复杂型面点云的法向特征聚类分级估计方法

针对含有棱边和尖角等特征的复杂型面采样点云,为提高其法向估计结果的准确性,提出一种基于特征区域聚类分级的点云法向估计方法,根据曲面局部平坦性和贝叶斯信息准则对点云进行聚类分析,依次将点云划分为平坦、特征边缘、棱边尖角等区域,并识别样点所属特征类型,将平坦区域样点法向估计结果向其邻近特征区域依次传播,使特征样点的法向估计结果与其邻近平坦区域样点的法向保持一致.实验结果表明,该方法可以准确估计特征区域样点的法向,有效保证棱边和尖角区域样点的法向多义性,并对数据噪声具有抑制作用.     

AdaBoost算法使能的刀具磨损状态分阶段评估集成方法

提出了一种基于AdaBoost(Adaptive boosting)集成算法的刀具磨损全阶段回归模型建模方法.首先,利用获取到的加工过程信号和刀具磨损值,建立刀具磨损拟合曲线,以实现对初期磨损、平稳磨损和急剧磨损3个阶段的准确划分;其次,对加工过程信号进行特征提取,并与相应的刀具磨损值形成3个阶段的数据样本,利用支持向量机分别建立3个磨损阶段的回归模型;再次,利用AdaBoost在全阶段上确定3个磨损阶段回归模型的权重,最终建立刀具磨损状态识别的回归模型;最后,以某铣刀切削过程采集的刀具磨损数据集验证所提出的模型和方法的有效性.     

提高电磁平衡头运动平稳性的驱动参数优选方法

不平衡是旋转机械运行过程中的常见故障之一,为了在线消除不平衡需要设计主动平衡装置。提出了一种电磁式主动平衡装置的结构,阐述了其作动原理,基于此重点研究了电磁平衡头的运动平稳性。建立了平衡头的三维有限元简化模型,分析了不同驱动波形下平衡头的运动规律,据此确定了方波驱动方案。针对方波驱动电流大小和通电时间,通过Ansoft-Maxwell-3D仿真分析和实验验证可知,当线圈励磁电流的通、断电时间之比为1:1、通电时间为64 ms、电压大小为10.5 V时,方波驱动的电磁平衡头能够获得良好的作动平稳性。     

滚动轴承参数化建模与数值分析系统的研发

滚动轴承是广泛应用的机械支承零件,滚动轴承的日益多样化及其结构、尺寸、公差等为设计者建模时带来大量繁重的工作。为了提高滚动轴承的设计效率,运用Visual C++与ANSYS软件的APDL技术,开发独立软件分析系统。系统通过外部操作有限元分析软件ANSYS批处理模式,完整实现了滚动轴承的参数化建模、设置材料属性、施加边界条件与分析的全过程,能极大地提高滚动轴承的设计效率与质量。文中简述系统基本架构设计、系统的基本功能、系统功能实现。并针对型号为B7008的轴承为例,验证系统的可行性与可靠性。     

转子在线动平衡嵌入式控制系统开发与验证

为了快速、有效抑制由于质量不平衡引起的转子振动并在线监测转子的实时平衡状态,基于模块化设计思想设计了一种针对电磁式主动平衡装置的嵌入式在线自动平衡控制系统。使用数字信号处理器(digital signal processor,简称DSP)和现场可编程门阵列(field programmable gate array,简称FPGA)构建了一种快速平衡控制器,基于影响系数法建立了自适应平衡控制模型,采用C和C#语言分别开发了多线程的平衡控制软件和人机交互界面,针对某国产电主轴完成了整个系统功能的试验验证。结果表明:当主轴在3kr/min平稳运行时,通过该自平衡系统可将其振动大约降低43%。     

光纤动态检测技术的研究与进展

首先,在论述光纤传感器基本理论和技术的基础上,重点以两类典型的传光型光纤传感器——反射式光纤位移传感器及透射式光纤传感带为对象,讨论了其检测原理和关键技术,以及在大型旋转机械支承——滑动轴承的润滑膜状态信息和转子振动信息、航空发动机涡轮叶尖间隙、燃油流量及人体位姿信息等重要工程参数检测中的应用;其次,分析了两种典型的传感型光纤传感器——光强调制型光纤曲率传感器和Bragg光纤光栅传感器的检测原理和关键技术,并介绍了它们分别在机匣变形动态测量和齿轮应力应变动态测量中的应用;最后,基于这两类典型光纤传感器的特点及工程应用,对光纤动态检测技术进行了总结和展望。     

金属厚壁管的旋转疲劳弯曲精密下料的研究

针对金属厚管料的下料问题,以自行研发的旋转疲劳弯曲精密下料机为平台,研究了精密下料过程中不同外载荷方式下304不锈钢管的断面质量情况。利用径向循环外载荷管料表面V型槽的应力集中效应,通过控制不同阶段施加给管料的弯曲疲劳外载荷频率值,实现了304不锈钢管的精密下料。通过对实验所加外载频率曲线的设计,进行304不锈钢管的精密下料实验,得出了下料过程中理想的外载频率曲线——即低频启动高频起裂和裂纹扩展最后再低频断料,用此加载方式获得了良好质量的管料断面,在理想外载频率曲线的基础上研究了不同壁厚管料的下料断面质量情况,并对其断面质量进行了测量和评价。实验结果表明,在文中所提下料工艺的基础上使用所提的外载频率曲线针对不同壁厚的304管料下料均能得到比较好的断面质量。     

低黏润滑轴承可靠性强化试验中磁力加载研究

为给核主泵水润滑半尺寸轴承可靠性强化试验提供载荷环境,研究基于水润滑轴承失效模式的强化试验原理,并研制一套轴向和径向磁力加载系统。通过选择磨损、润滑和振动三种典型失效模式并给出对应的试验方案,研究水润滑轴承可靠性强化试验原理,揭示载荷与失效的定性和定量关系,据此提出水润滑半尺寸轴承强化试验的静/动载荷需求。设计并建造磁力加载系统,包括结构和测控两个模块。其中,轴向加载组件的静载与动载结构独立,径向加载组件采用8级式,测控模块支持开环和闭环两种控制策略。设计专项试验验证加载系统的性能。研究结果表明,磨损失效试验算例中比压增加20%时,瓦块磨损量增加1.0~1.2倍,启停次数减少50%~54%;轴向加载组件在间隙2 mm、电流1.2 A时可产生100 k N静载,并可实现脉冲和谐波加载;径向加载组件可实现3.7 k N静载、约500 N幅值脉冲和115 N幅值谐波动载功能。初步验证在水润滑轴承可靠性强化试验中引入电磁加载技术是可行的。针对引入加载装置的多场耦合轴承试验系统,采用人工调节电流的开环加载控制策略更有效。     

基于摩擦生热和接触应力的角接触球轴承结构参数分析

采用轴承拟静力学分析方法建立了角接触球轴承内部载荷模型和局部法生热模型,在改变轴承主要结构参数、外载荷和转速条件下,计算了某角接触陶瓷球轴承生热和球与内外圈间的接触应力。结果表明:内、外沟曲率系数是其重要的影响参数,通过确定轴承生热、内外圈接触应力以及外载荷的范围,可以求出较优的轴承内、外沟曲率系数。