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考虑备件双源订购的动车组部件多级维修决策研究

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工业工程与管理 2024年

作者：权海锐王红何勇庞新宇阮祥兰州交通大学机电工程学院

针对动车组备件订购策略研究中备件货源单一导致的资源浪费问题，基于双源订购理念，建立动车组单部件预防性维修与备件库存及订购策略的联合优化模型。考虑多级维修方式下部件备件消耗的特殊性，建立备件消耗差异模型。在此基础上，结... 详细信息

针对动车组备件订购策略研究中备件货源单一导致的资源浪费问题，基于双源订购理念，建立动车组单部件预防性维修与备件库存及订购策略的联合优化模型。考虑多级维修方式下部件备件消耗的特殊性，建立备件消耗差异模型。在此基础上，结合备件厂商和售后服务点订购周期与成本不同的特点，提出备件分阶段库存策略。以可靠度阈值和各阶段备件库存阈值为决策变量，联合优化成本最小为目标，分析包含备件厂商和售后服务点的双源订购、单一备件厂商订购和单一售后服务点订购3种方案下的最优部件维修计划与备件订购计划。算例结果表明，备件双源订购策略在保证维修活动正常进行的同时，其联合优化成本相比较于两种单一备件订购策略，分别减少了23.5%和14.2%，具有良好的经济优越性，为维修策略与资源管理联合决策的进一步研究提供理论支持。

关键词：动车组部件多级维修备件订购双源订购联合优化

面向浮游平台的柔索机械臂设计及运动特性分析

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机械设计 2024年第9期 27-33页

作者：宋厚毅赵志刚苏程李涛兰州交通大学机电工程学院

为克服传统刚性机械臂自重过大而减小了其负载自重比和降低了灵活性等问题，提出一种柔索驱动串并联机械臂，在绘图软件SolidWorks中进行零件的绘制及总体装配，并简述了该机械臂的组成及工作方式。针对此机械臂建立世界坐标系和随体坐... 详细信息

为克服传统刚性机械臂自重过大而减小了其负载自重比和降低了灵活性等问题，提出一种柔索驱动串并联机械臂，在绘图软件SolidWorks中进行零件的绘制及总体装配，并简述了该机械臂的组成及工作方式。针对此机械臂建立世界坐标系和随体坐标系，采用D-H法对机械臂进行运动学分析，而后采用空间矢量封闭法完成机械臂并联关节的驱动空间到关节空间映射的推导，建立机械臂整体的运动学模型。以此为基础，利用仿真软件对机械臂工作空间进行仿真，结果证明了工作空间的准确性，为后续机械臂的工程应用和相关优化奠定理论基础。

关键词：串并联机械臂柔索驱动运动学工作空间

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求解TSP的离散野马优化算法

计算机工程与应用 2024年第1期60卷 145-153页

作者：蔡延光方春城吴艳林陈华君广东工业大学自动化学院广州510006 揭阳职业技术学院机电工程系广东揭阳522051

针对求解TSP问题,提出一种新的元启发式算法离散野马优化算法(DWHO),应用最小位置匹配值法(MPMV)对求解结果进行离散化解码;为提高算法搜索能力,结合野马放牧、交配、领导者交流与选拔行为,引入变邻域搜索策略,增强了算法的局部搜索能... 详细信息

针对求解TSP问题,提出一种新的元启发式算法离散野马优化算法(DWHO),应用最小位置匹配值法(MPMV)对求解结果进行离散化解码;为提高算法搜索能力,结合野马放牧、交配、领导者交流与选拔行为,引入变邻域搜索策略,增强了算法的局部搜索能力、加快算法收敛速度。选取TSPLIB标准库33个算例进行实验,并与交换序列人工蜂群算法(ABCSS)、离散蜘蛛猴优化算法(DSMO)两种算法进行比较。实验结果表明,DWHO求得的最优解与ABCSS、DSMO两种算法的最优解相比,最优解改进率最大值分别达到4.52%和3.41%。同时,将离散野马优化算法求解TSP收敛速度与以上两种算法进行比较,其收敛速度具有一定的优势。结果表明离散野马优化算法求解能力和精度具有优势。

