汽车构造课程虚拟仿真教学资源的开发

针对汽车构造传统教学模式的时间和空间限制问题,提出了基于虚拟现实技术的汽车构造课程虚拟仿真教学资源的开发方案。以汽车构造课程相关教学资料为基础,采用3ds Max对汽车零部件进行三维模型的建立,利用V-Ray渲染器进行图片渲染,并基于Premiere软件进行教学视频的合成,最后采用Unity3D作为三维引擎开发汽车构造课程虚拟仿真教学资源,并应用到实践教学中。虚拟仿真教学资源与传统教学相互补充,进一步激发学生的学习兴趣,使学生沉浸其中,提高学习效果。

基于三稳态随机共振的轴承故障诊断研究

滚动轴承是我国工业领域的重要零件之一,一旦发生故障将会造成严重事故。由于滚动轴承长期工作在高速、高噪环境下,因此在强噪声环境下提取滚动轴承的故障信号十分困难。该文基于强噪声背景,对双稳态随机共振进行改进,推出一种三稳态随机共振轴承故障诊断方法。通过描述布朗粒子在噪声信号和周期信号作用下,在三稳态非线性随机共振系统中发生的跃迁现象,分析不同参数情况下,系统势函数的变化情况。利用三稳态随机共振四阶龙格-库塔方法求轴承故障信号,通过变时间尺度方法对非线性系统进行优化,对强噪声环境下的滚动轴承进行故障诊断,解决传统双稳态随机共振只能检测微弱故障信号的问题。研究表明,三稳态随机共振轴承故障诊断方法简单易行,能够在强噪声环境下,有效地提取到滚动轴承的故障信号,为滚动轴承故障诊断提供帮助。

基于改进粒子群算法的永磁同步电机参数辨识

电机在进行变频控制器控制前,高精度辨识电机参数有助于实现电机的平稳启动。针对标准粒子群算法对永磁同步电机参数辨识精度低的问题,提出了一种改进粒子群算法进行参数辨识。算法采用正弦函数变化的学习因子充分发挥算法高效搜索的能力。仿真结果验证了改进PSO算法辨识PMSM参数速度快,有更优越的电机参数辨识精度,具有良好的动态性能和较小的误差。

基于轧机梁单元简化模型的模态研究

以某钢厂1580热连轧F2为研究对象,利用梁单元、质量单元、接触单元和弹簧单元建立了轧机水平-垂直振动简化模型,通过模态分析,得到了轧机固有频率振型图。研究结果表明:轧机整体模型结构简单,并保证其上下非对称性;仿真得到的固有频率为36.879、64.311、90.220、130.76 Hz,与实测数据较为接近,验证了模型的可行性。

试析大型旋转机械振动监测与故障诊断知识体系的研究与实现

本文主要针对大型旋转机械振动监测与故障诊断知识体系的研究与实现展开深入研究,首先进行大型旋转机械振动信号监测与分析,然后阐述了大型旋转机械典型故障诊断,最后结合大型旋转机械振动监测与故障诊断培训系统设计与实现,充分彰显出振动监测和故障诊断的应用价值,给予大型旋转机械的顺利运行强有力的保障,避免造成不必要的安全隐患的经济损失。

《车辆动力学及控制》教学方法新探索

《车辆动力学及控制》是车辆工程专业的一门专业课程。该文基于构建工程人才为核心的STEM教育理念,以车辆垂向动力学及控制为例,围绕动力学规律(S)、仿真分析(T)、悬架设计(E)、控制方程(M),开展项目学习、问题导向和学科融合的教学方法探索。结合作者的教学实践,通过使用仿真软件,将枯燥的理论知识可视化;利用现代化教学平台,对部分教学内容与问题解答开展云端教学实践;利用课后差异化的辅导,帮助学有余力的学生积极探究更深层次的知识。从而,提高学生的参与度和学习兴趣,引导和启发学生从实际工程中发现问题,并灵活运用所学的专业知识分析解决工程实际问题。

含侧隙的热轧机耦合振动特性

基于水平轧制力和垂直轧制力的关系,建立动态轧制力方程。并考虑支承辊和工作辊振动形式的不同、辊系与机架的摩擦、侧隙,建立热轧机水平-垂直分段非线性振动模型。在此基础上,将入口轧件厚度变化引起的轧制力波动作为外扰激励施加到模型中求解,分析侧隙、相位角、摩擦系数和入口轧件厚度变化量对轧机水平-垂直振动的影响。结果表明:减小入口轧件厚度变化量和消除侧隙可以减弱轧机振动;减小辊系与机架的摩擦系数可以减弱轧机在第一共振区的垂直振动;当水平振动滞后垂直振动45°时,轧机垂直振动第一共振区几乎消失。研究结果可为抑制轧机水平-垂直振动提供理论参考。

