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基于胎内周向应变的非道路轮胎垂向载荷反演优化算法研究

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农业机械学报 2025年第1期56.0卷 463-473页

作者：王亚东宋寅东王彦民张剑何志祝李臻中国农业大学工学院现代农装科技股份有限公司石家庄中兴机械制造股份有限公司贵州轮胎股份有限公司技术中心

非道路轮胎具有结构尺寸大、工况恶劣多变、载荷波动明显等典型特征，其垂向载荷显著影响车辆的纵向、垂向、侧向动力学特性。针对非道路轮胎垂向载荷获取困难、传统物理模型推演精度不足的问题，提出了一种基于应变信息与机器学习技术... 详细信息

非道路轮胎具有结构尺寸大、工况恶劣多变、载荷波动明显等典型特征，其垂向载荷显著影响车辆的纵向、垂向、侧向动力学特性。针对非道路轮胎垂向载荷获取困难、传统物理模型推演精度不足的问题，提出了一种基于应变信息与机器学习技术的垂向载荷反演算法。以R-1型人字花纹非道路轮胎为研究对象，设计了由大量程柔性应变传感器、低功耗数据采集及无线传输模块组成的轮胎应变信息采集系统。以胎压、速度、载荷等参数为变量，在转鼓试验台上开展了多种典型工况测试，分析了轮胎接地点的应变变化规律。在此基础上，构建了面向轮胎垂向载荷估计的深度神经网络模型，并基于AdamW优化器与网格搜索法开展了算法参数优化。试验结果表明，基于AdamW优化器的深度神经网络模型对非道路轮胎垂向载荷预测表现出较高的精度，各工况下最大平均相对误差由4.10%降至0.30%。此外，针对模型泛化能力的测试结果显示，深度神经网络模型平均归一化均方根误差较SVR模型降低55.91%,泛化性能优越。研究表明，所提出基于AdamW优化器的深度神经网络模型可对以应变信息为输入的非道路轮胎垂向载荷进行准确反演，为非道路车辆的动力学控制系统提供可靠的轮胎力学关键参数获取依据。

关键词：非道路轮胎周向应变载荷估计智能轮胎机器学习

GCr15铸坯碳偏析对组织与摩擦磨损特性的遗传性影响

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钢铁 2025年

作者：张健夏佃秀许荣昌孙宗辉吴赛赛张新涛陈通济南大学机械工程学院山东钢铁股份有限公司山东天舟精密机械有限公司

GCr15钢是高端轴承领域中最常用的材料，其显微组织均匀性对轴承的使用寿命和可靠性至关重要，而铸坯中碳偏析的遗传性不仅影响后续热处理过程中的组织演变，还直接关系到轴承的力学性能和服役稳定性。探讨了GCr15钢铸坯碳偏析对轴承显... 详细信息

GCr15钢是高端轴承领域中最常用的材料，其显微组织均匀性对轴承的使用寿命和可靠性至关重要，而铸坯中碳偏析的遗传性不仅影响后续热处理过程中的组织演变，还直接关系到轴承的力学性能和服役稳定性。探讨了GCr15钢铸坯碳偏析对轴承显微组织和性能的遗传性影响。通过热酸腐蚀试验、金属原位分析仪、激光共聚焦扫描显微镜、扫描电子显微镜（SEM）分析了不同状态下试样的碳元素分布和显微组织特征。利用多功能摩擦磨损试验机（Rtec-MFT5000）研究了碳偏析对轴承滑动摩擦磨损性能的影响。研究结果表明，铸坯中心区域的碳偏析显著，最大碳质量分数高达1.44%，远高于边缘区域。经热轧、球化退火及淬回火后，碳质量分数分别下降至1.40%、1.31%和1.30%，经过热轧和后续热处理，碳偏析有所改善但仍未完全消除，表现出显著的遗传性。激光共聚焦试验结果表明，在碳偏析区域，马氏体相变的起始温度为158.5 ℃，且从相变开始到基本完成的过程滞后约10 ℃；相比之下，非偏析区域的马氏体相变起始温度为172 ℃，滞后仅为1～2 ℃。碳偏析不仅显著降低了马氏体相变的起始温度，还延缓了相变的进程，进而导致马氏体片在尺寸和分布上的显著差异。滑动摩擦磨损试验结果显示，在载荷30 N和50 N下，中心区域磨损率分别比边缘高出0.7×10-5mm3/（N·m）和1.1×10-5mm3/（N·m）。随着载荷增大，中心区域因碳偏析导致的裂纹扩展和剥落现象更为严重，磨损率显著上升。这种组织分布不均匀性使中心区域更易形成裂纹群和层状剥落，从而降低轴承的耐磨性与服役可靠性。

