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压气机叶片加工误差离散性控制研究进展综述

机械科学与技术 2024年第7期43卷 1101-1119页

作者：何智伟李瑞宇李湉罗明西北工业大学机电学院航空发动机高性能制造工业和信息化部重点实验室西安710072 西安交通大学航天航空学院西安710049 中国航发航空科技股份有限公司成都600503

航空发动机压气机整体叶盘通常设计为旋转周期对称结构。然而,实际加工中同一级整体叶盘上不同叶片之间以及单个叶片自身存在的加工误差离散性会对流场参数产生不利影响。因此,提高整体叶盘叶片加工误差一致性成为普遍关注的难题。综述... 详细信息

航空发动机压气机整体叶盘通常设计为旋转周期对称结构。然而,实际加工中同一级整体叶盘上不同叶片之间以及单个叶片自身存在的加工误差离散性会对流场参数产生不利影响。因此,提高整体叶盘叶片加工误差一致性成为普遍关注的难题。综述了近年来针对同级叶盘不同叶片加工误差离散性对气动性能影响规律的相关研究,以及加工过程强时变特性下误差离散度控制的相关成果。就误差离散性现象及产生原因、对性能影响规律及加工误差离散度控制方法这3个方面展开论述。最后展望了未来误差离散度加工控制方法发展趋势,为未来相关研究工作提供参考。

关键词：整体叶盘加工误差气动性能离散性离散度控制

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某型航空发动机主燃油控制系统频率特性研究

机床与液压 2024年第13期52卷 140-149页

作者：杨艺琨马静杨军杰西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 中国航发西安动力控制科技有限公司陕西西安710077

为研究某型航空发动机数控系统主燃油控制系统频率特性,基于力平衡方程和流量连续方程建立元件和系统的动态数学模型。在其稳态工作点附近采用小偏离线性化建立等压差模块、主燃油计量模块、停车控制模块和整个系统的传递函数,并通过Flu... 详细信息

为研究某型航空发动机数控系统主燃油控制系统频率特性,基于力平衡方程和流量连续方程建立元件和系统的动态数学模型。在其稳态工作点附近采用小偏离线性化建立等压差模块、主燃油计量模块、停车控制模块和整个系统的传递函数,并通过Fluent流场仿真重点研究了关键元件的稳态液动力及影响因素。在此基础上建立了主燃油控制系统的Simulink仿真模型,研究了控制系统的频率特性和关键活门固有频率。结果表明:主燃油控制系统的频率特性与实际工程经验一致,稳定裕度较高;系统的固有频率与系统中固有频率最低的元件基本一致;当元件结构确定时,稳态液动力对固有频率的影响较大。研究结果为燃油控制系统频率域优化设计提供了理论支持。

关键词：主燃油控制系统 Simulink仿真频率特性固有频率稳态液动力

飞机复材主承力结构数字化高性能装配协调技术研究与应用

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航空制造技术 2024年第16期67卷 14-31页

作者：杨亚鹏赵安安杜坤鹏彭云李游郭飞燕中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710089 浙江大学杭州310058 北京科技大学北京100083

为满足新一代大型飞机复合材料主承力结构高精度、低损伤、低应力的装配性能与技术指标保证需求,本文以产品多种类关键特征耦合分析与控制为装配协调设计线索,以工程化应用研究为主线,系统地阐述了以关键特征识别、三维工艺容差仿真分... 详细信息

为满足新一代大型飞机复合材料主承力结构高精度、低损伤、低应力的装配性能与技术指标保证需求,本文以产品多种类关键特征耦合分析与控制为装配协调设计线索,以工程化应用研究为主线,系统地阐述了以关键特征识别、三维工艺容差仿真分析、装配过程变形预测、实测数据预装分析、高精度装配补偿等方法为主要技术路径的飞机复材主承力结构数字化高性能装配协调技术体系,并以典型复材外翼盒段部件装配为对象,对上述体系方法进行了全流程工程应用研究与试验验证,解决了复材外翼盒段部件装配协调设计与产品补偿策略设计问题,产品装配质量满足设计要求。

关键词：复材主承力结构飞机装配协调装配关键特征三维工艺容差装配过程变形数字化预装分析

“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统智能优化方法

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计算机集成制造系统 2024年第5期30卷 1551-1570页

作者：李浩王昊琪李琳利张玉彦杨文超文笑雨张旭辉刘根张幸福刘俊崔科飞陈录城王朋静杨新宇郑州轻工业大学河南省机械装备智能制造重点实验室河南郑州450002 西安科技大学机械工程学院陕西西安710699 郑州恒达智控科技股份有限公司河南郑州450016 中信重工机械股份有限公司河南洛阳471003 卡奥斯工业智能研究院(青岛)有限公司山东青岛266000

工业数字孪生系统是智能制造应用实施的重要手段,但现有工业数字孪生系统主要面向机械系统探索研究理论和关键技术,缺乏从“人-机-环境”全局开展系统建模和优化。鉴于此,分析了“人-机-环境”系统建模和智能优化研究进展,总结了“人-机... 详细信息

