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基于信息融合子域适应的不同工况下谐波减速器故障诊断方法

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仪器仪表学报 2024年第3期45卷 60-71页

作者：康守强章炜东王玉静刘连胜孙宇林哈尔滨理工大学模式识别与信息感知黑龙江省重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学郑州研究院郑州450000

针对工业机器人谐波减速器不同工况数据分布差异大,部分工况数据标签缺失以及单一传感器获取信息不全面,导致诊断准确率不高的问题,提出一种信息融合子域适应的不同工况下谐波减速器故障诊断方法。该方法将源域和目标域一维振动数据利... 详细信息

针对工业机器人谐波减速器不同工况数据分布差异大,部分工况数据标签缺失以及单一传感器获取信息不全面,导致诊断准确率不高的问题,提出一种信息融合子域适应的不同工况下谐波减速器故障诊断方法。该方法将源域和目标域一维振动数据利用小波变换构建时频图;使用基于小波变换的图像融合方法整合多个传感器的时频信息并构建融合图像;提出多表示特征提取结构的改进残差网络以充分挖掘融合样本多表示特征,同时,在无监督场景下将源域和目标域融合样本的多表示特征进行子域适应处理,减小两域的各个子域间的分布差异,从而将知识从标签丰富的源域迁移到标签缺失的目标域,最终实现不同工况下谐波减速器的故障诊断。通过搭建工业机器人谐波减速器故障实验台并进行实测,所提方法在所有迁移任务中平均准确率可达98.8%,能够有效实现无监督场景中不同工况下谐波减速器的故障诊断。

关键词：信息融合不同工况域适应谐波减速器故障诊断

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极端热环境下驻人月球科研站形态选型研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第8期52卷 146-152页

作者：潘文特于泽峰王继先哈尔滨工业大学建筑与设计学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室哈尔滨150001

为了探索由月球表面极端热环境导致的驻人月球科研站不同形态选型之间防隔热效果的差异性,基于月球表面太阳辐射模型,利用ANSYS WORKBENCH有限元分析平台,建立驻人月球科研站多形态的仿真模型,对月昼和月夜典型时刻的内外表面温度和热... 详细信息

为了探索由月球表面极端热环境导致的驻人月球科研站不同形态选型之间防隔热效果的差异性,基于月球表面太阳辐射模型,利用ANSYS WORKBENCH有限元分析平台,建立驻人月球科研站多形态的仿真模型,对月昼和月夜典型时刻的内外表面温度和热通量等数据进行模拟分析.结果表明:当所有形态的驻人月球科研站均选择10mm HAYNES214金属蜂窝外板、30mm LI900纤维隔热毡层、30mm SY1000气凝胶、10mm HAYNES214金属蜂窝内板和10 mm钛合金内支撑板作为外围护结构时,月昼正午时刻,立式圆柱体形态的驻人月球科研站内表面平均温度和单位时间热获取更小,是面对此热环境时更为适合的防隔热形态选型;月夜午夜时刻,六棱柱体形态的驻人月球科研站内表面平均温度更大,单位时间热损失更小,是面对此热环境时更为适合的防隔热形态选型.

关键词：月球热环境驻人月球科研站建筑形态选型有限元仿真稳态热分析

既有框架结构的新型等效简化动力模型构建方法

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哈尔滨工业大学学报 2024年第1期56卷 46-53页

作者：张东昱韩一航王亭强哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090 金风科技股份有限公司北京100167

为了实现对长期服役后的结构在地震、风等动荷载作用下安全性和舒适性的评估,利用监/检测数据建立一个能准确反映实际建筑在地震、风等动荷载作用下动力响应的结构动力学模型至关重要。本文针对非常普遍的框架建筑结构,提出了一种基于... 详细信息

为了实现对长期服役后的结构在地震、风等动荷载作用下安全性和舒适性的评估,利用监/检测数据建立一个能准确反映实际建筑在地震、风等动荷载作用下动力响应的结构动力学模型至关重要。本文针对非常普遍的框架建筑结构,提出了一种基于少量移动传感器的框架结构等效简化动力学模型构建方法。首先,提出建筑结构等效简化模型构建的层间剪力等效原理,证明了以该原理构建的简化模型具备准确模拟实际建筑结构动力响应的能力。其次,推导了框架结构简化模型形式,并研究了简化模型参数特点。然后,提出了一种框架结构简化模型参数的迭代识别方法,实现了仅使用少量无线移动传感器的简化模型参数识别。最后,通过一个12层3跨钢框架结构数值模拟算例,研究了在不预知结构刚度退化的具体形式和仅使用少量移动加速度传感器的条件下,由本文所提方法构建的等效简化模型对实际框架结构在不同水平动荷载作用下结构动力响应的预测能力。数值试验结果表明,等效简化模型能准确模拟不同荷载工况下框架结构加速度和位移响应。因此,本文提出的框架结构等效简化模型构建方法将在评估既有框架结构在风、地震等动荷载作用下的结构安全性和舒适性方面具有重要的应用前景。

