基于改进VMD和HP的滚动轴承故障诊断方法

针对滚动轴承振动信号存在非平稳性、非线性和故障特征难提取的情况,提出参数优化的变分模态分解(VMD)-多尺度排列熵(MPE)与层次原型(HP)相融合的滚动轴承故障诊断方法。首先,针对VMD分解层数和惩罚因子难以确定问题,引入鹈鹕优化算法(POA)对其自主寻优,以样本熵最小原则选择VMD分解仿真信号的敏感模态分量,对其进行包络谱分析。其次,利用MPE依次计算各敏感模态分量的多尺度排列熵值。最后,将其作为特征向量输入到HP中进行故障诊断。实验结果表明:所提出方法的整体准确率可保持在97.14%。

缓冲气囊着陆过程仿真研究

以冲压式快速空投气囊为研究对象,对冲压式快速空投气囊的垂直着陆缓冲过程进行了仿真。首先使用Solidworks软件建立了气囊的仿真模型,然后使用Ansys/LS-Dyna有限元分析软件,仿真研究了冲压式快速空投气囊着陆过程中气囊的应力应变的动态参数。研究得出了气囊在着陆缓冲过程中受到的最大应力值,以及出现最大应变的区域,从而更好地确定空投物体的质量,并且可以针对性地加强对气囊应力应变较大区域的防护,防止气囊在冲击过程中被破坏。

基于ANSYS的冲压式快速空投硬式气囊应力分析

提出了冲压式快速空投硬式气囊缓冲技术观点,其采取冲压集气方式,借助于空投设备的飞行速度直接从大气中获取工作能源。进行了冲压式快速空投缓冲装置结构设计,建立了缓冲气囊的几何模型和动力学模型,用ANSYS软件对缓冲气囊进行了应力分布有限元分析。

基于Ansys/LS-DYNA的缓冲气囊着陆过程仿真研究

目的以冲压式快速空投硬式气囊为研究对象,对气囊以特定角度着陆时的缓冲过程进行仿真分析。方法使用SolidWorks软件建立气囊的仿真模型,然后使用Ansys/LS-DYNA有限元分析软件,分别从气囊的材料定义、有限元模型的构建和仿真结果分析等方面进行仿真研究,并得出冲压式快速空投气囊着陆过程中应力应变的动态参数,以及货物和气囊的冲击加速度波动曲线。结果气囊在偏离竖直轴15°着陆缓冲过程中,在0.077 207 s时,地面与气囊的棱接触处受到的最大应力为1.47MPa,此时对应的最大应变为0.479 614 m。结论冲压式快速空投气囊在偏离竖直轴15°着陆时,气囊所受的最大冲击应力以1.47 MPa为标准,可更好地确定空投物体的质量,并且可以针对性地加强对气囊应力应变较大区域的防护,防止气囊在冲击过程中破坏。

泡沫铝-聚氨酯复合结构的缓冲性能研究

研究了以泡沫铝为基体,以聚氨酯为增强体组合而成的泡沫铝-聚氨酯复合结构,其综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。利用Ansys软件建立了泡沫铝-聚氨酯缓冲包装装置模型,通过分别填充体积比例为4.31%,8.04%及12.15%的泡沫铝,用Ansys对缓冲包装装置进行了应力分析,得到了装置各部分的变形情况,分析了装置的冲击吸振性能;仿真结果表明:在加速度达到7 800g时,该装置缓冲性能优于单体。

冲压式快速空投缓冲装置进气道及测压机构设计

在冲压式快速空投硬式气囊缓冲技术的基础上,设计了口径可调节的进气道机构,主要包括电池、弹簧、电磁铁、可变电阻的设计,最终建立了进气道机构三维数学模型。根据空投环境下的压力测试要求,设计了内置式缓冲装置测压系统,进行了测压系统方案设计,该进气道及测压系统具有结构简单、便于维护、体积小、质量小等特点。该系统满足冲压式快速空投使用要求。

基于马歇特锤实验的聚氨酯缓冲性能分析

目的为了测试聚氨酯材料的缓冲性能,设计合适的环阻尼缓冲防护结构,从而使系统有更好的缓冲性能和稳定性。方法以某高过载测试电子记录器中环阻尼缓冲防护结构为例,建立了有阻尼的质量弹簧系统数学模型,通过动态马歇特锤实验对钢壳内侧壁与内胆盖外侧壁、内胆外侧壁之间灌封的聚氨酯材料的缓冲性能进行了分析研究。结果马歇特锤分别打10个、17个和20个齿时,均是直径为46 mm的内胆最大加速度值最小。结论螺距相同时,直径为46 mm的内胆相对于钢壳运动的位移幅值最小,为最优设计方案。

