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转子偏心对永磁同步电动机电磁力特性的影响

河南理工大学学报（自然科学版） 2024年第5期43卷 133-141页

作者：唐旭成豪杰马兆兴王瑞华青岛理工大学信息与控制工程学院山东青岛266520

目的永磁同步电动机在变频供电下运行时,转子偏心将加剧电动机的电磁振动,并加大电动机电磁力特性的分析难度。为了研究永磁同步电动机转子偏心时的电磁力特性,方法提出一种快速电磁力特性解析分析方法,在建立电动机永磁体磁动势、定子... 详细信息

目的永磁同步电动机在变频供电下运行时,转子偏心将加剧电动机的电磁振动,并加大电动机电磁力特性的分析难度。为了研究永磁同步电动机转子偏心时的电磁力特性,方法提出一种快速电磁力特性解析分析方法,在建立电动机永磁体磁动势、定子绕组基波及谐波磁动势、气隙磁导函数的解析模型的基础上,构建电动机无偏心、静态偏心、动态偏心时径向电磁力的解析分析模型,并研究电动机电磁力的阶数成分、频率成分特征。结果经分析发现,与电动机不偏心时电磁力的阶数r和频率成分fk相比,电动机静态偏心、动态偏心时均会增加阶数为r±1和r±2的电磁力;电动机静态偏心时,新出现的电磁力的频率成分为f_(k);电动机动态偏心时,新出现的电磁力的频率成分为f_(k)±f_(1)/p,f_(k)±2f_(1)/p。搭建电动机本体和矢量控制电路结合的联合仿真模型,该模型能够反映电动机不同运行状态下绕组电感、永磁体磁链等参数的变化,利用该模型分别仿真分析电动机无偏心、静态偏心和动态偏心带载运行时径向电磁力的阶数成分、频率成分。仿真分析结果与解析分析结果相符,验证了本文解析分析方法的正确性。结论研究结果可为电磁振动的削弱、电动机故障的预测与诊断提供理论依据。

关键词：永磁同步电动机径向电磁力解析分析静态偏心动态偏心变频供电

利用独立成分分析法研究新疆地区陆地水储量及其地壳垂向变化

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第5期49卷 794-804页

作者：李婉秋郭秋英章传银王伟钟玉龙李伟徐鹏飞山东建筑大学测绘地理信息学院山东济南250101 中国测绘科学研究院北京100830 中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院湖北武汉430074 兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃兰州730070 山东理工大学建筑工程与空间信息学院山东淄博255000

中国新疆地区水文气候变化复杂,其水储量变化及其负荷形变特征的精确提取极为重要。采用卫星重力数据GRACE(gravity recovery and climate experiment)反演新疆地区2010—2014年陆地水储量变化,利用独立成分分析法(independent componen... 详细信息

中国新疆地区水文气候变化复杂,其水储量变化及其负荷形变特征的精确提取极为重要。采用卫星重力数据GRACE(gravity recovery and climate experiment)反演新疆地区2010—2014年陆地水储量变化,利用独立成分分析法(independent component analysis,ICA)分解时空模式,提取时空特征信号。在此基础上,反演陆地水负荷迁移引起的地壳垂向变化,引入重力位系数与负荷勒夫数一阶项改正,回加非潮汐大气与海洋信号,结合尺度因子法校正GRACE反演结果,引入全球降水气候计划月降水资料分析形变影响,将其与测区12座连续运行参考站形变位移进行定量比较,重点分析各测站陆地水负荷信号与全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)垂直位移的相关关系。结果表明,经ICA方法分解的新疆地区陆地水储量呈现多时间尺度特征,表现为明显的周年与长期变化;周年信号在西部帕米尔高原附近尤为显著;长期变化以逐年减少为主,在乌鲁木齐西部、天山一带信号较强;总体上,陆地水负荷垂直形变的时间序列波动幅度相对较小,幅值为-1.5~1.5 mm,与WGHM(WaterGAP global hydrology model)模型结果比较一致;形变时序与降水量变化除了存在明显的时间滞后之外,总体趋势相吻合;经非潮汐大气与海洋信号(non-tidal atmospheric and ocean model,GAC)改正后,GRACE结果与GNSS垂直位移的相关程度有所提升,各测站相关系数为0.63~0.91,加权均方根误差达16.18%~58.97%,相位延迟约为0.5~2个月。该研究方法可揭示新疆地区更为精细的水文信号特征,为区域参考框架精确维护提供重要技术支撑。