关键词：离散野马优化算法旅行商问题最小位置匹配值法最优解改进率

热处理过程TiAlCrMn高熵合金的高温氧化特性与力学性能

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第1期34卷 203-218页

作者：陈平虎李柏春刘震周英豪李瑞卿张昀深圳大学机电与控制工程学院增材制造所深圳518060 哈尔滨工业大学(深圳)材料科学与工程学院深圳518055 香港城市大学机械工程学院中国香港中南大学轻合金研究院高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083 湖南科技大学机电工程学院湘潭411201

采用真空熔炼制备不同Al、Cr、Mn含量的TiAlCrMn系高熵合金,并对其高温氧化特性和热处理前后的力学性能进行研究。结果表明,随着Al、Cr、Mn含量的增加,其高温氧化质量增加率明显降低,这是因为在氧化层中形成了连续且致密的富(Al,Cr)氧化... 详细信息

采用真空熔炼制备不同Al、Cr、Mn含量的TiAlCrMn系高熵合金,并对其高温氧化特性和热处理前后的力学性能进行研究。结果表明,随着Al、Cr、Mn含量的增加,其高温氧化质量增加率明显降低,这是因为在氧化层中形成了连续且致密的富(Al,Cr)氧化物,阻碍氧原子与其他合金原子相互扩散形成新的氧化物。另外,热处理前后的样品,其显微硬度均存在单调递增的趋势,晶粒粗化会导致样品硬度降低,而在高含量合金元素的样品中,析出强化会改善其硬度。变形诱导强化使材料获得更高的压缩强度,在500℃热处理后的样品其屈服强度有所降低,而经过900℃热处理的材料屈服强度得到提升,但其延展性降低。

关键词：高熵合金(HEAs) 抗氧化性显微组织演变显微硬度压缩强度

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喷嘴位置对轴承腔内油气润滑两相流的影响

润滑与密封 2024年第4期49卷 10-17页

作者：王保民房文博朱生桥刘洪芹邬再新兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050

基于气液两相流理论,采用多重坐标系法构建角接触球轴承数值计算模型,分析不同喷嘴位置和转速下轴承腔内油相体积分数、保持架表面及轴承内外圈的油气分布特性。结果表明:在轴承低转速下,正面供油时轴承腔内油相体积分数及其周向分布的... 详细信息

基于气液两相流理论,采用多重坐标系法构建角接触球轴承数值计算模型,分析不同喷嘴位置和转速下轴承腔内油相体积分数、保持架表面及轴承内外圈的油气分布特性。结果表明:在轴承低转速下,正面供油时轴承腔内油相体积分数及其周向分布的波动大于背面供油;正面供油时保持架下表面会产生润滑油的积聚,造成润滑油无法及时通过出口排出,而背面供油时润滑油在保持架表面的油相分布更均匀;正面供油时内圈左面油相体积分数较高,外圈油相分布变化较大,而背面供油时内圈右面、中间面及外圈中间面油相体积分数较高。不同转速下喷嘴位置对腔内油相分布的影响也不同,低转速下正面供油时腔内油相体积分数更高,高转速下喷嘴位置对轴承腔内油相分布的影响较小,润滑油在轴承腔内分布较为均匀,保持架下侧未见明显的润滑油积聚。

关键词：油气润滑角接触球轴承喷嘴位置油气两相流电主轴

角接触球轴承内圈织构设计及对油气润滑两相流的影响

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润滑与密封 2024年第6期49卷 107-114页

作者：王保民闫瑞翔房文博朱生桥刘洪芹兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050

针对角接触球轴承油气润滑中内圈润滑油含量少和保持性差的问题,提出在轴承内圈滚道设计圆凹坑形表面织构的润滑增效方法。基于气液两相流模型和多重参考系方法,建立内圈织构化角接触球轴承腔内油气两相流数值分析模型,分析内圈织构对... 详细信息