关键词：框架结构等效简化模型层间剪力等效原理参数识别结构响应预测

腐蚀损伤Q690E钢板单调拉伸性能与滞回性能研究

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建筑结构学报 2024年第4期45卷 177-188页

作者：贾晨邵永松郭兰慧哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

为了研究腐蚀损伤对国产Q690E高强钢板单调拉伸性能和滞回性能的影响,通过人工加速盐雾腐蚀试验得到腐蚀损伤试件,并对不同腐蚀损伤程度的试件进行了单调拉伸试验和单轴循环加载试验。基于单调拉伸试验结果,得到名义屈服强度、名义抗拉... 详细信息

为了研究腐蚀损伤对国产Q690E高强钢板单调拉伸性能和滞回性能的影响,通过人工加速盐雾腐蚀试验得到腐蚀损伤试件,并对不同腐蚀损伤程度的试件进行了单调拉伸试验和单轴循环加载试验。基于单调拉伸试验结果,得到名义屈服强度、名义抗拉强度、屈强比及断后伸长率等基本拉伸性能指标与腐蚀损伤程度之间的回归关系。基于单轴循环试验结果,分析了腐蚀损伤对钢板应力-应变滞回曲线、低周疲劳寿命、循环软化性能以及耗能性能等的影响。结果表明:Q690E钢板的单调拉伸性能指标随腐蚀损伤程度增加而线性降低,在相同腐蚀程度下变形性能退化程度远远高于强度退化程度,高强钢板比低碳钢板对腐蚀损伤更敏感;恒幅循环加载下腐蚀损伤会降低钢板的低周疲劳寿命,造成滞回曲线的退化和捏缩,腐蚀损伤不影响钢板稳定软化阶段的循环软化程度但是影响循环软化速率;增幅循环加载下,随着腐蚀程度增加,钢板承载力不断退化,滞回耗能能力呈先增大后减小的趋势。

关键词：高强钢板腐蚀损伤强度变形性能滞回性能循环软化

电推进GEO卫星的改进粒子群轨道保持优化设计

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宇航学报 2024年第4期45卷 523-531页

作者：吕跃勇王成李笑月郑重郭延宁哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 中国科学院微小卫星创新研究院上海201203 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

针对地球同步轨道(GEO)卫星轨道保持问题,提出了一种基于改进粒子群算法(PSO)的序列电推力轨道保持方法。首先,建立了GEO卫星高精度非线性轨道动力学模型和序列电推力模型。然后,设计了GEO卫星相对轨道保持策略,建立了以燃料消耗为性能... 详细信息

针对地球同步轨道(GEO)卫星轨道保持问题,提出了一种基于改进粒子群算法(PSO)的序列电推力轨道保持方法。首先,建立了GEO卫星高精度非线性轨道动力学模型和序列电推力模型。然后,设计了GEO卫星相对轨道保持策略,建立了以燃料消耗为性能指标的序列电推力轨道保持问题优化模型并进行了离散化。接着,通过引入差分进化算法和维度学习策略对粒子群优化算法进行了适应性改进,同时对推力大小和作用时间进行寻优计算。最后,通过数值仿真对所提出的改进粒子群优化算法进行了对比校验。结果表明,该方法在完成GEO卫星轨道保持任务的同时具备燃料消耗低和收敛速度快等优点。

关键词：卫星轨道保持电推进粒子群优化差分进化维度学习

基于DIC的聚丙烯纤维增强混凝土断裂过程分析

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 103-111页

作者：许颖樊悦王青原周思维哈尔滨工业大学(深圳)土木工程智能结构系统深圳市重点实验室深圳518055 哈尔滨工业大学(深圳)广东省土木工程智能韧性结构重点实验室深圳518055

为探究聚丙烯纤维对混凝土断裂过程的影响,以纤维掺量和长径比为控制变量,共制备9组聚丙烯纤维增强混凝土(PPFRC)预制裂缝梁进行三点弯曲试验,并采用数字图像相关技术(DIC)对裂缝扩展过程进行分析.结果表明:聚丙烯纤维延长了混凝土弹性... 详细信息

为探究聚丙烯纤维对混凝土断裂过程的影响,以纤维掺量和长径比为控制变量,共制备9组聚丙烯纤维增强混凝土(PPFRC)预制裂缝梁进行三点弯曲试验,并采用数字图像相关技术(DIC)对裂缝扩展过程进行分析.结果表明:聚丙烯纤维延长了混凝土弹性阶段,有效提高起裂荷载、峰值荷载和断裂耗能;降低荷载下降速率,使得混凝土具有较强裂后承载能力;聚丙烯纤维减小了混凝土开裂软化尺寸,效果与粗纤维掺量呈正相关,与细纤维掺量呈负相关,与长径比呈正相关;聚丙烯纤维大幅提高了断裂过程区(FPZ)极值长度,降低了裂缝扩展面积.

