基于模糊C均值聚类和转子轴心轨迹特征的转子状态诊断

针对现有轴心轨迹特征用于转子故障程度判别识别精度低、效果差的问题,提出一种基于轴心轨迹象限信息熵的轴心轨迹特征提取新方法。该方法将轴心轨迹按象限划分为四个区域,分别计算四个区域的信息熵作为故障特征,然后使用模糊聚类进行故障模式识别和故障程度判别。通过分析网格划分程度对于聚类效果的影响,确定了象限信息熵获取过程中关键参数的确定方法,进而通过聚类中心初始化,改善了模糊C均值算法聚类效果不稳定的问题。通过在实验台进行不同故障不同程度的故障模拟实验,将提出的新指标与现有轴心轨迹特征进行对比,结果表明该方法在识别效果和数据可视化方面表现卓著,为后期进行实时状态监测和故障精密诊断提供了新的思路。

外隔圈不平行度对轴承性能影响的数值分析

为给轴承隔圈精度设计及制造误差控制提供理论依据,进行了外隔圈平行度不良引起单列轴承倾斜运转时的性能分析。首先用外隔圈端面倾斜角来描述其不平行度,分析了其倾斜角对轴承安装姿态的影响,继而以滚动轴承拟静力学分析为基础,给出了考虑外隔圈不平行度的角接触球轴承动力特性计算方法,并分析了外隔圈不平行度对轴承生热的影响。以7014C轴承为例,在轴向力为400N、外隔圈端面倾斜角为0.018 2°的情况下,计算的最大接触应力增大了2.15%,且该值随着倾斜角的增加而增大。同时,外隔圈的不平行度会引起球接触区域发热不均匀,在径向载荷作用下,外隔圈不平行度引起的轴承发热更明显。大多数机床主轴是在承受径向载荷工况下工作,因此外隔圈平行度不良的影响不容忽略。

统一计算架构下的装配精度并行计算模型

针对复杂装配体在多指标需求下装配精度计算效率低下的问题,提出了一种基于统一计算架构(CUDA)的多误差传递路径装配精度并行计算模型。首先,对局部并联结构进行旋量转换,得到涵盖串并联的小位移旋量(SDT)模型,在此基础上将装配特征作为误差传递单元,通过构建姿态变换和误差传递模型,分解误差传递过程,为后续并行计算提供支持;然后,对多功能需求(FR)误差传递路径按类型特征进行路径合并和误差旋量复用,减少计算量和数据生成量;最后,设计算法数据结构,根据任务需求分配线程任务、合理分配内存及降低访存时延。采用该模型对某型航发高压压气机转子的装配精度进行仿真计算,结果表明:与传统CPU模型相比,所提模型的装配精度计算速度提高了约97.3倍,能够为复杂装配体的装配精度计算和公差设计提供支持。

模型不确定的下肢康复机器人轨迹跟踪自适应控制

为了实现康复训练过程中高精度的轨迹跟踪控制,针对下肢康复机器人的模型参数和外界干扰等不确定性因素对其轨迹跟踪造成严重影响,提出一种模型不确定的下肢康复机器人轨迹跟踪自适应控制方法。根据所提方案,设计了相应的轨迹跟踪自适应控制器;并进行了轨迹跟踪控制仿真实验对比分析,结果表明,计算力矩控制方法在系统模型不确定时,膝关节的最大角度跟踪误差高达11.3°,髋关节最大稳态误差4.6°;而轨迹跟踪自适应控制方法在模型不确定的情况下,髋关节和膝关节的角度跟踪稳态误差均收敛于零;轨迹跟踪自适应控制方法可以显著提高下肢康复机器人轨迹跟踪的精度。

摩擦系数对高副接触磨损影响的有限元模拟

为研究摩擦系数对高副接触磨损的影响,利用有限元方法,采用ANSYS软件建立了圆柱和平板相接触的磨损预测模型.根据改进的Archard磨损模型计算磨损量,采用移动接触边界节点的方法来模拟材料的去除过程,并与实验数据进行了对比,证明了模型的合理性.利用该模型,研究不同的摩擦系数对磨损量、接触压力、滑移量、正应力、剪应力的影响.仿真结果表明,较小的摩擦系数会产生较大的接触压力和滑移量,从而使磨损量增大.较大的摩擦系数会加速疲劳的产生.

