加速度... 详细信息

地震作用下高层建筑结构状态识别具有重大意义。高层剪切框架结构因其自由度多,使得结构状态和性能参数识别的难度增加,尤其是在未知地震作用下。针对强震作用下高层剪切框架结构出现非线性的工况,基于未知地震作用下结构的绝对加速度响应的部分观测量,在课题组最新提出的广义未知激励下扩展卡尔曼滤波(GEKF-UI)方法的基础上,提出了一种子结构与GEKF-UI相结合的方法,同时识别非线性剪切框架结构参数与系统状态以及未知地震激励,通过将剪切框架子结构边界力作为附加未知激励,且无需观测边界处的响应,进行各子结构的独立并行识别,避免了误差累积。最后采用数值算例对方法进行了验证,结果表明所提方法可有效识别未知地震激励下的非线性高层建筑状态与参数,并同时识别未观测的地震激励。

关键词：高层建筑参数识别荷载识别非线性系统识别卡尔曼滤波子结构方法

可溶性聚酰亚胺/纳米SiO_(2)复合薄膜的制备及性能

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化工新型材料 2022年第6期50卷 117-121页

作者：陈琳张宇菲冯洋李一锋朱秀慧张焜刘彦廷营口理工学院化学与环境工程学院营口115014

采用硅烷偶联法对纳米SiO_(2)粒子的表面进行修饰改性,之后与可溶性聚酰亚胺溶液混合,并经高速机械搅拌与球磨分散工艺,制备了不同掺杂量的柔性聚酰亚胺/纳米SiO_(2)复合薄膜。结果表明:随着SiO_(2)掺杂量的提高,复合薄膜的热尺寸稳定... 详细信息

采用硅烷偶联法对纳米SiO_(2)粒子的表面进行修饰改性,之后与可溶性聚酰亚胺溶液混合,并经高速机械搅拌与球磨分散工艺,制备了不同掺杂量的柔性聚酰亚胺/纳米SiO_(2)复合薄膜。结果表明:随着SiO_(2)掺杂量的提高,复合薄膜的热尺寸稳定性、折射率、介电性能显著改善,同时在可见光区保持有较高透光率、较低浊度以及良好力学性能。改性后的纳米SiO_(2)粒子与聚酰亚胺基体有良好的界面相容性,高效混合工艺进一步提高了纳米粒子的分散性,所制备的聚酰亚胺/纳米SiO_(2)复合薄膜可作为柔性衬底材料应用于穿戴电化学传感器。

关键词：复合薄膜聚酰亚胺纳米二氧化硅透明性柔性衬底

基于ANSYS的45钢表面激光淬火数值模拟

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热加工工艺 2023年

作者：朱习栋阿达依·谢尔亚孜旦陈昌启新疆大学机械工程学院

采用ANSYS软件模拟计算45钢表面激光淬火温度场的变化规律,预测淬火硬化层的深度和宽度,分析工艺参数对45钢表面激光淬火温度场的影响,并探讨工艺参数与45钢表面淬火硬化层深度和宽度之间的相互关系。结果表明:45钢表面的淬火硬化层的... 详细信息

采用ANSYS软件模拟计算45钢表面激光淬火温度场的变化规律,预测淬火硬化层的深度和宽度,分析工艺参数对45钢表面激光淬火温度场的影响,并探讨工艺参数与45钢表面淬火硬化层深度和宽度之间的相互关系。结果表明:45钢表面的淬火硬化层的深度和宽度与激光输出功率成正比,与激光扫描速度和光斑直径成反比;45钢表面激光淬火的最佳工艺参数为激光输出功率900 w.激光扫描速度8 mm/s、光斑直径Φ5mm,此时,淬火硬化层的深度为0.508 mm、宽度为2.865 mm。

关键词： 45钢激光淬火温度场模拟硬化层

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动力电池液冷系统设计及其场协同优化

机械设计与制造 2024年第1期395卷 246-249,255页

作者：成亚仙霍为炜郭陈栋王刚北京信息科技大学机电工程学院北京100192 新能源汽车北京实验室北京100192 中国质量认证中心北京100070

主要针对纯电动汽车动力电池液冷系统参数进行设计及优化,建立电池组散热模型,对其在不同参数下放电过程中的热分布进行仿真。在热流协同性和冷却效果方面,运用场协同原理对冷却管道中的各个参数进行分析。仿真结果表明,冷却液初始温度... 详细信息

