2021, 49(8):1-7. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.001 CSTR:
摘要:针对数控铣床能效影响要素多、要素间关联关系复杂而导致的机床能效等级预测问题,提出一种基于卷积神经网络的数控铣床能效等级预测方法。通过数控机床运行过程能效影响要素分析,从设备、工艺、工件、刀具的维度对影响要素进行了分类;依据不同维度数据的来源,提出数控铣床多维数据的采集与预处理方法;提出基于LeNet-5改进卷积神经网络的数控铣床能效等级预测方法。并通过案例验证了方法的可行性和适用性,最终的训练准确度达到97.29%,在测试集上的准确度达到93.32%,预测结果较好,可以指导设备以及可控参数的选择,有较好的应用前景。
2021, 49(8):8-14. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.002 CSTR:
摘要:由于模糊自适应PI控制不需要精确的被控对象数学模型,且对于线性系统和非线性系统都具有良好的适用能力,而逐渐应用到电机控制系统中来。但传统模糊自适应PI控制在应用过程中,存在控制性能较差的问题。在模糊自适应PI控制理论基础上,提出一种基于死区时间补偿的永磁同步电机改进型模糊自适应PI控制策略,采用该策略能够实现无论在加速阶段还是减速阶段,均能准确、稳定地调节永磁同步电机转速。
2021, 49(8):15-19. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.003 CSTR:
摘要:为探究内齿轮数控磨齿机磨削头振动特性,以磨齿机磨削头为研究对象,建立其三维实体模型,并基于有限元仿真软件ANSYS进行预应力下的动态特性分析,获得磨削头各阶固有频率及对应振型,并对其薄弱环节进行了优化设计,使磨削头性能得到了提高。搭建磨削头结构振动特性试验平台,利用试验测试其振动特性,采集不同工况下磨削头的振动信号,采用时域信号和频域信号的对比分析法,探究磨削头振动机制。试验结果表明:磨削头低频振动幅度较大,而且多为主轴转速接近于磨削头固有频率引起的振动。最后为降低磨削头振动提出了合理的建议。
2021, 49(8):20-23. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.004 CSTR:
摘要:对行星式永磁体磁流变传动装置进行了传动特性分析。传动装置采用圆筒型工作结构且励磁源设置为永磁体内置式,装置内部设置有可以自由旋转的磁管套组结构,增大了装置的输出转矩能力且传动特性稳定可靠,建立模型分析MRTD装置的输出转矩值的影响因素,研制了磁流变传动装置样机,并对样机进行了调速特性和调矩特性的测试。结果表明:该装置能有效传递扭矩,能有效调节滑差转速,通过控制内部磁场强弱进而调节输出转速大小。
2021, 49(8):24-29. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.005 CSTR:
摘要:针对管件在机器人抓取中的分类识别、位姿估计等问题,对随机摆放管件的模板匹配识别、立体匹配和三维位姿估计进行了研究。通过标定得到左右相机的内外参数,然后进行双目标定、矫正以及手眼标定。优化了模板匹配算法,利用亚像素级精度提取管件的边缘轮廓。选择合适的图像金字塔层数以提高匹配速度,实现多类型管件的分类识别。通过立体匹配提取管件视差图,结合标定参数和双目视觉的三角测距原理实现管件的位姿估计,并进行多组位姿提取实验。设计开发MFC和Halcon联合编程的管件识别与位姿估计系统。实验结果表明:该系统可实现管件在随机摆放情况下的实时准确分类识别与位姿估计,满足工业的实际应用需求。
2021, 49(8):30-34. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.006 CSTR:
摘要:设计电机时,接触电阻值的确定对正确计算电机堵转性能有着较大的影响,但目前接触电阻值多是凭设计者的经验而定,而且接触电阻又会随着电机的结构和状态而改变,因此难以确定接触电阻值。提出一种接触电阻的动态测量方法,首先测得实验电机的接触电阻随转速变化的曲线和接触电阻随扭簧力变化的曲线,然后得到其幂函数拟合公式。实验结果表明:随着电流的增大,接触电阻值一开始快速减小,再慢慢减小直到趋于稳定。通过拟合得到的接触电阻,仿真计算得到的堵转扭矩很接近实测结果。
2021, 49(8):35-37. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.007 CSTR:
摘要:在视觉引导机器人完成抓取的过程中,最重要的步骤是手眼标定,手眼标定的精度将直接影响后续工作的精度。充分考虑相机畸变对手眼标定的影响,在Halcon环境下,设计一种高精度的固定视点手眼标定方法,该方法在确定了机器人基础坐标系与相机图像坐标系之间关系的同时也标定了相机的内外参数,并通过实验进行验证。结果表明:该标定方法具有较高的精度,可广泛应用于视觉机器人的定位抓取工作。
2021, 49(8):38-41. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.008 CSTR:
摘要:由于车身制造装配等存在误差,两板件贴合会出现原始间隙。为研究原始间隙给热熔自攻丝带来的影响,以厚度为2.0 mm的6K21和厚度为3.0 mm的6082-T6铝合金板为对象,研究工艺参数与板间间隙之间的关系,以及如何调整工艺参数来减小原始间隙带来的影响,并通过接头的力学性能进行验证。以板间间隙与最大试验力为研究指标,运用控制变量法、origin拟合得出以下结论:轴向下压力、拧紧扭矩在一定范围内与板间间隙呈线性负相关;原始间隙会降低接头的连接质量,通过增加10%~20%的轴向下压力或者20%左右的拧紧扭矩可减弱原始间隙带来的影响,提高连接质量。
2021, 49(8):42-45. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.009 CSTR:
摘要:纳米流体微量润滑(NFMQL)是一种全新的微量润滑(MQL)增效技术,为了解其对不锈钢切削的效果,分别在干切削、浇注润滑、MQL和Al2O3颗粒的NFMQL条件下对SUS304不锈钢进行车削,比较切削力、切削温度、光洁度和刀具寿命的差异。实验结果显示:NFMQL冷却润滑效果要好于MQL,但比浇注润滑差;NFMQL比MQL更容易获得较小的切削力和切削温度、光洁度以及更长的刀具工作寿命,NFMQL对光洁度和刀具寿命改善显著。NFMQL改善不锈钢切削性能,适合在不锈钢切削中应用。
2021, 49(8):46-49. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.010 CSTR:
摘要:表面微织构具有良好的减摩作用,刀具表面微织构的应用受到国内外学者的广泛关注。针对激光技术在表面微织构制备中的应用,利用红外脉冲纳秒激光雕刻机在YT15刀片表面制备出单脉冲织构、连续线性凹槽织构,分析单脉冲功率及相邻两脉冲光斑重叠面积百分比对织构参数的影响。结果表明:随着激光功率的增加,单脉冲织构的直径、深度、重铸层高度、重铸层宽度均增加;随着相邻两脉冲光斑重叠面积百分比增加,连续线性凹槽织构的深度、宽度、重铸层高度均增加,而重铸层宽度减小;与同功率单脉冲织构相比,连续脉冲的织构深度、重铸层高度、重铸层宽度均大于单脉冲织构,连续脉冲的织构宽度小于单脉冲织构直径。该研究为特定尺寸表面微织构制备提供参考。
2021, 49(8):50-54. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.011 CSTR:
摘要:数控机床位置伺服系统受加工环境、零件形状和机床机电特性等变化因素的影响,其零件加工是一个典型的非线性、时变和不确定动力学变化过程,因此,建立其精确机制模型很困难。针对相同零件批量加工过程呈现的重复运行特点,基于被控对象的等价数据模型,提出一种基于数据驱动的自适应迭代学习控制方法。所提控制方法采用沿迭代轴的动态线性化方法,通过最小化控制目标函数,仅利用数控机床位置伺服系统的输入输出数据,实现学习控制增益的自适应更新,克服传统P型迭代学习控制方法固定增益的问题,并经过严格理论分析保证了该方法的收敛特性。仿真结果表明:提出的数据驱动自适应迭代学习控制方法,相比传统P型迭代学习控制方法,平均绝对误差和最大绝对误差分别减小了46%和56%。
2021, 49(8):55-59. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.012 CSTR:
摘要:在全机结构试验中,通常采用起落架三点悬挂方式支持飞机,常规的支持装置为“撬杠-立柱”模式,该装置同时具备起落架垂向加载功能。在考核起落架连接区结构时,起落架在航向和侧向载荷作用下会产生一定变形,由于常规“撬杠-立柱”的撬杠支撑点固定,变形会引起垂向加载力线偏差,导致加载不准确。采用平面随动原理,将常规的撬杠固定支撑点改进为滚珠式随动平台,依靠随动平台的被动移动补偿起落架变形,减小垂向加载力线偏差。通过理论分析和试验验证,改进后的“随动撬杠-立柱”支持装置能够明显降低垂向加载误差,提高加载精度。
2021, 49(8):60-64. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.013 CSTR:
摘要:在PMSM直接转矩控制系统中,通常需要转子位置信息来实现电机换相运行,难以用于一些特定的PMSM无位置传感器控制中。提出一种采用定子高频脉冲磁链注入实现PMSM无位置传感器直接转矩控制方法,设计基于电流模型的电磁转矩和定子磁链观测器,只需要实测电流信息就可以实现高、低转速通用控制。进一步为了实现磁链和转速的在线辨识,设计PMSM转子位置和转速观测器,并设计磁极判断判据,提高观测器观测精度,最后通过实验验证了所提方案的有效性和可行性。
2021, 49(8):65-71. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.014 CSTR:
摘要:根据磁流变减摆器的设计流程,结合课题组研究成果,对CATIA和MATLAB进行二次开发,建立基于Visual Basic 6.0环境的摆振仿真平台。该平台实现了友好的人机交互功能,根据设计需求输入参数,后台包含参数化建模模块、理论计算模块以及摆振仿真模块,模块之间可以实现有效数据交换,从而完成磁流变减摆器的结构设计、参数化建模和飞机前轮的摆振仿真。结果表明:仿真平台可以方便快捷地完成对磁流变减摆器的结构设计、摆振仿真和模型图纸绘制,运行可靠,该平台可以在一定程度上缩短磁流变减摆器的研发周期并降低研发成本,具有一定的工程意义。
2021, 49(8):72-75. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.015 CSTR:
摘要:为提高研球机床身的静动刚度并减少床身质量,建立床身结构的有限元模型,通过有限元分析获得机床床身的静动态特性以及低阶固有频率。在此基础上利用尺寸优化和拓扑优化设计方法,对其进行了以减轻质量和提高结构刚度为目标的结构优化设计,最终完成对床身的综合优化。将优化后的床身与原床身进行比较,结果显示:综合优化后的床身最大变形量减少了19.45%,最大应力减小了12.24%,床身的质量下降了3.52%,并且前5阶固有频率均有明显提高。通过综合优化,提高了床身的工作性能,减轻了床身质量,该研究结果对提升机床床身刚度提供参考。
2021, 49(8):76-79. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.016 CSTR:
摘要:根据企业提出的对减振器活塞杆端面瑕疵的检测要求,开发一款基于视觉的可自动上下料以及自动筛选合格品与不良品的全自动化检测设备。经过长时间的现场应用,验证了该系统具有检测速度快、稳定性高以及无误检等优点。
2021, 49(8):80-83. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.017 CSTR:
摘要:在生产过程中,数控机床液压站做无用功过大,液压元件发热严重,进而导致液压元件使用寿命短、生产故障率高。为解决此问题,设计一款新型内置保压的中空回转油缸。实例表明:该油缸能够满足减小能耗、降低使用温度的要求,有利于改善工作环境,具有实际应用价值。
2021, 49(8):84-87. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.018 CSTR:
摘要:数控机床进给轴定位误差是影响工件轮廓加工精度的重要指标。在数控系统现有的定位误差直接监测方法中,进给轴位置反馈单元损坏或污染造成的定位误差监测值失真,是引起工件加工轮廓超差的一种常见故障,常给企业带来巨大的经济损失。基于西门子840D数控系统双反馈功能,提出一种比对双反馈系统的定位误差监测方法,能弥补直接监测方法的不足,有效避免了因反馈单元故障引起的加工质量问题,提高了数控系统的可靠性。
2021, 49(8):88-92. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.019 CSTR:
摘要:针对数据采样圆弧插补算法进给速度慢、加工效率低等问题,提出一种模拟可配置电子凸轮箱的插补方法,构建了圆弧插补算法模型。采用硬件描述语言设计圆弧插补模块,基于FPGA控制系统建立多轴联动的运动控制实验平台。实验数据表明:当圆弧路径的半径为10 000个脉冲当量时,电机运行的误差峰值为11.4个,误差为0.114%;当圆弧路径的半径为15 000个脉冲当量时,电机运行的误差峰值为13.2个,误差为0.088%。误差峰值出现在伺服电机换向时,是由其自身的机械特性和传动刚性所致。结果表明:电子凸轮箱式插补算法的插补轴并行独立,因此其速度快、精度高、可靠性强;通过调节各插补轴分量形成各类圆弧轨迹路径,因此方便、灵活且柔性高。
