摘要：评估或抑制转子系统振动需要知道目标位置处转子的振动,然而转子结构或工作环境等因素可能导致目标位置难以安装振动传感器。为了用非目标位置传感器的信息重构目标位置处转子的振动,提出了将增广卡尔曼滤波器(Augmented Kalman filter, AKF)应用于柔性转子系统振动及不平衡激励的联合实时重构策略。首先,分析了转子系统不平衡激励对经典Luenberger观测器振动重构结果的影响,说明了过高增益可能导致的观测器不稳定问题;然后,将不平衡激励表示为不平衡参数分量设计了增广状态变量,建立了该增广系统的离散状态方程;最后,设计AKF来对该增广系统状态进行实时估计,通过仿真和实验验证了该策略的有效性。结果表明,各重构方法收敛速度快于转子系统动态变化速度,能够用于振动实时重构;不平衡激励将影响振动重构方法的精度,考虑了不平衡激励影响的AKF精度高于传统Luenberger观测器;通过将不平衡参数分量而不是不平衡激励值作为增广变量,所提出的AKF能够在较大的转速范围内实现对转子系统振动的实时重构。

摘要：锥面管接头在复杂机电产品中应用广泛，其密封性能直接影响到机电系统的可靠性. 针对目前其密封性能的定量评价研究较少，一些设计参数对密封性能的影响规律尚不明确的现状，提出了宏微观相结合的锥面管接头密封性能定量评价方法，并探究了相关设计参数对密封性能的影响规律. 首先，采用边界元方法对其装配过程中密封界面微观接触行为进行模拟，得到泄漏通道消失时的临界接触压强;其次，对其拧紧过程进行宏观弹塑性有限元分析，得到装配过程中密封界面上的接触压强分布情况;最后，结合宏微观分析结果得到有效密封面宽，将其作为锥面管接头密封性能定量评价指标，即在相同预紧力作用下，有效密封宽度越大，密封性能越好. 在此基础上，以有效密封面宽为指标定量分析了相关设计变量对密封性能的影响规律. 结果表明，针对本研究中的锥面管接头结构，正锥角差的管接头密封性能优于负锥角差和无锥角差的结构;管接头密封性能随锥面粗糙度的增加而降低;无锥面圆度误差的管接头密封性能优于含有锥面圆度误差的管接头.

摘要：为了解决自复位耗能钢框架梁柱节点中附加耗能构件耗能稳定性不足,附加复位构件应用过程复杂、变形能力较低、安全储备度及性价比不高,自复位耗能钢框架整体结构性能化设计方法适用性不强等问题,从附加复位及耗能构件的种类选择、其与钢框架的连接应用构造及该类型节点所在整体结构的性能化设计等方面对现有自复位耗能钢框架梁柱节点的研究进行综述和分析,明确现有研究中的不足,指出今后自复位耗能钢框架梁柱节点需要进一步深入研究的关键问题。

摘要：针对模块化智能特性下多品种小批量服装生产系统的快速重构需求,提出一种基于反向传播(BP)神经网络进行模块族工时预测,并用于混合模式部件模块生产编排优化的方法。以企业近几年生产的550款典型衬衫款式为例,基于11类衬衣模块族,通过对标准工时影响因素权重分析,构建BP神经网络预测模型。最终对标准工时模型预测效果进行验证,并基于模块族针对2款衬衣实现混合生产线的工序分配。结果表明:各模块族平均绝对误差均在9 s内,且其中8个模块族的误差值未超过5 s;混款生产模式相较于单款式生产编制的效率均在90%以上,采用模块优化的编制效率可达95.55%,且平滑指数降低了50.09%,说明工时预测及模块化工序分配应用效果较好。本文研究结果可一定程度上满足企业混款组合加工的应用要求,为快速报价、制定生产计划提供参考。

摘要：为了准确感知探针接触,降低探针损坏更换频率,设计并制作了一种基于压电效应的力感知探针。利用有限元软件优化设计压电厚膜感知层的结构尺寸,并基于电流体喷印工艺完成曲面共形压电厚膜的制备。搭建力感知探针标定系统,分析推导出灵敏度公式,并计算不同接触速度下的接触力。测得在0.2 mm/s的接触速度下,力感知探针的灵敏度达到744.203 pC/N,非线性误差为4.26%。实验结果表明,该力感知探针具有占用空间小、结构简单和灵敏度高的特点,在防止探针接触变形、感知接触力等方面有广阔的应用前景。

摘要：非黏结柔管在海洋油气田的开发中得到广泛应用,其扭转平衡是保证作业期间结构安全的重要原则,然而现有分析理论简化假设较多,导致仍有非黏结柔管设计出现扭转不平衡现象.为了提高扭转模拟的准确性,不影响管道实际使用,本文聚焦现有设计分析中所忽视的螺旋铠装内外侧耐磨胶带,基于理论推导,建立耐磨胶带层扭转刚度及弹性模量修正算法,结合有限元模型,探究胶带层叠压对于非黏结柔管整体扭转的影响.结果显示,采用经过修正的胶带层弹性模量所得管道扭转结果更接近实测结果,对实际工程应用具有一定的指导意义.进一步研究发现,非黏结软管的整体扭转角与耐磨胶带的宽度正相关,与耐磨胶带的铺设角负相关,而随着叠压率增加,管道扭转角减小.

