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馈能式半主动悬架振动自适应最优容错控制

汽车工程 2024年第1期46卷 92-99页

作者：高翔张祥魏东旭牛军川贺磊山东理工大学机械工程学院淄博255000 山东大学机械工程学院济南250061 高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061

为有效抑制馈能式半主动悬架在不确定因素下的振动,建立悬架机电耦合动力学模型,研究悬架能量转换效率随电参数的变化规律;推导自适应最优容错控制增益,分别在时域和频域中研究悬架的隔振能力;通过构建Lyapunov方程,建立悬架自适应最优... 详细信息

为有效抑制馈能式半主动悬架在不确定因素下的振动,建立悬架机电耦合动力学模型,研究悬架能量转换效率随电参数的变化规律;推导自适应最优容错控制增益,分别在时域和频域中研究悬架的隔振能力;通过构建Lyapunov方程,建立悬架自适应最优容错控制策略的鲁棒性能指标,研究关键参数对鲁棒性能指标的影响规律。研究结果表明:电参数对悬架能量转换效率影响显著,悬架在第2阶固有频率处能量转换效率较高;所提出的自适应最优容错控制策略能够在时域和频域有效抑制振动,其隔振能力明显优于被动控制和自供能模式,控制策略鲁棒性指标受发电模块电感和永磁体外径变化的影响最为显著。

关键词：悬架系统振动半主动控制馈能式磁流变阻尼器隔振性能不确定因素

基于特征自适应融合和集成学习的高性能铣削刀具状态监测

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机械工程学报 2024年第1期60卷 149-158页

作者：王润琼宋清华彭业振刘战强山东大学机械工程学院济南250061 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061 山东大学国家机械工程实验教学示范中心济南250061

通过人工智能、工业大数据实时感知切削加工中的刀具状态是实现面向性能的制造的重要技术途径,也是高性能制造的关键内涵。然而,在目前的切削刀具状态监测算法中,特征提取过程多依赖于人工经验,这无疑限制了刀具状态监测技术的在高性能... 详细信息

通过人工智能、工业大数据实时感知切削加工中的刀具状态是实现面向性能的制造的重要技术途径,也是高性能制造的关键内涵。然而,在目前的切削刀具状态监测算法中,特征提取过程多依赖于人工经验,这无疑限制了刀具状态监测技术的在高性能制造中的推广应用。因此,针对高性能加工监测中的自主性和准确性要求,基于特征自适应融合和集成学习技术,提了出一种面向高性能铣削的刀具磨损监测方法。所提出的监测方法能够根据特征的表现自动为其赋予不同的权重从而实现特征的自适应融合,同时利用AdaBoost集成学习算法,在自动融合特征的同时保证了状态监测精度。薄壁件铣削实验表明,监测结果与真实磨损间的RMSE和MAE值最大为10.44,最小可达5.16。所提出的方法能够自主、准确地监测航空类薄壁件铣削加工中的刀具磨损状态,解决了高性能铣削加工刀具磨损监测中的人工经验依赖问题。

关键词：高性能制造刀具磨损监测特征融合薄壁件铣削

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切削加工车削刀具断屑装置及技术研究综述

机械工程学报 2024年第7期60卷 334-349页

作者：刘安南刘战强蔡士祥赵金富王兵山东大学机械工程学院济南250061 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061 重汽(济南)车桥有限公司济南250104

金属切削加工过程中,当加工高韧性材料或切削用量选用不当时,容易产生带状或螺旋状连续切屑,这类切屑持续卷曲不断裂并且容易发生缠绕,切屑缠绕导致切削区域材料非稳定变形及切削力波动,严重的切屑缠绕还会刮擦划伤零件已加工表面,恶化... 详细信息

金属切削加工过程中,当加工高韧性材料或切削用量选用不当时,容易产生带状或螺旋状连续切屑,这类切屑持续卷曲不断裂并且容易发生缠绕,切屑缠绕导致切削区域材料非稳定变形及切削力波动,严重的切屑缠绕还会刮擦划伤零件已加工表面,恶化加工表面质量,影响零件服役寿命。基于连续切屑形成及断裂机理,研发断屑技术与装置可实现切屑周期性断裂,消除或抑制切屑缠绕,从而可实现高质高效的切削加工。首先,对切屑运动状态及断裂机理进行阐述;其次,分别论述了嵌入式断屑器、刀具织构化断屑、高压射流断屑、优化切削工艺参数断屑和专用断屑装置等车削断屑方法,并对这些断屑装置与技术方法的工作原理和断屑效果进行对比分析,总结出其优势和不足;最后,在切屑断裂判据、可转位刀片断屑结构设计、断屑过程仿真模型、断屑技术创新优化方面对断屑研究的理论和应用发展提出展望。

