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基于改进分类器动态选择算法的滚珠丝杠副状态识别

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高技术通讯 2024年第4期34卷 396-405页

作者：文娟恒丰泰精密机械股份有限公司杭州310023 浙江工业大学机械工程学院温州325000

为提升滚珠丝杠副的性能状态识别精度,提出一种改进的分类器动态选择算法。该算法借助邻域成分分析(NCA),准确并自适应地定义测试样本的邻域,无需选择距离度量方式,从而更加准确地衡量多分类器系统中各子分类器对于测试样本进行正确分... 详细信息

为提升滚珠丝杠副的性能状态识别精度,提出一种改进的分类器动态选择算法。该算法借助邻域成分分析(NCA),准确并自适应地定义测试样本的邻域,无需选择距离度量方式,从而更加准确地衡量多分类器系统中各子分类器对于测试样本进行正确分类的潜力,解决了传统分类器动态选择算法精度受限于距离度量方式选择是否合适的问题。将所提出的分类器动态选择算法应用于滚珠丝杠副状态识别中,首先利用AdaBoost算法离线训练反向传播(BP)神经网络集合,然后依据实时信号特征,采用改进的分类器动态选择算法从分类器集合中选取最合适的子分类器进行状态鉴定,从而实现更好的识别效果。实验结果表明,提出方法的状态识别准确率能够达到97.22%,高于BP神经网络、AdaBoost与传统分类器动态选择算法,且对于不同的性能状态均有较高的识别精度。

关键词：分类器动态选择邻域成分分析(NCA) 状态识别滚珠丝杠副多分类器系统

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全齿轮耦合机器人齿侧间隙建模与公差仿真

浙江大学学报（工学版） 2024年第8期58卷 1533-1542页

作者：蒋君侠仲笑欧吕林灿来建良金丁灿浙江大学机械工程学院浙江杭州310058 杭州景业智能科技股份有限公司浙江杭州310051

鉴于全齿轮耦合机器人齿轮传动链长、反转频率高的特点,分析机器人的结构和传动原理.为了减小侧隙对机器人传动精度的影响,提出齿侧间隙理论建模及三维公差仿真分析方法.针对驱动端的圆柱齿轮机构,对齿侧间隙进行理论建模和公差仿真分析... 详细信息

鉴于全齿轮耦合机器人齿轮传动链长、反转频率高的特点,分析机器人的结构和传动原理.为了减小侧隙对机器人传动精度的影响,提出齿侧间隙理论建模及三维公差仿真分析方法.针对驱动端的圆柱齿轮机构,对齿侧间隙进行理论建模和公差仿真分析,两者相吻合.针对关节处的圆锥齿轮机构,提出将圆锥齿轮副等效为假想圆柱齿轮副的侧隙建模方法,与公差仿真分析结果吻合.以机器人肩关节偏摆传动链为分析对象计算机器人末端误差,为了降低齿侧间隙及其导致的传动链回程误差,提出圆锥齿轮加垫的计算方法和电机转角补偿方法,通过实验验证该补偿方法的有效性.

关键词：全齿轮耦合机器人齿侧间隙圆柱齿轮机构圆锥齿轮机构公差仿真

定向碳纳米管/丁苯橡胶复合材料的摩擦学各向异性行为研究

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材料工程 2024年第5期52卷 179-187页

作者：王瑞林瞿俊豪黄海波陆伟强沈东明宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 宁波拓普集团股份有限公司浙江宁波315800

应用机械剪切诱导法制备定向碳纳米管/丁苯橡胶(CNTs/SBR)复合材料,研究碳管含量、定向性对复合橡胶材料力学特性和摩擦学特性的影响规律,分析这些结果产生的机理。结果表明:CNTs取向对SBR复合材料的摩擦学性能有显著影响。当CNTs-z垂... 详细信息

