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玻纤质量分数对长玻纤增强聚丙烯水驱动弹头辅助注塑管件的影响

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高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 87-97页

作者：匡唐清俸三喆朱瑶瑶柳和生杨帆华东交通大学机电与车辆工程学院江西南昌330013 华东交通大学基础实验与工程实践中心江西南昌330013

分别以玻纤质量分数10%,20%,30%和40%的长玻纤增强聚丙烯(LGFRPP)材料制取一系列水驱动弹头辅助注塑(W-PAIM)管件。探究了玻纤质量分数对玻纤断裂长度、纤维取向、壁厚以及耐压性的影响。结果表明,随着玻纤质量分数的增加,玻纤断裂长度... 详细信息

分别以玻纤质量分数10%,20%,30%和40%的长玻纤增强聚丙烯(LGFRPP)材料制取一系列水驱动弹头辅助注塑(W-PAIM)管件。探究了玻纤质量分数对玻纤断裂长度、纤维取向、壁厚以及耐压性的影响。结果表明,随着玻纤质量分数的增加,玻纤断裂长度在较长区间内占比降低;不同玻纤质量分数的W-PAIM制件在壁厚层的取向不同,水道层的玻纤沿流动方向取向较模壁层和中间层更好,当玻纤质量分数为10%与40%时,水道层玻纤取向度最好,玻纤质量分数为20%时,中间层取向最差,玻纤质量分数为30%时,模壁层的玻纤取向较好;随着玻纤质量分数的增加,WPAIM管件壁厚呈先增加后减小再增加的趋势;随着玻纤质量分数的增加,管件的耐压性先增加后减小最后又增加,当玻纤质量分数为20%时,耐压性最好。

关键词：长玻纤增强聚丙烯水驱动弹头辅助注塑玻纤质量分数玻纤长度纤维取向壁厚耐压性

正余弦变换和双调滤波相结合的剪切散斑干涉图像去噪方法

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中国光学（中英文） 2024年第2期17卷 435-443页

作者：吴荣陆阳欧阳爱国南昌航空大学测试与光电工程学院江西南昌330063 华东交通大学机电与车辆工程学院江西南昌330013

剪切散斑干涉是一种非接触式、全场高精度光学变形测量技术,由于环境等因素导致采集的散斑条纹图像存在大量随机噪声,进而影响测量精度。传统去噪方法在滤除噪声的同时,容易导致条纹边缘信息的丢失甚至破坏。针对该问题,本文提出基于正... 详细信息

剪切散斑干涉是一种非接触式、全场高精度光学变形测量技术,由于环境等因素导致采集的散斑条纹图像存在大量随机噪声,进而影响测量精度。传统去噪方法在滤除噪声的同时,容易导致条纹边缘信息的丢失甚至破坏。针对该问题,本文提出基于正余弦变换和双调滤波相结合的剪切散斑干涉图像去噪方法。该方法首先对相位条纹图进行正余弦变换获得两幅图像,其次对这两幅图像分别运用双调滤波方法进行去噪,最后将滤波后的两幅图像合并为最终的相位条纹图。实验结果表明:经本文方法滤波后的相位图散斑抑制指数为0.999,平均保持指数为2.995,证明该方法较传统去噪方法能更好地改善相位图质量,且能较大程度地保留相位条纹的细节及边缘信息。

关键词：剪切散斑干涉光学测量去噪双调滤波

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铁路货车制造用大吨位液压转焊机的应用

机械工程师 2024年第8期 138-141页

作者：张树林曹青华娄广诚济南恒泰机车车辆机械有限公司济南250022 济南机车车辆厂(现中车山东机车车辆有限公司) 济南250022

为了确保铁路货车车体的翻转焊接工艺满足质量要求,设计了一种大吨位液压转焊机,并对该工艺装备的总体结构、液压系统、电气控制系统等进行了介绍与分析。

关键词：铁路货车液压系统柔性化转焊机总体结构应用

基于反射率、吸光度和Kubelka-Munk光谱的贡梨不同损伤程度检测

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光谱学与光谱分析 2024年第11期44卷 3101-3108页

