深海带电插拔连接器力学特性分析

以水下7 000 m工况的深海带电插拔连接器为研究对象,旨在获得湿插拔连接器在深海双重高压下的受力特性和插拔过程中的动密封性能。介绍连接器的插头结构与压力补偿技术;推导压力补偿器工作容积的计算公式;运用Ansys Workbench建立插头内壳体组件与插孔组件的动密封有限元模型,对内壳体、压力平衡膜及内胆进行强度计算;分析由连接器插拔引起的平衡膜内外瞬时压差对膜的应力分布及变形情况;讨论密封件径向压缩量、密封接触面摩擦因数、插拔速度对插拔过程中动密封性能的影响。结果表明:插头插合时,平衡膜外表面应力基本不变,其变形减小;拔出时,平衡膜外表面的应力及变形都逐渐增大。密封件之间的接触压力受密封接触面过盈配合量的影响明显,增大过盈配合量可显著提高动密封区域的接触压力及密封性能,同时也会加剧密封件失效的可能性,密封接触面的摩擦因数、插拔速度对接触压力的影响则较小。     

基于两类特征和最小二乘支持向量机的齿轮故障诊断方法

针对齿轮振动信号非线性非平稳特性,为避免传统"时-频"分析方法在表征设备状态时的不足和样本数量少易造成故障辨识模型"欠学习"的问题,提出一种基于峭度、本征模式分量(Intrinsic mode function,IMF)能量两类特征和最小二乘支持向量机(Least squares support vector machine,LS-SVM)的齿轮故障诊断方法。首先,对所测齿轮振动信号在集合经验模式分解(Ensemble empirical mode decomposition,EEMD)的基础上提取有效IMF分量计算其能量特征和峭度值,据此构建时频域两类特征向量;其次,将融合后的齿轮正常、齿根裂纹、断齿3种状态下的时频域两类特征向量作为输入,基于LS-SVM建立齿轮故障诊断模型,进行齿轮故障识别。实验结果表明,该方法能够准确地识别齿轮的工作状态,与基于BP、SVM的故障诊断模型相比,其具有更高的识别率,为齿轮状态识别和故障诊断提供了一种新途径。     

制造业大数据顶层设计的内容和方法(下篇)

针对我国目前制造业仅有设备远程监控大数据、电子商务大数据,根本不能满足制造业转型升级需要的现状,提出开展制造业大数据顶层设计的思路.进行制造业大数据清单分析,提出了大数据的建立、有序化、结构化和集成应用等内容,包括制度设计、标准设计、平台设计、关键技术攻关等.研究了基于大数据的创新模式、大批量定制模式、制造服务模式和绿色制造模式等,并提出了我国制造业大数据顶层设计的组织实施方法.     

基于操纵平稳性的液压挖掘机轨迹规划方法

以既能达到良好的轨迹规划精度,又有优良的操纵平稳性为目标,提出了一种挖掘机器人的智能轨迹规划方法.以挖掘姿态角为优化变量;油缸进程和加速度梯度为双目标;位置盲角和最佳切削范围为约束建立优化数学模型,采用遗传算法寻找最优值.对3种规划策略：被动修正法、主动调整法和智能规划法进行了行程和速度梯度对比,结果表明,采用优化规划方法可以大幅减少液压系统冲击和振动,使挖掘机操纵更加平稳.     

基于LSTM-RNN的滚动轴承故障多标签分类方法

为了提高长短时记忆神经网络模型(long short-term memory recurrent neural network, 简称LSTM-RNN)对滚动轴承故障分类的正确率并减少训练样本量，提出一种基于多标签LSTM-RNN的滚动轴承故障分类方法。首先，建立滚动轴承故障信号仿真模型，分析滚动轴承故障仿真信号频谱特征及其故障分类特点；其次，结合多标签LSTM-RNN模型结构特点，对滚动轴承频谱特征向量进行编码，并利用仿真故障信号验证多标签LSTM-RNN分类方法的有效性；最后，搭建滚动轴承故障模拟试验台，采集3类转速不同故障类型滚动轴承故障振动信号，并采用3种特征提取方法得到共9组试验数据，基于该数据对多标签LSTM-RNN分类方法和单标签LSTM-RNN分类方法进行对比试验。试验结果表明：多标签LSTM-RNN分类方法相比于单标签LSTM-RNN分类方法，平均分类正确率从69.07%提高到99.21%；在保证两种分类方法正确率相近情况下，多标签LSTM-RNN分类方法训练所需样本量比单标签LSTM-RNN分类方法平均减少69.55%。多标签LSTM-RNN分类方法适用于复杂振动信号分类，对于实现快速准确的旋转机械故障诊断具有应用价值。     

