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基于实例迁移学习的跨工况刀具剩余寿命预测

航空学报 2024年第13期45卷 197-209页

作者：强碧瑶史恺宁任军学史耀耀西北工业大学机电学院西安710072 西北工业大学航空发动机高性能制造工信部重点实验室西安710072 西北工业大学航空发动机先进制造技术教育部工程研究中心西安710072

精确可靠的刀具剩余寿命预测可以减少加工过程中刀具过度使用和未充分使用的比率,从而最大限度地提高加工可靠性并降低生产成本。传统机器学习方法在预测刀具剩余寿命时依赖于训练数据和测试数据遵循相同分布的假设,以及广泛的离线测量... 详细信息

精确可靠的刀具剩余寿命预测可以减少加工过程中刀具过度使用和未充分使用的比率,从而最大限度地提高加工可靠性并降低生产成本。传统机器学习方法在预测刀具剩余寿命时依赖于训练数据和测试数据遵循相同分布的假设,以及广泛的离线测量数据。然而在实际加工过程中,由于加工条件的变化和有限的刀具磨损数据,致使传统方法在跨工况预测刀具剩余寿命时精度较差。针对该问题,提出一种基于实例迁移学习的刀具剩余寿命预测方法,以达到准确预测跨工况条件下刀具剩余寿命的目的。首先,利用迁移学习算法动态调整多个源域中所有实例的权重,充分利用与目标数据高度相关的源域信息来改善模型的泛化能力,从而利用少量目标域数据预测目标工况下的刀具剩余寿命。其次,为了提升迁移学习算法的时间序列预测能力,开发了递归高斯过程回归模型作为基学习器,通过延迟反馈对相邻时刻的刀具剩余寿命进行约束,与此同时还减少了特征准备工作并降低了模型复杂度。结果表明,该方法可以有效提升跨工况下刀具剩余寿命的预测精度,预测效果也证实了方法的稳定性和可靠性。

关键词：跨工况实例迁移学习递归高斯过程回归时间序列预测刀具剩余寿命

CAD/CAM模型联合驱动的型腔特征数控工艺自适应设计方法

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：徐昌鸿张树生黄瑞梁嘉宸卞荣南京工程学院工业中心西北工业大学机电学院河海大学物联网工程学院

为了实现对已有数控工艺设计成果的有效重用，提出一种CAD/CAM模型联合驱动的型腔特征数控工艺自适应设计方法。首先基于中轴变换提取型腔特征三维CAD模型中隐藏的高层次数控工艺信息，有效表征刀具切削过程；然后针对已有特征实例进行... 详细信息

为了实现对已有数控工艺设计成果的有效重用，提出一种CAD/CAM模型联合驱动的型腔特征数控工艺自适应设计方法。首先基于中轴变换提取型腔特征三维CAD模型中隐藏的高层次数控工艺信息，有效表征刀具切削过程；然后针对已有特征实例进行可重用性分析，构建一个融合多属性数控工艺要素的特征相似性评价模型；最后基于检索返回的相似特征实例，自适应重用其关联的CAM模型工艺参数生成新特征的数控工艺。实验结果表明，该方法能够自动、高效地获得特征数控工艺，提升工艺设计效率85%以上，满足企业工艺设计智能化的工程需求。

关键词：数控工艺重用型腔特征自适应相似性

基于能量法的管件自由弯曲失稳起皱预测和变形规律研究

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机械工程学报 2024年

作者：高昇吴建军闫晶张荣霞喻忠平刘龙西北工业大学机电学院中国航空制造技术研究院

本文以自由弯曲成形管件为研究对象，对管件制造过程中的失稳起皱现象进行预测和规律研究。首先通过对纯弯曲成形管件起皱预测的研究建立自由弯曲管件分析模型，并且推导自由弯曲管件成形的波纹函数。其次，结合管件弯曲变形能计算公式... 详细信息

本文以自由弯曲成形管件为研究对象，对管件制造过程中的失稳起皱现象进行预测和规律研究。首先通过对纯弯曲成形管件起皱预测的研究建立自由弯曲管件分析模型，并且推导自由弯曲管件成形的波纹函数。其次，结合管件弯曲变形能计算公式和纯弯曲管件能量预测公式，得到临界能量计算公式。然后，运用ABAQUS有限元仿真软件进行仿真计算，利用自由弯曲临界能量计算公式对管件的失稳起皱现象进行预测，并且进行验证。最后，运用自由弯曲失稳起皱预测方法对影响管件自由弯曲失稳起皱的几个因素进行探索。结果表明，弯曲半径、相对管径和单位长度扭转角是影响薄壁管数控弯曲精确成形过程失稳起皱发生的因素。研究结果为自由弯曲成形过程参数的确定和优化创造了条件。