作者：李斌卢英俊苏成涛刘燕德华东交通大学智能机电装备创新研究院江西南昌330013 华东交通大学机电与车辆工程学院江西南昌330013

贡梨在收获、运输和销售过程中容易发生机械损伤,加速果实腐烂,降低贡梨品质。快速判别贡梨的不同损伤程度,进而采取不同的处理措施,以降低经济损失。以往运用高光谱技术研究水果的损伤程度,通常仅用反射率光谱。该研究运用高光谱技术... 详细信息

贡梨在收获、运输和销售过程中容易发生机械损伤,加速果实腐烂,降低贡梨品质。快速判别贡梨的不同损伤程度,进而采取不同的处理措施,以降低经济损失。以往运用高光谱技术研究水果的损伤程度,通常仅用反射率光谱。该研究运用高光谱技术获取贡梨的反射率(R)、吸光度(A)、和Kubelka-Munk(K-M)变换光谱结合3种深度学习算法对健康和不同损伤程度的贡梨进行判别。首先,选取60个新鲜无损伤贡梨作为健康样品,再利用自由落体碰撞装置制备出Ⅰ级损伤、Ⅱ级损伤、Ⅲ级损伤贡梨样品各60个。通过高光谱成像系统采集这240个贡梨样品的光谱数据,对采集的光谱进行黑白校正,以获得贡梨的反射率(R)、吸光度(A)、和Kubelka-Munk(K-M)变换光谱,然后用基准线校准(Baseline)、去趋势(De-Trending)、移动平均(MA-S)、乘法散射校正(MSC)、卷积平滑(SG-S)、标准正态变量变换(SNV)共6种预处理方法对3种原始光谱数据进行预处理,并建立BP神经网络(BP)、极限梯度提升(XGBoost)和随机森林(RF)判别分析模型对贡梨不同损伤程度进行判别。根据模型对贡梨损伤程度的判别结果显示,基于反射率、吸光度、K-M变换光谱的BP模型判别准确率较好,整体准确率达到了85%及以上,且发现经过Baseline预处理后的反射率光谱建立的BP模型比未经预处理的反射率光谱谱建立的BP模型有较大的提升,判别准确率达到了93.33%。为了提升BP模型的精准度和运行效率,对3种原始光谱和Baseline预处理后的光谱利用竞争性自适应重加权(CARS)和无信息变量消除(UVE)方法筛选出特征波段光谱信息,用筛选后的特征光谱数据来建立BP模型,其判别结果显示A-RAW-CARS-BP模型具有最佳的判别准确率,整体准确率达到了96.66%。结果表明,采用3种原始光谱对贡梨的损伤程度进行判别具有可行性,为高光谱技术检测贡梨的不同损伤程度提供了理论依据。

关键词：贡梨高光谱损伤程度反射率光谱吸光度光谱 Kubelka-Munk光谱

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基于GCN的多源变工况滚动轴承故障诊断

铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 2109-2118页

作者：谢锋云王玲岚宋明桦樊秋阳孙恩广朱海燕华东交通大学机电与车辆工程学院江西南昌330013 智能交通装备全寿命技术创新中心江西南昌330013

滚动轴承是旋转机械的关键部件,其健康状况的识别非常重要。迁移学习作为一种有效工具被广泛应用于故障诊断领域,但单源迁移学习方法可能存在泛化性能较差甚至引起负迁移,造成识别效果不佳的问题。提出一种基于多感受野图卷积网络(GCN)... 详细信息

