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齿轮-转子-轴承耦合系统多状态啮合与脱啮占比特性研究

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机械科学与技术 2024年

作者：杨杏石建飞陕西铁路工程职业技术学院兰州理工大学机电工程学院

单双齿交替啮合与齿侧间隙的协同作用诱发轮齿不同位置的脱啮和齿背接触，影响齿轮传动品质和可靠性应用。为此，提出一种基于非线性振动的齿轮系统多状态啮合与脱啮占比的研究方法。综合考虑时变齿侧间隙、时变啮合刚度、齿面摩擦、时... 详细信息

单双齿交替啮合与齿侧间隙的协同作用诱发轮齿不同位置的脱啮和齿背接触，影响齿轮传动品质和可靠性应用。为此，提出一种基于非线性振动的齿轮系统多状态啮合与脱啮占比的研究方法。综合考虑时变齿侧间隙、时变啮合刚度、齿面摩擦、时变啮合位置等，建立含多状态啮合的渐开线直齿轮-转子-轴承耦合系统非线性动力学模型；引入多种类型的Poincaré映射，设计多状态啮合行为的有效辨识方法，提出系统在时域内正常啮合与脱啮占比的快速计算方法，分析误差幅值对系统多状态啮合行为、非线性振动和脱啮占比的影响特性，并探讨非线性振动与脱啮占比的内在关系。结果显示，本文参数条件下，系统出现不同类型的多状态啮合行为，多状态啮合和非线性振动对脱啮占比有重要的影响。

关键词：齿轮-转子-轴承系统时变齿侧间隙脱啮占比多状态啮合非线性振动

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基于容性耦合的钢轨压力传感器电磁干扰分析

仪器仪表学报 2024年第4期45卷 317-324页

作者：杨阳朱峰西南交通大学电气工程学院成都611756 四川建筑职业技术学院机电与信息工程系德阳618000

目前随着弱电装置在铁路通信、传感测量等方面的普及,电磁干扰问题越来越引起人们的重视,但是关于电磁干扰机理的耦合分析等方面的工作开展较少。本文针对一则典型的钢轨压力传感器电磁干扰问题,从干扰源排查入手,建立了电源线与信号线... 详细信息

目前随着弱电装置在铁路通信、传感测量等方面的普及,电磁干扰问题越来越引起人们的重视,但是关于电磁干扰机理的耦合分析等方面的工作开展较少。本文针对一则典型的钢轨压力传感器电磁干扰问题,从干扰源排查入手,建立了电源线与信号线的容性耦合物理模型,提取线缆间分布电容参数,定量分析了耦合电场大小;同时找出干扰源,确定为电源线容性耦合导致的串扰电压干扰,给出了相应抑制干扰的措施,该分析与实测相符合。研究结果表明,接地装置对电源线地线的电磁干扰影响很大,从而进一步影响了信号线的信号电压。当接地电阻的埋入深度从0.1 m增加到0.6 m时,电源线的干扰电压得到了抑制;信号线的连接端头是容易耦合到外界电磁干扰的薄弱环节,是改善屏蔽效能的关键点。本文所提出的关于容性耦合的机理分析、计算方法、以及传感器信号的电磁干扰抑制措施,能够为今后电气设备的电磁干扰分析抑制提供普遍的借鉴意义。

关键词：容性耦合电磁干扰压力传感器串扰电压

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高铁呼南通道邵永铁路引入邵阳地区方案研究

铁道工程学报 2024年第6期41卷 6-11页

作者：谢淑润胡明星武汉铁路职业技术学院武汉430205 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:呼南通道作为“八纵八横”国家高铁主通道之一,邵阳至永州铁路是呼南通道的重要组成部分。本文基于邵阳地区既有铁路、客流特点、城市规划等因素,研究提出邵永铁路在邵阳地区的引入方案,再根据运输能力适应、既有设备利用、工... 详细信息

研究目的:呼南通道作为“八纵八横”国家高铁主通道之一,邵阳至永州铁路是呼南通道的重要组成部分。本文基于邵阳地区既有铁路、客流特点、城市规划等因素,研究提出邵永铁路在邵阳地区的引入方案,再根据运输能力适应、既有设备利用、工程投资节省、运营成本控制、未来持续发展等需求,进一步细化比选,形成邵永铁路引入邵阳地区的优选推荐方案。研究结论:(1)根据邵阳地区既有铁路概况,以及邵阳市城市总体规划和客运需求,研究提出邵永铁路引入邵阳站和新设邵阳南站两大系列方案;(2)通过比较分析各项具体方案的线路布局、工程投资、运输质量、未来发展等控制因素,推荐采用按线路别引入邵阳站娄邵场调整到发线分工的方案,并预留未来娄邵高铁引入邵阳站的条件;(3)本研究结果可应用于高铁呼南通道邵永段的勘察设计中,对引入工程的建设具有指导作用。