关键词：自由弯曲失稳起皱能量法影响因素

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融合LoG特征的凸焊螺母检测算法

计算机工程与应用 2024年第10期60卷 332-340页

作者：罗柏槐李扬林熙烨周梓斌广东工业大学机电工程学院广州510006

针对目前汽车曲面零部件的紧固连接中常用的凸焊工艺中出现凸焊螺母的漏焊、错焊,以及主要依赖人工目测的低效检测方法等问题,提出了一种基于Faster-RCNN的凸焊螺母检测算法。以Faster-RCNN作为基础模型,针对模型在不同角度下螺母特征... 详细信息

针对目前汽车曲面零部件的紧固连接中常用的凸焊工艺中出现凸焊螺母的漏焊、错焊,以及主要依赖人工目测的低效检测方法等问题,提出了一种基于Faster-RCNN的凸焊螺母检测算法。以Faster-RCNN作为基础模型,针对模型在不同角度下螺母特征各异且难以提取的问题,提出提取LoG特征和原图像自适应融合的方法,以增强模型对螺母特征的提取能力;引入特征金字塔(feature pyramid network,FPN)解决小目标难以被精确检测的问题;为了提升网络在复杂背景中的检测鲁棒性,在FPN中嵌入坐标注意力机制来提升网络对重点目标的关注;设计损失函数,提升训练效果,增强回归框中心点的回归精确度。实验结果表明,所提算法相比原算法,在IoU=0.75时凸焊螺母的检测精确率上升了8.65个百分点,达到90.11%,召回率上升了5.87个百分点,达到79.23%,相比原算法具有明显改善。

关键词：目标检测特征金字塔网络(FPN) 坐标注意力 LoG特征区域建议网络(RPN)

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直齿行星传动罚函数修形优化及动力学分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 80-86页

作者：张西金方宗德尹逊民贾海涛杜立立西北工业大学机电学院陕西西安710072 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨150078

针对直齿行星传动齿轮修形问题,提出了减小齿轮副承载传动误差波动幅度的直齿行星轮系罚函数修形优化方法.研究了内外啮合直齿轮承载接触分析(LTCA)方法,并与Romax软件计算结果进行对比验证;基于承载接触分析方法计算承载传动误差,提出... 详细信息

针对直齿行星传动齿轮修形问题,提出了减小齿轮副承载传动误差波动幅度的直齿行星轮系罚函数修形优化方法.研究了内外啮合直齿轮承载接触分析(LTCA)方法,并与Romax软件计算结果进行对比验证;基于承载接触分析方法计算承载传动误差,提出了直齿行星轮系内外啮合齿轮副的罚函数修形优化方法,进行了行星轮系内外啮合齿轮副修形优化设计.为了验证修形减振效果,将承载传动误差转换为啮合刚度,建立了直齿行星传动系统动力学模型,分析了内外修形优化对轴承支撑处振动加速度的影响.动力学分析表明:外啮合优化修形可以显著减小太阳轮支撑处振动加速度,内啮合修形优化可以减小内齿圈支撑处振动加速度,而且外啮合修形减振效果更好.

关键词：行星齿轮系统直齿轮承载传动误差修形优化动力学

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土工格栅加筋建筑垃圾土循环剪切试验

吉林大学学报（工学版） 2024年第6期54卷 1612-1623页

作者：李丽华李孜健肖衡林曹文哲周鑫隆黄少平湖北工业大学土木建筑与环境学院武汉430068 湖北工业大学河湖健康智慧感知与生态修复教育部重点实验室武汉430068

为研究不同大小法向应力及剪切幅值条件下双向土工格栅加筋建筑垃圾土剪切特性,采用大型直剪仪对该加筋土开展单调直剪试验和循环剪切试验,揭示加筋建筑垃圾土循环剪切特性影响规律及工作机制。结果表明:建筑垃圾土在单调直剪试验和循... 详细信息

为研究不同大小法向应力及剪切幅值条件下双向土工格栅加筋建筑垃圾土剪切特性,采用大型直剪仪对该加筋土开展单调直剪试验和循环剪切试验,揭示加筋建筑垃圾土循环剪切特性影响规律及工作机制。结果表明:建筑垃圾土在单调直剪试验和循环后直剪试验中均出现明显剪切软化现象,但同等法向应力条件下循环剪切后试样的界面抗剪增和残余强度均更高;在单调直剪试验中,剪切初期试样小幅度剪胀,随后明显剪缩,当剪切位移超过20 mm后试样剪缩速度变缓;在循环后单调直剪试验中,试样则表现出明显剪胀,且在相同剪切位移下会产生更大的体变;在循环剪切过程中,试样发生明显剪切硬化,且在循环剪切卸载方向上剪切硬化现象更为明显,阻尼比随界面刚度的增大而不断减小,在同一剪切幅值条件下,随着循环次数的增加,不同法向应力下界面阻尼比逐渐减小并趋于同一数值;不同方向上最大剪应力均随法向应力和剪切幅值的增大而增大,且随着循环次数的增加,剪切硬化程度也逐渐提高;循环后加筋建筑垃圾土试样抗剪强度明显提高,黏聚力和摩擦角增幅分别为22.4%和9.6%。