泡沫铝-聚氨酯的制备及其吸能特性分析

目的制备泡沫铝-聚氨酯复合材料,并研究球形开孔泡沫铝的孔隙率、聚氨酯(PU)的含量对泡沫铝-聚氨酯复合材料压缩性能和吸能性能的影响。分析泡沫铝孔隙率、聚氨酯含量对泡沫铝-聚氨酯复合材料吸能效率和理想吸能效率的影响规律。方法通过对复合材料试样进行准静态压缩试验,得出对应的应力-应变曲线,进一步推导出吸能-应变曲线、吸能效率-应力曲线和理想吸能效率-应力曲线。结果当泡沫铝的孔隙率一定时,随着PU含量的上升,泡沫铝-聚氨酯复合材料的压缩性能和吸能性能得到提升。当PU含量一定时,随着泡沫铝孔隙率的减小,泡沫铝-聚氨酯复合材料的压缩性能和吸能性能会增加。结论明确了吸能效率曲线和理想吸能效率曲线的应用范围,为缓冲材料的选择提供了依据。

泡沫铝孔隙率对泡沫铝-聚氨酯复合材料吸能性能的影响

目的研究在压缩过程中,泡沫铝孔隙率对泡沫铝-聚氨酯复合材料吸能性能的影响。方法对制备的泡沫铝-聚氨酯复合材料进行准静态压缩实验。结果通过准静态压缩实验得出泡沫铝以及不同孔隙率的泡沫铝-聚氨酯复合材料的应力-应变曲线,分析可知泡沫铝孔隙率从94.6%降到93%,其吸能性能增加了71.9%。结论在泡沫铝中加入聚氨酯形成的泡沫铝-聚氨酯复合材料相比于泡沫铝的吸能性能得到很大提高,且泡沫铝的孔隙率与泡沫铝-聚氨酯的吸能性能成负相关的关系。

工科专业生产(毕业)实习体系的教学研究与实践——以中北大学包装工程专业为例

生产(毕业)实习是重要的综合性实践教学环节,是工科教育区别于其他类学科教育的一个显著特征。文章分析了工科专业生产(毕业)实习的现状,以中北大学包装工程专业为试点,依照现代工程技术的综合性特点,结合包装工程专业业务培养目标要求,结合生产(毕业)实习现状,进行广泛的实践探究。

浅谈绿色设计

介绍了绿色设计的基本概念、特征,分析了绿色设计和传统设计的区别,针对中国现状,提出现阶段绿色设计的主要内容。

冲压式快速类空投试验研究

目的通过类空投试验,对比研究冲压式快速空投气囊和传统缓冲气囊的着陆过程和着陆缓冲效果。方法以冲压式快速空投气囊为研究对象,建立气囊模型,制作类空投气囊和降落伞模型;在高约23 m处,分别进行不使用任何缓冲、采用传统缓冲气囊、采用冲压式快速空投气囊的类空投试验。结果采用传统缓冲气囊进行类空投时,装满水的玻璃瓶和矿泉水瓶损坏概率分别为22.2%和11.1%;采用冲压式快速空投气囊进行类空投时,损坏概率均为0。结论冲压式快速空投气囊的类空投效果远远好于传统缓冲气囊,为深入研究冲压式快速空投气囊打下了基础。

冲击载荷下泡沫铜-聚氨酯的缓冲性能

目的通过冲弯实验,测定泡沫铜-聚氨酯复合材料结构在动载荷作用下的缓冲吸能性能,对比研究该复合材料结构抗高冲击、高过载的性能差异。方法向泡沫铜试件中填充不同体积分数的聚氨酯,按照《金属常温冲击韧性实验法》在夏比冲击试验机上进行冲弯试验,测定试样的吸收功值,从而对比探究该种复合材料的力学性能。结果聚氨酯在试样中所占体积分数为50%时其能量均值相对最大,此时材料韧性较好,且材料抵抗冲击载荷能力较强。结论将聚氨酯填充到开孔泡沫铜材料中可构成一种性能优良的抗冲击吸能结构,其性能优于泡沫铜和聚氨酯单体,在抗高冲击、高过载的军工产业和民用产业中具有广阔的应用前景。

