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速度对油膜界面滑移及弹流润滑特性的影响

表面技术 2025年第3期54卷 62-70+117页

作者：郭闯赵二辉权龙汪成文太原理工大学机械与运载工程学院

目的研究机械系统摩擦副间相对速度的变化对润滑油膜界面滑移及弹流润滑特性的影响，为探究极限工况下机械传动系统中摩擦副润滑失效的形成和演变机理提供理论依据。方法建立考虑油膜界面滑移的点接触弹流润滑模型，并进行仿真计算，... 详细信息

目的研究机械系统摩擦副间相对速度的变化对润滑油膜界面滑移及弹流润滑特性的影响，为探究极限工况下机械传动系统中摩擦副润滑失效的形成和演变机理提供理论依据。方法建立考虑油膜界面滑移的点接触弹流润滑模型，并进行仿真计算，开展双色光干涉弹流润滑试验，研究速度对弹流润滑中油膜界面滑移的影响，进而研究界面滑移状态下卷吸速度、流体动压、油膜厚度、滑移参数等随速度变化的特性。结果界面滑移主要发生在润滑入口区域，滑移部位卷吸速度明显下降；界面滑移导致动压变化，二次压力峰减弱，动压分布向滑移区域偏移；界面滑移影响膜厚分布，润滑油堆积导致入口油膜凹陷，在高速工况下出口区域膜厚减小。随着速度的增大，滑移部位向入口区延伸；界面滑移范围占比与平均滑移长度均显著增大；滑移区域动压分布趋于均匀；滑移部位承载能力呈现先略有增大后显著减小的特征；滑移范围占比、平均滑移长度和滑移部位承载能力均趋于稳定。结论工况速度会对界面滑移产生显著影响，滑移量的增加导致承载能力下降，从而加速机械系统的失效。

关键词：界面滑移点接触弹流润滑极限剪切力滑移长度入口凹陷

来源：博看期刊

基于等双轴压缩法制备的负泊松比蜂窝的力学性能研究

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机械强度 2025年

作者：李育伟苏步云邱吉树学峰李志强太原理工大学机械与运载工程学院太原理工大学航空航天学院

【目的】负泊松比材料因其具有拉伸时膨胀、压缩时收缩的独特性能，在各个领域均有着广泛的应用。【方法】通过对二维Voronoi模型进行等双轴压缩获得了一种负泊松比蜂窝材料，并通过数值仿真研究了不同压缩比对其静态拉伸/压缩力学性能... 详细信息

【目的】负泊松比材料因其具有拉伸时膨胀、压缩时收缩的独特性能，在各个领域均有着广泛的应用。【方法】通过对二维Voronoi模型进行等双轴压缩获得了一种负泊松比蜂窝材料，并通过数值仿真研究了不同压缩比对其静态拉伸/压缩力学性能的影响。【结果】结果表明，采用上述方法制备的二维负泊松比蜂窝，其拉伸和压缩应力应变曲线均具有典型的多孔材料“三阶段”变形特征，且呈现出显著的拉压强度非对称性。在单轴拉伸下材料表现出明显的负泊松比现象，随着压缩比的增大，其弹性模量和弹性泊松比逐渐减小，屈服强度和平台应力逐渐增大。随着拉伸应变的逐步增大，材料的塑性泊松比呈现出由负到零再到正的变化规律。然而，由于材料内部棱壁之间的相互接触，导致其向内的变形受限。因此，材料在单轴压缩下表现出正泊松比行为，且其弹性模量、屈服强度、弹/塑性泊松比和平台应力都随压缩比的增大而增大。此外，该负泊松比材料在拉伸下表现为各向异性，而在压缩下表现出各向同性。

关键词：负泊松比蜂窝变形模态弹/塑性泊松比平台应力拉压非对称

基于ECMS混合动力汽车能量管理的策略研究

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机械设计与制造 2025年第2期408卷 192-197,202页