关键词：岩土工程加筋建筑垃圾土双向土工格栅循环剪切试验单调直剪试验

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防超调增强型PI控制器研究

机械科学与技术 2024年第7期43卷 1207-1213页

作者：乐万德初建杰程传旭任静刘洲洲西安航空学院计算机学院西安710077 西北工业大学机电学院西安710072

针对电机PI控制器参数整定过程中容易出现的转速超调问题,提出了积分凸包概念、积分凸包分析方法。在此基础上,设计了基于积分凸包抑制的防超调增强型PI(enhaced PI, ePI)控制器。在PI控制参数基础上,设计新增了积分阈值参数,该参数控... 详细信息

针对电机PI控制器参数整定过程中容易出现的转速超调问题,提出了积分凸包概念、积分凸包分析方法。在此基础上,设计了基于积分凸包抑制的防超调增强型PI(enhaced PI, ePI)控制器。在PI控制参数基础上,设计新增了积分阈值参数,该参数控制积分项的累积,并加入到驱动电机的PWM值的计算公式中。通过可视化消除积分凸包,快速调试出防止转速超调的包括比例、积分及积分阈值参数的ePI控制器参数。基于Arduino及proteus,构建了仿真平台。通过实验,对比了PI控制器与基于积分凸包抑制的ePI控制器防超调仿真结果。实验结果表明:ePI控制器对超调控制有效,且超调率随积分阈值减小而减小。

关键词： ePI控制器防超调积分阈值参数积分凸包参数整定

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生物油和活化胶粉共混改性老化沥青

功能材料 2024年第3期55卷 3184-3190页

作者：胡春华孙兆斌湖北工业大学土木建筑与环境学院武汉430068

为改善再生沥青路面(RAP)的再生混合料性能,将不同掺量微波活化胶粉(ACR)和废食用油(WCO)加入到老化沥青中,对其进行流变性能、微观特性分析。结果表明:WCO不仅可以作为再生剂改善老化沥青,而且还可以作为增溶剂充分溶胀胶粉提升沥青的... 详细信息

为改善再生沥青路面(RAP)的再生混合料性能,将不同掺量微波活化胶粉(ACR)和废食用油(WCO)加入到老化沥青中,对其进行流变性能、微观特性分析。结果表明:WCO不仅可以作为再生剂改善老化沥青,而且还可以作为增溶剂充分溶胀胶粉提升沥青的综合性能;荧光显微镜(FM)分析表明,适量WCO有助于提升胶粉在沥青中的相容性。傅立叶红外光谱(FTIR)结果表明,老化沥青再生过程为物理共混,而胶粉改性过程伴随着少量的化学反应。最后,结合改性再生沥青的流变结果与微观结构,建议WCO和ACR的最佳用量为10%和18%。

关键词：废食用油(WCO) 微波活化胶粉(ACR) 老化沥青流变性能

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煅烧高岭土对沥青老化性能影响的试验研究

功能材料 2024年第2期55卷 2022-2028页

作者：胡春华张豪湖北工业大学土木建筑与环境学院武汉430068

为改善沥青路面路用性能,延长使用寿命,研究煅烧高岭土(CK)改性沥青的抗老化性能。通过旋转薄膜烘箱(RTFOT)、压力老化容器(PAV)、动态剪切流变仪(DSR)和傅里叶红外光谱(FT-IR)分析CK对沥青老化性能的影响以及沥青老化前后的化学官能团... 详细信息

为改善沥青路面路用性能,延长使用寿命,研究煅烧高岭土(CK)改性沥青的抗老化性能。通过旋转薄膜烘箱(RTFOT)、压力老化容器(PAV)、动态剪切流变仪(DSR)和傅里叶红外光谱(FT-IR)分析CK对沥青老化性能的影响以及沥青老化前后的化学官能团变化。结果表明:随着CK掺量的增加,沥青软化点和粘度逐渐升高,针入度和延度有所降低,同时CK使沥青具有较高的复剪切模量,当CK掺量为15%时,抗车辙性能最优;CK显著降低了基质沥青软化点指数(SPI)、粘度指数(VAI)和复剪切模量指数(CMAI),大幅提高了针入度保留率(PRR)和相位角指数(PAI);FT-IR试验表明,CK抑制了基质沥青热氧老化时羰基指数(I_(C=O))和亚砜基指数(I_(S=O))的产生,从而有效地改善了沥青的抗老化性能。

关键词：沥青煅烧高岭土老化性能红外光谱