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基于无人机果树冠层卷吸效应的窄弧扇形防漂移喷嘴设计

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农机化研究 2025年第1期47卷 79-86页

作者：李毅轩赵耀辉汪星星武汉科技大学机械自动化学院武汉430081 冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081

针对植保无人机对果树冠层喷洒易产生的药液漂移问题,结合植保无人机对果树喷洒时产生的卷吸效应和扇形喷嘴雾化原理,设计了一种窄弧扇形喷嘴结构,并通过对不同冠层压力损失系数下的喷洒过程进行仿真分析,得到最佳防漂移的窄弧扇形喷嘴... 详细信息

针对植保无人机对果树冠层喷洒易产生的药液漂移问题,结合植保无人机对果树喷洒时产生的卷吸效应和扇形喷嘴雾化原理,设计了一种窄弧扇形喷嘴结构,并通过对不同冠层压力损失系数下的喷洒过程进行仿真分析,得到最佳防漂移的窄弧扇形喷嘴结构参数。研究结果表明:喷嘴内径增大,液膜与液带结构趋于稳定,液滴分布均匀,沉积率呈先降后升趋势;冠层压力损失系数降低,粒径频谱宽度减小,但沉积率总体提高;对较厚冠层果树植保时,选择内径1.3 mm、狭缝宽度0.15 mm的喷嘴,防漂移性能较好;对较薄冠层果树植保时,选择内径1.03 mm、狭缝宽度0.2 mm的喷嘴,防漂移性能较好;采用窄弧扇形喷嘴的液滴频谱宽度>0.7,沉积率>94.1%。

关键词：植保无人机窄弧扇形喷嘴卷吸效应防漂移性能

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基于耦合界面键合效应的石墨烯磨损研究

原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 66-75页

作者：郑云飞卢艳武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院武汉430081

石墨烯作为二维固体润滑材料,其超滑特性不仅是物理作用结果,其化学键结构机制下的摩擦化学现象,是深入理解石墨烯摩擦性能的关键.本文采用分子动力学(MD)方法构建了多重层数石墨烯增强不同粗糙形貌的金属基底模型,实现了其与金刚石尖... 详细信息

石墨烯作为二维固体润滑材料,其超滑特性不仅是物理作用结果,其化学键结构机制下的摩擦化学现象,是深入理解石墨烯摩擦性能的关键.本文采用分子动力学(MD)方法构建了多重层数石墨烯增强不同粗糙形貌的金属基底模型,实现了其与金刚石尖端滑动过程的动态分析,揭示了考虑尖端与石墨烯之间存在界面键时石墨烯层的理化耦合作用下的磨损机理.研究结果表明:当考虑金刚石尖端与石墨烯之间化学键合时,石墨烯发生磨损破裂的临界载荷相对于不考虑界面化学键时的值减小,这是由于界面键的形成会剥离石墨烯导致石墨烯断裂所致;金属基底的粗糙度也是决定石墨烯发生磨损破裂时临界载荷的重要因素之一,当粗糙度增大,临界载荷减小,同时通过增加石墨烯层的层数(增韧)来提高石墨烯发生磨损破裂失效的临界载荷.

关键词：石墨烯层界面键分子动力学磨损破裂

基于图像深度学习的零件加工特征信息提取方法

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中国机械工程 2022年第3期33卷 348-355页

作者：张胜文周曦李滨城程德俊陈文笛江苏科技大学机械工程学院镇江212100 江苏省船海机械装备先进制造重点实验室镇江212100

针对各类基于模型定义(MBD)的零件模型加工特征的信息集成问题,提出一种多层次提取架构的加工特征全息信息提取方法。通过对零件的结构特点进行分析,以具有制造语义且无法拆分的最简化特征实现加工特征的分类;在阐述提取策略的基础上,... 详细信息

针对各类基于模型定义(MBD)的零件模型加工特征的信息集成问题,提出一种多层次提取架构的加工特征全息信息提取方法。通过对零件的结构特点进行分析,以具有制造语义且无法拆分的最简化特征实现加工特征的分类;在阐述提取策略的基础上,构建了基于深度学习图像识别技术的加工特征分类器;依据MBD模型信息标注的特点快速定位、抽取加工特征的拓扑结构,并利用多角度捕捉降维方法将加工特征彩色图像化,在此基础上设计了加工特征多角度图像识别综合分析方法;基于查询视图对MBD模型的标注信息进行过滤,构建了加工特征几何信息双层过滤式提取方法。最后开发了加工特征全息信息提取软件,并以船用柴油机关键件为实例验证了该方法的有效性。

