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基于双加权不平衡矩阵分类器的机械故障诊断方法

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机械工程学报 2024年第3期60卷 170-180页

作者：潘海洋徐海锋郑近德童靳于张飞斌安徽工业大学机械工程学院马鞍山243032 清华大学机械工程系北京100084 频率探索智能科技江苏有限公司常州213000

针对机械故障样本数量不平衡情景下的故障诊断模型存在精度与泛用性不高的问题,借鉴模糊属性理论获取强监督模型的思想,设计了一种双加权不平衡矩阵分类器(Twin weighted imbalanced matrix classifier,TWIMC)。TWIMC通过使用基于样本... 详细信息

针对机械故障样本数量不平衡情景下的故障诊断模型存在精度与泛用性不高的问题,借鉴模糊属性理论获取强监督模型的思想,设计了一种双加权不平衡矩阵分类器(Twin weighted imbalanced matrix classifier,TWIMC)。TWIMC通过使用基于样本不均衡度的模糊隶属函数调节每个样本的权重,以增强对少数类样本的关注,平衡模型对所有类别样本的倾向性。同时,TWIMC依靠先验知识对核范数的奇异值进行权值分配,利用较大阈值过滤较小奇异值,进而保留矩阵样本的强关联低秩信息。最后,利用滚动轴承和齿轮故障数据集对所提方法进行验证,实验结果显示,TWIMC在不同不平衡比条件下均表现突出,展示了优异的机械故障诊断与分类性能。

关键词：双加权不平衡矩阵分类器支持矩阵机模糊隶属函数不平衡样本故障诊断

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加强高校建筑工程质量监管的思考

智能建筑与工程机械 2024年第3期6卷 106-108页

作者：刘善龙鞍山师范学院辽宁鞍山114000

近年来,高校老建筑翻修、新校区扩建等使得高校建筑工程量也不断扩大。加强建筑工程质量管理、减少工程建设过程中的问题,有助于保障高校师生的生命安全和财产安全。总结建筑工程质量监管意义,分析高校建筑工程常见的问题的基础上总结... 详细信息

近年来,高校老建筑翻修、新校区扩建等使得高校建筑工程量也不断扩大。加强建筑工程质量管理、减少工程建设过程中的问题,有助于保障高校师生的生命安全和财产安全。总结建筑工程质量监管意义,分析高校建筑工程常见的问题的基础上总结出具体监管对策,以提高高校建筑工程质量,以助力高校健康发展。

关键词：高校建筑工程质量监管对策

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乡村振兴背景下农村旅游经济的发展之路

山东农业工程学院学报 2024年第7期41卷 84-88页

作者：潘静静鞍山师范学院辽宁鞍山114007

乡村振兴背景下,大力发展农村旅游经济,成为实现农村经济结构转型,解决“三农”问题的一项重要措施。通过深入研究农村旅游经济的发展路径,可以为政府部门提供参考,帮助其制定更加有效的乡村振兴政策,促进农村旅游业的健康发展。研究中... 详细信息

乡村振兴背景下,大力发展农村旅游经济,成为实现农村经济结构转型,解决“三农”问题的一项重要措施。通过深入研究农村旅游经济的发展路径,可以为政府部门提供参考,帮助其制定更加有效的乡村振兴政策,促进农村旅游业的健康发展。研究中深入分析了乡村振兴战略对于农村旅游经济发展的促进作用,针对目前农村旅游经济发展过程中暴露出来的问题,从旅游产品、环境保护、基础设施、人才培养四个维度,详细阐述农村旅游经济发展优化方式,以期推动农村旅游经济的健康发展。

关键词：乡村振兴农村旅游旅游人才

超音速火焰喷涂(HVOF)多相流瞬时演化机理及敏感性分析

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中国表面工程 2024年第1期37卷 148-159页

作者：赵晓玉李昌李思语刘鹏飞韩兴辽宁科技大学机械工程与自动化学院鞍山114051

以航空煤油为燃料的超音速火焰喷涂(HVOF)技术在制备WC-Co涂层方面具有独特优势。目前对HVOF热喷涂稳态过程的研究无法揭示燃料液滴在燃烧室中的动态燃烧行为。液体燃料进入燃烧室前需要雾化,量化揭示燃料燃烧反应瞬时演化机理是优化喷... 详细信息

