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基于水浸聚焦超声的轴承套圈缺陷检测仿真

计算机仿真 2024年第7期41卷 308-313,318页

作者：高琪史慧楠张凯胜郑慧峰中国计量大学浙江杭州310018 中国航发哈尔滨轴承有限公司黑龙江哈尔滨150500

工业上常使用水浸聚焦超声技术对轴承套圈进行缺陷检测,而聚焦探头频率、水层厚度、缺陷位置等因素均会对检测效果造成影响,故基于有限元法对此类影响因素进行仿真研究,模拟在不同探头频率、水层厚度、缺陷位置条件下对轴承套圈进行水... 详细信息

工业上常使用水浸聚焦超声技术对轴承套圈进行缺陷检测,而聚焦探头频率、水层厚度、缺陷位置等因素均会对检测效果造成影响,故基于有限元法对此类影响因素进行仿真研究,模拟在不同探头频率、水层厚度、缺陷位置条件下对轴承套圈进行水浸聚焦超声检测,并通过采集缺陷回波信号来分析它们对于检测效果的影响,得到结论:探头频率应符合能检出的缺陷最小尺寸要求,水层厚度的设置应满足工件底波位于二次界面波之前,当缺陷位置处于焦域时检测效果最好。

关键词：有限元仿真聚焦超声轴承套圈缺陷检测

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基于COMGRU的AUV航路轨迹预测方法

哈尔滨工程大学学报 2024年第7期45卷 1384-1390页

作者：徐鹏徐东李腾涛赵宏瑞赵佳媛中国船舶重工集团公司江苏连云港222006 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001

针对采用神经网络预测自主水下机器人航迹存在滞后性的问题,本文提出一种基于信息压缩的改进门控循环神经网络,用于水下自主机器人航路多步轨迹预测。该算法将水下自主机器人航行轨迹附近的障碍物位置信息、海流信息以及时空轨迹信息共... 详细信息

针对采用神经网络预测自主水下机器人航迹存在滞后性的问题,本文提出一种基于信息压缩的改进门控循环神经网络,用于水下自主机器人航路多步轨迹预测。该算法将水下自主机器人航行轨迹附近的障碍物位置信息、海流信息以及时空轨迹信息共同构成的地理位置信息进行数据压缩处理,作为本文预测网络的输入,以提高网络训练效率。实验验证该算法减少了水下自主机器人航迹多步预测的滞后性且具有较高的准确率。

关键词：水下自主机器人航迹预测门控循环神经网络数据压缩时空轨迹多步预测滞后性

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介观领域中的激光熔透信号物理特性研究

焊接学报 2024年第7期45卷 27-33,40页

作者：孙谦黄瑞生徐富家曹浩李林宋扬马强中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028 江苏容大材料腐蚀检验有限公司无锡214000

可靠熔透在线检测是激光焊接智能制造领域的重要问题,但是激光熔透信号属于介观尺度光学信号,而传统检测方法受宏观采样手段局限无法有效获取介观熔透信息.所以开展激光匙孔内部更深层次的介观领域特性研究,对于实现可靠熔透在线检测具... 详细信息

可靠熔透在线检测是激光焊接智能制造领域的重要问题,但是激光熔透信号属于介观尺度光学信号,而传统检测方法受宏观采样手段局限无法有效获取介观熔透信息.所以开展激光匙孔内部更深层次的介观领域特性研究,对于实现可靠熔透在线检测具有重要的指导意义.试验通过自制的光学成像系统,在红外特定谱段下捕捉到了介观熔透信号,研究表明该信号具有隐蔽性强、指向性高、波动性大、趋势性显著的物理特性,并充分证明了介观熔透信号复杂波动表面下的趋势性特征.通过抽象化提取和比对分析发现,该特征不但重复性较好、受焊接热反应本质制约,更与激光焊接熔透状态具有较好的一致性.通过该项研究可为开发介观尺度激光熔透可靠在线检测提供重要理论支撑.