2021, 49(8):93-96. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.020 CSTR:
摘要:针对大型风洞中大惯性、负负载、高精度模型支撑机构液压伺服系统的设计难点,以某大型风洞模型支撑机构中的Y向机构为例,提出4种液压伺服驱动方案。通过AMESim仿真平台对4种方案进行仿真分析,并利用缩比试验平台对其中3种方案进行试验研究。结果表明:非对称伺服比例阀控制非对称缸系统结构简单、控制性能好、性价比高,是比较合理的液压伺服驱动方案。研究结论可作为类似系统设计的参考依据。
2021, 49(8):97-99. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.021 CSTR:
摘要:根据国内首套自主开发的水下应急封井装置的出厂测试,开发最大流量8 000 m3/d、最高工作压力103.5 MPa的模拟井喷工况测试装置。为建立科学合理的井喷模拟设施,通过理论研究优化最佳方案。基于测试大纲,确定泵送系统的驱动方式及控制检测系统;根据模拟井喷试验、大排量含砂冲蚀试验和高压冲蚀试验,确定泵送系统、轴承润滑系统、灌注过滤系统、泥浆混液系统和液压控制系统。研究大排量冲蚀试验190 mm柱塞液力端和高压冲蚀试验台的主要结构。研究结果可为国内钻采行业设计制造大排量、高压含砂液流冲蚀试验台提供参考。
2021, 49(8):100-103. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.022 CSTR:
摘要:讨论了EQ3126型汽车发动机中螺旋齿轮在实际应用中存在的磨损问题,经研究发现该发动机内凸轮轴-机油泵驱动轴的齿轮副螺旋角分配不合理,发动机的主动齿轮轴和齿轮的尺寸都明显大于从动的机油泵驱动轴齿轮的尺寸,使两者形成理论上的增速传统机构,其传动效率会相应降低,主动轮轮齿会受到较大阻力,给传动增加了困难;其次是齿轮副的材料搭配不当,从而导致齿轮磨损严重。经过应力求解得到,该螺旋齿轮传动的齿面接触应力大大超过了允许的极限疲劳应力。接着提出了几点改进建议,如重新设计齿轮参数、修改材料配对、控制齿轮加工质量和改善润滑条件,对改善该传动机构中螺旋齿轮的工作环境以及解决齿面磨损问题提供了参考。
2021, 49(8):104-107. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.023 CSTR:
摘要:为解决大量程力值器具的计量需求,研究一套量程达到20 MN的双泵液压控制系统。该液压系统中采用伺服电机控制大流量低压泵和小流量高压泵的组合形式,实现高压大流量的输出,将标准测力仪的反馈信号引入系统形成控制闭环。结果表明:该系统响应速度快、控制精度高,能够提供稳定有效的力。
2021, 49(8):108-110. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.024 CSTR:
摘要:为在剪叉式高空作业平台中添加一个液压发电机,以产生5 kW的单项交流电输出,设计1个加装式液压发电机控制系统。利用平台自带的1个额定功率为20 kW的柴油发动机,驱动1个排量为45 mL/r的DFR1控制模式变量柱塞泵。所设计的控制系统中添加了1套液压开关、流量控制阀组和1台额定功率为5 kW的单相液压发电机,实现了稳定输出交流电的功能。对不同的流量调节阀进行测试,结果表明:利用SRE型流量限制器能够获得最稳定的发电效果。
2021, 49(8):111-116. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.025 CSTR:
摘要:液压挖掘机作业时,上车回转系统频繁起制动。由于惯性大、起动压力高,造成大量的溢流损失;制动时上车回转系统的动能通过液压马达出口的制动阀转化为热能,能量浪费大。为了降低挖掘机回转过程的能耗,提出液电混合挖掘机回转驱动系统。在回转过程中,电机作为主驱动控制上车回转系统的回转速度,液压马达-蓄能器回收上车回转系统制动动能,并在起动时辅助电机驱动回转系统。首先对主要元件进行参数设计,然后建立原机回转系统和所提系统的联合仿真模型,对2种回转系统的运行特性和能效特性展开研究。结果表明:与原机系统相比,所提系统在1个回转工作循环内能耗降低37.26%~ 53.29%,并抑制了上车回转系统的回摆现象,提高整机运行的平稳性。
2021, 49(8):117-121. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.026 CSTR:
摘要:双螺杆泵容积效率的影响因素复杂且容积效率计算困难。为解决此问题,提出一种基于理论模型及响应面法相结合的容积效率建模优化方法。基于平行平板液流理论建立双螺杆泵效率理论模型,进行敏感度分析,筛选出影响泵容积效率的最敏感设计参数为间隙、压差及动力黏度。基于正交试验和响应面法,通过有限元数值仿真分析,建立泵容积效率与敏感参数的拟合关系模型。仿真结果表明所选择的敏感参数对效率影响均显著。基于该拟合关系模型,以容积效率为优化目标,建立优化模型并求解,获得最优敏感参数组合,使泵容积效率显著提高。所提优化方法可降低仿真计算的复杂性,提高理论模型的精度。
2021, 49(8):122-128. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.027 CSTR:
摘要:核电模块的翻转吊装采用起重机和履带翻转平台协同作业的方式。为实现履带翻转平台自动化随动溜尾吊装,在AMESim中搭建履带翻转平台整机液压系统模型,在ADAMS中建立起重机和履带翻转平台机械模型。分析协同吊装过程不同步的原因,引入PID控制器,并基于FMU接口实现机液联合仿真。仿真结果表明:设置合理的PID控制参数能达到同步控制的目的,满足工程设计要求。
2021, 49(8):129-134. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.028 CSTR:
摘要:干冰喷枪性能直接决定了干冰清洗效果。针对现有的一种干冰清洗喷枪清洗性能不佳的问题,考虑多个清洗影响因素对喷枪进行多目标优化,提高清洗效果。采用喷枪的几何特征为变量设计正交试验,利用FLUENT进行仿真试验。分别对单一目标优化,根据得到的单目标最优值建立隶属函数,以完成量纲一化处理并加权得到综合评判分数来评价喷枪综合性能。分析综合性能极差,得到喷枪结构的各个几何参数对单一目标和综合性能的影响因次,最终设计出清洗效果最优的喷枪设计方案。试验结果表明:优化后的喷枪比现有喷枪的综合性能提高2.34倍;基于FLUENT的气固两相耦合仿真试验结合综合评判方法能对干冰清洗喷枪进行有效优化。研究结果为喷枪的设计优化提供参考。
2021, 49(8):135-140. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.029 CSTR:
摘要:以RV减速器为研究对象,结合其结构特点和传动原理,建立系统动态传动误差的数学模型并进行求解。建立RV减速器三维装配模型,导入ADAMS仿真软件。利用MATLAB中的New-Mark法计算仿真得到的输出速度,获得减速器传动仿真误差,并进行频谱转换,与数学模型计算的结果进行对比。搭建RV减速器传动误差的测试实验平台,测量RV减速器的传动误差。通过对比实验结果、仿真结果、数学模型计算结果,验证了仿真模型和数学模型的准确性。
2021, 49(8):141-146. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.030 CSTR:
摘要:为更加真实地模拟某无人机起落架着陆过程,对起落架进行合理设计。以该无人机半轴式主起落架和半摇臂式后起落架作为研究目标,分别建立包含模拟飞机等效气动升力造成载荷变化的阻尼及缓冲支柱摩擦力的主起落架落震力学分析模型;建立考虑支柱和机轮承受弯矩变形时的后起落架落震动力学分析模型。建立数字化样机进行联合仿真,研究其着陆动态特性。结果表明:该模型具有较高的准确性,所研制的起落架装置缓冲性能良好,满足设计要求,具有一定工程应用价值。
2021, 49(8):147-151. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.031 CSTR:
摘要:针对S形焊接金属波纹管密封的振动问题,选用面体代替波片实体单元进行数值建模和模态分析;研究了单元尺寸对波纹管振动频率的影响,提出了波片选用面体单元时的单元尺寸应小于0.5 mm,并验证了其有效性。利用电动振动试验平台进行振动试验测试,得到了波纹管的振动特性曲线。通过对比分析仿真结果和试验测试结果,确定了波纹管的前6阶振动固有频率和振型,揭示了波纹管的振动机制和影响因素,阐明了波纹管的数值建模方法和试验测试技术。研究结果对焊接金属波纹管密封的设计、制造和应用提供了参考。
2021, 49(8):152-155. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.032 CSTR:
摘要:以一级倒立摆为被控对象,详细介绍了倒立摆的状态方程建模过程。在此基础上,介绍了基于状态观测器的输出反馈控制器理论。分析了状态观测器的建立过程,当系统能控、能观时,对分离定理进行了详细说明。以一级倒立摆的状态方程为对象,根据分离定理,建立了基于一级倒立摆的状态观测器的输出反馈控制器闭环系统动态特性方程,并以该方程为研究对象,用MATLAB对该系统进行了仿真研究。结果表明,用状态估计值代替系统的真实状态后所得的闭环系统仍然具有原闭环系统渐进的稳定特性和良好的动态性能。
