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优化数据生成算法的往复压缩机故障诊断研究

噪声与振动控制 2025年第1期45卷 133-138页

作者：王鹏李颖王金东巴鹏沈阳理工大学机械工程学院沈阳110159 东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318

为解决实际生产中存在的往复压缩机故障信息样本缺失、样本不平衡等引起的长尾分布所造成故障诊断不准确的问题,提出一种基于经优化的对抗生成网络(Generative Adversarial Network,GAN)的方法,该方法在既保证样本质量又增强样本数量的... 详细信息

为解决实际生产中存在的往复压缩机故障信息样本缺失、样本不平衡等引起的长尾分布所造成故障诊断不准确的问题,提出一种基于经优化的对抗生成网络(Generative Adversarial Network,GAN)的方法,该方法在既保证样本质量又增强样本数量的情况下,应用改进的卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)进行故障诊断分类。首先对往复压缩机一维故障数据进行整理并通过小波变换生成故障时频图;然后构建适应于样本的LS-SAGAN框架模型并利用原始故障时频图训练模型,生成满足实验数量的时频图;最后通过经天鹰算法优化CNN进行快速准确的故障诊断。将实验方法与其他方法进行效果对比验证,结果表明,所提方法在故障诊断中的平均准确率达到99.6%,相较其他分类方法分类效果明显提高。

关键词：故障诊断往复压缩机 LS-SAGAN 卷积神经网络

基于混合遗传禁忌搜索算法的混流装配线平衡优化研究

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系统仿真学报 2025年第1期37卷 167-182页

作者：王科官思佳殷希彦李西兴唐红涛湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 武汉理工大学信息工程学院湖北武汉430070 航天科工空间工程发展有限公司北京100854 武汉理工大学机电工程学院湖北武汉430070

针对混流液压泵装配线存在工位闲置或堵塞导致作业负荷不均衡的问题,提出了一种混合遗传禁忌搜索算法求解和计算机仿真验证的方法。以最小化混流装配线的生产节拍、不同工作站间分配的作业负荷和同一工作站内不同产品的作业负荷平滑指... 详细信息

针对混流液压泵装配线存在工位闲置或堵塞导致作业负荷不均衡的问题,提出了一种混合遗传禁忌搜索算法求解和计算机仿真验证的方法。以最小化混流装配线的生产节拍、不同工作站间分配的作业负荷和同一工作站内不同产品的作业负荷平滑指数为优化目标,设计了一种具有较强局部搜索能力的混合遗传禁忌搜索算法,算法通过Hamming距离的判断对可行解进行多片段交叉、片段变异操作;采用正交实验法确定了算法最佳参数组合,并在经典案例集和液压泵装配线上验证了混合遗传禁忌搜索算法的有效性和优越性;在Plant Simulation软件中考虑液压泵装配线设备情况,根据实际生产对优化方案进行仿真分析,研究结果表明了该优化方法能有效降低混流液压泵装配线的生产节拍,均衡各工作站间的工序分配和同一工作站内不同型号产品的作业负荷,实现了混流装配线的平衡再优化。

关键词：混流装配线多目标优化混合遗传禁忌搜索投产排序仿真优化

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工业异常检测大模型方法研究进展

中国测试 2025年第1期51卷 1-10,23页

作者：闫奕樸刘桂雄邢星奥华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

工业异常检测是制造过程质量控制核心环节之一,其中零样本大模型检测方法是发展趋势。文章针对工业异常检测大模型方法面向工业生产应用,介绍目前国内外主要工业异常的数据集、检测大模型方法评价指标,评述工业异常检测少样本学习、工... 详细信息

工业异常检测是制造过程质量控制核心环节之一,其中零样本大模型检测方法是发展趋势。文章针对工业异常检测大模型方法面向工业生产应用,介绍目前国内外主要工业异常的数据集、检测大模型方法评价指标,评述工业异常检测少样本学习、工业异常检测零样本学习大模型方法的基本原理、框架与应用性能等方面内容,总结比较各方法应用特点及发展趋势,指出工业异常检测零样本大模型方法值得研究及关注方向。

关键词：工业异常检测大模型零样本少样本

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基于遗传算法的农机服务资源优化配置方法

中国农机化学报 2025年第03期 323-327页

作者：梅运东刘丽娜代军刘海娜田晓光黄河交通学院机电工程学院河南理工大学机械与动力工程学院

农机作业作为一种涉及广泛、技术性强的农业生产活动，具有任务重、对象复杂、环境差和时效性强等特点。然而，当前农机作业面临调度水平差、资源配置不合理以及作业效率低等问题，为提高农机作业的效率和服务水平，在综合考虑运输时间... 详细信息

