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一种刮削加工切削齿刃形计算与加工运动仿真方法

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机械工程学报 2019年第1期55卷 216-224页

作者：贾康郑帅郭俊康洪军西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049 西安交通大学软件学院西安710049

针对非特定内外廓形的刮削加工,基于刮削加工原理与展成运动,提出一种基于离散廓形包络的切削齿刃形曲线通用计算方法,适用于任意结构前刀面,并给出切触点的求解方法与相应的空间刮削切触运动的计算仿真方法。首先剖析了刮削加工原理,... 详细信息

针对非特定内外廓形的刮削加工,基于刮削加工原理与展成运动,提出一种基于离散廓形包络的切削齿刃形曲线通用计算方法,适用于任意结构前刀面,并给出切触点的求解方法与相应的空间刮削切触运动的计算仿真方法。首先剖析了刮削加工原理,从工件、刀具和运动配置参数角度构建了刮削加工的运动学模型;然后,基于曲面共轭原理分析了刮削加工的正逆问题,提出基于相对刀具运动的工件曲面与前刀面相交内包络的切削刃曲线求解方法,给出了详细的计算流程与方法以及切削刃可行性的判定规则;随后,进一步提出了基于切削刃的刮削过程切触点计算方法,并给出了时序对应的空间切触运动仿真分析方法;最后,分别以内外廓形的刮削加工为例,对所提出的切削刃计算方法和加工运动仿真方法的有效性进行了验证。

关键词：刮削运动学模型切削刃曲线切触线运动仿真

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真空摩擦磨损试验机的真空系统设计

真空科学与技术学报 2013年第7期33卷 627-631页

作者：曾群锋于飞西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

真空摩擦磨损试验机主要用于评定金属和非金属材料在真空状态下的摩擦磨损性能,其性能测试的精确性和可靠性直接依赖于试验机的真空系统。本文设计的真空摩擦磨损试验机真空系统包括真空获得系统、真空测量系统和真空室。真空获得系统... 详细信息

真空摩擦磨损试验机主要用于评定金属和非金属材料在真空状态下的摩擦磨损性能,其性能测试的精确性和可靠性直接依赖于试验机的真空系统。本文设计的真空摩擦磨损试验机真空系统包括真空获得系统、真空测量系统和真空室。真空获得系统采用分子泵和机械泵串联抽取真空,可使系统获得10-5 Pa的极限真空度。真空测量系统采用由电阻规和电离规组成的复合真空计。文中详细设计了真空室的结构、壁厚等,并采用商业有限元软件Ansys分析了其应力和应变。理论计算分析表明,该真空室强度满足设计要求。

关键词：真空摩擦磨损试验机真空系统真空室 Ansys

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类金刚石膜-磨粒滑动接触过程的有限元分析

真空科学与技术学报 2014年第1期34卷 79-83页

作者：曾群锋于飞西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

采用ANSYS有限元软件模拟了磨粒磨损中类金刚石(DLC)膜与磨粒在旋转滑动中的接触过程,分析了DLC膜表层在整个接触过程中的应力应变和接触压力的变化规律,研究了滑动接触次数对DLC膜残余应变的影响。结果表明:DLC膜在滑动接触后其表层存... 详细信息

采用ANSYS有限元软件模拟了磨粒磨损中类金刚石(DLC)膜与磨粒在旋转滑动中的接触过程,分析了DLC膜表层在整个接触过程中的应力应变和接触压力的变化规律,研究了滑动接触次数对DLC膜残余应变的影响。结果表明:DLC膜在滑动接触后其表层存在着明显的残余应力;DLC膜的变形主要为塑性变形,且随着滑动接触次数的增加逐渐增大;DLC膜的非线性和摩擦接触的非线性共同影响着滑动接触过程中薄膜中应力应变的变化。DLC膜与磨粒滑动接触过程的研究将有助于研究DLC膜的表面磨损机制。