关键词： GCr15钢热处理碳偏析激光共聚焦马氏体相变组织遗传硬度摩擦磨损性能

基于彩色与热红外图像信息融合的肉鸡死鸡识别方法

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农业机械学报 2025年第1期56卷 47-55+64页

作者：郝宏运姜伟罗升孙宪法王粮局王红英中国农业大学工学院江苏省农业机械试验鉴定站山东民和牧业股份有限公司

为了提高规模化肉鸡养殖场中肉鸡死鸡识别的精度，基于彩色图像和热红外图像，分别提出了基于两阶段与单阶段的肉鸡死鸡检测方法。在两阶段方法中，首先使用YOLO v11-seg网络对彩色图像中肉鸡进行分割，获取肉鸡掩膜坐标；然后提取单只... 详细信息

为了提高规模化肉鸡养殖场中肉鸡死鸡识别的精度，基于彩色图像和热红外图像，分别提出了基于两阶段与单阶段的肉鸡死鸡检测方法。在两阶段方法中，首先使用YOLO v11-seg网络对彩色图像中肉鸡进行分割，获取肉鸡掩膜坐标；然后提取单只肉鸡热红外图像，使用YOLO v8-cls分类网络对单只肉鸡热红外图像进行分类。在单阶段方法中，基于彩色图像和配准热红外图像分别构建了G通道替换融合图像、加权融合图像、小波变换融合图像以及频域变换融合图像，使用多源融合图像数据集基于YOLO v11s目标检测网络构建了肉鸡死鸡检测模型。结果表明，两阶段肉鸡死鸡检测方法中，肉鸡实例分割平均精确率为94.2%,单只肉鸡热红外图像分类准确率为99.4%。单阶段肉鸡死鸡检测方法中，基于小波变换融合图像构建的肉鸡死鸡检测模型获得了最高的检测精度，检测平均精确率为93.0%。两种方法相比，单阶段检测方法在公共测试集上精确率更高，为92.3%,推理速度更快(6.1 ms/f),单模型部署更加简单。对肉鸡热红外图像温度分布分析表明，低周龄肉鸡与高周龄肉鸡的体表温度分布具有明显差异。提出的肉鸡死鸡检测方法，能够在高密度养殖下的恶劣成像环境中对肉鸡死鸡实现准确识别，为其他畜禽死亡检测提供了技术参考。

关键词：肉鸡死鸡热红外图像彩色图像图像配准 YOLO v11

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空气悬架系统的理想孪生动挠度跟踪控制策略

西安交通大学学报 2025年第1期59卷 159-171页

作者：赵雷雷张浩于曰伟甄冉丁钒单溪玉丁家和山东理工大学交通与车辆工程学院山东淄博255000 山东安博机械科技股份有限公司研发部山东淄博255000 山东美晨工业集团有限公司研发中心山东潍坊262200

为解决车辆主动悬架系统减振效果与控制能耗间的矛盾,基于“数字孪生、以虚控实、节能减振”理念,提出了主动空气悬架系统的理想孪生动挠度跟踪控制策略。首先,以车辆座椅主动空气悬架系统为例,利用准零刚度系统构建了真实空气悬架系统... 详细信息

为解决车辆主动悬架系统减振效果与控制能耗间的矛盾,基于“数字孪生、以虚控实、节能减振”理念,提出了主动空气悬架系统的理想孪生动挠度跟踪控制策略。首先,以车辆座椅主动空气悬架系统为例,利用准零刚度系统构建了真实空气悬架系统的理想数字孪生体,同时建立了该孪生体的参数匹配设计方法;然后,以空气弹簧气体压力控制为节点,设计了外环位置模糊非奇异快速终端滑模控制器,以及考虑空气弹簧充放气过程中电磁阀非线性流量特性的内环气压控制器,进而实现真实悬架系统对实际激励下孪生体动挠度的跟踪;最后,通过台架模拟实验与整车平顺性仿真实验,对所提控制策略的有效性与先进性进行了验证。结果表明:与以降低加速度为控制目标的传统控制策略相比,所提策略在随机路况下的座椅垂向振动加速度均方根更小且控制能耗均方根最小降幅达65.0%,冲击路况下座椅垂向振动剂量也更小且主动控制力最大降幅高达45.5%。所提策略性能明显优于传统策略,能在有效提高悬架系统减振性能的同时大幅降低主动控制能耗,有效解决了上述矛盾,可推广应用于各类主动悬架系统,为节能减振提供新的研究思路。

