摘要：为了建立系统的正交面齿轮传动啮合界线与曲率干涉界线理论,本文通过求解非线方程组获得了两类界线的数值解。证明了啮合界线在小轮齿面上是渐开线;其共轭线也是渐开线。发现干涉界线一般有2条,近齿面干涉界线存在于面齿轮内端附近,大致沿齿高走向。近齿面干涉界点存在平凡解,是干涉界线和啮合界线共轭线的交点,位于传动副瞬时相对转动轴上。基于近齿面干涉界线,建立了面齿轮无根切内径公式,通过数值迭代可以获得内径准确值;还导出了无根切内径估算公式,便于设计中应用。

摘要：为解决在工业大数据条件下,有标签样本少导致机械故障诊断准确率低的问题,提出了一种半监督神经网络模型。该方法采用协同训练的方式,从时域和频域两个维度训练教师网络(T),将无标签数据转化为高质量的伪标签数据。再利用转化后的伪标签数据训练学生网络(S),通过对数据进行评判和计分,避免网络过拟合。最后通过得分函数,对伪标签数据进行阶梯筛选成为有标签数据。齿轮故障诊断结果表明:TS网络在仅有少量有标签数据的情况下,故障分类准确率达90.31%,与其他半监督方法相比,准确率高出15%~20%。在信噪比(SNR)为5、0、-5的条件下,模型可以达到86.81%、78.00%、52.78%的诊断准确率。

摘要：针对齿面磨损条件下大模数齿轮齿条啮合时的齿轮齿根弯曲强度问题,以三峡升船机齿轮齿条传动副为研究对象,搭建立式齿轮齿条起升机构工况模拟实验台,通过齿轮变位方法分析沿齿廓载荷、磨损后齿轮齿厚等相关参数的变化,对正常、1/12磨损、1/6磨损和1/4磨损的齿轮齿根弯曲应力进行解析计算和实验验证。结果表明:齿轮弯曲应力随着磨损加剧和载荷的增大而增大,单齿啮合区间的弯曲应力比双齿啮合区显著增大,单齿啮合占比时间随着磨损量的增加而增加,表明齿轮磨损劣化了传动系统工况,加速了传动系统的性能退化过程。通过对单、双齿段啮合弯曲应力进行定量分析,解析计算与实验验证的误差最大值为4.02%,处于较低水平,2种方法的结果相互验证,保证了分析的正确性和精度。

摘要：多孔微结构材料以其质量轻、比刚度/比强度高、抗冲击等优异力学性能,被广泛应用于航空航天等工程领域。相比单一材料设计,多材料设计可获得力学性能更优的微结构拓扑构型。拓扑优化是实现多材料布局设计的有效方法之一。通过构建基于差集的多材料水平集描述模型和交替活动相算法,提出了基于参数化水平集的多材料微结构拓扑优化设计方法。首先,构建了基于差集的多材料水平集描述模型,利用N个水平集函数实现N+1相材料拓扑的精确描述。然后,引入交替活动相算法,将原始N+1相多材料优化问题分解为N(N+1)/2个双相材料优化子问题,以减少设计变量与约束条件,提高计算效率。最后,采用均匀化方法计算多材料微结构的等效弹性张量,以宏观结构柔度最小化为优化目标,各相材料用量为约束条件,构建多材料微结构拓扑优化模型,并利用优化准则法实现上述优化模型的高效求解。数值算例结果表明,所提方法可有效实现多材料微结构的拓扑优化设计,所设计微结构均具有光滑的结构边界和清晰的材料界面。

摘要：为保证在役大型弧形闸门安全稳定运行,以葛洲坝工程水工弧形闸门为例,利用有限元分析软件,按设计水头对其进行静力学强度和模态分析,得出闸门最大应力集中点及变形情况,并根据自振频率、振型和最大变形位移判断闸门振动强弱。结果表明,闸门设计总水压力与理论计算偏差为4.7%,在5.0%误差控制范围内,弧形闸门整体最大应力为373.86 MPa、变形为12.938 mm,强度和刚度均能满足现行规范设计要求,面板底部存在局部应力集中,闸门整体振动变形量小于0.508 mm,振动强度不大,只有低阶频率出现在水流脉动压力的高能区,其发生共振的可能性小。

摘要：为了研究大模数齿轮齿条传动副在齿面剥落故障情况下的啮合刚度,以三峡升船机齿轮齿条传动系统作为研究对象,在沿齿宽方向上设置了3种不同长度的剥落尺寸来模拟不同程度的剥落故障,采用能量法分析了正常工况下和剥落故障工况下齿轮参数变化对啮合刚度的影响;同时,采用有限元方法对啮合刚度进行分析,并将其结果与解析法进行对比,验证了解析法的正确性,实现了剥落故障条件下齿轮齿条副啮合刚度的快速计算,对大模数齿轮齿条传动的动力学分析具有重要意义。

摘要：利用磁流变液这种智能材料设计制作的磁流变器件近年来在各领域广泛应用,但作为冶金设备传动部件的研究较少,提出采用永磁铁作为磁源的圆筒式磁流变液极限转矩联轴器,并进行设计分析。依据理论模型条件,讨论了新型联轴器的工作原理、结构设计、磁路设计、优化结构参数的方法;根据磁流变液的Bingham模型、动量方程,推导出永磁型磁流变液联轴器转矩的计算公式。

摘要：液压阀在很大程度上影响着液压系统的正常工作,为了检验液压阀的性能指标,设计了对多种液压阀进行多项性能测试的综合试验台。同时为了实现试验台的自动化,提高测量精度,减少人为因素,利用计算机强大的数据处理功能,基于LabVIEW平台开发了液压阀性能测试软件,以NI采集卡为信号连接中端,进行信号输出控制和数据采集处理。引入模块化设计思想,进行测试软件的二次开发,将所需功能以模块化的方式处理,大大缩短了测试软件的开发周期,实现了试验台自动化调节系统压力及流量,满足性能测试要求;并能高精度采集试验数据,绘制特性曲线;试验结束后自动卸荷,存储数据、打印试验报告等功能。

摘要：针对微型四旋翼飞行器捷联惯性导航姿态解算中低成本MEMS器件易发散导致姿态漂移问题,基于四元数姿态更新算法,提出了一种自适应互补滤波姿态估计算法,该算法利用MEMS器件中的加速度计补偿陀螺仪偏差引起的姿态漂移误差,并根据陀螺仪频率响应的截止角速度分段调整补偿系数。最后,基于ARM Cortex-M3内核设计了微型四旋翼飞行器,实验结果表明,该自适应互补滤波算法能有效、实时地跟踪四旋翼飞行器的三维姿态,提高姿态解算的测量精度,实现了飞行器的自主悬停。

摘要：针对目前轧机伺服液压缸故障诊断过程中,故障特征提取困难,信号非线性变化,数据量大的问题,提出了一种基于深度置信网络的轧机伺服液压缸故障诊断的方法。根据轧机系统工作原理,建立轧机系统仿真模型,对轧机内泄漏故障状况进行模拟。利用深度置信网络在智能故障诊断的优越性,将信号归一化处理后放入深度置信网络进行训练,然后通过反向传播学习,优化网络各参数,提高诊断精度。深度置信网络模型由多层玻尔兹曼机以及顶层BP神经网络组成。与传统BP神经网络方法进行比较,结果表明,在训练样本数据足够的条件下,深度置信网络模型在伺服液压缸内泄漏故障诊断具有更高的诊断精度。