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气道喷水对点燃式发动机燃烧及排放性能的影响研究

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机械科学与技术 2024年

作者：戴亚陈泓赵妞王利宣城职业技术学院教务处安徽工贸职业技术学院机械与汽车工程系机械工程学院皖江工学院机械工程学院上海理工大学

针对匹配中置高压喷油器的直喷汽油发动机，试验研究了气道喷水对点燃式汽油机燃烧及排放的影响，通过调节喷水量和点火时刻，研究了不同水油比(W/F)下燃烧特征参数与排放差异。研究结果表明：随W/F增加，点火时刻不变情况下，燃烧相位... 详细信息

针对匹配中置高压喷油器的直喷汽油发动机，试验研究了气道喷水对点燃式汽油机燃烧及排放的影响，通过调节喷水量和点火时刻，研究了不同水油比(W/F)下燃烧特征参数与排放差异。研究结果表明：随W/F增加，点火时刻不变情况下，燃烧相位明显推迟，平均有效压力降低；通过提前点火能够使燃烧相位提前，抑制爆震燃烧倾向，并进一步提高发动机负荷。不同负荷工况下，W/F对燃烧过程的影响程度存在差异：中高负荷工况下，W/F升高，可使燃烧过程整体前移，燃烧稳定性明显改善，油耗率显著降低，其中W/F=0.3时相较于W/F=0时，油耗率可降低约10%；但在低负荷工况下，过高W/F会导致燃烧稳定性恶化，油耗率升高。同时，W/F升高，燃烧温度降低，能够降低NOx排放，但燃烧效率降低，碳氢化合物排放恶化。

关键词：发动机气道喷水燃烧相位油耗率 NOx排放

磷酸钛铝锂基全固态金属锂电池界面稳定性研究

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无机盐工业 2024年第4期56卷 72-77页

作者：王好芳信阳涉外职业技术学院机械制造系河南信阳465500

采用固体电解质代替具有可燃性的液态电解液可有效解决当今锂离子电池的安全问题。然而,固态电池中的电极/电解质的固-固接触通常具有较大的界面阻抗,从而导致电池极化增加。采用聚偏氟乙烯(PVDF)基固体电解质作为正负极界面缓冲层,可... 详细信息

采用固体电解质代替具有可燃性的液态电解液可有效解决当今锂离子电池的安全问题。然而,固态电池中的电极/电解质的固-固接触通常具有较大的界面阻抗,从而导致电池极化增加。采用聚偏氟乙烯(PVDF)基固体电解质作为正负极界面缓冲层,可有效地解决固体电解质与电极的高界面阻抗问题,使正极界面单位面积阻抗从1 716Ω/cm^(2)降至213Ω/cm^(2)。在负极处,PVDF可提供良好的弹性支撑,使负极界面单位面积阻抗从1 135Ω/cm^(2)降至109Ω/cm^(2)。此外,金属锂对称电池的直流极化测试表明,经过PVDF修饰后负极界面稳定性显著提高。最后,组装的钴酸锂/金属锂软包电池,正负极界面均经PVDF修饰后,电池能量密度可达到336 W·h/kg。1C条件下循环300次后,容量保持率可从30.7%提升至83.3%。

关键词：聚偏氟乙烯磷酸钛铝锂全固态界面金属锂

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基于自适应Wiener去噪与优化匹配追踪算法的微弱故障诊断方法

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机电工程 2024年

作者：王红玉卜令瑞邢海燕山东劳动职业技术学院信息工程系

为了准确地诊断出旋转机械的早期微弱故障，在分析信号特点的基础上，采用自适应Wiener滤波去除信号中的随机冲击干扰，并提出了一种基于优化匹配追踪算法的微弱故障特征提取方法。首先，分析了旋转机械早期微弱故障信号特点，在短时Wie... 详细信息

为了准确地诊断出旋转机械的早期微弱故障，在分析信号特点的基础上，采用自适应Wiener滤波去除信号中的随机冲击干扰，并提出了一种基于优化匹配追踪算法的微弱故障特征提取方法。首先，分析了旋转机械早期微弱故障信号特点，在短时Wiener滤波中引入了窗长自适应策略，去除了早期微弱故障信号的随机冲击干扰，保留了故障信号中的有用分量；然后，分析了当前匹配追踪算法中算法迭代门限值在重构精度中存在的不足，设计了基于相邻残差的匹配追踪算法鲁棒终止条件，有效提高了故障信号的重构精度和重构信号质量；最后，将优化的匹配追踪算法应用于微弱故障特征提取中，实现了对微弱信号中强特征信号的提取目的。研究结果表明：采用自适应Wiener滤波可以有效去除信号中的随机干扰，且保留信号中的周期性故障信号；优化匹配追踪算法重构信号包络谱中的特征频率160 Hz及其倍频凸显，在其他频段的信号能量几乎为0，这意味着该方法能够准确判断出故障类型。与传统Wiener去噪和匹配追踪算法相比，自适应Wiener去噪和优化匹配追踪算法在微弱故障提取中具有可行性和优越性。