关键词：介观熔透信号激光焊接物理特性智能制造

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太阳电池阵弧形基板结构振动分析及优化设计

哈尔滨工程大学学报 2024年第5期45卷 1005-1012页

作者：解晓莉段成凯杨金水苏彬鞠佰锟樊永乐刘彦佐刘旭畅中国电子科技集团公司第十八研究所天津300392 哈尔滨工程大学青岛创新发展基地山东青岛266000

针对弧面型太阳电池阵新型基板结构,在满足结构安全的前提下以多参数轻量化设计为目标。本文基于等效板理论获得弧形太阳电池阵基板的各向异性等效性能参数,建立新构型太阳电池阵基板的三维有限元数值模型,并通过正弦扫频振动试验验证... 详细信息

针对弧面型太阳电池阵新型基板结构,在满足结构安全的前提下以多参数轻量化设计为目标。本文基于等效板理论获得弧形太阳电池阵基板的各向异性等效性能参数,建立新构型太阳电池阵基板的三维有限元数值模型,并通过正弦扫频振动试验验证了模型的可靠性,进而初步实现了结构薄弱区域定位。最后结合工程实际,基于参数化建模结合多目标迭代优化的方法,分析结构在典型随机振动载荷作用下的最大应力随各特征参数的变化规律,从而获得满足结构安全条件下的补强优化方案,相比于原始结构,可使面板最大应力下降21%,若加强结构为单向无纬布,结构最大应力可进一步下降15.6%,为新构型太阳电池阵基板的轻量化设计提供支撑。

关键词：太阳电池基板结构蜂窝复合材料等效轻量化设计随机振动响应迭代补强结构优化

轴向喷气对断油高速滚动轴承油膜运动特性影响

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润滑与密封 2024年第8期49卷 149-159页

作者：于清成袁同燕张祎凡汪旭朱建阳中国航发哈尔滨轴承有限公司黑龙江哈尔滨150025 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 武汉科技大学机械自动化学院湖北武汉430081

高速轴承断油后轴承腔内的油膜运动特性直接影响着轴承的抗断油能力。为进一步提升现有轴承的抗断油能力,采用VOF和多重参考系模型相结合的方法,系统研究喷气位置、喷气流量以及喷气角度变化对断油轴承腔内流体流动和温度场的影响。结... 详细信息

高速轴承断油后轴承腔内的油膜运动特性直接影响着轴承的抗断油能力。为进一步提升现有轴承的抗断油能力,采用VOF和多重参考系模型相结合的方法,系统研究喷气位置、喷气流量以及喷气角度变化对断油轴承腔内流体流动和温度场的影响。结果表明:在研究的喷气流量范围内,喷气流量变化对断油后轴承腔内油膜运动影响较小,而喷气位置和喷气角度对断油后轴承腔内的油膜运动特性具有重要影响,喷气位置在保持架上侧和喷气角度为0°时,可以延缓轴承腔内润滑油的流失,使滑油分布更均匀,从而使其具有更好的润滑冷却性能。

关键词：滚动轴承双半内圈断油喷气参数油膜运动

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高精度光谱特性测试与表征系统

红外与激光工程 2024年第8期53卷 164-170页

作者：姜洪妍孙兵陈德应季一勤王天鹤樊荣伟天津津航技术物理研究所天津300308 中国电子科技集团公司光电研究院天津300308 哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150080

针对分光光度计存在发散角而导致窄带滤波器测试存在误差的问题,研制了高精度光谱特性测试与表征系统。分析了光束入射的锥角效应以及发散角对窄带滤波器中心波长、峰值透过率和半高宽的影响。利用发散角小的激光光束作为光源,搭建了高... 详细信息

针对分光光度计存在发散角而导致窄带滤波器测试存在误差的问题,研制了高精度光谱特性测试与表征系统。分析了光束入射的锥角效应以及发散角对窄带滤波器中心波长、峰值透过率和半高宽的影响。利用发散角小的激光光束作为光源,搭建了高精度光谱特性测试与表征方案,完成了窄带滤波器的精确光谱特性测试及表征。通过对中心波长532 nm窄带滤波器的制备和测试,验证了系统的实用性。测试窄带滤波器的半高宽为0.79 nm,峰值透过率为87.23%。对比5°和10°下的光谱透过率曲线,验证了角度对窄带滤波器的影响。高精度光谱特性测试与表征系统有效实现了窄带滤波器的高精度测试。

关键词：光学薄膜窄带滤波器光谱测试高精度测试

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基于机器学习的电弧行为识别与特征分析

焊接学报 2024年第5期45卷 84-89页

作者：肖典蒲柯伶褚卓楠方乃文武鹏博吴斌涛宁夏大学材料与新能源学院银川750400 中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028

电弧熔丝增材制造过程中电弧行为是影响零件成形精度及质量的关键因素之一,针对电弧熔丝增材制造过程中电弧无振荡、摇摆振荡以及圆周振荡3种电弧状态的监测图像,提出一种基于局部二值模式(local binary pattern,LBP)与GoogLeNet神经网... 详细信息

