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大型推力调心滚子轴承接触特性仿真分析
蔡海潮;李康宁;薛玉君;叶军;胡向义;开挖直径为12 m级超大竖井钻机驱动装置主轴承常面临恶劣的服役环境，为探究其复杂接触的特性，研究建立了1.9 m级推力调心滚子轴承的有限元模型，在ANSYS Workbench平台开展瞬态动力学分析，系统研究轴向载荷、转速、曲率半径比和接触角对轴承接触特性的影响以及冲击载荷对轴承滚子与内圈的影响规律。结果表明：转速对轴承接触特性影响较小，轴向载荷与滚子及内外圈的最大等效应力呈近似线性关系；接触应力沿滚子母线分布呈现显著的边缘效应，最大接触应力为2 179.2 MPa。曲率半径比为1.04,接触角为48°时，接触应力分布均匀性得到显著改善，最大接触应力下降为1 720 MPa;冲击载荷脉冲宽度由40 ms减少到20 ms时，滚子速度和加速度响应增幅为3～4倍，而轴向位移主要与脉冲幅度正相关。
航发附件机匣轴承喷油润滑热特性分析与验证
董帅豪;牛荣军;赵新浩;王丹丹;汪静静;为揭示喷油润滑条件下航空发动机附件机匣轴承的精确热特性，改善附件机匣球轴承的喷油润滑效果，以6209型高速球轴承为研究对象，建立了摩擦生热与流场温度场的双向耦合模型，分析了润滑与工况参数对其温度场的影响规律。研究表明：轴承转速的升高和载荷增加都使得轴承温升增大。供油量的增加带走更多热量，同时会使得搅油损耗增加，抵消了部分润滑油原本的冷却效果。在给定工况下，当供油量达到1.1 L/min,继续增加供油量不能显著提高轴承润滑效果；当喷嘴数达到3个时冷却效率亦达到临界值。环境温度上升系统性地削弱散热能力，导致轴承内外圈温度不断升高。
典型载荷谱下轮毂轴承寿命预测方法研究
董艳方;于伟;邱明;延紫博;周文博;叶博涛;针对实际服役过程中轮毂轴承寿命难以精准预测的难题，提出一种典型载荷谱下轮毂轴承服役寿命预测方法。首先，考虑弯矩作用的影响，构建轮毂轴承拟静力学模型，采用牛顿-拉夫森(Newton-Raphson)迭代算法求解轴承内部接触载荷，解析不同工况下各接触区接触载荷的变化规律；其次，参照机械行业标准JB/T 13353—2017,制定了用于耐久性考核的典型载荷谱，基于修正的L-P理论得到典型载荷谱下的轴承寿命，同时为考虑多级载荷中存在的加载次序与交互作用效应，引入了一种非线性疲劳累积损伤模型，完成了试验载荷谱下轮毂轴承服役寿命的预测；最后，对比线性与非线性损伤累积模型的差异性，并通过耐久性试验验证了预测结果的准确性和方法的合理性。
超声滚挤压静压力对GCr15轴承钢耐蚀性的影响
黄剑;叶子昕;杜佳冉;马喜强;靳东亮;GCr15轴承钢作为关键轴承材料，其耐腐蚀性能直接影响设备服役寿命。为此，系统研究了超声滚挤压静压力对GCr15轴承钢耐腐蚀性的影响。通过对不同静压力处理后的样品进行电化学测试及微观表征，发现随静压力升高，样品的线性极化电阻增大，自腐蚀电流密度降低，阻抗模值与电荷转移电阻提高，耐蚀性增强。微观分析揭示：200 N时表面钝化膜主要为Fe的氢氧化物和Fe_2O3;500 N时则主要由Fe_2O3和Fe_3O4组成，且钝化膜的厚度和致密性随压力增加显著提升。综合结果表明：超声滚挤压处理有效提升了GCr15钢的耐腐蚀性能，其中500 N静压力下样品的耐蚀性最佳。