燃机端面齿微动磨损分析及数值仿真

运用Archard磨损定律以及接触力学理论,研究了燃机端面齿楔形接触面在不同交变载荷力作用下接触面接触压力、接触宽度、间隙量、滑移量等接触特征参数随磨损过程的变化发展规律.结果表明,接触齿面的磨损是由于接触面间反复的相对滑动、磨损导致了接触面几何形貌以及接触压力的改变,这些因素又反过来影响磨损过程.各参数具有时间依赖性,并且之间存在不可分割的关系.将计算结果与试验结果进行比较,证明该计算模型具有有效性和合理性.

脑控智能假肢的人机协同控制方法研究

针对脑控智能假肢系统目前普遍存在着人机交互能力不足的问题,通过对人手运动过程中脑控机理的分析和依据人机协同控制理论,提出了一种适用于脑控智能假肢的人机协同控制策略。分析表明,人机协同控制方法主要分为2个部分,即基于触滑觉传感器的假肢抓握控制方法和基于触滑觉传感器的假肢抓握保持控制方法。同时结合多感知融合技术,搭建了一种脑控智能假肢人机协同控制系统,并进行了实验验证。实验结果表明,该系统能够可靠地完成假肢的连续完整操作,且具有较高的鲁棒性。

精密微调器实现二轴联动系统精度增长的研究

控制系统的改进和摩擦副优化设计对先进二轴联动系统精度的提升效果有限。提出通过引入精密微调器与已有的二轴系统实现功能并联,在不干扰已有系统可靠性和大范围运动功能的前提下,实现小范围内运动精度的成倍增长。针对两轴垂直和两轴平行的两类二轴联动系统,分别提出了压电晶体型角度微调器以实现角度精度的增长、电磁液型位移微调器以实现位移精度的增长,分析了它们的工作原理和作用效果。结果表明,提出的精度增长方法能够满足工程预期目标。

冷轧对双辉离子渗铬层组织及性能的影响

研究了冷轧对45钢表层双辉离子渗铬层组织及性能的影响。对45钢表面渗铬层进行冷轧处理后,通过对合金层的组织、结构、形貌及力学性能进行分析,研究了不同变形量下冷轧加工对渗层组织、电化学腐蚀性和耐磨性的影响。结果表明,冷轧加工后,渗层合金层与基体发生了同步塑性变形,在此过程中没有出现破碎、脱落现象,这证实了铬合金层不仅具有优异的冷加工性能,同时还与基体具有良好的结合性。

基于触滑觉感知的智能假肢抓握控制方法研究

触觉和滑觉感知功能是仿生假手不可或缺的感知功能;在原有智能假肢的基础上,通过对触滑觉感知方法的研究,包括触滑觉传感器的选型、后续测量电路的设计和测点布局分析等,开发了一种可以同时实现触觉和滑觉感知的智能假肢;进而,通过模糊逻辑控制方法的引入,实现了假肢的可靠抓握功能及抓握保持过程中的自适应响应控制;实验结果表明,该智能假肢可以实现假肢抓握的稳定控制,并在被抓握物体产生滑动时进行精准快速的自适应响应控制。

X80钢表面聚苯硫醚/二氧化硅耐蚀超双疏涂层制备研究

以X80为代表的高强度管道钢随着服役年限的增长带来的腐蚀问题日益突显,而超双疏涂层有着优异的减阻、防垢等性能。本文介绍一种制备简单、耐蚀的超双疏涂层构筑方法。以二氧化硅和聚苯硫醚为主要涂层材料,通过三种基材处理方式制备了超双疏涂层,以接触角测量仪、电化学工作站等为主要测试工具对涂层的超疏、耐电化学腐蚀性能进行了评价。结果表明,该涂层具有超双疏特性,耐电化学腐蚀性能明显改善。本研究对管道钢防腐蚀涂层制备具有实际应用参考价值。

基于三维叶尖间隙的叶片裂纹动力响应特征分析与诊断方法

将裂纹叶片三维动力响应分析与参数识别方法相结合,分析不同裂纹叶片状态下三维叶尖间隙(3-dimensional blade tip clearance,3D-BTC)动力响应参量的信息熵特征,并利用稀疏滤波从不同参量信息熵分布中无监督学习叶片裂纹的多尺度动力响应特征,实现裂纹叶片在运行过程中响应变化特征的信息熵定量描述。在此基础上,利用支持向量机(support vector machine,SVM)的强非线性映射能力建立多尺度响应特征空间与状态空间之间复杂映射。经试验证实,所提方法能实现叶片裂纹损伤程度的定量诊断,达到100%的诊断准确率,远优于其他方法,且诊断结果稳定性好。