作者：乔天佑王铁陈东东侯振宁太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024

以某款单轴并联式混合动力轻型卡车为目标车型,在保持动力性的前提下,构建了一种基于等效油耗最小策略的控制策略。基于AVL CRUSIE搭建整车模型,Matlab/Simulink搭建能量管理策略,为了提高整车燃油经济性,在逻辑门限控制策略的基础上,制... 详细信息

以某款单轴并联式混合动力轻型卡车为目标车型,在保持动力性的前提下,构建了一种基于等效油耗最小策略的控制策略。基于AVL CRUSIE搭建整车模型,Matlab/Simulink搭建能量管理策略,为了提高整车燃油经济性,在逻辑门限控制策略的基础上,制定ECMS(Equivalent Consumption Minimum Strategy),在新欧洲城市工况(NEDC)下通过台架试验验证模型与策略的可信性。结果表明:该等效油耗最小策略在满足动力性的前提下,与逻辑门限相比,百公里油耗量显著下降,燃油经济性提高了3.84%,(State of Charge)稳定性控制效果更好。

关键词：单轴并联式混合动力能量管理等效油耗最小策略仿真试验

滚磨光整加工/QPQ复合处理对TC4钛合金耐磨性的影响

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金属热处理 2025年第1期50卷 317-324页

作者：闫源李秀红李启航王德龙李文辉太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学精密加工山西省重点实验室山西太原030024 太原理工大学航空航天学院山西晋中030600

针对应用QPQ处理改善钛合金表面性能时存在表面要求高的问题,对TC4钛合金进行了滚磨光整加工/QPQ复合处理,利用XRD、SEM、超景深光学显微镜、白光干涉仪、粗糙度仪、显微维氏硬度计及摩擦磨损试验机研究了滚磨光整加工和QPQ处理对钛合... 详细信息

针对应用QPQ处理改善钛合金表面性能时存在表面要求高的问题,对TC4钛合金进行了滚磨光整加工/QPQ复合处理,利用XRD、SEM、超景深光学显微镜、白光干涉仪、粗糙度仪、显微维氏硬度计及摩擦磨损试验机研究了滚磨光整加工和QPQ处理对钛合金表面形貌、物相组成、显微硬度和耐磨性的影响。结果表明:TC4钛合金经滚磨光整加工和QPQ复合处理后的表面生成更均匀的钛的氮化物和氧化物,表面质量得到改善,与仅进行磨削时相比,表面粗糙度Ra下降35.7%,显微硬度提升42.74%,平均摩擦因数降低6.56%,磨损率降低38.89%,磨痕深度减少49.81%,耐磨性显著增加。

关键词：钛合金滚磨光整加工 QPQ处理显微硬度耐磨性

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基于GCN的轴向柱塞泵故障诊断方法

振动.测试与诊断 2025年第1期45卷 140-145,205页

作者：袁科研兰媛黄家海刘智飞王君李国彦牛蔺楷钮晨光熊晓燕太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室太原030024

目前的深度学习方法在故障诊断领域中没有考虑数据之间的相互依赖关系,从而忽略了数据彼此之间的空间特征。针对此问题,提出一种基于图卷积神经网络(graph convolutional neural networks,简称GCN)模型的轴向柱塞泵故障诊断方法。首先,... 详细信息

目前的深度学习方法在故障诊断领域中没有考虑数据之间的相互依赖关系,从而忽略了数据彼此之间的空间特征。针对此问题,提出一种基于图卷积神经网络(graph convolutional neural networks,简称GCN)模型的轴向柱塞泵故障诊断方法。首先,将轴向柱塞泵各类故障状态的原始信号进行预处理,构建具有标签的数据集;其次,使用欧式距离判定数据集中各个样本彼此之间的特征相似度,通过相似度对比的方法将数据集转化为图结构数据;然后,使用GCN自适应学习图结构数据中的节点特征和节点与节点彼此之间的空间特征,确定GCN模型的参数;最后,对测试样本进行故障状态识别,并分析该模型在不同工况下的性能表现。结果表明,该模型结构稳定,可以在不同工况下保持良好的泛化性能。