煤粉在高温空气中着火前后孔隙结构的变化

在高温空气点火试验台上,采用不同温度的高温热空气对处于高速湍流流动的烟煤煤粉气流进行快速加热,以模拟煤粉气流在电站锅炉炉膛内受热升温以及初期着火燃烧过程。在煤粉气流发生均相着火前后过程中,对其中不同粒径煤粉的孔隙结构及其比表面积随热风温度的升高而产生的变化进行了试验研究。结果表明,煤粉颗粒孔隙主要受热变形和挥发分析出2方面的影响,产生截然相反的2种变化趋势。由于不同粒径煤粉颗粒传热特性的差异,当粒径较大且热风温度较低时,其孔隙结构的变化以热变形的影响为主,孔隙产生闭合;当粒径较小且热风温度较高时,则挥发分析出的影响占优,孔隙出现增长。随着热风温度的升高,小于3 nm的孔隙随挥发分析出的加剧而急剧增加。     

几何公差控制角度偏差及角度公差分析

针对角度尺寸公差不能控制平面与平面之间的角度,而采用几何公差控制可能会导致角度偏差失去控制等问题,引入了被测要素附加贴切要素符号,实现用几何公差精准控制被测平面与基准面之间角度偏差,并给出了几何公差与角度公差的换算方法;针对装配层平面与平面之间角度偏差控制及累积计算问题,研究了多个零件装配后的角度尺寸链画法和角度尺寸链偏差累积计算方法;最后,以某型号电动木材切割机为例实现了用几何公差控制角度累积偏差以及各个零件上相关特征的几何公差与角度公差的转换,并分析计算了角度累积偏差。研究结果可为平面与平面之间的角度公差的分析控制及图样标注提供借鉴和参考。     

企业协同中的零件本体映射

为了解决零件库中的本体异构问题,建立了零件本体映射过程的基本模型,提出了一种结构-语义-特性本体映射算法,该映射算法由结构相似性算法、语义相似性算法和零件事物特性相似性算法组合而成,其中结构相似性算法用于解决本体结构层次异构问题,语义相似度算法用于解决本体中概念、属性和实例的不一致问题,事物特性相似性算法用于解决本体中零件中各种知识的表达的不一致问题;以查全率和查准率为关键指标,通过实例对比分析说明该映射算法的有效性.为了解决零件库中的本体异构问题,建立了零件本体映射过程的基本模型,提出了一种结构-语义-特性本体映射算法,该映射算法由结构相似性算法、语义相似性算法和零件事物特性相似性算法组合而成,其中结构相似性算法用于解决本体结构层次异构问题,语义相似度算法用于解决本体中概念、属性和实例的不一致问题,事物特性相似性算法用于解决本体中零件中各种知识的表达的不一致问题;以查全率和查准率为关键指标,通过实例对比分析说明该映射算法的有效性.     

压电执行器及其在液压阀中的应用

以压电执行器为核心的高速开关阀及伺服阀等压电式液压阀具有频响高,微动性能好,结构紧凑等优点,是新型阀控类型之一,受到国内外研究者的持续关注。首先,该文介绍了阀用压电执行器的分类和特点,根据工作原理分为直推式和步进式2类4种形式;其次,对先导型、直动型、喷嘴挡板型和开关型4种典型压电阀的研究进展进行了梳理,分析了各自的代表性结构、性能特点。结果表明,随着未来对液压阀精密化、智能化需求的提升,压电液压阀的应用前景更广。因此,除高性能介电材料开发外,如微位移放大、迟滞补偿控制等关键压电驱动与控制技术仍有待深入研究。     

加工铝合金叠层结构的钻锪复合刀具优化设计

飞机壁板多为铝合金叠层结构,在自动钻铆加工过程中,对制孔毛刺有严格的质量要求,而控制铝合金叠层结构制孔时产生的毛刺是加工的关键点和难点。钻锪复合刀具作为制孔的执行端,对制孔质量起到关键作用。本文研究了毛刺产生机理,分析了叠层结构毛刺的特殊性,并探索出相应的控制方法。结合ABAQUS有限元仿真,针对性地优化了钻锪复合刀具的设计,使其满足铝合金叠层结构的加工需求。