工业数字孪生系统是智能制造应用实施的重要手段,但现有工业数字孪生系统主要面向机械系统探索研究理论和关键技术,缺乏从“人-机-环境”全局开展系统建模和优化。鉴于此,分析了“人-机-环境”系统建模和智能优化研究进展,总结了“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统基本特征,建立了系统参考架构。然后,提出了“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统智能优化方法与关键技术体系,主要包括数据驱动的快速动态建模与仿真方法、基于生成式人工智能(AI)的数字孪生快速建模方法、多模态感知与智能交互方法、虚实同步映射与模型校正方法、基于分布式计算的运行优化控制方法、“人-机-环境”安全监测与态势感知方法和基于AI agent的系统自学习与优化控制方法等。最后,通过典型案例展示了智能优化方法的应用效果。所提出的工业数字孪生系统智能优化方法为实现智能制造过程中的“人-机-环境”共融提供了重要支撑。

关键词： “人-机-环境”共融工业数字孪生系统智能制造智能优化 AI agent

氧化石墨烯添加量对MoSe_(2)复合rGO电极材料电化学性能的影响

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材料导报 2024年第16期38卷 12-19页

作者：郑栋浩贺格平弥元梅皇甫慧君张慧敏李彦霞袁蝴蝶西安建筑科技大学材料科学与工程学院西安710055 陕西化工研究院有限公司西安710069

开发高性能超级电容器电极材料在促进可再生能源的有效利用上起着重要作用,本工作采用简单一步水热法合成超级电容器用MoSe_(2)-还原氧化石墨烯(rGO)复合电极材料(MoSe_(2)-rGO)。研究表明,氧化石墨烯(GO)添加量影响着复合材料的电化学... 详细信息

开发高性能超级电容器电极材料在促进可再生能源的有效利用上起着重要作用,本工作采用简单一步水热法合成超级电容器用MoSe_(2)-还原氧化石墨烯(rGO)复合电极材料(MoSe_(2)-rGO)。研究表明,氧化石墨烯(GO)添加量影响着复合材料的电化学性能,随着GO添加量增加,复合材料比电容呈现先增大后减小的趋势,GO添加量为30 mg的复合材料MoSe_(2)-rGO-30在1 A·g^(-1)条件下具有最佳比电容(558.2 F·g^(-1)),在功率密度为990 W·kg^(-1)时能量密度高达84.4 Wh·kg^(-1)。反应动力学揭示出扩散电容主导MoSe_(2)-rGO的电化学储能过程。Randles-Sevcik方程计算的MoSe_(2)-rGO-30离子扩散系数是纯MoSe_(2)离子扩散系数的6.2倍。MoSe_(2)与高导电性rGO的协同作用赋予MoSe_(2)-rGO复合材料优异的电化学性能,表明MoSe_(2)-rGO复合材料具有作为高性能超级电容器电极材料的潜力。

关键词：二硒化钼还原氧化石墨烯超级电容器电化学性能

基于ANSYS的旋转格莱圈结构改型设计与分析

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润滑与密封 2024年第10期49卷 174-179页

作者：赵敏敏魏静黄乐山磊广州机械科学研究院有限公司广东广州510535 重庆大学机械与运载工程学院重庆400000 航空工业西安飞行自动控制研究所陕西西安710000

针对旋转格莱圈在运转过程中存在的密封环随轴转动的问题,提出从增大O形圈预压缩率及在密封环上增加泄压槽两方面对旋转格莱圈进行结构改型设计;采用有限元分析软件ANSYS对原结构和改型结构进行仿真分析,并对比分析各结构不同部位的接... 详细信息

针对旋转格莱圈在运转过程中存在的密封环随轴转动的问题,提出从增大O形圈预压缩率及在密封环上增加泄压槽两方面对旋转格莱圈进行结构改型设计;采用有限元分析软件ANSYS对原结构和改型结构进行仿真分析,并对比分析各结构不同部位的接触应力分布、径向力分布以及摩擦力大小。研究结果表明:增大预压缩率可以在保证旋转格莱圈密封力的前提下,使密封环与轴之间的摩擦力远小于密封环与O形圈之间的摩擦力,有效改善旋转格莱圈密封环随轴转动的问题;增加密封环泄压槽,理论上可改善旋转格莱圈密封环随轴转动的问题,但是增加泄压槽会使各个接触界面的密封力下降,增加了密封泄漏的风险,且增加泄压槽使得旋转格莱圈最大应力应变急剧增大,增加了旋转格莱圈应力失效的风险。

关键词：旋转格莱圈结构改型摩擦力接触应力径向力泄压槽

可穿戴摩擦纳米发电纺织品:材料、制造与应用

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材料工程 2024年第8期52卷 15-28页

作者：孙莹史浩雨刘金霖车秋凌侯琳樊威西安工程大学纺织科学与工程学院西安710048 安踏(中国)有限公司福建泉州362000 陕西元丰纺织技术研究有限公司西安710038