航空发动机附件机匣轴承环下润滑特性分析
王冠能;牛荣军;张媛媛;王丹丹;高晓果;航空发动机附件机匣轴承在高转速、高温及复杂载荷条件下运行，其润滑状态直接影响发动机的可靠性与服役寿命。针对传统侧喷润滑方式在供油均匀性及散热效率方面存在的不足，研究分析了附件机匣轴承的环下润滑方案。基于建立的轴承局部摩擦生热模型与流-热-固耦合的油气两相流模型，采用计算流体力学方法系统分析了环下润滑油孔直径、孔数、供油量及转速参数对轴承内部润滑特性的影响规律。研究结果表明：当油孔直径由0.4 mm增大至0.8 mm时，轴承腔内润滑油体积分数有所降低；油孔数量由4个增加至8个时，润滑油周向分布均匀性显著改善；供油量从0.01 L/min增至0.25 L/min过程中，轴承腔内润滑油总体含量持续上升，外圈润滑覆盖效果明显增强；随着转速由2 000 r/min升至10 000 r/min,润滑油分布由内圈聚集逐渐扩展至整个轴承腔，重力影响显著减弱。研究表明，环下润滑在提高轴承润滑覆盖率和均匀性具有显著优势，为航空发动机附件机匣轴承的高效润滑设计与供油系统优化提供了理论基础与参考。
持续荷载-复合盐耦合作用下沙漠砂混凝土劣化机理研究
李琦;罗玲;程昊;田元;冯倍森;为探究沙漠砂混凝土在新疆高盐渍地区的适用性,通过复合盐长期浸泡试验,分析了沙漠砂混凝土在持续荷载作用下的性能劣化规律。研究结果表明:与初始强度相比,持续荷载为0.3与0.5倍压应力作用时,浸泡120 d的试验组抗压强度分别增长了24.11%和14.23%;当浸泡龄期超过120 d时,0.5倍压应力作用下的试验组性能劣化加剧,相对动弹性模量的下降速率较0.3倍压应力增加了23.35%;通过扫描电子显微镜可以看出,在复合盐侵蚀120 d后,侵蚀产物的累积与0.5倍压应力共同作用加速了沙漠砂混凝土的性能劣化。该研究可为沙漠砂混凝土在新疆盐渍地区工程中的研究与应用提供参考依据。
基于路面附着系数估计的汽车横摆力矩控制
闫俊达;阎春利;针对车辆在不同附着系数路面上的行驶稳定性较差,难以快速准确地估计路面附着系数问题,提出了一种考虑路面附着系数估计的直接横摆力矩(DYC)控制方法,以提高横摆力矩的控制性能。搭建了基于Dugoff轮胎模型的七自由度车辆动力学模型,并依据无迹卡尔曼滤波(UKF)算法设计出路面附着系数估计器。采用模型预测控制算法(MPC)计算附加横摆力矩,改善车辆在不同附着系数路面的行驶稳定性。为了验证控制策略的有效性,借助Carsim和Simulink联合仿真平台,设计针对不同路面附着系数下的工况模拟试验。结果表明:所提出的控制策略在对接路面正弦工况下,其质心侧偏角和横摆角速度的峰值误差分别被控制在0.001 75 rad和0.007 85 rad/s以内,相较于PID和LQR控制,其峰值分别降低了14.2%和8.2%,有效克服了由路面附着突变带来的控制挑战。
Krein空间中对偶框架的稳定性
周慧;张建平;康鑫艺;Krein空间算子理论及其方法在数学与工程领域具有重要应用,因而受到了广泛关注。近年来,框架的概念被引入到Krein空间中。作为框架的推广,对偶框架为信号提供了多种表示方式,从而在信号处理中提供了更多选择与灵活性。然而,Krein空间内积的不定性导致其框架理论与Hilbert空间存在本质差异使得经典的扰动稳定性理论不再直接适用。利用框架算子和Minkowski不等式,研究了Krein空间中对偶框架在数列与Bessel序列扰动下的稳定性,并给出了相应的证明。