针对角接触球轴承油气润滑中内圈润滑油含量少和保持性差的问题,提出在轴承内圈滚道设计圆凹坑形表面织构的润滑增效方法。基于气液两相流模型和多重参考系方法,建立内圈织构化角接触球轴承腔内油气两相流数值分析模型,分析内圈织构对轴承油气两相流动及润滑增效的影响。结果表明:织构化轴承可以显著提高润滑油在内圈的保持量,同时改善轴承腔内润滑油分布不均的状况;在微织构附近油气两相流动更不规则,所产生的压力梯度和速度梯度有利于提高气液两相膜的承载力;随着轴承转速的升高,内圈织构润滑增效效果相对减弱;随着供油量的增加,内圈织构润滑增效效果更加显著。

关键词：角接触球轴承表面织构油气两相流润滑增效

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长距离地下通道的无人装备定位方法

仪表技术与传感器 2024年第3期 87-95页

作者：钟映春王宗洋王彪王波广东工业大学自动化学院广东省机械技师学院机电工程系

无人装备在地铁隧道、煤矿坑道等地下长距离通道工作时,处于无卫星定位信号、弱光照的环境中,依靠常规方法获取定位坐标存在难度大、误差大、成本高等问题。基于由若干个UWB定位基站构成的定位单元,提出了一种适用于长距离地下通道而且... 详细信息

无人装备在地铁隧道、煤矿坑道等地下长距离通道工作时,处于无卫星定位信号、弱光照的环境中,依靠常规方法获取定位坐标存在难度大、误差大、成本高等问题。基于由若干个UWB定位基站构成的定位单元,提出了一种适用于长距离地下通道而且高性价比的定位方法。首先,提出了一种具有高性价比的定位拓扑构型;其次,针对无人装备可能在地下通道中任意位置,研究了初始定位的方法;然后,针对无人装备经过定位单元信号辖区交汇区域时存在的定位单元切换问题,提出了一种动态切换系数方法。测试实验表明:标准矩形的定位单元拓扑比直角三角形、偏π形的拓扑具有更高的定位精度;沿着长距离地下通道采用间断方式布局定位单元的构型比连续布局定位基站的构型具有更高的性价比,且在通道任意位置均达到定位误差δ≤±25 cm的设计要求,定位单元间距小于60 m;在长度为5 km的地下通道中,采用二叉树遍历查找法获取初始定位的用时平均为16 s左右;在信号辖区交汇区域,采用提出的方法切换定位单元,无人装备获取的定位数据无突变,显著减少了定位数据突变对无人装备的冲击。所提出的定位方法可应用于无人装备在长距离地下通道中全自主执行任务。

关键词：无人装备长距离地下通道信号辖区交汇定位拓扑构型

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

面向领军人才、融入大类培养的传统机械类专业转型探索与实践

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高等工程教育研究 2024年第1期 23-29页

作者：耿俊浩齐乐华蒋建军周计明西北工业大学机电学院西北工业大学工程训练中心西北工业大学机电学院机械工程及自动化系

实施创新驱动发展、制造强国战略迫切需要培养大批智能制造领军人才。作为智能制造人才培养主要阵地的传统机械类专业面临大类培养诸多冲突难以协调、领军人才培育缺乏内涵引领、智能制造特性未有效融入培养过程等共性问题。本文总结出... 详细信息

实施创新驱动发展、制造强国战略迫切需要培养大批智能制造领军人才。作为智能制造人才培养主要阵地的传统机械类专业面临大类培养诸多冲突难以协调、领军人才培育缺乏内涵引领、智能制造特性未有效融入培养过程等共性问题。本文总结出智能制造领军人才应全面培育的七项能力特质,提出“和而不同、特质引领、内生驱动”的传统机械类专业转型发展改革理念。然后,通过重塑课程体系建立多级组合式一体化柔性育人路径,通过重塑教学设计建立一体两翼式进阶化贯通育人机制,通过重塑教学资源建立双轮驱动式智能化研学育人环境,最终形成适合传统机械类专业融入智能制造大类的领军人才培养模式,并在西北工业大学机械设计制造及其自动化专业进行系统性改革实践,获得初步成效。

关键词：机械类专业智能制造大类培养领军人才转型发展