2021, 49(8):156-160. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.033 CSTR:
摘要:为了构建精确的滚珠丝杠进给系统结合部虚拟材料模型,提出基于多目标优化方法获取结合部虚拟材料模型参数的方法。采用分形理论建立滚珠丝杠进给系统结合部虚拟材料参数解析模型,得到结合部虚拟材料参数的初步优化区间。基于多目标优化方法,获得滚珠丝杠进给系统结合部虚拟材料模型的参数,并通过试验对此参数获取方法进行了验证。分析结果表明:滚珠丝杠进给系统的振动模态会随工作台位置的变化而改变,主要因为工作台位置变化会改变伺服电机输出轴和工作台之间丝杠的长度,从而影响系统的刚度。
2021, 49(8):161-165. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.034 CSTR:
摘要:静盘内外侧快速传热对涡旋压缩机的工作性能至关重要。通过分析涡旋压缩机的结构,获得压缩热传递的主要途径。设计弧形和直形2种不同结构的散热翅片,选用铸铁、铸铝2种材料,建立涡旋压缩机静盘的三维模型。运用有限元方法进行静盘内外侧瞬态传热的数值计算,获得内外侧传热过程中由瞬态到稳态的规律。以达到稳态传热时间为依据,确定静盘的材料和散热翅片结构,以实现快速瞬态传热。研究表明:铸铝材料、弧形翅片结构的静盘瞬态传热性能更优,能够实现静盘内外侧的快速传热。研究结果为涡旋压缩机的强化传热提供技术参考。
2021, 49(8):166-171. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.035 CSTR:
摘要:为了进一步探究低比转速离心泵内气液两相分布规律及旋涡产生机制,基于ANSYS CFX计算软件对不同进口含气率工况下离心泵内全流道流动进行计算,分析气相分布规律以及旋涡产生位置,总结含气率对泵内流态的影响。研究结果表明:随着进口含气率的增加,叶轮内压力梯度变大,同时蜗壳出口高压区面积增大,并且叶轮进口低压区逐渐消失;当进口含气率为10%时,叶轮进口区出现了较为明显的气液不均匀现象。此外还发现气相聚集主要发生在叶片压力面,同时气相聚集区正好对应旋涡区,并且随着含气率的增加,泵的做功能力变差。研究结果可为离心泵水力设计和结构优化提供参考。
2021, 49(8):172-175. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.036 CSTR:
摘要:为分析铝合金Al2024T3在微细铣削加工过程中存在的尺寸效应,利用非线性有限元分析软件ABAQUS/Explicit中的Johnson-Cook热力耦合模型对试样金属进行模拟仿真。仿真结果表明:当刀具的每齿进给量为0.4 μm/s时,切削力达到最小值0.429 232 N,该结果与尺寸效应现象的现实表现相吻合。所构建的微细铣削有限元仿真模型为微细铣削加工提供了一些可参考的切削要素,为进一步开展微细铣削机制研究提供了参考。
2021, 49(8):176-181. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.037 CSTR:
摘要:从移动机器人在非结构环境下应用定位需求出发,系统梳理了移动机器人定位研究发展历史,划分为经验积累、理论框架形成和应用研究突破3个阶段。指出了推动移动机器人定位技术发展的3个主要矛盾,比较并总结了用于解决关键问题的算法的优缺点,展望了基于视觉的移动机器人定位的重点研究方向。
2021, 49(8):182-187. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.08.038 CSTR:
摘要:针对卷积神经网络算法在大规模故障数据集检测中出现的故障敏感度低、部分特征丢失等问题,提出一种基于优化胶囊网络算法的机械故障检测方案。胶囊网络算法采用多神经元封装的胶囊体结构设计,且包含多个胶囊层,具有更强的故障数据处理能力和泛化能力;经过squash函数挤压后的胶囊矢量可以更准确地提取和描述故障特征;升维胶囊矢量,基于特征编码和归一化的处理方式,可得到更准确的故障分类结果。实验结果显示:优化胶囊网络算法具有更强的故障特征聚类性能和迭代运算性能,故障集检测精度值高于经典卷积神经网络算法。
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