关键词：混凝土聚丙烯纤维数字图像相关断裂过程区三点弯曲试验

耐张型悬索支撑输电结构风振非线性有限元分析

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振动与冲击 2024年第2期43卷 71-78,290页

作者：李正良王邦杰王涛重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学风工程及风资源利用重庆市重点实验室重庆400045 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150040 哈尔滨工业大学重庆研究院重庆401151

耐张型悬索支撑输电结构是一类适用于山地地形的新型输电结构,其主要受风荷载控制。为此,该研究发展了该输电结构风振非线性有限元分析模型并开展了结构风振响应分析。考虑结构的几何非线性,通过单元应变能与位移的关系推导了支撑悬索... 详细信息

耐张型悬索支撑输电结构是一类适用于山地地形的新型输电结构,其主要受风荷载控制。为此,该研究发展了该输电结构风振非线性有限元分析模型并开展了结构风振响应分析。考虑结构的几何非线性,通过单元应变能与位移的关系推导了支撑悬索和输电线的三维杆单元切线刚度矩阵;给出了支撑悬索和输电线的单元质量矩阵、阻尼矩阵以及由风荷载等效而得的单元节点荷载向量;基于非线性有限元理论,建立了耐张型悬索支撑输电结构风振非线性动力方程,并采用了结合Newton-Raphson迭代法的Newmark-β法求解非线性动力方程;通过所建立的动力学分析模型对两跨耐张型悬索支撑输电结构进行了风致非线性振动分析。算例分析结果表明:①提出的模型具有较好的计算精度和较高的计算效率;②悬索支撑导线部分的低阶固有频率比悬索支撑地线部分的低阶固有频率更低;③该输电结构的输电线位移响应受风荷载影响较大;④输电线侧向位移和支撑悬索张力受风速和风向角影响均较显著。

关键词：输电结构悬索支撑风致振动非线性有限元

特征参数对微混喷嘴内燃料与空气混合均匀性影响

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洁净煤技术 2024年第2期30卷 265-272页

作者：陈炫任王辉王超张旭陈冬唐嘉诚哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

由于微混喷嘴尺寸小、数量多且无旋流的结构特点,微混燃烧室结构可能形成新的设计准则。为探究微混喷嘴的混合特性优化方法,提取微混喷嘴内雷诺数、相对预混长度、射流动量比等特征参数,通过大涡模拟模型研究其对混合均匀性的影响规律... 详细信息

由于微混喷嘴尺寸小、数量多且无旋流的结构特点,微混燃烧室结构可能形成新的设计准则。为探究微混喷嘴的混合特性优化方法,提取微混喷嘴内雷诺数、相对预混长度、射流动量比等特征参数,通过大涡模拟模型研究其对混合均匀性的影响规律。结果表明:微混喷嘴内预混距离增加,燃料与空气的掺混空间扩大,混合特性明显提升;在较大的射流动量比下,燃料与空气掺混更加剧烈,混合质量上升;燃料入口流速对于喷嘴混合性能的影响并不明显;雷诺数大于1×10^(5)时,喷嘴内流动达到第二自模化区,混合均匀度不再随雷诺数的变化而改变。通过特征参数对喷嘴的混合均匀度进行拟合,所得公式可在当量比为0.5~1.0、雷诺数大于1×10^(5)及入口空气温度为18~818℃时对混合均匀度进行准确预测。该公式可对微混喷嘴的混合特性进行初步计算,并为其结构设计提供参考经验。

关键词：微混燃烧技术燃气轮机混合均匀性含氢合成气

热处理对激光增材ATI 718Plus的组织与力学性能的影响

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中国激光 2024年第16期51卷 202-210页

作者：任逸群吴悦晨常帅李俐群王民庆哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 钢铁研究总院北京100081

使用激光熔化沉积技术制备了ATI 718Plus薄壁单墙样品,研究了不同热处理工艺对沉积单墙组织及力学性能的影响。沉积态组织主要呈现外延生长的柱状树枝晶形貌,枝晶间析出了大量Laves相,该相消耗了大量Nb、Mo等合金强化元素。试验发现热... 详细信息

使用激光熔化沉积技术制备了ATI 718Plus薄壁单墙样品,研究了不同热处理工艺对沉积单墙组织及力学性能的影响。沉积态组织主要呈现外延生长的柱状树枝晶形貌,枝晶间析出了大量Laves相,该相消耗了大量Nb、Mo等合金强化元素。试验发现热处理工艺对样品组织有着显著影响。直接时效热处理后,Laves未发生明显溶解,但周围析出了大量η相;982℃固溶时效热处理后,Laves相由长链状变为颗粒状,有部分再结晶发生;而1020℃固溶时效热处理后,Laves相基本溶解,再结晶现象显著,柱状晶转变为等轴晶。室温拉伸结果表明,合适的热处理可以减少Laves相,从而提高沉积样品的强度和塑性。其中直接时效热处理的强度最高,相比沉积态抗拉强度提高了51.9%,但断后伸长率下降了13%。1020℃固溶时效热处理的综合性能最好,相比沉积态抗拉强度提高了34.2%,断后伸长率提高了25.8%。

关键词：激光技术激光熔化沉积镍基高温合金热处理