以航空煤油为燃料的超音速火焰喷涂(HVOF)技术在制备WC-Co涂层方面具有独特优势。目前对HVOF热喷涂稳态过程的研究无法揭示燃料液滴在燃烧室中的动态燃烧行为。液体燃料进入燃烧室前需要雾化,量化揭示燃料燃烧反应瞬时演化机理是优化喷涂工艺的关键。基于JP5000喷枪建立HVOF热喷涂过程瞬时演化数值模型。将煤油液滴破碎、气化过程、燃烧反应焰流与喷涂粒子直接耦合。采用双向耦合欧拉-拉格朗日方法跟踪连续相和离散相,以realizable k-ε湍流模型、一步反应涡耗散模型(EDM)表述喷涂燃烧焰流特性。通过KHRT(Kelvin-Helmholtz Rayleigh-Taylor)破碎模型描述航空煤油液滴破碎过程。基于可靠性理论,综合分析煤油液滴直径、氧气/燃料比率及反应物质量流量对喷涂粒子飞行行为的影响。结果表明:氧气/燃料比率对粒子温度影响程度最大,煤油液滴直径对粒子速度影响最大。HVOF瞬时演化模型可以直观呈现燃料的动态行为及喷涂粒子的飞行特性,可为优化热喷涂工艺提供参考和理论支撑。

关键词：超高音速火焰喷涂(HVOF) 多相流瞬时演化灵敏度分析

功能梯度石墨烯增强多孔复合材料阶梯圆柱壳的振动特性

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振动与冲击 2024年第7期43卷 317-326页

作者：徐宏达王宇徐自强贾小羽于晓光辽宁科技大学机械工程与自动化学院辽宁鞍山114051

对功能梯度石墨烯增强多孔复合材料(FG-GPLRPC)阶梯圆柱壳的振动特性进行了研究。首先,采用Halpin-Tsai微观力学模型以及开胞体理论得到FG-GPLRPC阶梯圆柱壳的有效材料属性。其次,基于一阶剪切变形理论和惩罚参数法推导出壳体结构的能... 详细信息

对功能梯度石墨烯增强多孔复合材料(FG-GPLRPC)阶梯圆柱壳的振动特性进行了研究。首先,采用Halpin-Tsai微观力学模型以及开胞体理论得到FG-GPLRPC阶梯圆柱壳的有效材料属性。其次,基于一阶剪切变形理论和惩罚参数法推导出壳体结构的能量表达式。最后,采用Jacobi-Ritz法建立壳体结构的振动控制方程,并求得结构的无量纲频率,验证了方法的有效性和正确性。结果表明,石墨烯质量分数、孔隙系数和边界弹簧刚度值对振动特性的影响显著,层数对振动特性的影响较小,尺寸参数对振动特性的影响不同,并得到了壳体频率随周向波数先减小后增大的变化规律。

关键词：石墨烯增强多孔复合材料阶梯圆柱壳一阶剪切变形理论 Jacobi-Ritz法

双功能梯度石墨烯片增强金属-陶瓷基圆柱壳的行波振动分析

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振动与冲击 2024年第3期43卷 110-119页

作者：徐宏达王宇菅泽李学辉于晓光辽宁科技大学机械工程与自动化学院辽宁鞍山114051

采用Halpin-Tsai微观力学模型和传递矩阵方法,开展了旋转态双功能梯度石墨烯片增强复合材料圆柱壳体的行波振动特性研究。描述了金属-陶瓷功能梯度基体和5种石墨烯片分布模式的材料属性,基于Love壳理论和传递矩阵方法,考虑转速影响推导... 详细信息

采用Halpin-Tsai微观力学模型和传递矩阵方法,开展了旋转态双功能梯度石墨烯片增强复合材料圆柱壳体的行波振动特性研究。描述了金属-陶瓷功能梯度基体和5种石墨烯片分布模式的材料属性,基于Love壳理论和传递矩阵方法,考虑转速影响推导了任一截面状态向量的常微分方程和整体传递矩阵关系。以固支-自由(悬臂)边界条件为主,对动力学微分方程进行求解计算,验证了分析方法的合理性。结果表明:低阶模态以轴向半波数为1和周向模态的振动为主,转速引起的科氏力使行波曲线出现分离现象;行波频率随着石墨烯质量分数的增加而增大,分布模式对振型顺序的影响较小,基体体积分数指数对振动特性的影响较大,而石墨烯片层数对振动特性的影响很小,不同倍频激励对共振特性的影响不同。

关键词：金属-陶瓷基石墨烯片增强旋转圆柱壳 Halpin-Tsai模型传递矩阵法行波振动

基于双目视觉与Transformer的连铸坯模型定位与测量

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1312-1322页

作者：李同谱许四祥施宇翔杨利法安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243032

针对双目视觉传统检测算法效率低、匹配复杂等问题,本文提出一种基于双目视觉与Transformer的连铸坯模型定位与测量方法。首先,使用标定后的平行双目相机采集连铸坯模型左右图像,经校正、标注后将其作为数据集。然后以改进的Transunet~... 详细信息