摘要：为了满足三通管液压成形过程的监测和过程控制的需求,构建了一个基于有限元数据驱动的机器学习框架用于多物理场的实时预测,包括:数据生成模型构建,建立能够准确描述塑性成形过程的有限元模型;数据集生成,结合成形工艺特点和成形设备参数范围要求进行实验设计,同时通过有限元模拟创建数据集,用于机器学习模型的训练;模型训练,选择机器学习算法就有限元模拟生成的数据集进行学习,建立边界位移与材料内部位移场的映射;多物理场计算,基于预测位移场推导材料内部应变、应力以及厚度场等的分布。采用该框架构建了基于CPB06屈服准则的纯钛三通管液压成形有限元模型,在此基础上通过加载路径全因子模拟实验生成了机器学习数据集,并采用随机森林和梯度提升算法实现了材料内部位移的实时预测,计算出了等效应变、等效应力和管材壁厚的分布。将上述预测模型用于全新工况的三通管液压成形,结果表明,预测误差不超过5%,说明构建的集成有限元方法的机器学习框架可以解决有限元模型无法在线分析的问题,实现对塑性加工过程中多物理场的实时预测。

摘要：[目的]针对网络带宽资源受限、受模型不确定和外部环境扰动的多无人船,提出一种基于动态事件触发的多无人船协同路径跟踪控制方法。[方法]首先,在协同层设计中,通过引入一个动态变量,设计动态事件触发机制,进而设计动态事件触发的路径参数更新律,用来降低网络通信量;并设计路径参数预估器,以在通信间隔内对邻居无人船的路径参数进行预估。然后,在制导层设计中,设计基于视距的制导律。最后,在控制层设计中,设计超螺旋观测器来对总扰动进行估计,并基于估计的总扰动设计超螺旋动力学控制律。[结果]通过稳定性和芝诺分析,证明了闭环系统是输入–状态稳定的,并且所提方法不会发生芝诺现象。对比仿真结果验证了所提基于动态事件触发的无人船协同路径跟踪控制方法的有效性。[结论]所提方法能够在保证协同路径跟踪效果的同时降低暂态和稳态时的网络通信量。

摘要：车轮多边形和钢轨波磨作为高速铁路典型轮轨周期性磨耗均会加剧轮轨振动,影响行车安全。为探究极端条件下当车轮多边形和钢轨波磨共存时的相互作用:首先,考虑高速铁路典型轮轨周期性磨耗建立了轮轨系统的有限元模型,探究了具有频率相关性的轮轨周期性磨耗竞争机制;然后,对比研究了具有频率相关性的轮轨周期性磨耗同/异相位接触时的轮轨摩擦耦合振动特性;最后,研究了具有频率无关性的轮轨周期性磨耗相互作用时的轮轨摩擦耦合振动特性。研究发现:在具有频率相关性的车轮多边形和钢轨波磨共存时的极端条件下轮轨系统最不稳定;具有频率相关性的轮轨周期性磨耗处于同相位时会加剧轮轨系统的不稳定,且同/异相位之间轮轨摩擦耦合振动的差距会随着波深的增加而增大;具有频率无关性的轮轨周期性磨耗的振动频率越接近对轮轨系统稳定性的影响越大。

摘要：为明确提速线路路-桥过渡段提速必要条件,基于列车车轮跳轨全过程计算方法,分析考虑车轮跳轨的路-桥过渡段轨道动力响应特性,研究列车速度和过渡段折角对车轮跳轨特征和轨道动力响应的影响。研究结果表明:当轮轨密贴时,轮轨力、钢轨竖向位移等动力学指标随过渡段折角和列车速度的增大呈逐渐增大的趋势,且过渡段折角对这些动力学指标的影响明显比列车速度对其的影响大,如列车速度由160 km/h增至300 km/h,轮轨竖向力由105 kN增至140 kN,增幅33.3%;过渡段折角由0.05%增至0.25%,轮轨竖向力由84 kN增至143 kN,增幅70.2%。考虑轮轨分离时,跳轨持续时间和车轮跳轨高度车轮跳轨高度随列车速度或过渡段折角的增大而增大,且过渡段折角对车轮跳轨特征影响明显,如当列车速度由280 km/h增至320 km/h时,车轮跳轨高度和跳轨持续时间跳轨高度由4 ms、4.12 mm分别增至6 ms、4.52 mm,增幅分别为50%、9.7%;过渡段折角由0.18%增至0.22%,跳轨持续时间和车轮跳轨高度由3.7 ms、2.89 mm分别增至7.9 ms、6.04 mm,增幅分别为113.5%、109.0%;轨道动力响应随列车速度或过渡段折角的增大而增大,且建议考虑车轮跳轨发生后冲击阶段的轮轨相互作用。250 km/h提速300 km/h有砟轨道线路,路-桥过渡段折角建议不应大于0.20%。