应用机械剪切诱导法制备定向碳纳米管/丁苯橡胶(CNTs/SBR)复合材料,研究碳管含量、定向性对复合橡胶材料力学特性和摩擦学特性的影响规律,分析这些结果产生的机理。结果表明:CNTs取向对SBR复合材料的摩擦学性能有显著影响。当CNTs-z垂直于摩擦界面和滑动方向,CNTs-z/SBR的力学、摩擦学性能均优于CNTs-x/SBR和CNTs-y/SBR。当CNTs平行于摩擦界面时,与滑动方向一致的CNTs-x/SBR力学性能优于与滑动方向垂直时的CNTs-y/SBR。CNTs-z可以提升橡胶复合材料的抗剪切性能,降低温升幅度和表面黏附作用,有效提升橡胶材料的摩擦学性能。载荷和速度工况下,摩擦因数与磨损量为负相关关系,即摩擦因数减小而磨损量增大,速度对摩擦学性能的影响大于载荷。研究结果可以为CNTs复合轮胎橡胶材料的摩擦学性能改善以及产业化应用提供科学参考。

关键词：橡胶复合材料定向碳纳米管摩擦学性能力学性能

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某型F级轴向分级燃烧室的全温全压试验研究

动力工程学报 2024年第9期44卷 1378-1384页

作者：隋永枫臧鹏张宇明彭志胜傅燕妮谷庭伟杭州汽轮动力集团股份有限公司杭州310022 浙江燃创透平机械有限公司杭州310022

在全温全压条件下对自主研发的F级燃气轮机轴向分级燃烧室进行了燃烧试验研究,以探究设计点工况下燃烧室的压力损失、出口温度分布、火焰筒壁面温度、污染物排放、燃烧效率和热声稳定性等燃烧性能。结果表明:在设计点工况下,燃烧室总压... 详细信息

在全温全压条件下对自主研发的F级燃气轮机轴向分级燃烧室进行了燃烧试验研究,以探究设计点工况下燃烧室的压力损失、出口温度分布、火焰筒壁面温度、污染物排放、燃烧效率和热声稳定性等燃烧性能。结果表明:在设计点工况下,燃烧室总压损失系数为5.4%;燃烧室出口温度分布系数为0.06,燃烧室出口径向温度分布系数为0.03;燃烧室火焰筒壁面温度低于850℃;NO_(x)摩尔分数维持在1.9×10^(-5),CO和未燃碳氢(UHC)排放基本为0,燃烧效率维持在99.99%以上;压力脉动各特征频率对应幅值均低于3 kPa,表明燃烧室热声状态稳定。

关键词：轴向分级燃烧室总压损失系数出口温度分布壁面温度排放

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双阀芯先导笼式调节阀的设计仿真与试验

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 99-109页

作者：余瑞明吴业飞吴兵沈宇忠上海理工大学机械工程学院上海200093 浙江力诺流体控制科技股份有限公司浙江温州325200

为解决高温高压工况下调节阀的不平衡力及密封力难以达到所需泄漏等级的问题,设计了一种大阀芯和小阀芯分段配合工作、充分利用阀前介质压力增加阀座密封力的双阀芯先导笼式调节阀。文中给出了调节阀的不平衡力计算公式、流量方程,分析... 详细信息

为解决高温高压工况下调节阀的不平衡力及密封力难以达到所需泄漏等级的问题,设计了一种大阀芯和小阀芯分段配合工作、充分利用阀前介质压力增加阀座密封力的双阀芯先导笼式调节阀。文中给出了调节阀的不平衡力计算公式、流量方程,分析了其流量特性,并对阀内流体的流动进行了仿真,分析了流体流过调节阀后的压力损失;对大阀芯内腔进行了流体流动仿真,分析了阀前压力、内腔温度以及密封力的变化;对大、小阀芯进行了运动仿真,分析了执行器驱动力、阀芯轴向合力和大阀芯速度的变化。常温介质阀体耐压试验和阀座泄漏量试验结果表明,阀体均无可见泄漏和变形,泄漏量设定为10滴/min时,3次实测泄漏量分别为1、1和2滴/min。高温介质阀座泄漏量试验结果表明,泄漏量设定为1.275 mL/min时,250℃高温水蒸气的3次实测泄漏量分别为0.11、0.11和0.13 mL/min,300℃高温水蒸气的3次实测泄漏量分别为0.19、0.19和0.22 mL/min,实测泄漏量均小于设定值。文中提出的双阀芯先导笼式结构增强了调节阀的密封力,阀体耐压强度和阀座密封性能均满足使用要求。

