板料冲压成形滑移线形成机理及影响因素

通过理论分析和数值模拟探究了滑移线缺陷的形成机理和滑动过程,分析了影响滑移线产生的相关因素。采用田口法设计正交试验研究了凸模圆角半径、压边力差值、摩擦因数、拔模角度和板料厚度等因素对滑移线的影响程度,通过控制变量法研究了凸模圆角半径、压边力差值、摩擦因数和拔模角度对滑移线的影响规律。结果表明,各因素对滑移线的影响程度为:压边力差值>拔模角度>凸模圆角半径>板料厚度>摩擦因数。得到了凸模圆角半径、压边力差值、摩擦因数和拔模角度等对滑移线的影响趋势,并应用影响规律解决前顶盖滑移线问题,为滑移线的控制提供了参考。

结构光自标定方法综述

相机—投影仪结构光系统标定是三维重构、三维测量等操作的基础,标定精度直接决定了重构与测量精度。基于标定物的传统标定方法精度高但过程繁杂,自标定方法操作简单,可以满足一些特殊场景的需要,但数学模型复杂且精度与鲁棒性较差。针对当前结构光自标定方法进行了系统综述,对不同自标定方法进行分类归纳,对结构光完全自标定重点论述,且对系统重构效果进行比对。最后,提出了结构光自标定方法存在的问题与挑战,及未来可能的发展方向。

基于SSA-SVM的刀具寿命预测

数控机床(CNC)自动刀库中刀具的管理工作以及机床运行参数制定,都与刀具的使用寿命息息相关,而刀具寿命预测值与其影响因素呈现出一种高维度的复杂非线性关系。针对这一问题,提出将刀具寿命影响因子作为变量输入到支持向量机(SVM)模型,再利用麻雀搜索算法(SSA)对SVM的核函数g和惩罚参数C进行优化,以均方根误差(RMSE)作为适应度函数,通过迭代选择最优的回归参数训练模型。结果表明:SSA-SVM模型预测精度较BP神经网络、SVM、LSTM分别提升了9.1%、5.6%、0.12%,且耗时仅为4.7247 s,方法具有可行性。

基于UMAP辅助的模糊C聚类方法进行太赫兹光谱识别

太赫兹(THz)具有低能性、瞬态性、波谱分析能力强的优点,在物质鉴别方面具有广阔的应用前景。现有的基于THz的物质鉴别方法,虽然取得了一定的效果,但是存在容易陷入局部最优的问题,从而导致识别精度不高。均匀流形逼近与投影(UMAP)作为一种非线性降维方法,其假设数据均匀分布在黎曼流形上,可以对具有模糊拓扑结构的流形进行建模。UMAP降维的过程是通过最小化两个拓扑表示之间的交叉熵,从而实现低维空间中数据表示的布局优化。传统的模糊C聚类方法(FCM)在聚类时,初始聚类中心往往随机给定,当初始聚类中心选择不恰当时,容易导致错误的聚类。为此,提出一种基于UMAP辅助的模糊C聚类算法,首先运用UMAP对输入的THz样本矩阵进行降维;再根据类与类之间距离最大化的原则,选择合适的初始聚类中心;最后利用模糊C均值聚类的方法进行聚类。所提出的方法不仅能够解决聚类过程中类与类之间过度拥挤的现象,而且能够反映出类别间的距离信息以便于给样本选择合适的初始聚类中心。为了验证提出的聚类方法的可靠性,运用太赫兹时域光谱技术对鲁棉研28、鲁棉研29、鲁棉研36、中棉28四种不同类型的转基因棉花种子进行了探测,利用基于UMAP辅助的模糊C聚类算法对转基因棉花种子的吸光度光谱数据进行聚类分析,成功地将四种不同类型的转基因棉花种子区分开,得到了总正确率为0.9833的聚类效果,说明提出的基于UMAP辅助的模糊C聚类算法在物质太赫兹光谱识别方面具有良好的应用前景。

动态模式分解及其在轴承早期故障诊断中的应用

滚动轴承是装备制造业中关键基础零部件,其在服役过程中的工作状态直接决定着主机产品的性能、质量和可靠性,有效的轴承早期故障监督检测技术是实现设备预防维修的重要保证。提出将动态模式分解(DMD)算法改进后应用于轴承早期故障信号的特征提取中,传感器采集得到的原始时间序列通过投影降噪后进行动态模式分解,采用软阈值法自适应地根据原始信号噪声水平得到若干单频模式,对这些模式分量进行多尺度排列熵值计算,通过阈值法筛选出原始动力学系统中的低秩成分,对其进行恢复重构后提取早期故障特征频率。在仿真信号和实测信号的试验研究中验证了提出方法的有效性。

直廓环面蜗杆传动的高次方修形原理

系统地建立了高次方修形直廓环面蜗杆传动的数学模型,用微分几何和啮合理论等理论推导了蜗杆副的曲率参数,啮合函数以及曲率干涉界线函数.证明了直廓环面蜗杆的齿面为不可展的直纹面,这与其蜗杆的齿面形成原理相吻合.利用最小二乘法拟合无量纲化的修形数据得到普适型高次方修形曲线,基于此曲线推导出工艺传动比的计算公式,得到高次方修形蜗杆传动.根据不同次修形曲线修形的数值算例分析表明,高次方修形可消除原始型直廓环面蜗杆齿面的常接触线,有效的增大了蜗杆副齿面的共轭区面积,修形后蜗杆全长可被利用,承载能力强.但高次方修形后的蜗杆副齿面存在曲率干涉界线,有可能导致蜗杆副发生根切.

常刚度法和切线刚度法在金属材料数值仿真中的应用

对常刚度法和切线刚度法两种非线性有限元计算方法进行对比研究。通过FORTRAN语言编写UMAT子程序将两种算法嵌入至ABAQUS软件中,再结合AA7075-T6铝合金试样的单轴拉伸实验及其数值模拟结果,分析单元尺寸、增量步对这两种算法的计算效率、精度及稳定性的影响。结果表明:在不同增量步和单元尺寸下,常刚度法的计算效率更高,但若以计算的精度作为标准,则切线刚度法的计算效率更高。在相同单元尺寸下,增量步越小,算法精度越高,但常刚度法的波动更大。由于增量步影响占主导,若增量步非常小,则单元尺寸对常刚度法精度的影响甚微,反之影响较大,而切线刚度法的精度受单元尺寸的影响很小。综合分析可知,切线刚度法的计算稳定性更高,为相关UMAT子程序开发人员提供了依据和参考。