关键词：独立成分分析法 GRACE 全球导航卫星系统陆地水储量地壳垂向变化

激光定向能量沉积Inconel 718合金高频窄脉冲电化学后处理行为研究

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中国激光 2024年第10期51卷 255-266页

作者：耿建峰吴琳郭鹏飞王慧君林鑫张宇锋杨光黄卫东青岛理工大学山东增材制造工程技术研究中心山东青岛266520 西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072 沈阳航空航天大学机电工程学院辽宁沈阳110136

高频窄脉冲电解加工技术能有效提高加工精度和表面质量,在镍基高温合金等难加工金属材料的精密制造方面有着广泛的应用。然而,对于微观组织极不均匀的激光定向能量沉积构件,其加工质量尚不清晰,尤其是采用无水电解液时。以激光定向能量... 详细信息

高频窄脉冲电解加工技术能有效提高加工精度和表面质量,在镍基高温合金等难加工金属材料的精密制造方面有着广泛的应用。然而,对于微观组织极不均匀的激光定向能量沉积构件,其加工质量尚不清晰,尤其是采用无水电解液时。以激光定向能量沉积Inconel 718合金为研究对象,采用频率为30~100 kHz、占空比为30%~80%的高频窄脉冲电流以及饱和NaCl乙二醇电解液进行射流电解加工实验。结果表明:沉积态Inconel 718合金组织由γ基体相、Nb偏析区与枝晶间相(主要为γ/Laves共晶相)组成;在10.50 A/cm^(2)的电流密度下,加工区表面粗糙度随脉冲频率的增加而增大,且脉冲频率为30 kHz时表面粗糙度最小(R_(a)=1.562μm),加工精度最高;表面粗糙度随占空比的增加先减小后增大,占空比为50%时表面粗糙度最小,占空比为60%时加工精度最高;而在直流模式下,表面粗糙度随电流密度的增大而降低,且电流密度为10.50 A/cm^(2)时,表面质量最优(R_(a)=0.526μm),这是由于高电流密度更容易诱导表面“过饱和盐膜”的形成,从而有效抑制选择性溶解,降低表面粗糙度。但在加工精度方面,高频窄脉冲电流模式的加工定域性较好。最后,基于“盐膜”理论和双电层模型,揭示了高频窄脉冲电流模式下沉积态Inconel 718合金的微区阳极溶解机理,为提高激光增材制造镍基高温合金射流电解加工表面质量提供了理论支撑和实验依据。

关键词：激光技术激光定向能量沉积 Inconel 718镍基高温合金射流电解加工表面完整性加工精度

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保护层破损时柔性立管螺旋铠装层压缩失效模式

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上海交通大学学报 2024年

作者：王华琳吴尚华王刚杨志勋毛彦东陆俣丞卢海龙中船西南(重庆)装备研究院有限公司大连理工大学化工海洋与生命学院大连交通大学土木工程学院哈尔滨工程大学机电工程学院大连理工大学宁波研究院大连理工大学力学与航空航天学院

为研究柔性立管压缩力学行为和保护层（加强带和外护套）受损对螺旋铠装层失效模式的影响，建立了非线性有限元模型。首先，分析了工程中常见破口形式，将其归类为四种较为规整的破口形式。通过未破口保护层的数值分析结果，说明螺旋铠... 详细信息

为研究柔性立管压缩力学行为和保护层（加强带和外护套）受损对螺旋铠装层失效模式的影响，建立了非线性有限元模型。首先，分析了工程中常见破口形式，将其归类为四种较为规整的破口形式。通过未破口保护层的数值分析结果，说明螺旋铠装层受压的整体变形过程和变形特性。然后，通过对比保护层和螺旋铠装层的支反力时程曲线，进一步总结了受损保护层对螺旋铠装层失效不稳定性的影响。研究发现破口抵抗径向扩张能力与整体结构承压能力息息相关，同时破口形状对螺旋铠装层失效模式存在一定的诱导作用。外护套的波纹状失效模式或层内错动会瞬时强化螺旋铠装层，抑制其环向隆起失效。最后，定义了常见的螺旋铠装层的压缩失效模式，为海洋工程实践中的失效分析及应对策略提供有效的参考。