关键词：双阀芯先导笼式调节阀设计仿真耐压试验泄漏量试验

次级燃烧对轴向分级燃烧室燃烧特性影响的试验研究

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上海交通大学学报 2024年第8期58卷 1139-1147页

作者：隋永枫张宇明臧鹏贾玉良衡思江傅燕妮葛冰浙江燃创透平机械有限公司杭州310022 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 杭州汽轮动力集团股份有限公司杭州310022

为了获得燃气轮机轴向分级燃烧室非预混燃烧模式下次级燃烧对排放和燃烧振荡特性的影响规律,探索燃料轴向分级条件下稳定低排放的升负荷方式,选用某型F级燃气轮机轴向分级燃烧室开展试验研究.试验结果表明:较低燃烧室出口温度下加入次... 详细信息

为了获得燃气轮机轴向分级燃烧室非预混燃烧模式下次级燃烧对排放和燃烧振荡特性的影响规律,探索燃料轴向分级条件下稳定低排放的升负荷方式,选用某型F级燃气轮机轴向分级燃烧室开展试验研究.试验结果表明:较低燃烧室出口温度下加入次级燃料会抑制CO的消耗,导致CO排放急剧增加;次级燃料的加入以及次级当量比的增高会导致NO_(x)排放降低,但负荷增加会削弱次级燃烧降低NO_(x)排放的能力.次级燃料的加入以及次级当量比的增高会抑制较低频带(75~90 Hz)内的燃烧振荡;当次级当量比高于阈值(0.19)时,次级燃料的加入才会对较高频带(175~210 Hz)内的燃烧振荡起到抑制效果.此外,综合考虑次级燃烧对排放和燃烧振荡影响规律,获得了轴向分级燃烧室在较高负荷区间(20%~50%负荷)内的低排放、稳定燃烧的运行范围和升负荷方式,为机组升负荷过程中的稳定低排放运行提供参考.

关键词：轴向分级燃烧室非预混燃烧模式次级燃烧排放燃烧振荡

基于最大李雅普诺夫指数异常感知和CatBoost识别的机械密封失效模式层次化诊断框架

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工程热物理学报 2024年第1期45卷 93-100页

作者：侯耀春周昶清武鹏何伟挺赵奂芃黄文君吴大转浙江大学能源工程学院化工机械研究所杭州310027 浙江中控技术股份有限公司杭州310053 浙江大学控制科学与工程学院杭州310027

离心泵在现代工业生产中具有广泛的应用,其运行状况和健康程度直接影响着整个系统的能耗、效率和安全。机械密封泄漏或损坏是水力旋转机械最典型的故障之一,与机封失效相关的泵类设备故障问题直接影响系统总体的可靠性和安全性。为此,... 详细信息

离心泵在现代工业生产中具有广泛的应用,其运行状况和健康程度直接影响着整个系统的能耗、效率和安全。机械密封泄漏或损坏是水力旋转机械最典型的故障之一,与机封失效相关的泵类设备故障问题直接影响系统总体的可靠性和安全性。为此,本论文研究了一种基于最大李雅普诺夫指数异常感知和CatBoost识别的机械密封失效模式层次化诊断框架。首先,对采集的机械密封处振动信号序列提取其最大李雅普诺夫指数,并基于模糊统计法和指派法设计Type-1模糊逻辑,从而实现对机械密封故障的异常检测和感知。接着,一旦检测到机封异常,再从原始振动信号中提取多尺度模糊熵,联同最大李雅普诺夫指数一起输入到CatBoost模型进行机械密封失效模式识别和诊断。最后,基于实际实验数据对所提出的层次化诊断框架进行了验证。结果表明,所提出的方法对机封故障的异常检测精度达到100%,CatBoost模型的机封失效模式识别率达到99.66%,其精度和鲁棒性均好于支持向量机、AdaBoost、深度神经网络等智能模型。