新型自充气式着陆缓冲气囊的理论分析与设计研究

目的针对目前着陆缓冲气囊充气展开方面的功能缺陷,设计研究一种新型自充气式气囊。方法详细论述气囊的结构及其自充气原理,建立气囊整体结构模型;分析气囊进气孔的结构和工作原理,并进行相关计算;最后理论分析气囊缓冲着陆过程及其缓冲性能。结果新型自充气式缓冲气囊展开时仅有1/6的体积需要自带气源充气,进气口结构能满足空投下落时气囊的自充气,实例计算得出空投载荷的最大冲击加速度只有60 m/s2,小于允许的最大冲击加速度。结论新型自充气式气囊能够大大减轻空投系统自身的重量,进气口结构能满足气囊功能要求,使空投物资受到的冲击加速度小于允许的最大值,气囊能对空投货物起到很好的缓冲保护作用。

基于冲击实验的泡沫铝-聚氨酯缓冲性能研究

目的设计一种缓冲性能优良的缓冲结构,并评估其填充材料的力学性能。方法把泡沫铝原材料加工成试样尺寸,用钻床给泡沫铝试样钻孔,填入不同体积分数的聚氨酯。采用冲击实验的方法对泡沫铝-聚氨酯复合材料的力学性能进行分析。结果在泡沫铝-聚氨酯复合材料试样中,聚氨酯的体积分数为4.9%时材料韧性最好。结论泡沫铝-聚氨酯复合材料结构的缓冲性能比泡沫铝单体更好,是最理想的抗高冲击、高过载缓冲防护材料。

基于最大相关峭度反褶积的齿轮箱复合故障特征提取

提出一种基于最大相关峭度反褶积(Maximum correlated kurtosis deconvolution,MCKD)的复合故障特征提取方法,通过MCKD对原信号降噪,提取感兴趣的周期成分,同时将此方法与最小熵反褶积对比研究,验证该方法的强降噪效果。将该方法运用于齿轮箱复合故障诊断中,可成功提取出各个故障特征。

冲压式快速空投硬式气囊缓冲技术研究

创新地提出了冲压式快速空投硬式气囊缓冲技术观点,采取冲压集气方式,借助于空投设备的飞行速度,直接从大气中获取工作能源。使用冲压式快速空投硬式缓冲气囊进行空投,缩短了空投时间,体现了快速空投的特点。

泡沫铝-聚氨酯复合材料的厚度对其缓冲性能的影响

采用泡沫铝填充量(体积分数)为12.15%的泡沫铝-聚氨酯复合材料,在7 800g的冲击加速度下,建立了3种厚度分别为6,8,12 mm的泡沫铝-聚氨酯的缓冲模型,用Ansys对各缓冲模型进行了应力分析,得到了各模型的变形情况,分析了不同厚度的缓冲模型的冲击吸振性能。结果表明:在一定厚度范围内,厚度越大,泡沫铝-聚氨酯复合结构模型受到冲击时产生的最大应力越大,最大变形量也越大。

某企业磁极铁芯生产线仿真优化

为了提高某电机企业生产的综合效率,对该电机零部件磁极铁芯生产线进行优化,选用Petri网建立磁极铁芯生产线模型,Flexsim仿真生产线模型并找出瓶颈工序。同时从生产流程优化、生产能力平衡两个方面,结合工业工程中ECRSI原则设计优化方案,依照生产线平衡评价理论,最终选出最优方案,使生产线平滑性指数从570.29减少到135.93,生产线平衡率从28.13%提高到60.4%。结果表明,优化后的生产线达到了缩短瓶颈时间、提高生产效率的目的,为企业车间生产优化工作提供了借鉴,所使用的相关研究方法和结论对其他相类似的机械加工生产线也具有一定的参考价值。

冲压式空投气囊着陆缓冲性能仿真研究

目的以冲压式空投气囊为研究对象,对气囊的着陆缓冲过程进行有限元仿真,以研究其缓冲性能。方法使用Solid Works软件建立了气囊和装备的几何模型,导入到有限元分析软件Ansys/LS-DYNA中划分网格,加载并进行求解,并用后处理软件Ls-prepost对仿真结果进行分析,得出了气囊的体积和压力变化曲线,以及空投装备的位移、速度和加速度的变化曲线。结果气囊在着陆缓冲过程中的最大压力为0.198 MPa,空投装备的着陆冲击加速度峰值为175 m/s2(17.9g)。结论空投装备的最大冲击过载是17.9g,装备最大过载Amax<允许过载20g,气囊满足性能要求。气囊内压力峰值对于气囊的设计有重要影响,以气囊峰值压力0.198 MPa为参考标准,在气囊材料选取和气囊加工方面要确保气囊能承受相当的峰值压力,以避免缓冲时气囊发生爆裂。