农机作业作为一种涉及广泛、技术性强的农业生产活动，具有任务重、对象复杂、环境差和时效性强等特点。然而，当前农机作业面临调度水平差、资源配置不合理以及作业效率低等问题，为提高农机作业的效率和服务水平，在综合考虑运输时间、最优路径、综合成本、等待时间惩罚以及迟到时间惩罚的基础上，结合农机作业实际调度特点，建立多变量因子约束下的农机调度模型。通过引入运输时间、最优路径、综合成本、等待时间惩罚、迟到时间惩罚等多个约束条件，经相关实际算例验证该模型及算法的有效性和可行性。结果表明，基于遗传算法进行任务序列优化，可以有效降低调度成本，优化最优路径，提高农机作业效率和农机社会化服务水平。同时，算法的运行时间小于1 s,确保在各种复杂情况下，农机调度能够达到最优状态，满足农机作业的实时性和时效性要求。

关键词：农机调度协同优化遗传算法任务分配农机服务资源优化配置

基于深度学习的旋转机械大数据智能故障诊断方法

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计算机集成制造系统 2025年第1期31卷 264-277页

作者：宫文峰张美玲陈辉武汉理工大学船海与能源动力工程学院高性能舰船技术教育部重点实验室湖北武汉430063 北部湾大学东密歇根联合工程学院广西钦州535011 北部湾大学机械与船舶海洋工程学院广西海洋工程装备与技术重点实验室广西钦州535011 南洋理工大学电子与电气工程学院新加坡639798 北部湾大学经济管理学院广西钦州535011

深度学习作为一种智能高效的模式识别技术,已得到基于大数据驱动的机械装备故障诊断领域学者的广泛关注。为了更加有效地从多传感器原始故障数据中提取出故障特征,解决单一诊断算法提取时序数据特征时的信息丢失问题,提出一种基于改进... 详细信息

深度学习作为一种智能高效的模式识别技术,已得到基于大数据驱动的机械装备故障诊断领域学者的广泛关注。为了更加有效地从多传感器原始故障数据中提取出故障特征,解决单一诊断算法提取时序数据特征时的信息丢失问题,提出一种基于改进的长短期记忆循环神经网络-全局均值池化卷积神经网络(LSTM-GCNN)的深度循环卷积神经网络新算法,用于机械装备大数据的故障智能诊断。该算法首先运用长短时记忆循环神经网络(LSTM)从多通道原始数据中提取时间关联性记忆特征,然后再将特征数据输入到一维卷积神经网络(1D-CNN)中进行微小差异特征辨识,并且为了减少模型参数量和提高算法检测速度,设计了一个一维全局均值池化层用于代替传统1D-CNN算法中的全连接层结构。通过将提出的算法用于滚动轴承在1马力、2马力和3马力多种负载工况下采集的3通道振动信号数据进行诊断验证,分别得到100%、99.85%和99.78%的诊断准确率,实验结果相比传统的DNN、LSTM和CNN算法具有更加优越的诊断性能;对齿轮箱在空载和承载两种运行工况下的8通道原始数据进行故障诊断的准确率分别高达99.93%和99.8%,具有良好的迁移通用性能。

关键词：智能故障诊断深度学习循环神经网络卷积神经网络多传感器

基于等效运动学误差的高精密机床精度校准研究

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机械工程学报 2025年

作者：李天箭黎峻刚王瀚丁晓红林志俭上海理工大学机械工程学院阿帕斯数控机床制造(上海)有限公司

随着机床精度的提高，明确有效的机床校准方法与方案日益成为困扰高精密机床研发、生产和应用行业的难题。本文从机床校准的三个主要技术要素——机床加工误差的建模理论、测量方法和补偿策略出发，以构建机床等效运动学误差函数为基础... 详细信息

随着机床精度的提高，明确有效的机床校准方法与方案日益成为困扰高精密机床研发、生产和应用行业的难题。本文从机床校准的三个主要技术要素——机床加工误差的建模理论、测量方法和补偿策略出发，以构建机床等效运动学误差函数为基础，提出一套完整的包括特征样件设计加工测量方法和机床带载加工补偿策略的高精密机床精度校准方法并应用于实际高精密机床校准中。首先，基于多体系统理论建立从刀具到工件的机床完整运动链的运动误差模型，明确机床的运动误差与被加工件的几何误差之间的数学映射关系。进而，对机床运动关系进行分析，确定9个等效运动误差函数表征三轴机床的21个运动误差。第三，设计、加工和测量特征样件，实现等效运动误差解耦和带载条件下等效运动误差解析和预测。最后，将带载条件下等效运动误差数据写入机床加工程序，加工并测量典型试件，校准后机床加工零件的同心度、垂直度、平行度、倾斜度等误差减小12.31%～74.47%。基于等效运动学误差的高精密机床精度校准方法在不需要分辨机床误差来源的条件下，预测机床被加工件的几何误差并进行补偿，实现机床精度性能表征、验证、维护和改进。本文研究为机床厂商和终端用户提供了一种简易有效的带载精度校准方法。

关键词：机床校准等效运动学误差带载加工精度特征样件误差预测与补偿

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法兰微泄漏声场的流声耦合仿真与定量分析

安全与环境学报 2025年

作者：张颖段怀正许世林徒芸常州大学安全科学与工程学院华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室