关键词：柔性立管螺旋铠装层保护层破口形式压缩失效模式

隧道围岩块体垮塌声发射与自振频率演化特征试验

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中国公路学报 2024年第8期37卷 191-203页

作者：胡杰张延欢吴威涛刘洪亮贺鹏潘浩岚徐一帆南京理工大学安全科学与工程学院山东大学岩土与地下工程研究院南京理工大学机械工程学院山东科技大学土木工程与建筑学院

隧道围岩垮塌灾害防控技术对隧道安全建设具有重要意义，监测预警技术是隧道灾害主动防控的重要手段。针对传统位移、应力等监测指标对隧道围岩突发块体灾害难以有效响应的难题，从块体垮塌灾变机制出发，分析灾变过程的声发射和自振频... 详细信息

隧道围岩垮塌灾害防控技术对隧道安全建设具有重要意义，监测预警技术是隧道灾害主动防控的重要手段。针对传统位移、应力等监测指标对隧道围岩突发块体灾害难以有效响应的难题，从块体垮塌灾变机制出发，分析灾变过程的声发射和自振频率演化规律。首先基于理论推导，从简化二维应力状态的角度对块体失稳过程进行简化分析，建立了隧道围岩块体振动模型，分析了不同失稳模式下规则方形块体自振频率与应力、接触面积、摩擦力等要素的对应关系。同时基于自研的新型块体垮塌过程模拟试验系统，设计开展了室内块体失稳大尺度物理模拟试验，研究了应力状态、接触面积等因素对块体失稳过程自振频率的影响，进一步研究了块体失稳过程滑移面摩擦声发射信号的演化规律。研究成果表明：滑动型块体自振频率随着侧压力的增加而增大，当侧压力由0.1 MPa增加至0.5 MPa和1 MPa时，自振频率分别增加了16.18 Hz和25.79 Hz。接触面积减小，自振频率随之减小，块体自振频率可以有效反映滑动面对关键块体的约束作用；岩块滑动过程声发射主频分布带宽相对较小，但集中分布的频段较多，绝大部分声发射信号集中于0、20、40、50、150 kHz频带附近，与侧压力大小无关。该研究成果可为隧道围岩块体垮塌灾害的“声-振”联合监测预警方法提供必要的理论支撑。

关键词：隧道工程灾变演化模拟试验块体垮塌声发射自振频率

基于遗传算法的海洋脐带缆截面布局优化设计与数值验证

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船舶力学 2024年第5期28卷 725-734页

作者：杨志勋殷旭阎军范志瑞史冬岩田庚曹冬辉哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001 大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

海洋脐带缆通常由不同的功能构件捆绑而成,而这些功能构件的力学性能差异很大,在外载荷的作用下,不合理的截面布局可能会导致较大的截面变形和构件间的接触压力,从而影响脐带缆服役寿命。本文首先利用最小化截面半径给出截面布局紧凑性... 详细信息

海洋脐带缆通常由不同的功能构件捆绑而成,而这些功能构件的力学性能差异很大,在外载荷的作用下,不合理的截面布局可能会导致较大的截面变形和构件间的接触压力,从而影响脐带缆服役寿命。本文首先利用最小化截面半径给出截面布局紧凑性的实现方法,通过基于截面构件的拉伸刚度引入虚拟重力指标来描述截面布局的对称性,同时提出可量化的指标描述易损构件钢管之间的疲劳磨损问题。然后考虑上述三个目标建立截面布局多目标优化模型,并引入遗传算法对上述模型进行求解优化,自动得到三种具有代表性的截面优化布局。最后,通过数值模拟对不同截面优化布局进行验证与分析评价,进而得到最优截面布局设计。本文所提出的脐带缆截面布局设计优化方法可提高全局最优解搜索能力,对脐带缆结构设计具有一定的指导意义。

