数控机床电动主轴WPD-TSNE-SVM模型故障诊断

为了提高数控机床电动主轴故障诊断效率,设计了一种WPD-TSNE-SVM组合模型。利用小波包方法分解主轴振动信号,并完成样本集TSNE降维的过程,利用SVM完成重构特征的故障分类。构建数控机床主轴信号混合特征空间向量,并进行故障诊断分析。研究结果表明:TSNE方法训练样数据形成规律分布特点,采用非线性SVM多故障分类器实现小波包混合特征的故障准确分类。根据径向基核函数建立的非线性SVM诊断方法获得更高准确率。该方法诊断轴承运行故障,获得更高维护效率,确保数控机床主轴运行稳定性。

液压伺服阀控缸动态特性数学建模及仿真分析

在液压阀控缸的基础上,改变负载就能获得不同的液压伺服控制系统。分析了阀控非对称缸的负载压力—流量特性,建立了阀控缸流量连续性方程和液压缸的力平衡方程,推导了阀控缸位置控制系统动态特性的数学模型。采用MATLAB软件的SIMULINK模块对阀控缸位置控制系统进行动态特性仿真分析,并进行了实验验证,结果表明:所建数学模型及仿真结果接近实际工况,能满足不同液压伺服控制系统负载特性的分析需要。

“大工程观”视域下一流机械工程人才培养研究与实践

本文探索了机械工程人才培养的“大工程观”内涵,对机械工程人才培养“大工程观”形成过程、课程体系构建、非正式学习能力教学模式、新型工程实践教学体系构建等进行了研究与实践,构建了与一流机械工程专业人才培养相适应的课程体系和培养模式。

基于小孔节流的静压油膜轴承动态特性分析

静压轴承的动静态特性在很大程度上受到节流装置的影响,以小孔节流的静压轴承为研究对象,开展其动态特性理论的研究。利用两平行平板缝隙液体流量公式推导了轴承油腔流出的流量数学模型,并充分考虑了主轴转子速度对流量的影响因素,使之更符合实际工况;在对小孔节流后流入轴承油腔的流量方程进行线性化处理的基础上,建立了静压轴承系统的流量连续性方程;结合轴承-主轴系统动力学方程,推导出小孔节流的静压轴承系统动态特性的传递函数,分析了小孔节流静压轴承系统的动态特性。结果表明：小孔节流的四油腔静压轴承动态响应速度在0.06~0.12 s范围内变化,增大供油压力、油腔承载面积、主轴转速及减小油膜粘度、油膜间隙等均有助于提高轴承系统的响应速度。研究结果对于指导工程设计具有一定的参考价值。

油膜轴承动静压混合效应的分析

油膜轴承的性能主要由轴承的动压、静压混合效应决定,以雷诺方程为基础,建立油膜轴承压力特性和油膜间隙函数的数学模型,构造流体连续性方程,采用数值解法求解油膜轴承动静压混合效应,运用MATLAB软件实现油膜轴承压力场的三维仿真。结果表明:合理选择轴承半径、偏心率、转速、油腔半角、油膜间隙、供油压力能获得较理想的动静压油膜混合效应,仿真结果与实测结果接近。

六辊轧机辊系弹性变形研究

在板带轧制中,轧机辊系弹性变形是影响板形质量的重要因素。以弹性基础梁理论为基础,将辊间接触及工作辊与轧件间的接触采用弹簧模拟其力学模型,从而获得六辊冷轧机辊系弹性变形的解析数学模型;提出了一种将轧件断面形状分布与轧制压力分布耦合的迭代计算轧机辊系弹性变形和轧件最终断面形状的方法,利用MSC.MENTAT/MARC软件建立了六辊轧机辊系弹性变形的非线性接触有限元模型。计算结果表明:采用解析法、有限元法计算出的轧件断面形状与现场实测出的轧件断面形状及板带凸度数值相近,这说明研究方法和模型的有效性。

