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非完备数据集下的标准自学习数据增强滚动轴承故障诊断方法

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振动工程学报 2024年第4期37卷 667-676页

作者：安增辉江星星杨蕊赵磊朱忠奎李舜酩山东建筑大学机电工程学院山东济南250101 苏州大学轨道交通学院江苏苏州215131 南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

滚动轴承的智能故障诊断是设备安全、高效运行的重要保障。然而,非平稳的运行工况使采集到的训练数据集呈现不完备的特点,导致基于数据驱动的模型仅能从中学习到极为有限的诊断知识,致使诊断准确率大幅下降。针对此问题,以生成扰动样本... 详细信息

滚动轴承的智能故障诊断是设备安全、高效运行的重要保障。然而,非平稳的运行工况使采集到的训练数据集呈现不完备的特点,导致基于数据驱动的模型仅能从中学习到极为有限的诊断知识,致使诊断准确率大幅下降。针对此问题,以生成扰动样本扩充原始数据集的完备性为目的,提出了标准自学习数据增强故障诊断方法。该方法包含标准自学习和数据增强两个训练步骤,将一维卷积神经网络的训练过程看作模型自学习出评判扰动样本的标准,基于此标准,采用样本参数化与模型数据化方法生成扰动样本。两步骤交叉进行,不仅能生成扰动数据、增强数据集完备性,同时能获得非平稳工况下的故障诊断模型。此外,通过研究不同数据生成次序的样本差异,发现所提方法在生成数据时,通过数据生成距离与方向的随机性叠加,保证了生成样本的多样性。实验结果表明所提方法在不完备的训练数据集下对非平稳工况样本的诊断具有有效性和优越性。

关键词：智能故障诊断滚动轴承数据增强非平稳工况

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激光等离子体爆轰波血栓推进机理的数值模拟研究

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中国激光 2024年第3期51卷 148-159页

作者：葛杨李寒阳王鸿涛陈营杨旭龙周高仟哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院黑龙江哈尔滨150001 航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司黑龙江哈尔滨150066

水下激光等离子体爆轰波能够作用于微球表面产生推力进而推动微球运动。本课题组依据水下激光等离子体爆轰波的作用机理,提出了激光等离子体爆轰波定点清除血栓的方法。以血液为介质建立血管血栓模型,采用光纤激光器作为动力,进行激光... 详细信息

水下激光等离子体爆轰波能够作用于微球表面产生推力进而推动微球运动。本课题组依据水下激光等离子体爆轰波的作用机理,提出了激光等离子体爆轰波定点清除血栓的方法。以血液为介质建立血管血栓模型,采用光纤激光器作为动力,进行激光等离子体爆轰波血栓推进的机理研究及数值模拟。结果显示:激光等离子体爆轰波对血栓表面有一定大小的强推力作用,能量为20μJ的激光对直径为2 mm的下肢静脉血栓表面的峰值推力可以达到1.0 N,而且峰值推力的大小取决于激光能量以及血栓的尺寸和形状。水下光纤激光等离子体推进微球和团簇实验进一步证明了激光等离子体爆轰波定点清除血栓和打散团簇的可行性,为聚集型血栓团簇的定点清除提供了一种可行方法。

关键词：激光器光纤等离子体爆轰波激光推进血管血栓定点清除

超声振动对激光沉积Ti-6Al-4V钛合金组织与性能的影响

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稀有金属 2024年第5期48卷 632-639页

作者：李长富杜金航钦兰云杨光王维沈阳航空航天大学机电工程学院航空制造工艺数字化国防重点学科实验室辽宁沈阳110136

采用多物理场仿真模拟,建立了垂直基板法向方向施加的超声幅场模型,得到的超声驻波幅场分布与实验结果相同。在未施加和施加驻波超声场的基板上,采用激光沉积制造(LDM)工艺制备了Ti-6Al-4V钛合金试样,对比分析了试样显微组织和力学性能... 详细信息

采用多物理场仿真模拟,建立了垂直基板法向方向施加的超声幅场模型,得到的超声驻波幅场分布与实验结果相同。在未施加和施加驻波超声场的基板上,采用激光沉积制造(LDM)工艺制备了Ti-6Al-4V钛合金试样,对比分析了试样显微组织和力学性能的差异,并对差异产生的原因进行了探讨。数值模拟结果表明,当以垂直基板法向方向施加超声场时,基板上形成驻波,基板的固有频率与超声频率是影响超声作用效果的关键因素,当超声频率为20.2 kHz时,驻波存在最高振幅,达到76μm。相比于无振动作用,超声引入可有效阻碍β柱状晶的生长趋势,细化β柱晶内部的α片层组织,被施加高振幅作用的试样在底部靠近基板区域的组织产生等轴β晶区和密集的亚晶界,激光熔覆层横截面硬度随振幅升高而显著提高,抗拉强度随振幅的升高提高4.2%,屈服强度随振幅的升高提高3.1%。驻波超声场在基板上的形成,实现了超声场对LDM制备Ti-6Al-4V钛合金组织与性能的有效调控,为LDM工艺制备更高质量钛合金构件提供重要的理论指导。