滚动轴承是旋转机械的关键部件,其健康状况的识别非常重要。迁移学习作为一种有效工具被广泛应用于故障诊断领域,但单源迁移学习方法可能存在泛化性能较差甚至引起负迁移,造成识别效果不佳的问题。提出一种基于多感受野图卷积网络(GCN)的多源迁移学习方法(MS-GCN),通过在多个源域数据上学习迁移知识,实现变工况下滚动轴承的故障诊断。该方法首先利用小波变换将振动数据样本转换为二维时频图样本,将获得的N组源域样本和目标域样本进行构建得到N组源域-目标域样本数据对;其次,先利用深度卷积网络学习每组数据对的高维特征,再由多感受野图卷积网络学习所提特征的数据结构,使得自适应方法能充分学习域不变特征,更有效地将源域与目标域特征进行对齐,训练得到N组分类器;最后,取N组分类器分类结果的平均值为目标域样本的状态识别结果。基于江南大学轴承数据集对所提方法展开实验验证,在3组不同的变工况轴承故障诊断任务中,所提方法对4种不同状态(正常、内圈故障、外圈故障及滚动体故障)的分类准确率均在99%以上,与其他方法相比诊断准确率提升了0.22~8.27个百分点。对比结果表明:所提方法对变工况下滚动轴承的故障进行识别,可以有效地诊断出轴承的故障类型,具有一定的工程实用价值。

关键词：故障诊断多感受野图卷积网络多源域迁移学习深度卷积网络滚动轴承

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基于串并对称式液冷流道的锂电池散热分析

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 198-207页

作者：刘霏霏虞帮强秦武程贤福曾建邦华东交通大学机电与车辆工程学院江西南昌330013 华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室江西南昌330013

针对锂离子电池均温性差和液冷系统能耗高等问题,以方形锂离子电池为研究对象,在电池单体模型验证的基础上,设计了串并对称式液冷流道的锂离子电池散热结构,对比了5种流道方案,在优选方案四的基础上,分析了液冷板中的液冷流速、铝板厚... 详细信息

针对锂离子电池均温性差和液冷系统能耗高等问题,以方形锂离子电池为研究对象,在电池单体模型验证的基础上,设计了串并对称式液冷流道的锂离子电池散热结构,对比了5种流道方案,在优选方案四的基础上,分析了液冷板中的液冷流速、铝板厚度组合和液冷系统的启动时间对电池散热效果和液冷系统能耗的影响.结果表明:与方案一的流道形状S0对比,方案四的流道形状S3能够将模组中电池单体的最大温差降低15%;此外,电池的最高温度随着液冷流速的增加呈现先减小后平缓的趋势;在保证液冷系统总质量不变的前提下,与初始的铝板厚度组合h0对比,调整后的铝板厚度组合h4可将电池模组的最大温差降低12%;电池在2.5C放电时,延迟液冷系统启动时间至563 s,既可以保证电池在最佳的工作温度范围内,又能节约液冷系统约39%的能耗成本.

关键词：锂离子电池液冷系统散热结构性能分析

考虑最小尺寸控制的压力驱动柔顺机构拓扑优化设计

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 1050-1059页

作者：占金青蒲圣鑫王啸刘敏华东交通大学机电与车辆工程学院江西南昌330013 华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室江西南昌330013

拓扑优化设计的压力驱动柔顺机构拓扑构型容易出现类铰链结构,导致难以制造加工。为了满足制造工艺要求,提出一种考虑最小尺寸控制的压力驱动柔顺机构拓扑优化设计方法。采用改进的固体各向同性材料惩罚模型,利用达西定律结合排水项计... 详细信息

拓扑优化设计的压力驱动柔顺机构拓扑构型容易出现类铰链结构,导致难以制造加工。为了满足制造工艺要求,提出一种考虑最小尺寸控制的压力驱动柔顺机构拓扑优化设计方法。采用改进的固体各向同性材料惩罚模型,利用达西定律结合排水项计算流体压力载荷,以机构的互应变能最大化和应变能最小化为优化目标,采用Otsu算法和拓扑细化算法提取柔顺机构的骨架特征,从而构建最小特征尺寸控制,以结构体积和最小特征尺寸作为约束,建立考虑最小尺寸控制的压力驱动柔顺机构拓扑优化模型,采用移动渐近线算法进行压力驱动柔顺机构拓扑优化问题求解。数值算例结果表明,所提设计方法获得的压力驱动柔顺机构最小特征尺寸满足约束,能够有效地抑制类铰链结构,并且分析不同最小控制尺寸对柔顺机构拓扑优化结果影响规律。