关键词：全息信息深度学习图像化处理特征识别过滤式提取

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数字孪生驱动的离心泵机组故障诊断方法研究

计算机集成制造系统 2023年第5期29卷 1462-1470页

作者：张胜文杨凌翮程德俊江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212003 江苏省船海机械装备先进制造重点实验室江苏镇江212003

数字孪生技术不仅是实现信息物理融合的核心,还是实现数字化故障诊断的关键。为了实现物理空间和信息空间的实时映射、故障实时预测、故障信息及时反馈,提出数字孪生驱动的离心泵机组故障诊断方法。首先,利用数字孪生技术构建离心泵机... 详细信息

数字孪生技术不仅是实现信息物理融合的核心,还是实现数字化故障诊断的关键。为了实现物理空间和信息空间的实时映射、故障实时预测、故障信息及时反馈,提出数字孪生驱动的离心泵机组故障诊断方法。首先,利用数字孪生技术构建离心泵机组数字孪生映射模型。然后,基于数字孪生映射模型,通过数据驱动的故障诊断方法实现故障实时预测,利用模型仿真的故障结果验证方法完成故障结果验证,以验证结果作为数字孪生模型修正和深度学习模型调整的条件。最后,借助Unity3D平台实现故障诊断系统的开发,并通过3种工况验证了系统的可行性。

关键词：故障诊断数字孪生深度学习离心泵机组

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FDM型增材制造中送丝机构动态监测与识别

浙江大学学报（工学版） 2021年第3期55卷 548-554页

作者：刘晓伟陈赟张思陈康江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212003 江苏省船海机械装备先进制造重点实验室江苏镇江212003

为了研究在增材制造过程中,流量比(打印机打印速度与丝材挤出速度之间的比值)的异常状态对喷头阻塞或打印产品分层现象的影响情况,采用加速度振动传感器监测送丝机构中电机的工作状态.采集打印过程中送丝机构电机不同运动状态的振动信号... 详细信息

为了研究在增材制造过程中,流量比(打印机打印速度与丝材挤出速度之间的比值)的异常状态对喷头阻塞或打印产品分层现象的影响情况,采用加速度振动传感器监测送丝机构中电机的工作状态.采集打印过程中送丝机构电机不同运动状态的振动信号,利用傅里叶变换方法将时域信号转换成频域信号.基于频域数据提取表征每组信号间差异的特征值,通过KNN分类算法并引入K折交叉验证,研究特征量以明确故障模式与信号的关系,识别送丝机构的不同运动状态.实验结果表明,以信号频域数据差异为特征量提出的监测方法对异常流量比的识别准确率达到92.73%.

关键词：增材制造熔融沉积成型(FDM) 送丝机构流量比过程监测

熔融沉积成型3D打印拉丝缺陷的正交实验研究

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浙江大学学报（工学版） 2022年第10期56卷 2093-2103页

作者：白永健陈赟张思陈康苏世杰江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212003 江苏省船海机械装备先进制造重点实验室江苏镇江212003

为了及时解决打印过程中的拉丝异常工况,提出基于振动信号的熔融沉积成型(FDM)3D打印拉丝缺陷正交分析方法.开展单因素试验,对加速度振动传感器采集的信号进行时域分析,提取相关峭度、峰值因子和脉冲因子特征值,确定喷头温度、回抽距离... 详细信息

为了及时解决打印过程中的拉丝异常工况,提出基于振动信号的熔融沉积成型(FDM)3D打印拉丝缺陷正交分析方法.开展单因素试验,对加速度振动传感器采集的信号进行时域分析,提取相关峭度、峰值因子和脉冲因子特征值,确定喷头温度、回抽距离、回抽速率和空驶速率4个打印参数与零件拉丝缺陷的关系.在单因素试验的基础上进行四因素三水平正交试验,以提取的振动信号时域特征值为评价指标,通过极差与方差分析对试验数据进行分析.试验结果表明,利用该方法可以对拉丝缺陷进行识别,其中在使用材料为PLA的情况下,回抽距离和喷头温度对零件拉丝缺陷的影响显著,空驶速率和回抽速率影响不显著,当喷头温度为190℃、回抽速率为50 mm/s、回抽距离为12 mm、空驶速度为50 mm/s时,打印模型的拉丝情况最好.