关键词：旋转机械自适应Wiener去噪匹配追踪算法微弱信号故障诊断鲁棒终止条件信号包络

能源电池制造过程中的全流程数字化智能制造技术

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储能科学与技术 2024年第4期13卷 1356-1358页

作者：范龙张研黄河水利职业技术学院机械工程学院河南开封475004

全流程数字化智能制造技术是能源电池制造过程中极为关键的技术手段,其安全性越高,能源电池所能存储能量信号的质量水平就越高。为促进能源电池对能量信号的高质量存储,针对能源电池制造过程中的全流程数字化智能制造技术展开研究。分... 详细信息

全流程数字化智能制造技术是能源电池制造过程中极为关键的技术手段,其安全性越高,能源电池所能存储能量信号的质量水平就越高。为促进能源电池对能量信号的高质量存储,针对能源电池制造过程中的全流程数字化智能制造技术展开研究。分析能源电池生产工艺的具体实施流程,并以此为基础,设计核心储能部件,再分别从能量转化效率、能源存储质量等多个方面,研究全流程数字化智能制造技术在能源电池中的应用情况。

关键词：能源电池全流程数字化智能制造生产工艺储能部件

机械设计与低温锂电池全流程数字化智能制造的联系及应用

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储能科学与技术 2024年第7期 2486-2488页

作者：范龙张研黄河水利职业技术学院机械工程学院

随着现代制造技术、信息技术和数字化技术的飞速发展，低温锂电池生产迎来了技术升级。对此本文综述了机械设计与低温锂电池数字化智能制造的联系以及技术优化进展。首先分析了低温锂电池产业数字化、智能化的发展流程，包括低温锂电池... 详细信息

随着现代制造技术、信息技术和数字化技术的飞速发展，低温锂电池生产迎来了技术升级。对此本文综述了机械设计与低温锂电池数字化智能制造的联系以及技术优化进展。首先分析了低温锂电池产业数字化、智能化的发展流程，包括低温锂电池数字化制造和二阶段的智能化制造；然后重点探讨了机械设计为低温锂电池数字化智能制造产业带来的优化变革。从产业发展角度来看，与机械设计技术深度融合，可以从多个方面优化现有的低温锂电池数字化智能制造技术，对后者的产业结构调整和技术升级具有重要的指导作用。

关键词：机械设计数字化制造智能制造技术融合

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具有能量采集的锥形转子叶片式管道流量计

现代制造工程 2024年第5期 153-160页

作者：孔佐君杨金锋黔南民族职业技术学院汽车工程系都匀558000 贵州理工学院机械工程学院贵阳550003

针对基于工业物联网的管道流量实时监测存在供电困难的问题,提出了一种具有能量采集和无线通信能力的锥形转子叶片式管道流量计。首先,所提流量计的关键部件为一个四叶片转子,通过外围嵌入永磁体的转子旋转,将水流势能转换为电能,并给... 详细信息

针对基于工业物联网的管道流量实时监测存在供电困难的问题,提出了一种具有能量采集和无线通信能力的锥形转子叶片式管道流量计。首先,所提流量计的关键部件为一个四叶片转子,通过外围嵌入永磁体的转子旋转,将水流势能转换为电能,并给出了工作原理分析和发电效率计算方法;然后,为了进一步提高发电性能,在转子前端安装一个锥体(锥形转子),以产生高速水流并导向附近的叶片,并通过流体模拟分析了锥体的影响。其次,设计了对应的物联网控制单元,利用转子旋转产生的电能来检测转子的转速,并与互联网服务器进行无线通信。最后,通过实验对该流量计发电性能和测量精度进行了评估。研究结果表明,装有锥体的转子叶片前后的压力差明显大于没有锥体的转子。随着锥体直径的增大,转子产生的功率和压力差都会增大,且最高发电效率为0.074。通过测量的转速可获得流量,且满量程精度为1.2%。当流量大于0.6×10-3 m 3/s时,流量计的输出功率大于10 mW,足以实现长期的无线流量监测。

关键词：工业物联网叶片式管道流量计能量采集锥形转子发电效率

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基于改进残差网络的空纱筒识别模型

纺织学报 2024年第1期45卷 194-202页

作者：陆伟健屠佳佳王俊茹韩思捷史伟民浙江理工大学机械工程学院浙江杭州310018 浙江机电职业技术学院自动化学院浙江杭州310053

针对纺织车间背景复杂、纱筒种类多导致利用传统机器视觉识别空纱筒准确率低、模型参数量大的问题,设计了一种基于改进残差网络的空纱筒识别模型。该模型借鉴ResNet系列的模型结构,进行卷积核轻量化,改进经典的残差模块并加入SENet注意... 详细信息