法兰密封面泄漏是影响设备长期稳定运行的重要因素，一旦发生泄漏，极易引发生产事故与环境污染。由于泄漏会引发异常噪声，而声学方法相对于其他检测方法能够在更早期发现泄漏，因此，采用声学方法检测法兰泄漏状态能够获得更好的效果... 详细信息

法兰密封面泄漏是影响设备长期稳定运行的重要因素，一旦发生泄漏，极易引发生产事故与环境污染。由于泄漏会引发异常噪声，而声学方法相对于其他检测方法能够在更早期发现泄漏，因此，采用声学方法检测法兰泄漏状态能够获得更好的效果。以发生泄漏的法兰为研究对象，基于大涡模拟和广义Lighthill方程进行三维数值计算，并对泄漏点附近的噪声分布特性进行研究。结果表明，当法兰发生泄漏时，泄漏点附近会产生明显的泄漏噪声场并沿法兰整体传播，且声压级随传播距离增大而减弱。通过模拟分析了不同工作压力、不同泄漏点截面尺寸和不同泄漏点数量对异常泄漏噪声的影响，随着泄漏点数量从1增加到3，总声压级增加28 dB，在2 MPa压力条件下，通过数值仿真模型拟合得出了泄漏量的计算公式。基于拟合结果，采用检测点的平均声压级数据计算泄漏量准确率均在90%以上。研究工作可为法兰微泄漏的声学检测提供指导。

关键词：安全工程泄漏噪声数值模拟声场分布量化评价

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拨叉轴等离子焊接数值模拟与实验研究

稀有金属材料与工程 2025年第1期54卷 156-170页

作者：杨建光纪宏超裴未迟何雷黄晓敏王珊珊华北理工大学机械工程学院河北唐山063200 唐山龙润机械有限公司河北唐山063000 中国二十二冶集团有限公司河北唐山063000

拨叉轴是手动变速箱、自动化手动变速箱和双离合变速箱中连接拨叉,调整齿轮啮合的重要零件。为研究拨叉轴等离子焊接过程中焊接变形、残余应力与焊接工艺参数的关系,基于ABAQUS仿真软件,采用温度-位移耦合的有限元计算方法并选取双椭球... 详细信息

拨叉轴是手动变速箱、自动化手动变速箱和双离合变速箱中连接拨叉,调整齿轮啮合的重要零件。为研究拨叉轴等离子焊接过程中焊接变形、残余应力与焊接工艺参数的关系,基于ABAQUS仿真软件,采用温度-位移耦合的有限元计算方法并选取双椭球热源模型,对焊板与叉轴焊接的应力场、变形及温度场进行了数值模拟,完成了拨叉轴焊接工艺方案的优化,通过仿真和实验验证了优化模型的可靠性。结果表明:焊接变形随着焊接速度的增大有所减小,焊接速度在2.5~3.0 mm/s区间时焊接变形量较小;变形随着焊接电流的增大而增大。焊接残余应力同焊接电流、焊接速度没有表现出明显的变化规律,但峰值均分布在560 MPa左右,小于叉轴650 MPa的抗拉强度,存在局部的应力集中现象。整体看,残余应力主要分布在焊缝两端,变形主要发生在焊板,经过优化的模型两道焊缝热源温度峰值更加均衡,局部焊接残余应力与变形略有下降。因此,模拟与实验结果可以为生产过程焊接质量的控制提供理论指导。

关键词：拨叉轴等离子弧焊数值模拟工艺优化实验研究

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饮用水微滤膜预处理技术膜污染机制研究

水处理技术 2025年第2期51卷 110-115页

作者：刘子惠程丽华青岛理工大学环境与市政工程学院山东青岛266520

微滤膜技术因过滤精度高、滤速快、操作压力低等特点,在高品质饮用水生产中作为纳滤的预处理工艺逐渐得到应用,但膜污染一直是影响其运行稳定性及使用寿命的问题之一。本文基于生产性微滤-纳滤双膜法饮用水处理工艺试验,通过特征污染物... 详细信息

微滤膜技术因过滤精度高、滤速快、操作压力低等特点,在高品质饮用水生产中作为纳滤的预处理工艺逐渐得到应用,但膜污染一直是影响其运行稳定性及使用寿命的问题之一。本文基于生产性微滤-纳滤双膜法饮用水处理工艺试验,通过特征污染物截留能力与膜解剖表征分析,对微滤膜的膜污染机制进行了研究。结果表明:运行初期,膜污染主要为微滤膜的机械截留作用以及驱动压力作用,导致原水中的颗粒性污染物在膜表面发生中间/完全孔堵,形成松散堆积的滤饼层;后期因滤饼层的形成促进了有机污染、生物污染以及结垢性污染的形成与发展,最终造成了致密性膜污染的发生。研究成果可为微滤膜处理单元的膜污染控制提供技术支撑。

关键词：饮用水微滤膜解剖膜污染膜清洗

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