关键词：切削加工车削刀具切屑缠绕断屑机理断屑方法

热处理工艺对激光熔覆316L温度场与应力场的影响规律

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中国机械工程 2024年第4期35卷 666-677页

作者：李燕乐潘忠涛戚小霞崔维强陈健李方义山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061 中铁十四局集团有限公司济南250101

为研究不同热处理工艺对激光熔覆残余应力的调控作用,利用ANSYS有限元分析软件建立了热力耦合模型,对不同温度(22~900℃)的熔覆前预热处理、不同温度(200~1000℃)的熔覆后退火处理以及熔覆前后协同热处理条件下的激光熔覆316L不锈钢温... 详细信息

为研究不同热处理工艺对激光熔覆残余应力的调控作用,利用ANSYS有限元分析软件建立了热力耦合模型,对不同温度(22~900℃)的熔覆前预热处理、不同温度(200~1000℃)的熔覆后退火处理以及熔覆前后协同热处理条件下的激光熔覆316L不锈钢温度场和应力场进行了数值模拟。研究结果表明:预热对熔池温度影响最大,熔池温度随预热温度的增高而增高;退火处理对激光熔覆残余应力的改善效果最好,800℃退火处理可使残余应力减小约50%,其次是熔覆前后协同热处理,可使残余应力减小约35%,预热处理对激光熔覆残余应力有一定改善,其中预热500℃可使残余应力减小约20%。

关键词： 316L不锈钢激光熔覆热处理数值模拟残余应力

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可见光光学相干层析成像技术发展综述

中国激光 2024年

作者：宋维业姚政开吴付旺户凯旋姜显春山东大学机械工程学院山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室

光学相干层析成像技术是一种无损、高分辨的三维成像技术，在视网膜成像领域的应用具有重要意义。可见光光学相干层析成像利用波长更短的光源，相比传统的近红外波段具有独特的成像优势：可以提供亚微米级的轴向分辨率，具有更高的视网... 详细信息

光学相干层析成像技术是一种无损、高分辨的三维成像技术，在视网膜成像领域的应用具有重要意义。可见光光学相干层析成像利用波长更短的光源，相比传统的近红外波段具有独特的成像优势：可以提供亚微米级的轴向分辨率，具有更高的视网膜层间对比度，还能检测视网膜微血管的血氧饱和度，对多种疾病的早期诊断、治疗和深入研究具有重要意义。本文简述了光学相干层析成像的发展现状，并对可见光光学相干层析成像在系统结构优化、动物成像应用以及临床应用方面的代表性工作进行综述。

关键词：光学相干层析成像可见光成像系统视网膜成像血氧饱和度检测

可见光光学相干层析成像技术发展综述（特邀）

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中国激光 2024年第15期 9-22页

作者：宋维业姚政开吴付旺户凯旋姜显春山东大学机械工程学院山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室

光学相干层析成像技术是一种高分辨率、高信噪比的非接触式三维成像技术，在视网膜成像等领域具有重要的应用价值与意义。可见光光学相干层析成像技术采用波长更短的光源，相比于采用传统的近红外波段光源具有独特的成像优势——可以达... 详细信息

光学相干层析成像技术是一种高分辨率、高信噪比的非接触式三维成像技术，在视网膜成像等领域具有重要的应用价值与意义。可见光光学相干层析成像技术采用波长更短的光源，相比于采用传统的近红外波段光源具有独特的成像优势——可以达到亚微米级的轴向分辨率，具有更高的视网膜层间对比度，可以检测视网膜血管的血氧饱和度——对多种疾病的早期诊断、治疗和深入研究具有重要意义。本文简述了光学相干层析成像技术的发展现状，并对可见光光学相干层析成像技术在系统结构优化、动物成像应用和临床应用方面的代表性工作进行了综述。

关键词：光学相干层析成像可见光成像系统视网膜成像血氧饱和度检测

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海水淡化反渗透浓差极化数值研究

工程热物理学报 2024年第6期45卷 1730-1734页

作者：李清玉范宝鑫陈颂英朱祖超林培峰山东大学高效清洁机械制造教育部重点实验室济南250061 浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018