关键词：柔顺机构压力载荷拓扑优化最小尺寸控制

全通道内置阀式磁流变阻尼器的设计及性能分析

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工程设计学报 2024年第5期31卷 623-633页

作者：方冰胡国良梅鑫喻理梵华东交通大学机电与车辆工程学院江西南昌330013

针对磁流变假肢中磁流变阻尼器体积大、输出阻尼力较小的问题,设计了一种全通道内置阀式磁流变阻尼器。首先,通过布置导磁楔形环和隔磁环,引导磁力线穿过全部液流通道,并进行了阻尼器磁路分析和输出阻尼力数学模型的推导;其次,利用ANSY... 详细信息

针对磁流变假肢中磁流变阻尼器体积大、输出阻尼力较小的问题,设计了一种全通道内置阀式磁流变阻尼器。首先,通过布置导磁楔形环和隔磁环,引导磁力线穿过全部液流通道,并进行了阻尼器磁路分析和输出阻尼力数学模型的推导;其次,利用ANSYS软件进行了阻尼器电磁场仿真;再次,采用多目标遗传算法优化阻尼器的结构参数,并仿真对比了优化前后阻尼器的平均磁感应强度和输出阻尼力;最后,加工了结构参数优化前后的阻尼器样机,并对其进行了动力学性能测试与分析。结果表明:优化后阻尼器活塞头的体积减小了24.4%,最大输出阻尼力提高了24 N;当电流为2 A时,优化前最大输出阻尼力仿真值为295.38 N,测试值为309.76 N,误差为4.6%;优化后最大输出阻尼力仿真值为307.77 N,测试值为333.76 N,误差为7.6%。所设计的全通道内置阀式磁流变阻尼器体积较小,输出阻尼力较大,液流通道的空间利用率较高。研究结果可为磁流变假肢中磁流变阻尼器的设计提供参考。

关键词：磁流变阻尼器全通道内置阀式多目标优化

基于BP和HBP流变模型的磁流变阻尼器数值模拟与性能分析

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工程设计学报 2024年第3期31卷 402-408页

作者：舒慧杰胡国良朱文才喻理梵李品烨华东交通大学机电与车辆工程学院江西南昌330013

针对传统本构模型表达磁流变液的流变特性精度不高的问题,采用MCR302流变仪对磁流变液的流变特性进行测试,获得了不同磁场下剪切应力与剪切速率之间的关系。利用遗传算法对Bingham-Papanastasiou(BP)模型和Herschel-Bulkley-Papanastasi... 详细信息

针对传统本构模型表达磁流变液的流变特性精度不高的问题,采用MCR302流变仪对磁流变液的流变特性进行测试,获得了不同磁场下剪切应力与剪切速率之间的关系。利用遗传算法对Bingham-Papanastasiou(BP)模型和Herschel-Bulkley-Papanastasiou(HBP)模型进行参数辨识。利用辨识结果建立了仿真模型,对磁流变阻尼器的动态特性进行数值模拟。设计并加工了磁流变阻尼器,搭建了阻尼力测试平台进行阻尼力测试实验,并将实验结果与仿真结果进行对比。结果表明:HBP模型对磁流变液流变特性的辨识结果与实验结果吻合较好;2个模型对阻尼器动态特性的预测结果相差较大,仅对流速的预测一致性较好;基于HBP模型的阻尼力预测值与实验值较吻合。所提出的HBP模型表达磁流变液流变特性的精度较高,具有良好的实用价值。研究结果可以为振动控制领域磁流变阻尼器力学模型的选择提供参考。

关键词：流变特性磁流变液数值模拟参数辨识