关键词：激光沉积制造(LDM) 驻波超声幅场显微组织力学性能

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HRD-76燃料的简化反应机理构建与验证

燃烧科学与技术 2024年第4期30卷 329-338页

作者：禹进樊崇政周航重庆交通大学航空学院重庆400074 重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074

为了开发适用于计算流体动力学(CFD)模拟的紧凑和高精度的反应机理,提出了一种新的简化机理构建方法为HRD-76模型燃料构建了含89种组分和471个基元反应的简化反应机理,并验证了各个基础组分和燃料的着火延迟、物质组分浓度、层流火焰速... 详细信息

为了开发适用于计算流体动力学(CFD)模拟的紧凑和高精度的反应机理,提出了一种新的简化机理构建方法为HRD-76模型燃料构建了含89种组分和471个基元反应的简化反应机理,并验证了各个基础组分和燃料的着火延迟、物质组分浓度、层流火焰速度等基础燃烧特性.并将该机理耦合到三维CFD喷雾模型中,来模拟定容喷雾燃烧室(CVSCC)中的喷雾燃烧过程.结果表明,喷雾燃烧特性模拟值能与实验值较好地吻合,证明了所构建机理在燃烧CFD模拟中的有效性.本文提出的新方法为高碳燃料的机理构建提供了新思路.

关键词：生物燃料骨架机理化学反应机理喷雾点火机理简化

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导热复合材料加工工艺的现状及进展

塑料 2024年第1期53卷 119-124页

作者：代瑞高晓东曾宪奎杨卫民鉴冉冉青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061 中国核电工程有限公司北京100840 北京化工大学机电工程学院北京100029

近年来,随着电气设备以及微电子行业的快速发展,产品逐渐趋向于精密化、小型化,对高性能聚合物导热材料及其制品的精度需求和需求量越来越高。传统工艺较难使制品在满足导热能力的前提下,具备较好的物理性能。因此,如何在较少填料的情... 详细信息

近年来,随着电气设备以及微电子行业的快速发展,产品逐渐趋向于精密化、小型化,对高性能聚合物导热材料及其制品的精度需求和需求量越来越高。传统工艺较难使制品在满足导热能力的前提下,具备较好的物理性能。因此,如何在较少填料的情况下最大限度地改善材料的综合性能成为目前研究的热点,在该过程中,挤出机螺杆起到了关键作用。文章主要从复合材料加工工艺方面对提高材料的热导率进行了综述,包括熔融共混法、机械力诱导法等,这些方法解决了高聚物热导率低的问题,并提出了研究中存在的问题及改进方向,这对指导制备高导热性能的复合材料具有较高的参考价值。最后,对填充型导热复合材料的发展前景进行了展望。

关键词：导热复合材料导热填料表面改性加工工艺熔融共混

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火箭弹尾流冲击效应研究

火炮发射与控制学报 2024年

作者：曲普姜瑞洲孙耀东中北大学机电工程学院西北机电工程研究所

以火箭弹尾流场及发射平台为研究对象，基于计算流体动力学方法，采用有限体积法进行数值离散，建立火箭弹尾焰燃气流场数学物理模型进行计算。分析火箭弹尾焰射流与发射平台的相互作用，探究燃气流场速度、温度和压力等参数分布特性，... 详细信息

以火箭弹尾流场及发射平台为研究对象，基于计算流体动力学方法，采用有限体积法进行数值离散，建立火箭弹尾焰燃气流场数学物理模型进行计算。分析火箭弹尾焰射流与发射平台的相互作用，探究燃气流场速度、温度和压力等参数分布特性，并研究发射过程中尾焰燃气流对发射平台的冲击效应，得到发射平台关注区域表面压力、温度变化规律。之后对不同材料表面进行数值模拟及实验模拟进行对比，研究结果表明由钢材料替换铝材料后，钢材料表面温度低于熔点，可减小温度对平台的影响，为火箭弹发射平台防护及优化提供了理论依据。