关键词：轴向柱塞泵故障诊断深度学习图卷积神经网络

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摆线传动系统摆线轮故障动力学特性研究

机电工程 2025年第03期 407-419页

作者：易相宏牛蔺楷熊晓燕太原理工大学机械工程学院

摆线传动系统是现代精密机械关键传动形式之一，其故障对设备的可靠性和精密性都有重要影响。为探究摆线轮故障对摆线传动系统产生何种影响，基于多体动力学方法以及动力学模型，对摆线轮剥落故障下摆线传动系统的接触力及非线性动力学... 详细信息

摆线传动系统是现代精密机械关键传动形式之一，其故障对设备的可靠性和精密性都有重要影响。为探究摆线轮故障对摆线传动系统产生何种影响，基于多体动力学方法以及动力学模型，对摆线轮剥落故障下摆线传动系统的接触力及非线性动力学特性进行了研究。首先，综合考虑了材料属性、接触刚度、碰撞阻尼等因素，应用SolidWorks建立了系统三维模型，在摆线轮上切除了特定深度和宽度的缺陷，以模拟实际工况下摆线轮的剥落故障，并使用RecurDyn建立了多体动力学仿真模型；然后，对正常和剥落故障时的摆线针轮接触力进行了分析；最后，基于摆线轮故障模型，建立了三自由度故障系统动力学模型，根据理论分析结合数值仿真分析了不同参数对系统动力学行为的影响。研究结果表明：不同程度的摆线轮轮齿边缘剥落故障对周期分布应力峰值大小的影响存在差异，但均会导致新的、明显的应力峰值；摆线轮轮齿根部剥落损伤导致针轮出现新的应力峰值，同时会使摆线轮均布应力峰值增大，针轮均布应力峰值减小；当摆线轮无故障时，随着外激励频率的增加，系统的Poincaré截面均为稳定的不动点；而当摆线轮存在深度为1×10-5mm的剥落故障时，随着外激励频率的增加，系统的相轨迹转变为不变环面，其Poincaré截面由稳定不动点逐渐失稳并分岔出一个稳定的不变圈；此外，碰撞阻尼的增加会使Poincaré截面上的稳定不变圈逐渐失去稳定性，最终破裂并转变为混沌吸引子。该研究不仅可为摆线传动系统的故障诊断和状态监控提供理论依据，还可为系统的优化设计提供参考。

关键词：机械传动摆线传动系统剥落故障非线性动力学 RecurDyn仿真摆线针轮接触力旋转矢量减速器

不锈钢细长管内表面卧式单向旋转磨粒流加工研究

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组合机床与自动化加工技术 2025年第1期 213-217,222页

作者：李晓璇白小云李文辉李秀红刘静怡温学杰太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 太原理工大学航空航天学院太原030024 太原理工大学精密加工山西省重点实验室太原030024

以304不锈钢细长管为研究对象,采用卧式单向旋转磨粒流加工技术对细长管内表面进行加工。基于FLUENT仿真软件,探究不同流道形状和不同粘度磨料对磨粒流加工效果的影响,设计正交实验研究工件转速、磨粒目数、磨粒浓度和加工次数对表面粗... 详细信息

以304不锈钢细长管为研究对象,采用卧式单向旋转磨粒流加工技术对细长管内表面进行加工。基于FLUENT仿真软件,探究不同流道形状和不同粘度磨料对磨粒流加工效果的影响,设计正交实验研究工件转速、磨粒目数、磨粒浓度和加工次数对表面粗糙度下降率以及沿细长管长度方向加工均匀性的影响。结果表明,增加加工次数和给细长管施加旋转运动,可以提高细长管沿长度方向的加工均匀性;加工次数对细长管表面粗糙度下降率影响最大,工件转速对细长管沿长度方向的加工均匀性影响最大。经卧式单向旋转磨粒流加工后,细长管内表面的表面粗糙度由Ra 1.57μm降到Ra 0.7μm,表面粗糙度下降率达到53.2%,进出口表面粗糙度下降率差值为1.67%。