负负载工况下打捆机举升机构的机液联合仿真

以高线打捆机的举升机构为研究对象,为验证所设计的液压系统能否很好地平衡液压缸回程时产生的负负载,同时验证液压缸驱动力是否满足要求,利用MATLAB/Simscape工具箱中的Multibody和Fluids模块,建立高线打捆机举升机构机液联合仿真模型,并进行仿真实验。结果表明:联合仿真能很好地模拟出举升机构回程时在液压系统控制下的液压缸驱动力变化,液压系统对负负载的平衡是有效的,液压缸在运动全程中的驱动力也满足要求,验证了设计的合理性。

起重机主梁预制上拱度的水平度研究

基于主梁上拱度预制法原理,采用有限元软件ABAQUS模拟上盖板拱度,建立上拱度为23 mm的上拱度主梁有限元模型。加入上盖板与主梁腹板贴合前上盖板从平板弯成弧板产生的额外应力,计算预制上拱度主梁在载荷作用下的变形,分析预制上拱度对主梁水平度的影响,并与未预制拱度主梁在受力变形下的水平度进行比较。结果表明:加入上盖板弯曲贴合产生的额外应力,预制上拱度主梁的变形值在未预制上拱度主梁载荷变形较大的区域内基本保持在同一水平线上,预制上拱度可较好地改善主梁在载荷下的大变形,补偿主梁受力后的变形,保证主梁受力变形后的一个相对平衡,同时延长主梁工作寿命。

基于改进随机共振的轴承故障诊断方法研究

滚动轴承是机械设备的主要零件,滚动轴承一旦发生故障将会导致一系列安全问题的发生,影响企业效益。因此寻找一个高效快速的滚动轴承故障诊断方法显得尤为重要。首先对随机共振原理进行理论分析,描述过阻尼布朗粒子在周期性信号和随机噪声的共同作用下,非线性双稳态系统中发生的跃迁现象。然后利用四阶龙格-库塔方法求轴承故障输出信号,通过移频变尺度方法对时间尺度进行优化,再经随机共振对故障信号进行时频分析,从而判别故障频率,主要解决了经典随机共振只能检测微弱信号的问题。结果表明:改进后的随机共振方法可以有效地提高轴承信噪比,提升轴承故障检测的准确度,为滚动轴承故障诊断提供帮助。

基于多重降噪的轴承故障诊断研究

针对轴承振动信号特征提取困难的问题,提出一种多重降噪方法,对信号进行降噪处理。首先通过小波软阈值(WTD),实现初步降噪。利用集合经验模态分解(EEMD)得到一系列特征模态函数(IMF),根据计算的相关系数,挑选出合适的IMF分量,得到第二重降噪信号。将IMF分量设为奇异值分解(SVD)的前置处理单元,依次去噪并重构信号,实现第三层降噪。基于MATLAB进行仿真实验,将EEMD-SVD算法与该方法进行对比,可看出该方法降噪后信噪比明显提高。对轴承数据进行处理,验证了经该方法降噪预处理后故障信号特征提取的有效性。

变截面悬臂梁式光纤布拉格光栅压力传感器设计研究

为满足煤矿井下复杂环境中围岩应力测量的实际需要,设计了一种变截面悬臂梁结构的光纤光栅压力传感器,并与等截面悬臂梁结构进行了对比。对其压力与光纤光栅漂移量的关系进行了推导;通过有限元方法分析了不同截面悬臂梁影响灵敏度大小的情况,确定了悬臂梁的尺寸;在此基础上应用数值分析和有限元分析探究了不同结构和材料参数对两种悬臂梁结构灵敏度的影响,同时与类似结构进行了对比分析。研究结果表明:设计时应选用固定端厚度相对较小、自由端厚度相对较大的变截面梁,最终选定的变截面悬臂梁厚度为固定端0.5 mm、自由端2 mm,传感器的压力灵敏度可达893.45 pm/MPa,是裸光纤光栅的294倍。在改变结构及材料参数后,变截面悬臂梁结构的压力灵敏度依然优于等截面悬臂梁,验证了传感器结构的合理性,能够满足煤矿巷道监测所需,并且在量程范围内具有良好的线性。