为研究海水淡化反渗透中的浓差极化问题,本文构建了新的反渗透LBM模型,能更方便地解决扩散系数较小时的计算不稳定,并与已有文献数据进行对比,验证了模型的准确性。基于该模型,本文进一步模拟分析了不同雷诺数及不同跨膜压差下的反渗透... 详细信息

为研究海水淡化反渗透中的浓差极化问题,本文构建了新的反渗透LBM模型,能更方便地解决扩散系数较小时的计算不稳定,并与已有文献数据进行对比,验证了模型的准确性。基于该模型,本文进一步模拟分析了不同雷诺数及不同跨膜压差下的反渗透浓差极化现象。结果表明:增加雷诺数可以减小浓差极化现象,增加膜的渗透通量;而增加跨膜压差不仅增加浓差极化,也增加了渗透通量,同时也极大的增加了能耗,最终导致海水淡化的成本激增。因此,在实际应用中,需要综合考虑雷诺数及跨膜压差的大小,设置合理参数以实现海水淡化设备低成本高效率运行。

关键词：反渗透 LBM 数值模拟浓差极化

改进YOLOv8与特征匹配的单指针仪表识别方法研究

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机械科学与技术 2024年

作者：陶中涵万熠张桂新梁西昌李亚男侯嘉瑞山东大学机械工程学院高效清洁机械制造教育部重点实验室国家实验机械工程教育示范中心山东大学工程训练中心

针对单指针式仪表指针定位不准与表盘畸变的识别问题，提出了一种基于改进YOLOv8与特征匹配的二阶段单指针仪表识别算法。通过深度学习方法实现快速定位仪表，并提出了一种基于特征点匹配的表盘区域识别、指针识别方法。利用所设计的二... 详细信息

针对单指针式仪表指针定位不准与表盘畸变的识别问题，提出了一种基于改进YOLOv8与特征匹配的二阶段单指针仪表识别算法。通过深度学习方法实现快速定位仪表，并提出了一种基于特征点匹配的表盘区域识别、指针识别方法。利用所设计的二阶段识别算法增强了指针识别的鲁棒性，消除了检测图像的畸变影响；基于指数图像增强算法去除指针阴影，消除了表盘其他信息的干扰；通过指针角平线法获得指针指示值，消除了表盘文字与指针粘连的影响。通过6种指针式仪表图像信息进行识别实验。实验结果表明：仪表定位检测召回率为99.1%，基于特征匹配的单指针式仪表识别算法误差为3.872%，不受图像倾斜、旋转、模糊和光照等复杂条件的影响，能够准确鲁棒的识别出仪表数值。

关键词：仪表识别深度学习特征匹配单指针仪表

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商用车驾驶室虚拟迭代目标谱优化与分解

汽车工程 2024年第8期46卷 1501-1510,1500页

作者：王凯张宗阳邴涛崔云龙孙士涛李安海山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061 中国重型汽车集团汽车研究总院济南250100

商用车驾驶室总成载荷谱是影响虚拟疲劳预测精度与计算效率的关键。本文探究了道路载荷谱采集与编辑、高保真动力学建模以及虚拟迭代等重点环节,以期从工程应用角度获取准确、高效的外联点时域载荷。首先,在试验场实车采集了驾驶室总成... 详细信息

商用车驾驶室总成载荷谱是影响虚拟疲劳预测精度与计算效率的关键。本文探究了道路载荷谱采集与编辑、高保真动力学建模以及虚拟迭代等重点环节,以期从工程应用角度获取准确、高效的外联点时域载荷。首先,在试验场实车采集了驾驶室总成全路径道路载荷谱,考虑随机误差对原始数据进行归一化拆分并重组,得到统计性较强的试验场总损伤目标;然后,利用等效损伤原则优选出9段工况及其循环数,不仅将误差控制在10%以内,同时时效提高了75%;随后,结合实测减振元件的性能参数,建立了高保真驾驶室刚柔耦合动力学模型,并通过驾驶室7通道道路模拟台架验证了模型精度;最后,通过虚拟迭代完成了优选工况的载荷分解,迭代误差小于10%。基于上述优选并分解得到的外联点载荷,高效完成了驾驶室本体虚拟疲劳计算,并准确预测了驾驶室焊点失效情况,与道路模拟台架耐久试验结果有较高的吻合度,为商用车驾驶室的设计和优化提供了有力的技术支撑。

关键词：载荷谱加速编辑损伤等效虚拟迭代载荷提取虚拟疲劳