关键词：脐带缆截面布局遗传算法数值模拟优化设计

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基于PBL模式的EDA技术课程教学研究

农机装备电控液压提升系统变权重因子自适应控制研究

科教导刊（电子版） 2024年第1期 95-97页

作者：肖伟李欣琳山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博 255049 青岛大学机电工程学院山东青岛 266071

该文章针对传统EDA技术课程教学中存在的问题,提出基于PBL模式的教学策略.通过引入实际问题,突破传统教学模式束缚,缩小教学内容与实际需求的差距,强化实践环节,丰富考核方式,培养学生的综合素质.文章旨在提高EDA技术课程教学质量,培养... 详细信息

该文章针对传统EDA技术课程教学中存在的问题,提出基于PBL模式的教学策略.通过引入实际问题,突破传统教学模式束缚,缩小教学内容与实际需求的差距,强化实践环节,丰富考核方式,培养学生的综合素质.文章旨在提高EDA技术课程教学质量,培养出适应社会需求的高素质人才.

关键词： EDA技术课程 PBL模式问题导向项目实践

来源：博看期刊评论

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机床与液压 2024年第9期52卷 115-122页

作者：崔丹丹崔高伟张涛郑州经贸学院智慧制造学院河南郑州450000 上海航天控制技术研究所上海201109 山东理工大学机械工程学院山东淄博255000

针对传统大马力拖拉机电液提升系统控制精度不足的问题,提出利用多个反馈参数进行综合调节的控制方案,通过对不同的反馈控制方式进行权重划分,可综合各反馈控制的优势以实现多性能平衡的目的。另外,考虑到常规控制的权重因子固定不可变... 详细信息

针对传统大马力拖拉机电液提升系统控制精度不足的问题,提出利用多个反馈参数进行综合调节的控制方案,通过对不同的反馈控制方式进行权重划分,可综合各反馈控制的优势以实现多性能平衡的目的。另外,考虑到常规控制的权重因子固定不可变的问题,提出权重因子基于反馈信号的自适应变化控制方案,利用3种反馈信号与设定值的偏差进行权重因子的增量调节,使得权重因子能更好地满足性能参数的变动,分别设计了3个权重因子的自适应控制规则和对应控制器的输入输出参数。选用犁耕深度、牵引力、滑转率作为控制性能的评价指标对无反馈控制、力位综合控制以及所提自适应控制进行对比,结果表明:所提控制方法的犁耕深度均匀性较高,牵引力和滑转率数值较小,且变化范围明显小于其他2种控制方式;在提高犁耕均匀性的同时也提高了燃油经济性,并降低了悬挂系统的冲击效应。

关键词：电液提升系统变权重因子自适应控制反馈调节性能优化

基于力反馈设备的工业机器人遥操作装配系统实验研究

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机电工程 2024年

作者：贾彦徽陈成军青岛理工大学机械与汽车工程学院

采用工业机器人执行某些危险或复杂环境下的装配任务时，需要通过遥操作机器人进行装配，为此，提出了一种基于力反馈设备的工业机器人遥操作装配系统。首先，基于该装配系统，建立了遥操作力反馈设备位姿坐标系与机器人末端坐标系间的... 详细信息

采用工业机器人执行某些危险或复杂环境下的装配任务时，需要通过遥操作机器人进行装配，为此，提出了一种基于力反馈设备的工业机器人遥操作装配系统。首先，基于该装配系统，建立了遥操作力反馈设备位姿坐标系与机器人末端坐标系间的位姿转换矩阵，将主端的位姿信息映射到机器人末端执行器，从而驱动机器人完成了装配任务；然后，引入了力位混合控制器，并结合力和位置控制策略，通过选择六维方向控制模式，实现了对机器人位姿进行柔顺控制的目的；最后，搭建了机器人遥操作装配平台，进行了工业机器人的装配实验，对该装配系统能否满足工业机器人遥操作装配的需求进行了验证。研究结果表明：采用该工业机器人遥操作装配的系统中，平均位置误差为1.121 mm，平均角度误差为0.589°，具有良好的控制精度；采用该力位混合控制器后，装配的成功率提升了30%，并且成功装配的平均时间缩短了6.7 s，有效提升了装配的完成效率和完成质量。

关键词：工业机器人末端执行器位姿映射成功装配时间装配效率力位混合控制器位姿柔顺控制