毛细管节流的油膜轴承结构参数设计分析

油膜轴承的结构参数对其承载能力和油膜刚性起决定性的作用,轴承结构参数主要包括腔型结构、油腔数目、节流器参数等。对上述参数进行了分析,对腔式及垫式静压轴承、偏心油楔及阶梯腔的动静压轴承进行了静态设计计算,运用数值计算方法结合MATLAB软件编程求解了轴承结构参数与油膜承载能力间的相互关系。结果表明:阶梯腔结构相比于其他几种结构形式的动静压轴承具有更为理想的承载能力。

基于多变量优化的混合节流主动油膜轴承动态性能分析

主动油膜轴承具有良好的动静态性能,已越来越多地用于精密旋转机械设备中,尽管如此,主动油膜轴承的动态性能在很大程度上受到控制系统复杂性和耦合效应的影响。文中提出一种固定与伺服控制混合节流的主动控制油膜轴承,基于单神经元的多变量控制策略,建立了混合节流主动油膜轴承系统的数学模型。结果表明:该油膜轴承能较准确地控制主轴轴心位置,具有良好的可控性、稳定性、快速响应特性及高刚度和强阻尼等特性。

本科数控实践教学体系构建研究

针对当前数控装备由中低端向中高端转型升级对社会高层次、高技能复合型数控人才的迫切需求的现状,从培养目标、课程体系、实验室建设、工学结合、师资队伍建设等方面研究了数控实践教学体系构建的相关问题。

最佳刚度下毛细管结构参数对油膜轴承性能影响研究

节流器对油膜轴承性能有至关重要的调节作用,由于毛细管节流器结构的特殊性,毛细管内润滑油的流动必须是层流,否则会对油膜轴承运转造成不良影响。通过建立油膜轴承最佳刚度条件下的毛细管直径与长度数学模型,实现了毛细管结构参数单一化处理。针对不同牌号润滑油,在不同工作温度时,分析了最佳油膜轴承刚度情况下,毛细管取不同结构参数时的雷诺数变化规律。运用MATLAB建模对毛细管雷诺数变化规律进行数值分析,并用FLUENT进行了验证。结果表明,具有较好的一致性,对油膜轴承和毛细管结构设计提供了一定的理论依据。

工程博士培养课程体系研究与实践

课程体系是实现培养目标和毕业要求的核心组成部分,课程体系是否科学合理,决定了工程博士人才培养的水平和质量。以部分国内外大学的专业课程体体系设置进行了相应的分析;并结合重庆大学工程博士培养的实际情况,对课程体系的设置原则、课程体系构成、课程学分要求、个性化的课程培养计划等进行了分析,对于工程博士培养,具有一定的借鉴作用。

先进制造领域工程博士培养目标及其定位分析

以先进制造领域国家重大需求为导向,着力培养高质量高层次工程技术领军专门人才。从当前有关工程博士培养目标的现状分析、国外大学工程博士培养目标及其定位、我国先进制造领域工程博士培养目标及定位、对工程博士培养目标和定位的几点思考等方面探索了工程博士培养目标,并提出在新的形势下工程博士培养目标应适当调整以符合工程博士培养的需要。

先进制造领域工程博士校企合作机制研究与实践——以重庆大学为例

工程博士学位培养依托国家重大科技专项,紧密联系相关工程行业及大型企业,为了保证工程博士培养目标的达成,需要建立与之相适应的校企合作机制。对英国、美国等国外大学工程博士校企业合作机制进行了分析;以重庆大学为例,从构建校企合作联合培养单位、校企合作的课程教学模式、建设校企合作导师团队、构建校企合作的质量管理机制等方面分析了校企合作机制的建设情况,对于工程博士培养有一定参考与借鉴作用。

