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基于光纤传感的航发齿轮动应力测试与振动特性研究

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现代制造技术与装备 2024年第9期60卷 41-44页

作者：赵虎王轶翔董艳方马亚飞成都航利(集团)实业有限公司成都611000 河南科技大学机电工程学院洛阳471003 河南科技大学机械装备先进制造河南省协同创新中心洛阳471003

基于光纤传感技术,研究高速圆柱齿轮辐板动应力测试方法,并针对某型发动机附件传动圆柱齿轮齿根裂纹故障问题,测量得到该齿轮在实际工况下的动应力数据。结果表明:随着转速的增加,齿轮副表现出异常振动状态;实验所得数据的频谱分析显示... 详细信息

基于光纤传感技术,研究高速圆柱齿轮辐板动应力测试方法,并针对某型发动机附件传动圆柱齿轮齿根裂纹故障问题,测量得到该齿轮在实际工况下的动应力数据。结果表明:随着转速的增加,齿轮副表现出异常振动状态;实验所得数据的频谱分析显示,主要分频在8100 Hz附近幅值具有明显变化;啮合频率(8047 Hz)与第3节径固有频率(8313.9 Hz)接近,推断故障齿轮在转速14200 r·min^(-1)下存在3节径共振。

关键词：光纤光栅航空发动机动应力测试固有频率共振

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考虑个体差异的车轮二元相关退化可靠性分析

安全与环境学报 2024年第8期24卷 3005-3014页

作者：齐金平冯洪刘晓宇薛康何鹏贺元玉兰州交通大学研究院兰州730070 兰州交通大学机电技术研究所兰州730070 宝鸡中车时代工程机械有限公司陕西宝鸡721000 中国铁路兰州局集团有限公司兰州730015

由于动车组车轮受加工装配及工况载荷等不确定因素的影响,车轮退化过程复杂,存在显著的个体差异及多个性能退化特征量,且多个退化特征量间相互耦合,仅考虑单个性能特征量难以全面反映其退化过程。因此,以轮缘和轮径作为车轮退化特征量,... 详细信息

由于动车组车轮受加工装配及工况载荷等不确定因素的影响,车轮退化过程复杂,存在显著的个体差异及多个性能退化特征量,且多个退化特征量间相互耦合,仅考虑单个性能特征量难以全面反映其退化过程。因此,以轮缘和轮径作为车轮退化特征量,通过随机化尺度参数表征车轮个体差异,采用Gamma过程和Copula函数建立二元相关退化模型,并根据赤池信息准则(Akaike Information Criterion, AIC)筛选Copula函数,得到可靠度解析式。基于某型动车组车轮实测磨耗数据,对车轮进行可靠性分析,同时通过车辆动力学模型进行仿真验证。结果显示:考虑二元相关时的可靠性结果比仅考虑一元退化更贴近车辆实际运行情况;根据动力学仿真结果体现了考虑个体差异的必要性,表明所提模型能够更准确地表征车轮退化过程,可为可靠性分析以及维修决策优化提供理论支撑。

关键词：安全工程动车组车轮个体差异二元退化 Gamma过程 Copula函数

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卷渣类夹杂物的来源和示踪

河北冶金 2024年

作者：张军国张贺君王彬姜仁波王博辰任英张立峰河钢集团唐钢公司北京科技大学冶金与生态工程学院北方工业大学机械与材料工程学院

钢中外来夹杂物的来源主要包括精炼渣、中间包覆盖剂、结晶器保护渣卷渣或下渣，耐火材料侵蚀和水口结瘤物脱落等，尤其是卷渣所带来的夹杂物粒径大、频次高、偶然性大、影响因素复杂、对产品性能影响较大。示踪试验是探究钢中卷渣夹杂... 详细信息

钢中外来夹杂物的来源主要包括精炼渣、中间包覆盖剂、结晶器保护渣卷渣或下渣，耐火材料侵蚀和水口结瘤物脱落等，尤其是卷渣所带来的夹杂物粒径大、频次高、偶然性大、影响因素复杂、对产品性能影响较大。示踪试验是探究钢中卷渣夹杂物来源的重要研究方法，对于精炼渣和中间包覆盖剂需加入含特定元素的示踪剂用于追踪，常用示踪剂有稀土氧化物、BaCO3、BaO、SrCO3等，结晶器保护渣中含有一定的K和Na，可以作为后续追踪的元素。在渣中加入La2O3和Ce2O3类稀土氧化物示踪剂后，La2O3和Ce2O3类可以与钢中夹杂物发生反应，导致夹杂物中的La2O3和Ce2O3增加。同时，随着钢中铝含量的增加，渣中La2O3和Ce2O3类稀土氧化物的还原也更为明显。因此，在稀土氧化物示踪实验研究中，不能只依据夹杂物中发现了含有一定量稀土氧化物，就直接判定夹杂物来源于卷渣，应该结合卷渣类夹杂物的成分、元素含量、和分布位置等多种因素综合判断。此外，由于示踪剂成分可通过渣钢反应进入钢液并改性钢中内生夹杂物，因此在示踪实验研究中，应该结合卷渣类夹杂物的成分、之中元素含量、和分布位置等多种因素综合判断。