非共沸混合工质喷射器吸入室型线优化研究
李骁洋;谈莹莹;李少强;张凯;陈雨帆;以非共沸混合工质R245fa/R32为研究对象,建立了混合工质喷射器数值模型,并搭建实验装置进行验证。在此基础上,针对吸入室内部流动分离与能量损失问题,提出了基于维托辛斯基(Witozinsky)曲线的型线优化方法。研究结果表明:相较于双三次曲线和五次曲线,维氏曲线在优化渐缩梯度与激波分布方面表现更优,使引射比和临界背压分别提升13.75%和7.63%,显著抑制能量损失并维持壅塞状态,适用于非共沸混合工质喷射器吸入室的型线优化。进一步的变工况分析显示:相较于传统结构,R245fa/R32改良型喷射器可有效提升低R245fa质量分数的次流体流量,引射比提升达8.86%,增强了系统的制冷能力。
玄武岩纤维高黏高弹超薄磨耗层路用性能试验研究
李波;张杨;吴正光;康爱红;针对超薄磨耗层在高温、低温及水损害等复杂环境下路用性能不足的问题,将玄武岩纤维与高黏高弹改性沥青结合应用于SMA-5沥青混合料中,通过车辙、单轴贯入、低温小梁弯曲和浸水马歇尔等试验,评估了混合料的路用性能。试验结果表明:玄武岩纤维显著提升了混合料性能,高温动稳定度提高13.0%,低温破坏应变增加43.4%,水稳定性小幅提升2.4%;玄武岩纤维与高黏高弹沥青存在协同增效作用,进一步增强了高温稳定性(提升1.42倍)和低温抗裂性(提升31.4%)。直剪与抗裂试验结果显示:玄武岩纤维使混合料的抗剪强度提高0.86～1.37倍,抗开裂性能提升11.6%～19.8%;高黏高弹沥青侧重于抗裂缝扩展性能,约提升28.3%～67.3%。该研究结果尤其适用于重载交通、高温多雨气候地区的道路养护工程,以及“白改黑”(水泥混凝土路面加铺沥青层)路面改造项目。其协同增效作用显著提升超薄磨耗层综合性能,可为预防性养护与实际工程应用提供参考。
二值图像细化算法的比较与改进
崔凤奎,王晓强,张丰收,王永森本文在分析二值线图形的基本细化原理及目前流行的各种细化算法的基础上，提出一种以Ｈｉｌｄｉｔｃｈ经典算法为基础并行与串行处理相结合的细化算法。该算法大大提高了处理速度，满足工程图矢量识别系统对处理速度的要求。
系统动力学在国内外的发展历程与未来发展方向
钟永光;钱颖;于庆东;杜文泉;回顾了系统动力学的国内外发展历程,特别是对20世纪90年代以来,系统动力学在宏观领域、项目管理领域、学习型组织领域、物流与供应链领域所取得的成果进行了综述。最后指出了在基于主体的建模,心智模型、制订动态决策与学习,组织和社会的进化等理论领域和模拟软件等技术领域系统动力学未来面临的挑战和发展方向。
一种基于神经网络的机器人路径规划算法
禹建丽,李晓燕,王跃明,韩平研究已知障碍物形状和位置环境下的全局路径规划问题。给出了一个路径规划算法 ,其能量函数的定义利用神经网络结构 ,根据路径点位于障碍物内外的不同位置选取不同的动态运动方程。规划出的路径达到了折线形的最短无碰路径。仿真研究表明 ,本文提出的算法计算简单 ,收敛速度快 ,方法可行
吸波材料的研究现状与进展