关键词：车辆空气悬架节能减振理想孪生动挠度

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工业过氧化氢品质提升方案研究进展

无机盐工业 2025年第1期57卷 36-41页

作者：齐国庆李通山东新龙科技股份有限公司山东寿光262700

在工业级过氧化氢生产过程中,通过合理选择管道设备材质、高质量钝化、使用精密过滤等方式,降低铁离子含量;通过选用高效溶剂、适当降低再生和反应温度、汽提或者净化,降低总有机碳(TOC)含量;通过提高系统洁净度,进而降低稳定用磷酸量,... 详细信息

在工业级过氧化氢生产过程中,通过合理选择管道设备材质、高质量钝化、使用精密过滤等方式,降低铁离子含量;通过选用高效溶剂、适当降低再生和反应温度、汽提或者净化,降低总有机碳(TOC)含量;通过提高系统洁净度,进而降低稳定用磷酸量,选择无磷或者低磷的稳定剂,降低磷酸根离子含量;通过温度、pH、杂质三要素的控制,提高产品稳定度,并根据下游产品选用稳定剂种类;控制过氧化氢pH不得高于6,建议保持在2~3,增加安全性和提高质量;对下游不同产品己内酰胺、四溴双酚A等的敏感元素进行控制,满足生产需要。通过上述控制措施,可以让工业级过氧化氢达到下游化工制造质量标准,不再新建净化提纯装置,降低了成本,提高了安全性。

关键词：过氧化氢铁离子 TOC pH 品质提升

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随机风载下风电齿轮箱的系统动态可靠性研究

振动与冲击 2025年第3期44卷 238-250页

作者：顾慧耘王宏伟周建星费翔温建民房忠新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830047 金风科技股份有限公司乌鲁木齐830000

风电齿轮箱在随机风载的作用下产生疲劳损伤,导致系统可靠性的降低。针对风电齿轮箱系统可靠性实时评估的问题,以2 MW风电齿轮箱为研究对象,建立了齿轮箱传动系统动力学模型,统计动力学响应下各零件的疲劳应力,生成疲劳载荷谱。结合非... 详细信息

风电齿轮箱在随机风载的作用下产生疲劳损伤,导致系统可靠性的降低。针对风电齿轮箱系统可靠性实时评估的问题,以2 MW风电齿轮箱为研究对象,建立了齿轮箱传动系统动力学模型,统计动力学响应下各零件的疲劳应力,生成疲劳载荷谱。结合非线性疲劳损伤累积理论和核密度估计法,建立了考虑强度退化的应力-强度干涉模型,计算各零件失效模式的动态可靠度。进一步利用Copula函数构建了系统可靠性模型,分析零件的共因失效对齿轮箱系统可靠性退化的影响。结果表明:运行过程中齿轮箱的行星轮系和中速轴轴承的可靠度下降较快,其余零件的可靠度也呈下降趋势,说明服役初期的疲劳失效主要集中在行星轮系和中速轴轴承,其他零件在服役后期也会失效。齿轮箱的系统可靠度经过20年寿命周期预计降至约0.588,结合零件的可靠度可实现风电齿轮箱的故障预警。

关键词：风力发电机可靠性疲劳损伤齿轮轴承失效相关

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基于模和阻抗角的自感式位移传感器阻抗建模

电工技术学报 2025年第2期40卷 387-397页

作者：陈信维李红伟任宗强于文涛丁印恕山东大学电气工程学院济南250061 西安交通大学电气工程学院西安710049 山东明天机械集团股份有限公司济南250200

目前主动磁悬浮轴承广泛用于工业各领域,而位移传感器是影响磁悬浮轴承控制性能的重要部件。为了研究位移传感器的性能,首先必须建立准确的传感器模型,因此,该文根据自感式位移传感器的工作原理,通过引入铁心复磁导率和气隙磁阻杂散系数... 详细信息