关键词：呼南通道邵永铁路邵阳地区方案研究

季冻区无砟轨道损伤变形及其对车轨动力响应的影响研究

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1828-1842页

作者：马理超吴少培王健壹李得洋王剑锋李国芳兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070 包头铁道职业技术学院铁道机车车辆系内蒙古包头014060

为探究季冻区无砟轨道损伤变形对行车安全性和轨道服役性能的影响规律,以我国季冻区典型无砟轨道结构为研究对象,基于有限元方法和混凝土塑性损伤本构理论,建立考虑结构配筋的CRTS III型板式无砟轨道精细化非线性分析模型,研究路基冻胀... 详细信息

为探究季冻区无砟轨道损伤变形对行车安全性和轨道服役性能的影响规律,以我国季冻区典型无砟轨道结构为研究对象,基于有限元方法和混凝土塑性损伤本构理论,建立考虑结构配筋的CRTS III型板式无砟轨道精细化非线性分析模型,研究路基冻胀作用下轨道结构的变形和损伤规律;结合多体动力学方法,建立高速车辆-轨道-路基耦合系统动力学模型,分析路基冻胀变形作用下高速铁路车-线-路基耦合系统动力响应。结果表明:冻胀位置对轨道结构伤损变形和离缝的产生和发展影响显著;当冻胀发生在底座板凹槽中间位置时,离缝值最大,当冻胀发生在底座板凹槽位置时,钢轨位移最大;当冻胀发生在底座板伸缩缝位置时,底座板最早产生宏观裂纹;轨道结构的变形损伤和层间离缝随着冻胀幅值增加、冻胀波长减小而增加;底座板相较于其他轨道结构更容易产生损伤,建议将底座板底面波脚产生裂纹的冻胀量作为控制标准;路基不均匀冻胀会加剧轮轨动态相互作用,进而对行车安全性和轨道服役性能产生不良影响;高速铁路的轮轨垂向动力响应随着路基冻胀幅值的增加而增大;20 m冻胀波长以下的冻胀变形及其幅值增大对车轨动力响应影响尤为严重,应予以重视。研究结论以期为季冻区高速铁路路基段基础结构动态性能演变及服役安全提供理论基础和工程指导。

关键词：高速铁路无砟轨道塑性损伤冻胀变形轮轨关系耦合振动

基于HMFDE和t-SNE的旋转机械故障诊断方法

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机电工程 2024年第6期41卷 1058-1067页

作者：尹久张杰湖北轻工职业技术学院机电工程学院湖北武汉430070 武汉理工大学机电工程学院湖北武汉430070

针对旋转机械的故障特征提取较难,以及单一类型的特征无法全面反映故障特性的问题,提出了一种基于混合多尺度波动散布熵(HMFDE)、t分布-随机邻域嵌入(t-SNE)和郊狼优化算法(COA)优化极限学习机(ELM)的旋转机械故障诊断方法。首先,采用... 详细信息

针对旋转机械的故障特征提取较难,以及单一类型的特征无法全面反映故障特性的问题,提出了一种基于混合多尺度波动散布熵(HMFDE)、t分布-随机邻域嵌入(t-SNE)和郊狼优化算法(COA)优化极限学习机(ELM)的旋转机械故障诊断方法。首先,采用特征加权提出了混合多尺度波动散布熵方法,并将其用于提取旋转机械振动信号的故障特征;随后,采用t-SNE方法对混合故障特征进行了特征降维,挑选出了最能够反映故障特性的特征子集,构建了敏感特征样本;最后,采用郊狼优化算法对极限学习机的输入权重和隐含层阈值进行了优化,完成了旋转机械的故障识别和分类;以齿轮箱和滚动轴承故障数据集为对象,对基于HMFDE、t-SNE和COA-ELM的故障诊断方法进行了实验,验证了方法的有效性。研究结果表明:采用HMFDE-t-SNE-CAO-ELM故障诊断方法可以取得100%的故障识别准确率,该方法能够有效地诊断旋转机械的不同故障类型和损伤;相较于基于单一类型特征的故障诊断方法,其准确率分别可以提高0.68%、22.42%、29.18%(齿轮箱)和1.43%、8.23%、23.67%(滚动轴承),虽然牺牲了一定的计算效率,但准确率得到了明显的提高;相较于其他常规故障分类器,COA-ELM的故障识别准确率具有明显的优势。

关键词：旋转机械故障诊断齿轮箱滚动轴承混合多尺度波动散布熵 t分布-随机邻域嵌入郊狼优化算法极限学习机

甲醇/ICTL柴油机低负荷燃烧与排放特性的研究

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工程热物理学报 2024年第8期45卷 2540-2549页

作者：石晋宏徐鸣吉志勇廖文蓉太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 长江工程职业技术学院机电工程学院武汉430231

