红外相机三态隔热冷却装置的设计及分析北大核心

红外相机工作环境温度不能超过50℃,但在某些工业高温场合,它需在约300℃的环境中持续工作。针对此问题,设计一种适用于某型号红外相机的三态隔热冷却装置。该装置结合隔热材料阻滞热量传递、水冷却、空气冷却的三态物质的隔热冷却效果,同时具有自清洁石英玻璃的作用。通过COMSOL中的传热模块对传热性能进行验证,分析其内部空间的温度场。结果表明:所设计的三态隔热冷却装置能够在约300℃的环境温度下使红外相机所处空间的温度保持在50℃以下,保证红外相机能正常工作。     

一种双梁互补式光纤光栅位移传感器及在地铁隧道变形监测中的应用

本文提出了一种双梁互补式光纤光栅(fiber Bragg grating, FBG)位移传感器,实现了正负双向位移的测量。采用双“悬臂梁+楔形滑块”的结构,当一个悬臂梁受位移作用处于变形状态时,另一个悬臂梁不变形并提供温度补偿功能。传感器处于零值测点状态时,两个悬臂梁处于零弯曲状态,且双梁互为温度补偿,消除了温度影响。通过性能测试实验证明,该传感器在±50的量程内,灵敏度为29.369 pm/mm,测量重复性好。制备出8个传感器应用于某市地铁的变形安全监测,从道床沉降、道床环缝、管片环缝3个方面开展了变形测量。在长期监测期间,传感器工作稳定,被测结构变形状态稳定,表明该传感器具有良好的测量性能,适用于长期的结构健康监测。     

基于Sinkhorn距离特征缩放的多约束非负矩阵分解算法

为了减少原始特征对非负矩阵分解(NMF)算法的共适应性干扰,并提高NMF的子空间学习能力与聚类性能,该文提出一种基于Sinkhorn距离特征缩放的多约束半监督非负矩阵分解算法。首先该算法通过Sinkhorn距离对原始输入矩阵进行特征缩放,提高空间内同类数据特征之间的关联性,然后结合样本标签信息的双图流形结构与范数稀疏约束作为双正则项,使分解后的基矩阵具有稀疏特性和较强的空间表达能力,最后,通过KKT条件对所提算法目标函数的进行优化推导,得到有效的乘法更新规则。通过在多个图像数据集以及平移噪声数据上的聚类实验结果对比分析,该文所提算法具有较强的子空间学习能力,且对平移噪声有更强的鲁棒性。     

基于参数化特征的冲压模具标准斜楔建模方法

提出了一种基于特征和全参数化驱动的标准斜楔建模方法,并将其无缝集成到NX软件平台。通过工作角度参数的驱动,结合参数化草图、标准件的全约束关联装配和细节特征的关联修饰,采用自上而下的建模思路,创建了全参数化的斜楔模型,实现了将同一系列不同工作角度规格的模型集成到统一的模型中。只需修改工作角度,系统就可以自动实例化不同工作角度的斜楔模型并加载至NX中。实例表明,该建模方法可以显著提高标准斜楔的设计质量和效率,精简了斜楔的模型数据。     

20辊森吉米尔轧机辊系静压力学计算与分析

在对轧机辊系结构稳定性和板形控制的研究中,辊间接触参数的分布和相互关系是其研究的基础和关键。以某硅钢厂ZR22BS-42型轧机辊系为研究对象,建立20辊森吉米尔轧机辊系力学模型,并对各轧辊进行受力分析。采用MFC(Microsoft Foundation Classes)搭建程序界面,首先计算了辊系静压状态下辊间接触力、接触力方向角以及各辊合力的大小,再对其分布关系进行了具体分析。利用有限元软件进行辊间接触应力仿真计算,通过对模型的有效简化,设置12个接触对,根据静压过程的受力特性确定辊系的载荷约束。最后,对比辊间接触的应力云图,定量确定了各辊间的接触应力大小,并分析了应力变化的趋势及相互关系。实验结果有利于指导轧机的压下和辊型调整。     

多机器人体间动态碰撞检测方法仿真研究

当前多结合包围求碰撞检测法、Average-Case法、K-DOPs法等实现多机器人体间动态碰撞的检测,均存在寻优性能较差、检测效率较低的问题。为此提出一种基于动态粒子群的多机器人体间动态碰撞检测方法。采用OBB层次包围盒方法,缩小多机器人之间需要动态碰撞检测的区域,同时把动态碰撞检测问题转换为物体特征对间距离机制的非线性优化问题,进而构建层次拓扑框架进行局部碰撞检测,将机器人体引入到粒子群算法中建立混合进化算法,找到动态碰撞检测的最优解,实现多机器人体间动态碰撞检测。仿真结果证明,所提方法的检测效率高达96%,且具有较高的寻优性能。     

面向工业互联网平台的制造服务可信特征识别方法

制造服务是否可信是产品服务系统(PSS)应用的关键问题,工业互联网平台(IIP)的快速应用及部署为制造服务的可信接入提供了平台支撑.分析了传统的网络化制造平台与工业互联网平台下制造服务可信特征的区别和联系,围绕制造服务映射保真、服务信誉、协作状态3个方面,给出了制造服务综合可信特征指标体系,提出了工业互联网平台下的制造服务可信特征识别框架及其关键技术,设计了基于去噪自编码器的制造服务可信特征分类方法.最后以智慧物流的案例仿真验证了所提方法的有效性和优越性.     

基于稀疏分解的轴承双冲击特征提取

旋转机械的轴承部件出现裂纹或凹坑时,会产生稀疏的双冲击信号,在故障早期时,双冲击信号会发生混叠现象。在稀疏分解过程中,传统的高斯最大原则无法准确提取故障信号原子。笔者通过分析冲击类故障双冲击信号的特点,研究双冲击混叠时时频因子与双冲击间隔之间的关系,构造冲击信号最优邻域,并提出一种邻域正交匹配追踪算法。在每次迭代中选取内积最大原子周围的部分原子组成子框架,计算振动信号在当前框架下的表示,再进一步计算残差信号,并进行下次迭代,直至满足迭代终止条件。通过仿真试验和故障实例分析发现,该方法能避免过匹配现象,并准确提取双冲击成分,从而计算出双冲击信号的时间间隔,对故障程度进行判定。     

基于高斯混合模型的滚动轴承故障预警

滚动轴承的早期故障预警一直是研究人员和相关行业关注的问题,及时发现滚动轴承的早期故障并预警有助于降低生产中因零件损坏引发的损失。在分析了主流故障预警方法后提出一种基于高斯混合模型(gaussian mixture model, GMM)的轴承故障预警方法;通过GMM对轴承的振动信号建模,描述其不同阶段的分布情况,提出一种新的基于KL散度的轴承健康指标(bearing health index based on KL divergence, BHI-KL),用来描述轴承劣化过程;利用3σ准则提取出健康指标中的异常值,实现故障预警。利用轴承寿命加速试验数据对所提方法进行验证,并通过包络谱验证其精确性。结果表明,该方法较常用的故障特征具有良好的时效性,可以实现对轴承故障进行有效预警。     

基于XFEM的焊接结构裂纹萌生扩展仿真研究

为研究焊接结构裂纹的萌生扩展,利用ABAQUS软件建立4种不同焊趾倒角的焊接十字接头模型,采用扩展有限元单元法(XFEM),在不预置裂纹的情况下,网格类型分别设置为平面应力状态和平面应变状态,进行裂纹萌生扩展模拟。结果表明:在平面应变状态下,裂纹更容易萌生扩展,焊趾倒角对裂纹的萌生位置和扩展路径存在影响。