电弧熔丝增材制造过程中电弧行为是影响零件成形精度及质量的关键因素之一,针对电弧熔丝增材制造过程中电弧无振荡、摇摆振荡以及圆周振荡3种电弧状态的监测图像,提出一种基于局部二值模式(local binary pattern,LBP)与GoogLeNet神经网络结合识别电弧模式的新方法.结果表明,通过局部二值模式获取电弧形态图像中的纹理特征,然后建立GoogLeNet神经网络模型,相比于直接对原始图像进行神经网络的训练,该方法可有效识别电弧长度、宽度以及左右最大倾角随堆积层数的变化规律,从而精准判别电弧所属状态.针对常规存在熔池、熔滴以及复杂背景等因素干扰的电弧形态图像,该方法处理后可获得更清晰的电弧边缘轮廓,更有利于将熔池、熔滴和电弧的形态边界进行划分,最终的状态识别准确率可达99.50%,为电弧熔丝增材制造过程中的电弧状态监测提供理论参考.

关键词：电弧状态局部二值模式 GoogLeNet神经网络图像处理

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压气机静叶失速与局部缝隙控制

航空动力学报 2024年第3期39卷 194-204页

作者：赵文峰姜斌段昱郑群中国兵器工业集团有限公司航空弹药研究院有限公司哈尔滨150030 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001

通过对某8级压气机进行数值计算得到了在设计转速下船舶压气机的流场特点与失稳机理。同时以此8级压气机中的前1.5级被作为研究对象探究压气机静叶轮毂静叶局部缝隙对角区失速的影响。结果表明,在设计转速下近失速点流动的不稳定性主要... 详细信息

通过对某8级压气机进行数值计算得到了在设计转速下船舶压气机的流场特点与失稳机理。同时以此8级压气机中的前1.5级被作为研究对象探究压气机静叶轮毂静叶局部缝隙对角区失速的影响。结果表明,在设计转速下近失速点流动的不稳定性主要发生在静叶角区,主要原因是静叶角区失速。角区出现闭式分离泡并堵塞流场。1.5级压气机的计算结果表明,设计转速下压气机的失稳原因与8级压气机相同。通过在不同位置设置静叶局部缝隙可以发现,静叶局部缝隙能够有效的拓宽压气机裕度。其中在中间位置的缝隙扩稳效果最好,可以将裕度从22.1%提升为27.2%,最大效率从93.9%下降到93.21%。其他位置间隙所产生泄漏流动量不足,无法完全消除角区失速涡。最佳静叶局部缝隙的位置是在近失速点角区失速涡的涡核处,此时能保证间隙泄漏流动量最大。

关键词：静叶失速局部缝隙失速点裕度泄漏

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外加能场辅助搅拌摩擦焊研究现状

焊接学报 2024年第4期45卷 109-119,I0009,I0010页

作者：孙广达闫中宪周利高福洋吕逸帆哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(威海) 山东省特种焊接技术重点实验室威海264209 中国船舶重工集团公司第七二五研究所洛阳471000

搅拌摩擦焊作为先进固相连接技术,广泛应用于航空航天等领域,轻质高强材料及异种材料连接对常规搅拌摩擦焊的发展提出了新的挑战.近年来,外加能场辅助搅拌摩擦焊技术的兴起有效地解决了异种材料连接中塑化程度不匹配和界面金属间化合物... 详细信息

搅拌摩擦焊作为先进固相连接技术,广泛应用于航空航天等领域,轻质高强材料及异种材料连接对常规搅拌摩擦焊的发展提出了新的挑战.近年来,外加能场辅助搅拌摩擦焊技术的兴起有效地解决了异种材料连接中塑化程度不匹配和界面金属间化合物导致接头脆化的问题.同时,这一技术也为解决高熔点材料流变应力大、塑性变形能力差以及焊具磨损严重、焊接效率低等问题提供了新的思路.文中综述了外加能场辅助搅拌摩擦焊的研究现状,包括感应加热、激光加热、电流加热、电弧加热和超声辅助等,从过程产热、材料流动、组织性能调控和耦合作用机制等方面分析了热能和机械能对接头微观组织和性能的影响规律,同时对未来的研究方向进行展望.

关键词：高熔点材料异种材料能场辅助搅拌摩擦焊塑性材料流动