在一台满足国六排放法规的四缸柴油机上采用甲醇/ICTL双燃料燃烧模式,实验研究了预喷策略耦合EGR对其在低负荷工况下燃烧稳定性的影响规律。结果表明:在研究工况下,相比于纯ICTL燃烧模式,甲醇替代率为15.2%时,SOOT和NOx的降幅分别为66.3... 详细信息

在一台满足国六排放法规的四缸柴油机上采用甲醇/ICTL双燃料燃烧模式,实验研究了预喷策略耦合EGR对其在低负荷工况下燃烧稳定性的影响规律。结果表明:在研究工况下,相比于纯ICTL燃烧模式,甲醇替代率为15.2%时,SOOT和NOx的降幅分别为66.3%和33.5%,但COV(p)接近5%的上限标准,燃烧稳定性变差,限制了甲醇替代率的进一步提高;较早的预喷正时(-19℃A)有助于改善甲醇混合气活性,降低SOOT排放,但NOx排放量会增高,过早的预喷正时(超过-29℃A)能够进一步降低SOOT排放,而NOx排放量基本保持不变,但COV(p)超过25%;增加预喷油量会降低SOOT排放量,但NOx排放量增高,当预喷油量为2.1mg/cyc时,COV(p)为15.2%;提高EGR率,能够有效降低NOx排放量,并提高燃烧稳定性,当EGR率提高至35%时,COV(p)为2.99%。

关键词：甲醇/ICTL柴油机预喷正时预喷油量 EGR 燃烧稳定性

培养高职院校动车组检修技术专业学生创新创业素质的探索

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知识窗（教师版） 2024年第1期 87-89页

作者：史骏毛骏刘莉张配张宗芳西安铁路职业技术学院机电工程学院

文章以创新创业实践初步课程为案例,探究高职院校动车组检修技术专业学生从事创新创业的有效方法,该课程以岗位作业项目为主线,以真实创新创业大赛获奖案例为引导,采用理论教学、项目实际制作、真实路演答辩相结合的教学方式,让学生掌... 详细信息

文章以创新创业实践初步课程为案例,探究高职院校动车组检修技术专业学生从事创新创业的有效方法,该课程以岗位作业项目为主线,以真实创新创业大赛获奖案例为引导,采用理论教学、项目实际制作、真实路演答辩相结合的教学方式,让学生掌握创新创业所需的基本知识和技能,提高学生的创新创业能力。

关键词：创新创业动车组检修技术科教融汇科研反哺教学

数字化转型背景下高职教师核心素养提升路径研究

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中国机械 2024年第10期 116-119页

作者：郭阳阳武汉职业技术学院机电工程学院

随着信息技术的发展和应用，教育领域正面临着数字化转型的挑战和机遇，高职教师的核心素养提升成为教育质量和效果的关键因素。本研究分析了数字化转型对高职教师的影响，探讨了高职教师核心素养的内涵与特点，明确了其重要内容和评价... 详细信息

随着信息技术的发展和应用，教育领域正面临着数字化转型的挑战和机遇，高职教师的核心素养提升成为教育质量和效果的关键因素。本研究分析了数字化转型对高职教师的影响，探讨了高职教师核心素养的内涵与特点，明确了其重要内容和评价指标，提出了数字化转型背景下高职教师核心素养提升的路径。数字化转型背景下高职教师核心素养的提升是一项复杂而重要的任务，需要高职教师个人和学校等多方面的努力和支持。本研究对于促进高职教育的创新发展、提高高职教师教育教学水平具有重要的理论和实践意义。

关键词：数字化转型高职教师核心素养提升路径

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三维光热吸收材料的制备及蒸发性能

水处理技术 2024年第10期50卷 85-89+95页

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

太阳能驱动水蒸发是一种新兴的海水淡化技术，被认为是近年来解决淡水资源短缺问题的有效方法。提升太阳能蒸发性能的关键在于液-气界面处的光热多孔材料，而天然生物质多孔材料具备高度发达的互联孔隙，为水运输和蒸汽逸散提供了天然... 详细信息

太阳能驱动水蒸发是一种新兴的海水淡化技术，被认为是近年来解决淡水资源短缺问题的有效方法。提升太阳能蒸发性能的关键在于液-气界面处的光热多孔材料，而天然生物质多孔材料具备高度发达的互联孔隙，为水运输和蒸汽逸散提供了天然通道。基于此，以生物质衍生的碳化玉米芯作为研究对象，制备了一种高蒸发性能的太阳能蒸发器。结果表明：该蒸发器在润湿条件下对太阳光的吸收率达到95.3%，在1 kW/m2太阳光辐照下水蒸发速率为2.4 kg/（m2·h），蒸发效率为86%，可以有效蒸发和淡化海水。此外，研究了具有梯度高度的三维结构特征对蒸发性能的影响，通过三维结构设计增强了蒸发器的蒸发性能，蒸发速率和效率提升至3.73 kg/（m2·h）和90%，表现了出色的蒸发稳定性和海水淡化能力。

关键词：界面式蒸发海水淡化三维多孔结构生物质材料