关键词：机械密封异常感知故障模式识别最大李雅普诺夫指数模糊理论 CatBoost模型

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轴向分级燃烧室低压模化燃烧特性试验研究

工程热物理学报 2024年第6期45卷 1589-1597页

作者：张宇明臧鹏贾玉良谢健王杰朱涛浙江燃创透平机械有限公司杭州310022 杭州汽轮动力集团股份有限公司杭州310022 杭州汽轮新能源有限公司杭州310022 江苏中科能源动力研究中心连云港222069

为了获得低压模化对燃烧室燃烧特性的影响,提供燃气轮机燃烧室设计研发节约成本、缩短试验周期的可靠性方法,选用某型F级燃气轮机轴向分级燃烧室,开展了低压模化试验研究。试验结果表明:压力对燃烧室总压损失系数分布和数值高低无明显... 详细信息

为了获得低压模化对燃烧室燃烧特性的影响,提供燃气轮机燃烧室设计研发节约成本、缩短试验周期的可靠性方法,选用某型F级燃气轮机轴向分级燃烧室,开展了低压模化试验研究。试验结果表明:压力对燃烧室总压损失系数分布和数值高低无明显影响。压力升高会降低燃烧室火焰筒壁面温度,却对出口温度分布无明显影响。此外,压力的升高会导致NO_(x)和NO排放的增高以及NO_(2)排放的降低;采用压力指数表征压力和NO_(x)排放关系时发现,不同模化压力下的压力指数n在0.264~0.269内波动;随着压力的变化,CO和未燃碳氢(UHC)排放均维持在极低水平。

关键词：轴向分级燃烧室低压模化燃烧特性

AlN/Cu钎焊接头残余应力的数值模拟研究

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材料导报 2024年第16期38卷 185-193页

作者：闾川阳李科桥盛剑翔顾小龙石磊杨建国贺艳明浙江工业大学机械工程学院化工机械设计研究所杭州310014 浙江金顺智能设备有限公司浙江金华321000 浙江省钎料材料与技术重点实验室杭州310030 浙江亚通新材料股份有限公司杭州310030

氮化铝(AlN)陶瓷可用于高压大功率绝缘栅双极型功率管(IGBT)的封装,并以表面覆铜(Cu)的方式实现散热功能。但AlN和Cu存在巨大的物性差异,易在连接中残留较大的残余应力。针对AlN/Cu钎焊接头的残余应力进行有限元数值模拟研究,探究压力... 详细信息

氮化铝(AlN)陶瓷可用于高压大功率绝缘栅双极型功率管(IGBT)的封装,并以表面覆铜(Cu)的方式实现散热功能。但AlN和Cu存在巨大的物性差异,易在连接中残留较大的残余应力。针对AlN/Cu钎焊接头的残余应力进行有限元数值模拟研究,探究压力载荷、冷却速度以及钎料厚度对接头残余应力的影响规律。结果表明,在所研究的范围内,AlN/Cu钎焊接头中最大轴向应力均出现在AlN陶瓷棱边靠近钎料金属层处,最大剪切应力则出现在靠近外侧边的AlN陶瓷与钎料金属层界面处。压力载荷降低、冷却速度加快和钎料层厚度增加均会增大最大轴向应力和剪切应力,但应力分布较为一致。本研究可为大功率IGBT覆Cu AlN陶瓷基板的高可靠性封装提供理论指导。

关键词：绝缘栅双极型功率管(IGBT) AlN/Cu接头钎焊数值模拟残余应力