主要针对纯电动汽车动力电池液冷系统参数进行设计及优化,建立电池组散热模型,对其在不同参数下放电过程中的热分布进行仿真。在热流协同性和冷却效果方面,运用场协同原理对冷却管道中的各个参数进行分析。仿真结果表明,冷却液初始温度、流速和入口分布均会对液冷系统冷却性能产生影响。根据条件设置,冷却液初始温度为15℃与流速为2L/min的液冷系统可有效提高电池组的冷却效果;冷却通道入口为3个时期冷却效果最佳,电池组温差为最小。

关键词：电动汽车热管理场协同原理液冷系统

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Z4型冗余驱动并联操作器的驱动特性研究

机械工程学报 2023年

作者：张俊吴成阳方汉良孙载超王凯龙汤腾飞浙江理工大学机械工程学院福州大学机械工程及自动化学院

并联操作器作为串-并联式混联加工装备的核心模块，其驱动特性对系统性能至关重要。以Z4型冗余驱动并联操作器为研究对象，提出一类驱动特性评价指标，并基于该类指标对其进行任务空间优选和伺服扭矩参数预估。首先，采用封闭矢量法求... 详细信息

并联操作器作为串-并联式混联加工装备的核心模块，其驱动特性对系统性能至关重要。以Z4型冗余驱动并联操作器为研究对象，提出一类驱动特性评价指标，并基于该类指标对其进行任务空间优选和伺服扭矩参数预估。首先，采用封闭矢量法求解操作器的运动学逆解，并构建无量纲雅可比矩阵以评估其运动学各向同性。其次，运用Lagrange法建立操作器的刚体动力学模型，并基于最小二范数法进行驱动力分配。接着，选取末端刀尖点为参考点，定义加速度、速度和动态切削力的驱动各向同性指标和驱动扭矩指标。最后，基于所提指标，搜索综合性能良好的任务空间，确定伺服扭矩参数，并通过实验验证所选电机满足使用要求。

关键词：并联操作器动力学建模各向同性驱动扭矩

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黑火药在真空环境下点火性能试验研究

推进技术 2022年第8期43卷 385-392页

作者：毕一凡邓寒玉廖文和陈诚文俊杰南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 北京理工大学宇航学院北京100081

黑火药作为固体火箭发动机中常用的点火药,是决定其工作性能的关键因素。为了研究黑火药在真空环境下的点火性能,通过真空点火试验,测试了不同点火结构、不同黑火药质量下的点火压力曲线和羽流现象,并与常压点火试验结果对比,分析了不... 详细信息

黑火药作为固体火箭发动机中常用的点火药,是决定其工作性能的关键因素。为了研究黑火药在真空环境下的点火性能,通过真空点火试验,测试了不同点火结构、不同黑火药质量下的点火压力曲线和羽流现象,并与常压点火试验结果对比,分析了不同工况下黑火药点火性能的优劣。结果表明:真空环境下增加黑火药质量可以提高点火压强峰值,与常压条件相比提升幅度较小;与常压试验对比,真空下前端点火和尾部点火产生的压强峰值都会下降2MPa左右;不同黑火药质量的常压或真空点火试验中,前端点火试验样机到达压强峰值的时间都近似为5ms,而尾部点火试验样机到达峰值的时间不同;在真空点火试验中,羽流扩张角会在一段时间内变大或变小,即出现明显的黑火药不稳定燃烧现象,试验结束后有较多未燃烧完全的黑火药残留在发动机周围,而在常压点火试验中,这些未燃烧完全的黑火药颗粒会在空气中二次燃烧,黑火药残留较少。

关键词：固体火箭发动机黑火药点火性能真空试验羽流

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滚珠丝杠副运动精度可靠性柔性分析

机械工程与技术 2022年第2期11卷 138-144页

作者：刘亚西孙奎洲江苏理工学院机械工程学院江苏常州

滚珠丝杠机构在高速重载并且要求精度高的情况下,考虑其构件因为受力产生变形,把钢珠和丝杠作为柔性构件对滚珠丝杠副进行可靠度计算。首先通过Solidw.rks进行三维建模,然后把模型导入ADAMS中进行参数化,利用ADAMS柔性体模块对丝杠和钢... 详细信息