关键词：熔融沉积成型(FDM) 3D打印正交试验拉丝缺陷

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气吸式圆盘白萝卜播种机设计与试验

农机化研究 2025年第1期47卷 148-156页

作者：尹家巧李骅齐新丹孙新平马云龙南京工业大学机械与动力工程学院南京211816 南京农业大学江苏省智能化农业装备重点实验室南京210031 南京农业大学工学院南京210031

针对目前白萝卜种子尺寸小、流动性差、形状不规则导致播种机吸种效果差、漏播率和重播率高等情况,设计了一款气吸式圆盘白萝卜播种机。通过对播种机结构组成和工作原理的分析,计算吸附单粒种子的受力情况,建立了力学模型,并得到单粒最... 详细信息

针对目前白萝卜种子尺寸小、流动性差、形状不规则导致播种机吸种效果差、漏播率和重播率高等情况,设计了一款气吸式圆盘白萝卜播种机。通过对播种机结构组成和工作原理的分析,计算吸附单粒种子的受力情况,建立了力学模型,并得到单粒最小吸附负压值;通过各级链数转动比,确定了播种机地轮与排种器链数关系。通过对吸种过程DEM-CFD耦合仿真单因素试验,计算确定播种机中排种器关键结构参数最优范围,即排种盘转速为1~2 rad/s、风机负压为4~5 kPa、吸孔直径为2.4~2.8 mm;并在此基础上进行田间试验,以排种盘转速、风机负压、吸孔直径为试验因素,以播种间距合格率指标、漏播率指标、重播率指标为评价标准,进行三因素三水平正交试验。利用Design-Expert软件构造数学回归方程和响应曲面模型,分析了各个参数对播种合格率指标的影响变化,并利用软件最优化模块,确定了结构参数最优组合,即排种盘转速为1.3 rad/s、风机负压为4.6 kPa、吸孔直径为2.5 mm。田间试验结果表明:播种行距合格率指标为92.35%,漏播率指标为3.97%,重播率指标为3.68%,满足白萝卜精量播种的农艺要求。

关键词：气吸播种机耦合仿真田间试验正交试验白萝卜

激光功率对42CrMo熔覆Stellite-6涂层耐腐蚀性能的影响

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激光与光电子学进展 2019年第24期56卷 159-164页

作者：崔宸武美萍程伟江苏省食品先进制造装备技术重点实验室

为提高42CrMo合金的耐腐蚀性能,采用激光熔覆工艺在不同的激光功率下于其表面制备Stellite-6涂层,然后采用浸泡实验、电化学方法研究Stellite-6涂层在3.5%NaCl溶液中的平均腐蚀速率与电化学特性,结合扫描电子显微镜对浸泡后试样的微观... 详细信息

为提高42CrMo合金的耐腐蚀性能,采用激光熔覆工艺在不同的激光功率下于其表面制备Stellite-6涂层,然后采用浸泡实验、电化学方法研究Stellite-6涂层在3.5%NaCl溶液中的平均腐蚀速率与电化学特性,结合扫描电子显微镜对浸泡后试样的微观形貌进行分析。结果表明:不同激光功率下熔覆的Stellite-6涂层的平均腐蚀速率均远低于42CrMo基体材料的平均腐蚀速率,且涂层在NaCl溶液中的腐蚀行为以点蚀为主;激光功率对熔覆层质量有较大影响,当激光功率为2500 W时,开路电位为-0.15V,自腐蚀电流为3.294×10^-3 A/cm^2,阻抗为6742.5Ω·cm^2,此时熔池的形核率以及晶粒生长速率较大,晶粒细化,熔池区域的组织主要为细小的等轴晶,组织致密均匀,Stellite-6涂层的耐腐蚀性能最佳。腐蚀表面产生的Cr3C2钝化膜层使阳极活性受到抑制,钝化膜的保护作用明显,从而提高了涂层的耐腐蚀性能。

关键词：激光技术激光熔覆 Stellite-6涂层电化学特性腐蚀行为抗腐蚀性

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面向含有辅助特征的工艺模型创建方法

计算机集成制造系统 2019年第8期25卷 1956-1964页

作者：刘金锋王鹏军景旭文周宏根田桂中李磊李国超江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212003 江苏科技大学江苏省船海机械装备先进制造重点实验室江苏镇江212003

为了创建含有工艺辅助特征的工艺模型以提高工艺规划效率,提出面向含有工艺辅助特征三维工艺模型的快速建模方法。基于工艺辅助特征的具体作用,将其分为辅助加工特征、辅助装夹特征、辅助测量特征和辅助装配特征4类;对各类型辅助特征进... 详细信息

为了创建含有工艺辅助特征的工艺模型以提高工艺规划效率,提出面向含有工艺辅助特征三维工艺模型的快速建模方法。基于工艺辅助特征的具体作用,将其分为辅助加工特征、辅助装夹特征、辅助测量特征和辅助装配特征4类;对各类型辅助特征进行参数化设计,并建立工艺辅助特征库进行管理;基于工艺辅助特征的关联准则和添加方法添加工艺辅助特征,并创建了三维工艺模型。通过NX开发的相应功能模块验证了所提方法的有效性。

关键词：工艺辅助特征特征分类三维工艺模型特征匹配航空制造