关键词：卷渣类夹杂物示踪剂渣钢反应卷渣

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磨削工艺参数对硬质合金刀具磨制损伤的影响

工具技术 2024年第4期58卷 25-30页

作者：王奔王德林郑英晓宋万万张秀云沈阳航空航天大学机电工程学院沈阳市110136 沈阳飞机工业(集团)有限公司

硬质合金刀具被广泛应用于航空航天、汽车、冶金等高端制造领域。硬质合金刀具的生产通常采用金刚石砂轮磨削加工,因此,砂轮的磨削工艺参数对刀具的成品质量有重要影响。本试验通过改变砂轮的线速度及进给速度加工硬质合金麻花钻,加工... 详细信息

硬质合金刀具被广泛应用于航空航天、汽车、冶金等高端制造领域。硬质合金刀具的生产通常采用金刚石砂轮磨削加工,因此,砂轮的磨削工艺参数对刀具的成品质量有重要影响。本试验通过改变砂轮的线速度及进给速度加工硬质合金麻花钻,加工完成后,采用超景深显微镜、白光干涉仪和扫描电镜对钻头的磨削表面以及亚表面进行检测,分析砂轮进给速度及线速度对加工损伤的影响。结果表明:砂轮进给速度和线速度越大,锯齿量越大;当线速度与进给速度较小时,钻头的主切削刃易出现微崩刃现象;砂轮进给速度越大,钻头后刀面表面粗糙度越大;砂轮线速度越大,钻头后刀面表面粗糙度越小;钻头后刀面处的亚表面最大损伤深度随线速度的增大而减小;当线速度30m/s、进给速度160mm/min时,钻头的磨削损伤最小。

关键词：磨削工艺参数硬质合金刀具表面质量亚表面质量

多转子二倍频双质体动力减振系统同步机理研究

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机械工程学报 2024年

作者：方潘孙何超蔡科涛侯勇俊康维堂西南石油大学机电工程学院西南石油大学石油天然气装备教育部重点实验室中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院

针对同频激励单质体振动系统筛分效率低和隔振性能较差的问题，提出了一种多转子二倍频双质体动力减振系统模型。为探明系统的动力学特性，研究了隔振性能和电机同步机理。首先利用拉格朗日法，建立了系统多自由度动力学模型。并应用传... 详细信息

针对同频激励单质体振动系统筛分效率低和隔振性能较差的问题，提出了一种多转子二倍频双质体动力减振系统模型。为探明系统的动力学特性，研究了隔振性能和电机同步机理。首先利用拉格朗日法，建立了系统多自由度动力学模型。并应用传递函数法计算了各质体的稳态解。再运用改进小参数法和李雅普诺夫判据，确定了系统实现二倍频同步的必要条件和同步稳定性准则。然后采用数值分析法，确立了激振频率、转子质量比和电机位置等系统参数与隔振能力、同步状态和同步稳定性的关系。最后设计了实验样机，验证了理论模型、数值分析方法和振动系统仿真结果的正确性。研究发现，偏心转子质量和电机安装位置显著影响激振电机的同步性，电机之间安装距离越远，系统的同步性越强；同时，当低频电机激振频率越接近振动质体的固有频率时，振动隔离效果越好。

关键词：二倍频振动同步动力减振双质体稳定性

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旋转速度对滚动摩擦沉积增材组织的影响

林业机械与木工设备 2024年第4期52卷 50-53页

作者：李砚峰朱海刘禹佳晏小龙刘琪东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150000 齐齐哈尔和平重工集团有限公司黑龙江齐齐哈尔161006

滚动摩擦沉积增材(Additive Friction Rolling Deposition,AFRD)是一种新兴的金属固态增材制造技术,特别适用于基于熔合增材制造方法易产生凝固缺陷的高强度铝合金。采用AFRD方法进行2024-O铝合金增材,获得全致密无缺陷的四层增材试件,... 详细信息

滚动摩擦沉积增材(Additive Friction Rolling Deposition,AFRD)是一种新兴的金属固态增材制造技术,特别适用于基于熔合增材制造方法易产生凝固缺陷的高强度铝合金。采用AFRD方法进行2024-O铝合金增材,获得全致密无缺陷的四层增材试件,利用金相显微镜、扫描电子显微镜对不同旋转速度增材试件宏观形貌、微观组织进行了表征。结果表明:(1)沉积层组织致密,无夹杂、裂纹等缺陷、相邻两沉积层之间形成良好的冶金结合。(2)沉积层呈现细小的轴晶粒组织,随着旋转速度升高,晶粒尺寸呈下降趋势。(3)沉积层第二相粒子呈现点片状分布于Al基体上,随着转速增大,第二相粒子趋向于细化与均匀。