毛细管节流静压油膜轴承动态特性分析

针对毛细管节流的径向和推力静压油膜轴承,在对流经轴承各油腔流量模型进行线性化处理的基础上,建立了毛细管节流的静压轴承流量连续性方程及轴承主轴系统动力学方程,推导出毛细管节流的径向和推力静压油膜轴承的传递函数。采用MATLAB软件对毛细管节流的推力静压支承进行了仿真计算,仿真计算结果与广州机床研究所做实验的实测结果进行了详细的对比,有较好的一致性,说明所建模型和所采用方法的有效性。在实验验证的基础上,开展了主轴旋转速度对毛细管节流的推力静压轴承动态特性影响的仿真分析,同时探讨了供油压力、油膜厚度对毛细管节流的径向静压轴承动态特性的影响规律。

165MN自由锻造油压机组合梁模态分析

运用有限元分析软件Marc,对165 MN大型自由锻造油压机组合结构的下横梁进行了模态分析,得到了锻造油压机下横梁前十阶的固有频率和相应的固有振型。结果表明:在设计锻压机时,应避开二阶和七阶模态中的两个固有频率值f2=61.3 Hz和f7=127.1 Hz,该方法对了解锻压机下横梁的动态性能,进行结构优化设计有一定借鉴意义。

基于固定节流的径向滑动轴承动态特性

建立固定节流径向滑动轴承动态模型,进行动态特性分析。将固定节流四油腔静压油膜轴承看成是一个自动控制系统,利用两平行平板缝隙液体流量计算公式及雷诺方程推导由轴承油腔流出的流量数学模型和主轴动力学方程,建立用于动态分析固定节流径向滑动轴承的有效理论数学模型。通过实验对比验证了模型的有效性和一致性;实际工况下的动态仿真结果表明:增加油膜厚度和油腔压力、减小油液黏度能有效提高固定节流径向滑动轴承的动态性能。

基于伺服控制节流的静压推力轴承性能分析与研究

提出了一种基于液压伺服控制节流的静压推力油膜轴承的新型可控节流方式,建立了该节流方式下静压推力轴承的流量连续性方程、轴承-主轴系统动力学方程。利用MATLAB中的SIMULINK进行了仿真计算,并将该节流方式与毛细管节流进行了全面对比。研究结果表明:基于液压伺服控制节流的静压推力油膜轴承具有更优越的性能,如能够控制油膜厚度,轴向定位精度更高,动态过渡过程更短,稳定性更好,油膜刚度更大,抗冲击能力更强,更适合于高速、重载等极端工况。

165MN自由锻造油压机组合梁强度分析研究

如何使组合梁的强度刚度达到设计要求是大型锻压机设计的关键技术之一。利用非线性结构分析软件Marc的接触模块,对165MN大型自由锻造油压机组合结构的下横梁进行了三维接触有限元分析,研究了在满载工况下的应力及变形。结果表明:锻压机在三缸工作时,下横梁的变形较小,下横梁受到的各个方向应力均小于许用应力,研究方法和结果将为大型锻压机组合梁的设计提供指导。

新工科建设背景下机械制造技术基础课程建设探索

基于新工科建设人才培养新模式,借鉴麻省理工学院(MIT)新工科人才理念,针对机械制造技术基础课程存在的教学内容有待更新、教学方式以“教”为主、教学环节缺乏工程训练、实践教学环节缺乏系统性以及课程考核缺乏实践考核等问题,提出机械制造技术基础课程建设新思路,调整人才培养目标,构建以理论教学、实验教学、实践教学为一体的课程体系,完善以学生为中心的教育教学方式和课程考核机制,积极探索新工科背景下课程建设的有效途径,不断提升教育教学质量,培养高素质创新人才。

AGC系统负载变化补偿的自适应控制

针对轧机厚度自动控制(Automatic Gauge Control,简称AGC)系统的负载在轧制过程中的时变特性,运用了负载变化补偿自适应控制策略。并采用MATLAB软件的SIMULINK模块对2030系列轧机的AGC系统进行动态特性仿真分析,将传统的电液伺服反馈控制与新设计系统做比较,仿真研究结果表明,设计的自适应AGC系统负载变化时响应更快,且具有更好的动态调节性能。