关键词：火箭弹尾流场冲击效应防护优化数值模拟

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CFRP/钛合金叠层材料钻削研究进展

机械科学与技术 2024年

作者：陈怡晴王晓强田英健张旭刘梦豪河南科技大学机电工程学院

CFRP/钛合金叠层材料强度高、韧性好、耐疲劳且质量轻，是航空航天领域广泛使用的叠层材料。针对CFRP/钛合金叠层材料高效率、低损伤的制孔需求，本文从传统钻削方法、振动辅助钻削及低温冷却辅助钻削对CFRP/钛合金叠层材料钻削研究进... 详细信息

CFRP/钛合金叠层材料强度高、韧性好、耐疲劳且质量轻，是航空航天领域广泛使用的叠层材料。针对CFRP/钛合金叠层材料高效率、低损伤的制孔需求，本文从传统钻削方法、振动辅助钻削及低温冷却辅助钻削对CFRP/钛合金叠层材料钻削研究进展进行综合论述，阐述了各类先进制孔技术的加工原理，分析了各加工参数对切削力、切削温度及加工质量的影响规律，厘清了不同钻削方式的优劣和机理，并对今后CFRP/钛合金叠层材料高效高质钻削研究方向进行展望，旨在为提高叠层材料钻削加工质量提供理论参考和数据支撑。

关键词： CFRP/钛合金叠层材料高效高质加工传统钻削振动辅助钻削低温冷却钻削

转静干涉下压气机叶片尾缘锯齿设计与性能优化

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兵工学报 2024年

作者：杨文军隋东东王旭鹏潘五九王磊苏州科技大学机械工程学院沈阳航空航天大学机电工程学院

转静干涉效应诱发了压气机叶片尾流的复杂激扰行为，而尾缘锯齿特征为叶片尾流的激扰控制提供了有效手段。在考虑叶排间转静干涉的基础上，通过在静子叶片尾缘引入锯齿特征，以改善其对叶片尾流扰动以及压气机性能的影响，并进一步利用... 详细信息

转静干涉效应诱发了压气机叶片尾流的复杂激扰行为，而尾缘锯齿特征为叶片尾流的激扰控制提供了有效手段。在考虑叶排间转静干涉的基础上，通过在静子叶片尾缘引入锯齿特征，以改善其对叶片尾流扰动以及压气机性能的影响，并进一步利用拉丁方试验设计优化了转子叶型，实现了转静干涉下压气机叶片的尾流扰动控制与性能优化。研究结果表明：非均布锯齿特征有效改善了静子叶片的尾流形态，增强了叶片主流与尾流区域的混合效应，减小了叶片尾缘的速度亏损；跨声速压气机的效率提高了2.70%，稳定工作范围提高了12.31%；通过优化转子叶片型面，压气机效率提高至91.42%，进一步拓宽了其性能裕度；研究成果不仅对尾流扰动控制具有重要的理论价值，而且对高性能叶盘系统的设计具有重要的工程意义。

关键词：压气机叶片尾缘锯齿尾流扰动工作性能优化设计

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三维光热吸收材料的制备及界面蒸发性能

工业水处理 2024年

作者：桓茜靳浩斌王伟田子谕白帅丽陕西工业职业技术学院航空工程学院西安工业大学光电工程学院陕西科技大学机电工程学院武汉工程大学机电工程学院

环境污染和气候变化导致淡水紧缺，迫切需要绿色环保的淡水制备策略。太阳能驱动水蒸发作为低碳、环保、高效的海水淡化技术，是一种解决淡水资源短缺问题的新策略。高性能的太阳能蒸发关键在于材料快速的光发热转换、水运输和蒸汽扩散... 详细信息

环境污染和气候变化导致淡水紧缺，迫切需要绿色环保的淡水制备策略。太阳能驱动水蒸发作为低碳、环保、高效的海水淡化技术，是一种解决淡水资源短缺问题的新策略。高性能的太阳能蒸发关键在于材料快速的光发热转换、水运输和蒸汽扩散。对此，受自然生物质多孔结构启发，通过冷冻干燥和碳化工艺制备了具有高光热转换和水供给能力的生物质衍生的碳化玉米秆蒸发器。结果表明：润湿条件下的多孔生物质蒸发器对太阳光的吸收率可达到91.6%，一个标准太阳辐照下的水蒸发速率和光热转换效率可达1.31 kg/(m2·h)和89%。此外，研究了不同高度的三维结构对蒸发性能的增强影响，基于三维结构设计，蒸发器的蒸发速率和效率提升至3.41 kg/(m2·h)和90%，表现了出色的蒸发/淡化海水的能力。

关键词：太阳能蒸发海水淡化三维结构生物质蒸发器