关键词：卧式单向旋转磨粒流不锈钢细长管数值模拟正交实验表面粗糙度

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剪切增稠液填充蜂窝夹芯板的低速冲击响应

爆炸与冲击 2025年第1期45卷 75-87页

作者：李雨薇易昶成刘志芳雷建银李世强太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所山西太原030024 材料强度与结构冲击山西省重点实验室山西太原030024

将气相二氧化硅颗粒与聚乙二醇溶液混合制备的剪切增稠液(shear-thickening fluid,STF)填充到蜂窝芯层中,制成了STF填充蜂窝夹芯板。通过落锤冲击实验,研究了冲击速度(1.0、1.5、2.0 m/s)、蜂窝孔径(2.0、2.5、3.0 mm)和壁厚(0.04、0.06... 详细信息

将气相二氧化硅颗粒与聚乙二醇溶液混合制备的剪切增稠液(shear-thickening fluid,STF)填充到蜂窝芯层中,制成了STF填充蜂窝夹芯板。通过落锤冲击实验,研究了冲击速度(1.0、1.5、2.0 m/s)、蜂窝孔径(2.0、2.5、3.0 mm)和壁厚(0.04、0.06、0.08 mm)对夹芯板力学性能的影响。利用数字图像相关技术测量了结构的应变历史和后面板挠度场的分布情况,探讨了结构的低速冲击响应过程。实验结果表明,在低速冲击下,未填充STF蜂窝夹芯板的变形模式为后面板中心区域凸起变形,周围区域有明显鼓包变形;填充STF蜂窝夹芯板的变形模式为后面板凸起变形且局部凸起区域较大,周围无鼓包产生。STF的剪切增稠效应可以增加参与能量吸收的蜂窝单元,扩大结构的局部变形区域,减小结构的后面板挠度。提高冲击速度、增大蜂窝孔径或者减小壁厚,都更有利于STF的剪切增稠效应。

关键词：剪切增稠液蜂窝夹芯板低速冲击变形模式数字图像相关技术

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基于特征点检测的热态H型钢断面尺寸测量算法研究

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塑性工程学报 2025年第1期32卷 255-268页

作者：郑宪广刘元铭杜旺哲陈康辉王涛王志华太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024 太原理工大学金属成形技术与重型装备全国重点实验室山西太原030024

针对当前热态H型钢断面全尺寸测量需求,设计了一种基于线结构光的热态H型钢断面尺寸测量系统。测量系统由4个线结构光子系统、H型钢、电机等组成,通过各侧相机对H型钢进行图像采集,并将测量数据拼接实现热态H型钢断面全尺寸测量。为实... 详细信息

针对当前热态H型钢断面全尺寸测量需求,设计了一种基于线结构光的热态H型钢断面尺寸测量系统。测量系统由4个线结构光子系统、H型钢、电机等组成,通过各侧相机对H型钢进行图像采集,并将测量数据拼接实现热态H型钢断面全尺寸测量。为实现热态H型钢断面轮廓信息的精确提取,提出一种基于法线的高斯滤波线结构光中心线提取方法,分析高斯滤波对线结构光截面灰度分布对称均匀程度的影响规律,利用几何矩构建高斯截面灰度分布模型;在构建的模型基础上,设计一种基于法线的线结构光中心线提取方法,根据初提取中心线法线方向进行中心坐标计算和插值优化,实现热态H型钢线结构光图像中心线快速高精度提取。设计一种基于特征点检测的热态H型钢断面尺寸测量算法,分析热态H型钢轮廓形状特点和数学特征,拾取尺寸特征点,实现热态H型钢断面全尺寸测量。结果表明,与考虑膨胀系数后的热态H型钢尺寸相比,高度、宽度和翼缘的最大相对误差分别为0.06%、1.8%和1.76%;腹板厚度最大绝对误差为0.23 mm。提出的测量算法满足测量需求,能够实现热态H型钢断面尺寸测量。

关键词： H型钢线结构光测量高斯滤波几何矩线结构光中心线提取