关键词：滚动摩擦沉积增材宏观形貌晶粒尺寸第二相粒子

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弧焊机器人针对V形坡口的焊接路径规划设计与仿真分析

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机械科学与技术 2024年第3期43卷 457-465页

作者：刘志诚康辉民刘厚才欧阳普仁崔正杰段良辉湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411100 江南工业集团有限公司数控加工分厂湖南湘潭411207

为解决弧焊机器人面向中厚板V形坡口的焊接变形难题,通过分析传统逐层逐道堆积焊接容易引起热量聚集而导致焊接变形的特性,采用V形截面投影轨迹、空间平行往复轨迹及空间轮廓偏置轨迹相结合的方法建立V形焊层,实现焊接过程热量的快速散... 详细信息

为解决弧焊机器人面向中厚板V形坡口的焊接变形难题,通过分析传统逐层逐道堆积焊接容易引起热量聚集而导致焊接变形的特性,采用V形截面投影轨迹、空间平行往复轨迹及空间轮廓偏置轨迹相结合的方法建立V形焊层,实现焊接过程热量的快速散发。同时,在建立各轨迹方程解析式的基础上,应用Simufact Welding和MATLAB仿真软件对比分析了空间平行往复轨迹和空间轮廓偏置轨迹与传统逐层逐道焊的优缺点。为了进一步验证可行性,采用FANUC工业机器人进行试验。仿真和试验结果表明:以零件y、z轴方向的变形量为依据,空间平行往复轨迹和空间轮廓偏置轨迹都优于传统的逐层逐道焊接方法,且后者更优于前者。但空间平行往复轨迹在轨道变换过程中机器人末端执行器的空间位姿调整相对简单、引入误差少、控制精度高,更适合于坡口较窄、长度较短的情况;而空间轮廓偏置轨迹更适用于坡口较宽,长度较长的情况。

关键词： V形坡口空间平行往复轨迹空间轮廓偏置轨迹焊道堆积路径规划

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智能永磁直驱技术在矸石山提升机中的应用

现代工业经济和信息化 2024年第4期14卷 111-113,117页

作者：陈海龙程应顺王芳王博枣庄矿业(集团)有限责任公司机电管理部山东枣庄277000 枣庄矿业(集团)有限责任公司供电工程处山东枣庄277800

枣庄矿业集团公司高庄煤矿矸石山绞车采用永磁直驱系统,控制实现主从跟随,转矩和速度平衡,并且可通过调节频率,实现软启、软停,永磁直驱系统将机械传动效率提高到98.5%,电动机额定效率可达96%。在控制方式上,采用全矢量控制,实现转矩和... 详细信息

枣庄矿业集团公司高庄煤矿矸石山绞车采用永磁直驱系统,控制实现主从跟随,转矩和速度平衡,并且可通过调节频率,实现软启、软停,永磁直驱系统将机械传动效率提高到98.5%,电动机额定效率可达96%。在控制方式上,采用全矢量控制,实现转矩和速度调节,对节能增效、减轻检修人员的劳动强度具有重要意义。

关键词：永磁直驱技术矸石山绞车提升机调节频率软启全矢量控制

使用连续动作的近端策略优化算法求解有限产能批量问题

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机械设计与研究 2024年第1期40卷 20-25页

作者：章天吉林文文张岳君项薇战韬阳宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 浙江工商职业技术学院机电工程学院浙江宁波315699 奥克斯集团有限公司浙江宁波315191 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 宁波大学阳明学院浙江宁波315211

研究了有限产能批量问题,以多产品单机系统为研究对象,以最小化生产总成本(生产成本、库存成本、机器设置成本、缺货积压成本)为优化目标。通过将问题转化为马尔可夫决策过程,利用基于近端策略优化的深度强化学习算法进行求解。由于使... 详细信息

研究了有限产能批量问题,以多产品单机系统为研究对象,以最小化生产总成本(生产成本、库存成本、机器设置成本、缺货积压成本)为优化目标。通过将问题转化为马尔可夫决策过程,利用基于近端策略优化的深度强化学习算法进行求解。由于使用离散动作空间的深度强化学习难以扩展到大型问题,为此本文采用在策略网络中添加映射函数的方法将连续动作表示的深度强化学习应用于求解此问题。实验表明,文中所设计的算法所需的训练时间更少,在实验结果上与直接用CPLEX求解的最优解接近,在求解速度上也更有优势。

关键词：有限产能批量问题深度强化学习马尔可夫决策过程连续动作空间近端策略优化