目前智能可穿戴设备大多为智能手表、手环等,具有刚性大、舒适性差和需要频繁充电的问题,难以满足人体工效学和服装舒适性的要求,无法长久穿戴实现全天候的监测。基于纺织品的摩擦纳米发电机(textile triboelectric nanogenerator, T-TE... 详细信息

目前智能可穿戴设备大多为智能手表、手环等,具有刚性大、舒适性差和需要频繁充电的问题,难以满足人体工效学和服装舒适性的要求,无法长久穿戴实现全天候的监测。基于纺织品的摩擦纳米发电机(textile triboelectric nanogenerator, T-TENG)可集成到鞋服中作为柔性电源和自供电传感器使用,是一种理想的人体主动健康监测和执行的可穿戴器件。然而,目前报道的柔性可穿戴织物基器件大多需要经过封装处理后再集成到服装上,造成服装透气性下降。此外,目前的研究大多数处于实验室阶段,没有充分考虑T-TENG在实际使用过程中耐久性、灵敏性和稳定性等性能。本文综述了T-TENG的基本工作模式、材料选择、制造方法、集成鞋服的方式及应用场景,重点讨论了纳米纤维膜和纺织复合材料的T-TENG、纤维/纱线基T-TENG和织物基T-TENG的制备方法,提出了未来舒适型T-TENG的研发与在服饰上的集成新策略,包括T-TENG的规模化制备、T-TENG与传统服饰的一体化集成、T-TENG的监测精度与舒适性的兼容以及T-TENG的耐用性和稳定性。

关键词：摩擦纳米发电机智能可穿戴设备智能纺织品主动健康

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基于北斗系统的地表与地下一体式沉降监测新方法

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灾害学 2024年第1期39卷 69-74页

作者：韩文斌于永堂孙茉郑建国欧阳山中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065 中联西北工程设计研究院有限公司陕西西安710077 西安建筑科技大学交叉创新学院陕西西安710055 机械工业勘察设计研究院有限公司陕西西安710021

为实现对地质灾害易发区地表沉降与地下沉降的同步、实时、自动监测,研发了基于北斗系统的地质体地表与地下一体化沉降监测新方法。该方法融合了北斗系统、静力水准仪、分层沉降标等沉降监测技术,监测原理如下:在稳定区域设置北斗基准点... 详细信息

为实现对地质灾害易发区地表沉降与地下沉降的同步、实时、自动监测,研发了基于北斗系统的地质体地表与地下一体化沉降监测新方法。该方法融合了北斗系统、静力水准仪、分层沉降标等沉降监测技术,监测原理如下:在稳定区域设置北斗基准点,在监测区域设置工作基点与监测点;工作基点处的北斗卫星接收机与静力水准仪安装至同一桩上,北斗卫星接收机观测工作基点处静力水准仪的绝对沉降;监测点处的静力水准仪与分层沉降标同轴连接,分层沉降标将深层沉降引至地面由静力水准仪观测;北斗系统与静力水准系统同步采集数据,数据经时间同步后分别得到工作基点和监测点的绝对沉降量。该新方法成功解决了大面积沉降监测中面临的非稳定工作基点校测问题,实现了对地质体地表与地下沉降的远程和实时监测。

关键词：北斗卫星定位系统静力水准系统沉降监测分层沉降

基于PSO-DBN-ELM的管道流型辨识算法研究

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矿业安全与环保 2024年第2期51卷 146-152页

作者：陈武选任鹏辉刘子煜申昱瞳李明桥秦学斌韩城矿业有限公司陕西韩城715499 西安科技大学陕西西安710054

电容层析成像技术(Electrical Capacitance Tomography,ECT)是一种基于电容敏感场的过程层析成像技术,该技术通过传感器测量所需电容数据,实现充填管道流型检测,从而满足管道流型可控性。传统ECT流型辨识方法识别速率较低、运算较为复杂... 详细信息

电容层析成像技术(Electrical Capacitance Tomography,ECT)是一种基于电容敏感场的过程层析成像技术,该技术通过传感器测量所需电容数据,实现充填管道流型检测,从而满足管道流型可控性。传统ECT流型辨识方法识别速率较低、运算较为复杂,成像结果也存在误差。为了改善传统方法存在的问题,提出一种基于粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化深度置信网络—极限学习机(Deep Belief Networks-Extreme Learning Machine,DBN-ELM)的流型识别算法,电容数据采集模块采集电容数据并制作相应数据集,经过DBN网络提取电容数据特征,在DBN网络顶层添加ELM完成对抽象电容流型数据的辨识;DBN隐含层神经元个数影响着整个模型的学习能力和信息处理能力,因此引入PSO优化算法首先计算出每层玻尔兹曼机(Restricted Boltzmann Machine,RBM)的最优神经元个数。与其他流型辨识算法相比,所需时间短,成像效果较好,对加快工业智能化发展有着重要的意义。

关键词：电容层析成像充填管道流型辨识 PSO 视觉检测重构算法