针对双目视觉传统检测算法效率低、匹配复杂等问题,本文提出一种基于双目视觉与Transformer的连铸坯模型定位与测量方法。首先,使用标定后的平行双目相机采集连铸坯模型左右图像,经校正、标注后将其作为数据集。然后以改进的Transunet~*为骨干,利用神经网络对数据集输出关键点坐标,网络模型采用多尺度U型结构来抵消因下采样量化而产生的高斯热图理论误差下界。为改善卷积神经网络只关注局部特征的缺陷,加入Transformer结构来强化每个通道内的信息交互,并提出一种优化的损失函数计算方式来克服正负样本比例失调问题以及加速网络收敛。最后,对网络输出的关键点坐标进行双目视觉三维重建并完成测距。研究结果表明:本文算法在关键点检测精度上比其他神经网络方法的高,相较于次优方法,本文方法均方根误差和归一化平均误差分别减少17.24%和18.58%;在三维测距上,其精度明显高于传统特征检测算法精度,满足工业上测量定位的精度高、受环境影响小等要求。

关键词：双目视觉 Transformer 关键点检测注意力机制

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考虑相变诱导塑性下40Cr激光淬火工艺参数显著性分析

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航空动力学报 2024年第4期39卷 84-98页

作者：李昌邓双九高鹤芯韩兴辽宁科技大学机械工程与自动化学院辽宁鞍山114051

定量化揭示激光淬火过程多场耦合瞬时演变规律,进而实现40Cr激光淬火工艺参数显著性分析。基于相图计算法(CALPHAD)计算温变物性参数,建立40Cr齿轮钢激光淬火数值模型,对瞬态温度、相变以及应力分布进行数值计算,揭示相变行为与塑性应... 详细信息

定量化揭示激光淬火过程多场耦合瞬时演变规律,进而实现40Cr激光淬火工艺参数显著性分析。基于相图计算法(CALPHAD)计算温变物性参数,建立40Cr齿轮钢激光淬火数值模型,对瞬态温度、相变以及应力分布进行数值计算,揭示相变行为与塑性应力之间的耦合作用机理。通过Axio Vert.A1显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、超景深3D显微镜和显微硬度仪进行分析。基于正交试验,分析了激光半径、激光功率、扫描速度对淬火质量的显著性影响。结果表明:影响最高温度和相变深度的显著工艺参数依次为光斑直径、扫描速度、激光功率;残余应力成“驼峰”分布,影响残余拉应力的显著工艺参数依次为光斑直径、激光功率、扫描速度。该研究为有效控制淬火残余应力,优化工艺参数提供重要理论依据。

关键词： 40Cr齿轮钢激光淬火多场耦合相变诱导塑性正交试验

基于JS-VME-DBN和MS-UMAP的行星齿轮箱故障诊断方法

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航空动力学报 2024年第3期39卷 231-243页

作者：戚晓利程主梓崔创创杨艳安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243032

为了解决行星齿轮箱振动信号存在噪声干扰和特征提取困难的问题,提出一种基于水母搜索优化变分模态提取(JS-VME)、深度置信网络(DBN)和监督型马氏距离的均匀流形逼近与投影算法(MSUMAP)的行星齿轮箱故障诊断方法。采集行星齿轮箱的振动... 详细信息

为了解决行星齿轮箱振动信号存在噪声干扰和特征提取困难的问题,提出一种基于水母搜索优化变分模态提取(JS-VME)、深度置信网络(DBN)和监督型马氏距离的均匀流形逼近与投影算法(MSUMAP)的行星齿轮箱故障诊断方法。采集行星齿轮箱的振动信号,利用JS-VME对其进行预处理,获得相关性较强的期望IMF(intrinsic mode function)分量;然后将该IMF分量应用DBN提取特征向量,构建高维故障特征集;采用MS-UMAP进行维数约减,获得低维、敏感的故障特征;将低维故障特征集应用水母搜索优化核极限学习机(JS-KELM)判别故障类型。行星齿轮箱故障诊断实验结果表明:与UMAP、t-SNE、Isomap、LPP、WIsomap、LLE、LTSA和MDS等方法相比,MS-UMAP算法对JS-VME-DBN的特征提取结果有着最佳的降维效果,所提方法对行星齿轮箱的裂纹、磨损和缺齿等故障的识别率达到了100%,具有一定的有效性。

关键词：故障诊断行星齿轮箱变分模态提取(VME) 深度置信网络(DBN) 均匀流行逼近与投影算法(UMAP) 核极限学习机(KELM)