关键词：类金刚石膜磨粒滑动接触应力应变有限元分析

轴承自供能监测的径向电磁式能量俘获建模与实验研究

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固体力学学报 2019年第5期40卷 458-466页

作者：张颖曹军义朱红宇西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室

无线网络和低功耗微电子技术的进步推动着设备健康监测技术的网联化和智能化发展.轴承作为旋转设备的关键部件,对国防、轨道交通、风电等重大装备的健康状态起到了非常重要的作用,实现轴承状态监测的微型化和自供能是装备智能化的重要... 详细信息

无线网络和低功耗微电子技术的进步推动着设备健康监测技术的网联化和智能化发展.轴承作为旋转设备的关键部件,对国防、轨道交通、风电等重大装备的健康状态起到了非常重要的作用,实现轴承状态监测的微型化和自供能是装备智能化的重要技术基础.论文针对于轴承无线传感器网络的供能问题,提出了一种用于轴承自供能监测的径向电磁式旋转能量俘获建模方法,并通过引入环形Halbach永磁阵列增强了线圈中的磁场强度,提高了能量俘获系统的输出性能.基于磁荷理论和空间坐标变换给出了环形Halbach永磁阵列的径向磁场计算方法,进而利用电磁感应原理建立了电磁式旋转能量俘获系统的输出电压模型,仿真分析了不同参数对系统输出电压的影响.有限元仿真和不同转速下的实验结果验证了所建立模型预测输出电压的准确性,同时功率测试实验表明设计的俘能系统在1000 rpm转速下可实现81.2 mW的输出功率.

关键词：能量俘获轴承状态监测机电建模电磁感应

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用于故障诊断的网络分割谱聚类方法

机械工程学报 2008年第10期44卷 228-233页

作者：王娜杜海峰庄健王孙安西安交通大学现代设计和转子轴承系统教育部重点试验室西安710049

提出故障诊断的可观测量网络模型,从故障诊断的模式识别本质出发,把故障数据聚类转化为网络分割问题。利用最小最大切判据构造分割的目标函数,针对传统最优化最小最大切判据计算量大的缺点,利用k-means算法对其寻找最优分割点过程进行... 详细信息

提出故障诊断的可观测量网络模型,从故障诊断的模式识别本质出发,把故障数据聚类转化为网络分割问题。利用最小最大切判据构造分割的目标函数,针对传统最优化最小最大切判据计算量大的缺点,利用k-means算法对其寻找最优分割点过程进行改进。标准数据集测试和一个四级压缩机故障系统诊断试验表明,新算法对数据分布没有严格要求,能快速有效地获得数据样本特征,实现数据的聚类,从而完成故障状态识别和分类。

关键词：故障诊断图分割谱聚类 k-means

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自适应参数驱动的装配界面形状主动设计方法

机械工程学报 2023年第5期59卷 212-222页

作者：周意葱林起崟王晨黄伟旋张国悦侯乔洪军西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049 西安航天发动机有限公司西安710100

应力分布均匀程度是衡量精密机电产品装配精度和性能稳定性的重要指标,均匀的应力分布也是当前精密机电产品装配过程所追求的目标之一。形状设计是改善装配界面接触应力分布的重要途径,针对当前基于应力分布的装配界面形状主动设计方法... 详细信息

应力分布均匀程度是衡量精密机电产品装配精度和性能稳定性的重要指标,均匀的应力分布也是当前精密机电产品装配过程所追求的目标之一。形状设计是改善装配界面接触应力分布的重要途径,针对当前基于应力分布的装配界面形状主动设计方法中初始参数取值难以确定,且相关参数对优化过程计算效率、数值计算稳定性影响较大的问题,提出了一种根据优化过程中接触应力分布均匀程度变化信息来调节优化参数的自适应参数计算方法。并以典型单螺栓连接结构为设计对象,对比了采用自适应参数设计方法与采用固定参数设计方法分别进行装配界面形状主动设计后的结果。理论分析结果表明:该方法可以很好地解决基于应力分布的装配界面形状主动设计方法中初始参数难以确定的问题,同时提高了优化效果、计算效率和优化过程中的数值计算稳定性。