目前主动磁悬浮轴承广泛用于工业各领域,而位移传感器是影响磁悬浮轴承控制性能的重要部件。为了研究位移传感器的性能,首先必须建立准确的传感器模型,因此,该文根据自感式位移传感器的工作原理,通过引入铁心复磁导率和气隙磁阻杂散系数,提出一种基于阻抗的模和阻抗角的自感式位移传感器阻抗建模方法。然后根据实验数据得到了模型参数,运用阻抗改进模型预测不同激励频率下传感器的输出电压和灵敏度。最后与传感器静态性能实验结果相比,输出电压的预测误差小于0.05 V,灵敏度的预测相对误差小于1%,验证了阻抗改进模型的准确性。所建阻抗改进模型为进一步研究自感式位移传感器的动态输出性能提供了理论基础。

关键词：主动磁悬浮轴承自感式位移传感器铁心线圈阻抗建模相对复磁导率气隙磁阻杂散系数

混氨比例及温度对氨煤混燃NO_(x)生成特性影响实验研究

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中国电机工程学报 2025年第2期45卷 452-460,I0004页

作者：谢妍王耿辉刘佳宁李君刘欣张文振张超群王赫阳天津大学机械工程学院天津市津南区300350 烟台龙源电力技术股份有限公司山东省烟台市264006

氨煤混燃是减少燃煤电厂CO_(2)排放的一种可行方法,然而,高NO_(x)排放将是氨煤混燃所面临的主要挑战。为研究NO_(x)控制策略,该文在可灵活控制氨燃烧反应环境的一维氨煤混燃实验炉中对混氨比例(R_(NH3))、燃尽风率和炉膛温度对氨煤混燃N... 详细信息

氨煤混燃是减少燃煤电厂CO_(2)排放的一种可行方法,然而,高NO_(x)排放将是氨煤混燃所面临的主要挑战。为研究NO_(x)控制策略,该文在可灵活控制氨燃烧反应环境的一维氨煤混燃实验炉中对混氨比例(R_(NH3))、燃尽风率和炉膛温度对氨煤混燃NO_(x)生成特性的影响进行实验研究。通过对O_(2)、NO_(x)等组分沿炉膛分布的监测,揭示氨煤混燃炉内的NO_(x)生成过程。结果表明,在NH_3与煤粉预混投入方式下,NO_(x)排放随R_(NH3)增加呈先上升后降低趋势,在混氨比例约为15%时达到最大值;燃尽风率增加使NO_(x)排放显著降低;炉内O_(2)浓度分布对NO_(x)生成起着关键作用,氨煤混燃的NO_(x)生成主要由燃烧初期富氧条件下NO的大量生成和燃烧后期乏氧条件下残余NH_3对NO的还原这两个过程构成。炉膛温度升高促进了煤粉燃烧对O_(2)的消耗,使NH_3燃烧发生在相对乏氧的环境,降低了氨煤混燃的NO_(x)排放。研究结果对全尺寸燃煤锅炉氨煤混燃系统的设计和运行具有一定意义。

关键词：氨煤混燃 NO_(x) 氨逃逸碳减排

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论转动惯量对无菌伺服旋盖的影响与解决方案

酒.饮料技术装备 2025年第1期 46-51页

作者：黄龙强广州达意隆包装机械股份有限公司

无菌伺服旋盖机受到电机尺寸、电机功率、传动比例、COP/SOP、取盖与旋盖循环升降、旋盖压紧力控制结构等诸多因素影响,伺服电机离抓盖单元压盖头的距离较远。通过较多的传动结构进行动力传递,因此旋盖单元的转动惯量较大。在旋盖过程中... 详细信息

无菌伺服旋盖机受到电机尺寸、电机功率、传动比例、COP/SOP、取盖与旋盖循环升降、旋盖压紧力控制结构等诸多因素影响,伺服电机离抓盖单元压盖头的距离较远。通过较多的传动结构进行动力传递,因此旋盖单元的转动惯量较大。在旋盖过程中,相同的瓶子与盖子的配合圈数是相同的,所以设备的生产速度越高,旋盖的时间越短。为保证可靠拧紧,将加大旋盖转速,速度大且时间短,加速度变化较大。因此在高速生产下,大转动惯量和大加速度作用下产生的扭力,会超越旋盖所需的扭力,导致旋盖扭力过大且无法控制。采用高低速或者高中低的多速度速搭配式旋盖,是很好的解决方式。

关键词：转动惯量无菌伺服旋盖机旋盖臂旋盖扭矩