巩晓阳,董企铭吸波材料是一种重要的军事隐身材料和民用防护材料 ,其机理本质上是电磁波与物质的相互作用 ,由电磁损耗机制可分为三种类型 ,即电阻型、电介质型和磁介质型。本文从这三种类型的不同机理出发 ,分别论述了碳纤维、石墨、导电高聚物、钛酸钡、铁氧体及金属微粉的研究现状和发展趋势 ,较为详细地介绍了新型纳米材料的性质和在吸波方面的机理、应用 ,并对其它新型吸波材料的研究现状也有论述 ,最后对吸波材料的应用前景进行了展望
MPU9250传感器的姿态检测与数据融合
刘春阳;徐军领;程洪涛;王东方;薛玉君;设计了基于MPU9250多轴姿态传感器和MSP430F149单片机的姿态检测系统。利用传感器内部的陀螺仪、加速度计和电子罗盘,可以对3个轴的角速度、加速度、磁感应强度进行测量,进而解算成角度姿态。利用优化的卡尔曼滤波算法对解算的姿态角度进行了融合处理,融合后的数据有效地抑制了噪声,提高了角度姿态检测的准确性。设计的姿态检测系统每秒钟可以完成100次姿态检测与计算,具有体积小、响应快等特点,并应用于自平衡小车的姿态检测。
混凝土本构关系研究现状及发展
刘小敏,王华,杨萌,崔广仁对混凝土本构关系模型,从新兴交叉学科的研究成果对混凝土本构关系发展的影响和在特定环境下混凝土本构关系的新成果两个角度来评析混凝土本构关系研究的发展。指出为了适应混凝土的复杂加载和破坏的特点,将多种模式组合,如塑性断裂、粘弹塑性、塑性损伤、内时塑性、内时损伤等理论交叉将会得到进一步加强。此外,有关动力分析、随机因素的本构关系值得深入的探讨。
植物中游离氨基酸的提取、纯化及分析方法
刘荣森;杨虹琦;黄郁维;张长水;孔繁伦;综述了植物游离氨基酸的提取、纯化以及氨基酸的常用分析方法,包括从植物的烘干样品和鲜样品中提取、纯化游离氨基酸的方法;氨基酸的分析方法包括平面色谱法、氨基酸自动分析仪法、气相色谱法、反相高效液相色谱法、高效阴离子色谱-积分脉冲安培法,分析了各种氨基酸分析方法的优缺点。
系统动力学在国内外的发展历程与未来发展方向
钟永光;钱颖;于庆东;杜文泉;回顾了系统动力学的国内外发展历程,特别是对20世纪90年代以来,系统动力学在宏观领域、项目管理领域、学习型组织领域、物流与供应链领域所取得的成果进行了综述。最后指出了在基于主体的建模,心智模型、制订动态决策与学习,组织和社会的进化等理论领域和模拟软件等技术领域系统动力学未来面临的挑战和发展方向。
人工智能在机器翻译中的应用研究
郭明阳;张晓玲;唐会玲;孟庆端;任龙波;针对人工智能在机器翻译中的应用现状和发展趋势,探讨了人工智能对于提高机器翻译效率、促进行业发展的新路径。首先,分析了人工智能在机器翻译行业中的发展趋势,并阐释了具体的应用方式;其次,立足国情,发掘中国在人工智能和机器翻译行业中的发展优势,并研究在大数据时代,提高机器翻译效率的方法。研究结果期望为中国基于人工智能的机器翻译产业发展提供参考,为制定人工智能和机器翻译产业政策提供决策依据,并为人工智能在自然语言处理和机器翻译的研究提供帮助。
四自由度机器人Matlab仿真实例
冯飞;张洛平;张波;以一个四自由度机器人为例,图示了关节坐标系的设置,建立了机器人的运动学参数和关节的变换矩阵,并通过两个Matlab示例程序介绍了仿真程序的编写方法。最后通过实际仿真应用,探讨了利用Matlab软件完成绘制四自由度机器人的三维运动轨迹,并且通过动画来进行仿真研究的方法,最终通过机器人在笛卡尔空间做直线轨迹运动的截图展示了仿真运行的效果。研究表明,利用Matlab进行软件仿真能够大大地缩短机器人的开发周期,具有非常高的经济效益。