针对纺织车间背景复杂、纱筒种类多导致利用传统机器视觉识别空纱筒准确率低、模型参数量大的问题,设计了一种基于改进残差网络的空纱筒识别模型。该模型借鉴ResNet系列的模型结构,进行卷积核轻量化,改进经典的残差模块并加入SENet注意力机制,以达到提高检测空纱筒的准确率,减少模型参数的目的。最后通过数据增强,创建了适合工厂实际生产的纱筒数据集。实验结果表明:在消融实验中,应用SENet注意力机制可以提高3.86%的准确率,利用优化残差模块不仅减少了650%的模型参数还提高了1.22%的准确率。在原数据集的验证集上,改进模型的准确率为99.6%比ResNet-18模型高4.46%,与VGG-16和AlexNet相比提高了7.05%~9.41%。在增强的数据集上,识别模型的准确率都有了较大的提升,但改进模型的准确率变化不大,说明该模型的鲁棒性较好,不易受到样本不足的影响。改进模型的参数数量缩小到原模型参数数量的1/10左右,为嵌入式设备部署空纱筒识别模型提供了思路。

关键词：纺织车间空纱筒识别残差网络模型轻量化深度学习

基于数值模拟的选区激光熔化成形残余应力演化研究

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精密成形工程 2024年第1期16卷 174-180页

作者：赵仕宇陈向文詹艳然福州职业技术学院机电工程系福州350121 福州大学机械工程及自动化学院福州350108

目的以选区激光熔化成形(SLM)试件的残余应力为研究对象,研究残余应力对成形质量的影响,为SLM成形的产业化应用提供理论依据。方法以316L不锈钢粉末为原材料,利用AltairInspire软件的Print3D模块分析SLM成形中支撑、成形角对残余应力的... 详细信息

目的以选区激光熔化成形(SLM)试件的残余应力为研究对象,研究残余应力对成形质量的影响,为SLM成形的产业化应用提供理论依据。方法以316L不锈钢粉末为原材料,利用AltairInspire软件的Print3D模块分析SLM成形中支撑、成形角对残余应力的影响及残余应力的演化规律,并进行实验验证。结果SLM成形最大残余应力出现在零件与基板结合面,添加支撑可减小残余应力。零件不同位置残余应力的演化规律不同。顶部残余应力呈先增大后减小的趋势,底部两侧残余应力呈缓慢上升的趋势;底部中间残余应力的演化规律较为复杂:起先残余应力随温度的降低而增大,当温度降到最低点时达最大值;随后在热累积作用下,残余应力先减小后增大,当达到去应力退火温度时,残余应力又减小并在一定范围内波动。残余应力随着成形角的增大呈先增大后减小再增大的趋势,当成形角为60°时,残余应力较小。结论在SLM成形时,在零件底部添加支撑可将最大残余应力位置转移到支撑上,从而减小成形件内部的残余应力,提高成形质量。成形零件不同位置残余应力的演化规律不同,成形角对残余应力的影响也不同,成形时应根据零件工况制定合适的打印策略。

关键词：数值模拟选区激光熔化残余应力 316L不锈钢成形角

基于格拉姆角场和卷积神经网络的船用发电柴油机故障诊断（英文）

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Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2024年第6期25卷 470-482页

作者：李从跃胡以怀蒋佳炜崔德馨上海海事大学商船学院上海电子信息职业技术学院机械与能源工程学院

目的：船用发电柴油机工作环境恶劣，在内外多激励源的干扰下，振动信号呈现非线性非平稳性的特点。本文旨在对船舶发电柴油机的振动信号进行有效特征提取并准确识别故障类型。同时，研究所提方法的有效性，以提高船舶发电柴油机的故障... 详细信息

目的：船用发电柴油机工作环境恶劣，在内外多激励源的干扰下，振动信号呈现非线性非平稳性的特点。本文旨在对船舶发电柴油机的振动信号进行有效特征提取并准确识别故障类型。同时，研究所提方法的有效性，以提高船舶发电柴油机的故障诊断精度。创新点：1.一维振动信号可通过格拉姆角场转换为二维图像；一维振动信号可以映射到二维图像的颜色、点、线和其他特征；为充分利用故障特征信息，将格拉姆角和场和格拉姆角差场获得的图像进行加权平均融合。2.利用多注意力机制来优化卷积神经网络学习机制，使网络有选择地提取信号中的关键特征信息。方法：1.对船舶发电柴油机的气阀间隙进行故障预设，采集柴油机不同健康状态振动信号。2.将振动信号转化为二维图像，并将格拉姆角和场和格拉姆角差场获得的图像进行加权平均融合，以充分利用原信号中的故障特征信息。3.将融合后的图像输入到卷积神经网络中进行自适应特征提取和故障识别。结论：1.所提方法可准确识别故障类型，平均诊断精度可达98.40%；与其他方法相比，所提方法具有更高的故障诊断精度。2.在不同信噪比下，所提方法与无注意力机制方法相比，准确精度可提高14.80%。3.融合后的图像可为神经网络提供更充足的特征信息，因此具有更高的故障识别精度。4.变负荷实验中，所提方法的准确率均保持在89.00%以上，进一步验证了所提方法的稳定性。

关键词：多注意力机制卷积神经网路格拉姆角场图像融合船舶发电柴油机故障诊断