滚珠丝杠机构在高速重载并且要求精度高的情况下,考虑其构件因为受力产生变形,把钢珠和丝杠作为柔性构件对滚珠丝杠副进行可靠度计算。首先通过Solidw.rks进行三维建模,然后把模型导入ADAMS中进行参数化,利用ADAMS柔性体模块对丝杠和钢珠进行柔性化处理,进行刚性模型仿真和柔性模型仿真,并且利用MC和Insight模块产生随机数,求出刚性模型和柔性模型的可靠度。最后得到滚珠丝杠副柔性构件对位移可靠度影响较小,对速度和加速度的运动精度影响较大。

关键词：滚珠丝杠柔性化可靠度 ADAMS

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考虑关节回差的工业机器人精度补偿方法

航空学报 2022年第5期43卷 77-91页

作者：田威程思渺李波廖文和南京航空航天大学机电学院南京210016 南京理工大学机械工程学院南京210094

工业机器人由于绝对定位精度低的缺点一直难以应用于航空航天高精制造领域。影响机器人定位误差的因素较多,对精确建立其误差模型提出了严峻的挑战。现有的建模方法通常将机器人定位误差与其位姿关联,忽略了同一位姿下关节回差对其定位... 详细信息

工业机器人由于绝对定位精度低的缺点一直难以应用于航空航天高精制造领域。影响机器人定位误差的因素较多,对精确建立其误差模型提出了严峻的挑战。现有的建模方法通常将机器人定位误差与其位姿关联,忽略了同一位姿下关节回差对其定位误差的影响。为提高工业机器人绝对定位精度,提出了一种考虑关节回差的工业机器人误差相似度精度补偿方法。基于改进的Denavit-Hartenberg模型建立了包含机器人几何误差、坐标系误差和传动误差的综合辨识模型,利用最小二乘法辨识了关节回差。根据辨识得到的关节回差等参数构建了误差相似度模型,使用3种型号的机器人验证了该方法对提高机器人绝对定位精度的可行性和通用性,最终通过KUKA KR500-3机器人进行了制孔试验验证。试验结果表明,该方法相较于传统方法将机器人定位误差降低了约0.1 mm,精度提高了30%以上,制孔孔位精度从0.701 mm提升至0.134 mm,为有效提高工业机器人的绝对定位精度提供了一种技术手段。

关键词：工业机器人关节回差误差相似度参数辨识精度补偿

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数控铣削能耗预测及切削参数多目标优化研究

重庆理工大学学报(自然科学) 2023年

作者：易望远尹瑞雪田应权欧丽贵州大学机械工程学院

为了研究数控铣床节能优化问题，首先以316L不锈钢为加工对象，设计了数控铣削实验方案，并进行了实验数据分析；然后以实验数据为样本，运用BP神经网络建立了数控机床能耗预测模型，并利用蜣螂优化算法（DBO）对BP神经网络结构进行优... 详细信息

为了研究数控铣床节能优化问题，首先以316L不锈钢为加工对象，设计了数控铣削实验方案，并进行了实验数据分析；然后以实验数据为样本，运用BP神经网络建立了数控机床能耗预测模型，并利用蜣螂优化算法（DBO）对BP神经网络结构进行优化，建立基于DBO-BP神经网络的数控机床能耗预测模型。通过对比优化前后两模型，选择具有更高的预测精度和稳定性的DBO-BP神经网络模型与加工成本建立铣削参数多目标优化模型，并运用NSGA-II对铣削参数多目标优化模型求解，得到最优解集，最后运用熵权TOPSIS法对最优解集进行决策，得到最优解。通过对比优化前后比能耗和加工成本，优化后的切削参数使比能耗和加工成本分别下降了33.84%和5%。研究表明优化后的切削参数更加节能和节约加工成本，可为机床节能提供一定的参考价值。

关键词：数控铣削 DBO-BP神经网络能耗预测模型加工成本 NSGA-II