关键词：形状主动设计自适应参数装配界面接触应力分布均匀性

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在线图像可视铁谱LED阵列反射光源设计与实现

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西安交通大学学报 2014年第10期48卷 29-34页

作者：李博冯松毛军红西安交通大学润滑理论及轴承研究所西安710049 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

针对在线图像可视铁谱（on—line visual ferrograph，OLVF）反射光源亮度低、照明不均匀影响铁谱成像质量的问题，提出了一种用于oLVF探头的LED阵列反射光源。该反射光源为圆环形LED阵列结构，由8颗0．1W小功率LED组成。基于照明均匀... 详细信息

针对在线图像可视铁谱（on—line visual ferrograph，OLVF）反射光源亮度低、照明不均匀影响铁谱成像质量的问题，提出了一种用于oLVF探头的LED阵列反射光源。该反射光源为圆环形LED阵列结构，由8颗0．1W小功率LED组成。基于照明均匀性理论与仿真分析，确定了反射光源结构参数、安装高度及均匀照明区域大小；利用TracePro仿真计算了光源在磨粒沉积区域的照度均匀性。实验结果表明：圆环形LED阵列反射光源的照明均匀性较好，磨粒沉积区域的辐照度分布为130～150w／m2，其光通量为56．64lm，显色指数为82．6，色温为6376K，功率为0．3361W，符合OLVF的低功耗、高亮度、均匀性照明等要求，铁谱成像质量得到了提高，有利于磨粒形貌观测与视觉特征信息提取。

关键词： LED阵列反射光源均匀照明在线图像可视铁谱

水润滑动静压轴承三维压力及温度场分布理论研究

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润滑与密封 2006年第8期31卷 4-7页

作者：张国渊袁小阳西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安710049

以4腔、毛细节流形式下的深腔动静压轴承为研究对象,采用有限差分数值方法求解了广义雷诺方程,该过程考虑了紊流、粘度和密度随压力及温度变化的影响。研究得到了在水介质润滑下的动静压轴承三维压力分布、温度场分布及动特性系数。结... 详细信息

以4腔、毛细节流形式下的深腔动静压轴承为研究对象,采用有限差分数值方法求解了广义雷诺方程,该过程考虑了紊流、粘度和密度随压力及温度变化的影响。研究得到了在水介质润滑下的动静压轴承三维压力分布、温度场分布及动特性系数。结果表明在高速高压水润滑条件下的动静压轴承表现出了与粘度较大的油润滑条件下不同的液腔压力分布、温度分布等特性。水润滑轴承第3和第4个液腔压力较大,第1个液腔主要用来增加其稳定性,而同等条件下的油润滑轴承第2和第3个油腔压力较大,第4个液腔增加其稳定性。相比油润滑轴承,水润滑轴承温升较高,因此对于低粘度介质润滑下的轴承性能研究需要考虑温升影响。

关键词：动静压轴承水介质润滑压力分布三维温度场

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支持轴承设计的问题求解环境

润滑与密封 2006年第9期31卷 48-51页

作者：陈瑞卿周健戚社苗虞烈西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安710049

基于问题求解环境理论建立了支持轴承设计的计算服务平台,将分布在不同研究机构的基于不同软件开发的关于流场、电磁场、应力场以及温度场等的有限元分析程序进行集成,使其通过Internet为企业设计用户提供设计服务,并以实例说明了系统... 详细信息

基于问题求解环境理论建立了支持轴承设计的计算服务平台,将分布在不同研究机构的基于不同软件开发的关于流场、电磁场、应力场以及温度场等的有限元分析程序进行集成,使其通过Internet为企业设计用户提供设计服务,并以实例说明了系统的可行性。

关键词：问题求解环境计算服务系统架构