摘要：针对高校工程训练中钣金模块教学存在受客观条件和固定模式制约的问题,天津大学实践教学中心设计并开放了钣金虚拟仿真实验教学平台,学生可以在虚拟车间实现钣金类产品加工的单人单机、全程沉浸式体验。实验规划出6模块、2模式的架构,融合工程识图、工艺路线、安全教育、零件加工、产品制造等于一体,同时匹配全过程式考核评价机制,通过与线下实操相结合的方式开展基于创意产品设计制作的项目驱动式教学,虚实结合并以虚促实,有效培养学生的工程实践能力与创新能力。平台自开放运行以来,持续应用于钣金实践教学,并支持多项课题研究工作,服务国家新工科建设的大局。

摘要：提出一种可实现宽频减振的新型三磁铁磁性动力吸振器(TMDVA),该吸振器仅由三块圆柱形永磁铁和一个减振管组成。分析了该吸振器的非线性磁力特征,阐述了磁铁间距对磁力刚度的影响规律。以理想悬臂梁为减振对象建立了磁性吸振器-悬臂梁减振系统动力学模型,从瞬态动力学和能量角度揭示了吸振器对共振频率不同梁的宽频减振机制。研究表明,该吸振器可以有效实现宽频减振,调节磁铁间距可以优化吸振器的宽频减振效果。对于共振频率不同的梁,吸振器最优减振效果对应的磁铁间距与梁共振频率近似呈现线性关系,这为该吸振器的设计优化提供了便利。

摘要：研究了级联双稳Duffing系统的随机共振特性,证明级联双稳Duffing系统变尺度系数、阻尼比和级数等参数的适当调节,不仅可实现大参数信号的级联随机共振,而且可优化单级双稳Duffing系统的随机共振特征,即参数调节的级联双稳Duffing系统能实现比单级双稳Duffing系统更好的随机共振输出.此外,级联双稳Duffing系统对方波信号具有良好的滤波整形作用,可用于实现含噪方波信号的波形恢复.

摘要：针对滚动轴承早期故障的诊断问题,提出了SVD分量包络检测方法。该方法首先利用奇异值分解对一维采样时间序列进行高维空间重构,然后寻找到包含故障特征信息的子空间。再对子空间逆变换得到的分量信号进行包络分析,得到该包络信号的频谱并在该频谱中检测到滚动轴承的早期故障特征。仿真和工程实验结果验证了所提方法的有效性。

摘要：以外加磁场压电悬臂梁能量采集系统结构为研究对象,根据磁化电流方法探讨了具有悬臂梁特征的系统结构的磁场作用力及其计算方法,给出了相应的磁力计算模型,并将计算结果与实验数据进行了对比.研究表明,磁化电流方法导出的磁力计算模型存在偏差,其磁力计算误差随着磁铁间距缩小而增大.通过引入悬臂梁末端磁铁的偏转角度,对磁化电流法计算模型进行改进,得到合理的外加磁场压电悬臂梁能量采集系统的磁力计算模型,为该能量采集系统的进一步研究提供了可靠的磁力计算理论依据.

摘要：在分析了常规刚性支撑非线性能量采集系统的研究基础上,提出外部磁铁弹性支撑的结构设想,保证系统在低强度激励条件下也能处于双稳态振荡,提高机电能量转换效率.研究表明,对于强度变化的随机激励历程,弹性支撑非线性能量采集系统不需要实时调整磁铁间距,能够更好地迎合强度时刻变化的随机激励源,实现高效的机电能量转换.

摘要：以二阶线性系统为信息检测处理模型,提出二阶线性系统调参共振的特征信号检测方法。该方法利用线性系统的共振特性,得到系统响应最大值随固有频率变化的特性曲线,根据曲线中的极大值即可识别噪声中的特征信号。仿真和转子故障诊断实验表明,所提出的方法原理简单,能为实际信号检测与处理提供一种可行实用的方法。

摘要：以永磁铁构成的常规非线性多稳态悬臂梁系统,若要增加稳态数目,通常需引入更多的磁铁,易使系统结构变复杂和参数增多.本文利用矩形磁铁和环形磁铁的作用,提出了一种双磁铁构成的多稳态悬臂梁系统.通过矩形磁铁和环形磁铁之间磁力以及系统势函数的理论分析与实验检验,证明这种双磁铁悬臂梁系统在不同的磁铁尺寸或磁铁间距下,可以具有单稳、双稳、三稳和四稳的非线性特征,为实现由永磁铁构成多稳态悬臂梁系统,提供了有效简化的设计途径.

摘要：为实现空间各方向振动能量的获取,设计了一种压电悬臂梁式三维振动能量采集器。系统动力学建模以及势函数和非线性磁铁力的分析,揭示了采集器通过双稳或单稳振荡特性而有效获取空间各方向振动能量的机制。仿真模拟和实验测试结果表明,对于一定带宽和强度的随机激励,系统至少存在一个最优的初始磁铁间距,可在两个坐标轴方向同时实现最优机电能量转换,同时保证第三个方向上的次优。对于实际振动环境,确定一个最优的初始磁铁间距,可实现高效的、结构间距无需实时调整的振动能量获取。

摘要：针对强背景噪声下信噪比极低的微弱特征信号的识别问题,提出了基于奇异值分解的随机共振特征提取方法.该方法首先利用奇异值分解对实际采样信号进行预处理和重构,然后寻找到特征信号分量与噪声强度相匹配的分量信号.此分量信号再经过非线性双稳系统的随机共振处理,可实现从强噪声背景中检测极微弱的特征信号.