多级变胞机构的刚度调控分析

刚度调控策略作为实现多级变胞机构的关节柔顺性,提高多级变胞机构的集成度,实现多级变胞机构紧凑化的重要方法,对其进行深入研究有着十分重要的意义.针对多级变胞机构刚度调控复杂的问题,本文通过对弹簧长度、最佳弹簧刚度以及最佳弹簧安装位置的确定,提出了针对多级变胞机构的刚度调控策略.实验结果表明,在一定范围内,最佳弹簧刚度随着安装位置l₃的增大而减小,当最佳弹簧刚度达到最小值后,最佳弹簧刚度随着安装位置l₃的增大而增大,两者之间为非线性关系.     

风力机轴承实时剩余寿命预测新方法

由于传统退化指标对周期性故障冲击缺乏敏感性和鲁棒性,无法实现风力机轴承退化过程的适时跟踪以及剩余寿命的准确预测,提出了基于包络谐噪比(envelope harmonic-to-noise ratio,简称EHNR)和无迹粒子滤波(unscented particle filter,简称UPF)相结合的风力机轴承实时剩余寿命预测方法。首先,通过计算振动信号的EHNR监测轴承的早期退化点,并提取EHNR的趋势特征作为退化指标;其次,以轴承历史数据构建退化模型,利用UPF算法更新模型参数,实现对轴承退化状态的跟踪和预测;最后,使用实际风力机轴承监测数据对所提方法进行验证。结果表明,该方法能适时启动寿命预测机制,有效解决传统粒子滤波算法的粒子退化问题。与常用的支持向量回归模型(support vector regression,简称SVR)、反向传播神经网络(back propagation neural network,简称BPNN)的预测方法相比,具有较高的预测精度,为大型风力机组的健康管理和可靠性评估提供参考依据。     

能量平衡原理在数控管螺纹车床动态设计中的应用

以钻铤钻杆数控管螺纹车床为研究对象,通过Pro/E软件建立床身的三维实体模型,利用有限元分析软件ANSYS进行动力学分析,在计算床身的固有频率和能量分布的基础上,提出依据变异系数判断能量分布的均匀程度,并结合振型分析,寻找床身的薄弱环节。在此基础上,以提高床身固有频率为目标,分析床身开孔对其动态性能的影响,提出了3种优化方案,并验证了优化方案的可行性。通过结构优化,改善了床身的动态特性,节约了制造成本。该方法对其他类似关键零/部件的动态优化设计具有一定的借鉴意义。     

单晶SiC的电助光催化抛光及去除机理

为满足电子半导体等领域对SiC超光滑、无损伤和材料高效去除的要求，提出了电助光催化抛光SiC的新方法。研究了光催化剂种类及其pH值对抛光液氧化性和抛光效果的影响，讨论了材料的去除机理。结果表明：以p25型TiO2为光催化剂配制抛光液所获得的最大氧化还原电位为633.11 mV，材料去除率为1.18 μm/h，表面粗糙度Ra=0.218 nm；抛光后SiC表面氧化产物中，Si-C-O、Si-O和Si4C4O4的含量明显增加，SiC表面被氧化并被机械去除是主要的材料去除方式。     

纯铝中铸造大长径比阵列细孔孔芯抽芯力的研究

利用涂覆石墨涂料的金属丝孔芯,成功铸出大长径比铝基阵列细孔试样。借助扫描电镜、激光共聚焦显微镜检测手段对获得的阵列细孔形貌及几何参数进行测量分析,进而揭示抽芯力及其影响因素。结果表明:孔芯与铝基体接触面上摩擦因数几乎均接近于0.25;温度与抽芯力存在线性关系,随着温度的降低,抽芯力也降低,孔芯在金属基体内部移动的距离增加;不同温度下抽芯力约在657~752 N之间。     

外加同步磁场对短路过渡CO2焊接过程的影响

短路过渡CO₂气体保护焊由于低成本、高效率、便于实现全位置焊接，广泛应用在工业制造领域，但是在焊接过程中，特别是在较高的焊接电流下，存在许多诸如飞溅，成形差，过渡过程不稳定等问题. 文中提出了一种通过施加同步磁场来改善焊接中存在的问题的新方法. 研究了不同类型的燃弧段同步磁场对焊接过程的影响. 用激光作为背光，采用高速摄像系统拍摄焊接过程，观察熔滴过渡过程，计算熔滴的大小和过渡频率等. 结果表明，在纵向同步磁场的作用下，可以有效地减少燃弧时间；施加同步磁场后，熔滴过渡频率范围都得到不同程度的缩小，熔滴过渡过程更稳定，并且在纵向磁场I_m(LMF) = 200 A时，熔滴的过渡频率大幅增加；磁场作用下，带尖角的熔滴变为圆润无尖角的球形或椭球的熔滴，熔滴的尺寸减小.     

基于PCA和灰色关联的齿根裂纹损伤程度识别

在齿轮齿根裂纹故障检测方面,利用倒频谱分析可以比较损伤程度的轻重,但很难具体量化损伤程度范围。为实现损伤程度的量化检测,提出采用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)与灰色关联分析(Grey Relational Analysis,GRA)相结合的方法。首先,利用能量法计算含不同齿根裂纹的齿轮副时变啮合刚度,分析不同损伤程度的响应,并结合损伤检测统计指标进行量化检测,通过PCA算法,对多维损伤检测统计指标进行降维优化后,计算待检目标序列与各个比较状态序列的关联度,用关联度表征裂纹损伤程度。在理论仿真的基础上,进行实验验证。结果表明,倒谱分析可有效地识别出齿根裂纹故障,损伤程度越大,倒谱的尖峰幅值越大。PCA与GRA结合算法与GRA算法计算的关联度相比更大,区分度也更加明显。并可以有效地量化待检目标的损伤程度,为齿根裂纹的定量识别提供理论依据。     

工艺参数对螺旋密封封液能力的影响分析

应用Pro/Engineer建立了螺旋密封流体域模型并且结合ANSYS有限元软件,对泵送流动、泄露流动进行了模拟分析,找到了不同工艺参数对螺旋密封封液能力影响的规律,对螺旋密封的实际应用提供理论依据。所建立的螺旋密封数值模型能够准确反应泵送流动与泄露流动时流场的分布情况;随着转轴的转速、密封介质的动力粘度以及螺旋长度的增大,封液的能力呈现出线性增长的变化趋势;随着螺旋密封结构齿顶间隙的减小,螺旋密封的有效防泄漏增强,封液能力明显加强。     

Sc对固溶时效态Al-4Cu-1Nd合金低周疲劳性能的影响

通过对固溶+时效(T6)态挤压变形Al-4Cu-1Nd-x Sc(x=0、0.1、0.2)合金进行室温低周疲劳试验,研究了稀土元素Sc的添加对T6态Al-4Cu-1Nd-x Sc合金低周疲劳性能的影响。结果表明,低周疲劳加载条件下,不同Sc含量的T6态Al-4Cu-1Nd-x Sc合金均表现为循环硬化以及循环稳定;在相同应变幅下,当Sc的添加量为0.1%时,可以明显提高合金的疲劳寿命,当Sc的添加量为0.2%时,合金的疲劳寿命反而会降低;Sc的添加可以提高合金的疲劳强度系数σ'f、疲劳延性系数ε'f和疲劳延性指数c的值,但疲劳强度指数b的值有所降低。