摘要：文章主要研究高性能机械装备的设计与优化方法。首先,强调材料选择、静力学与动力学分析、机械传动系统设计等关键环节在提升装备性能方面发挥的作用。其次,提出结构设计优化、系统性能优化、能效优化等策略,以显著提高机械装备的效率和可靠性。最后,探讨高性能机械装备未来的发展趋势和面临的挑战。

摘要：工业大数据技术可以显著提升机械装备设计的精准性、创新性和高效性,对推动机械工业的智能化发展发挥着重要作用。文章重点研究工业大数据驱动的机械装备智能化设计与优化,深入分析工业大数据在需求分析、创新设计、性能优化等方面的应用,提出数据驱动的智能需求分析模型、知识挖掘辅助设计方法、生产过程参数优化策略和故障预警技术,并阐述面向装备全生命周期的智能化设计平台架构。

摘要：与近年来我国社会制造业、信息产业以及材料业等的持续与快速发展相伴随,煤矿产业及其生产对机械装备所提要求愈发严格。对此,本文在把握煤矿机械装备需求及其结构设计方法的基础上,思考如何持续优化结构设计,并对设计方法进行不断创新,思考煤矿机械装备结构数字化优化平台的实现方案,在此基础上明确整个煤矿机械装备性能及其质量的高效提升路径,以期助力整个煤矿产业实现更好与更快发展。

摘要：专题导语随着新设计理念和新技术的广泛应用,现代工业体系的复杂程度剧增,并且随着装备自动化、集成度和精度的不断提高,对复杂机械装备的可靠性和安全性也提出了更高要求。因此,复杂机械装备的预测与健康管理(PHM)对现代工业具有重要意义,它可以减少潜在的停机时间,提高生产率,使机器既安全又经济地运行。然而,机械装备往往具有复杂的操作条件和组件耦合效应,这给复杂机械装备的PHM技术应用带来了严峻的挑战。

摘要：实时的倾斜状态监测对大型风电塔筒、海上浮吊等重大机械装备的服役安全非常重要,而现有的电磁信号原理的倾斜传感器存在难以适应恶劣环境、大规模组网能力差、信号传输不够稳定等实际问题,为此研究了一种光纤光栅原理的新型倾斜传感器。基于经典等强度梁弹性元件,创新提出一种质量块与等强度梁之间活动连接和弹簧减震连接的新型倾斜传感机制。与现有的光纤光栅倾斜传感设计相比,被测对象振动引起的质量块摆动可被阻隔吸收,实现质量块和悬臂梁之间只传递力而不传递振动的良好效果。在阐述传感器结构设计细节、测量理论的基础上,制备了传感器样机,开展了全面的性能测试。试验结果表明,传感器在±15°的量程内,具有146.899 pm/(°)的高灵敏度,测量分辨率可达6.8×10^(-4),重复性误差小于4.125%。传感器还具备优越的抗蠕变性能、-40℃到60℃温度环境的适用性和良好温度补偿能力。经过对比测试,传感器的综合测量精度可达0.157°,且抗振动效果明显,在大型机械装备的安全监测领域应用潜力巨大。

摘要：故障检测与定位是保障机械装备长寿命高可靠安全运行的核心技术.机械装备上安置有众多的传感器,可获取海量运行状态数据,推动机械装备故障检测与定位迈入大数据时代.现有工业大数据驱动的装备故障检测与定位方法一般依赖于足够多的故障样本才能训练出高精度的故障检测模型.然而,实际工程中机械装备故障样本通常难以获取甚至没有,这严重限制了故障检测与定位方法的工程适用性.为了克服上述局限性,本文提出一种无故障样本下基于收缩自注意力关系网络(shrinkage transformer relation network,STRN)的机械装备故障检测与定位方法.首先,构建残差收缩网络,消除隐藏在输入信号中的干扰特征,并提取具有代表性的特征.然后,通过建立样本对揭示健康状态和其他状态之间的关系.最后,构建Transformer关系网络,评估样本对间的相似关系,以确定他们的状态类型.此外,建立辅助样本库协助STRN提取出机械装备的更具有代表性的健康特征.通过搭建船舶推进轴系实验台验证了STRN方法的有效性.实验结果表明,无论在单一或复合故障模式下STRN都能精准检测与定位出轴系故障位置,且具有很强抗噪声性能;与现有方法相比检测精度至少高出25%.

摘要：在对机械装备构件轻量化的基本原则和主要技术依据进行概括的基础上,就机械装备构件轻量化强度设计技术进行探讨,分别在简单拉伸、弯曲、扭转、疲劳等受力状态下,对简单形状构件轻量化强度设计判据进行分析,并进一步得到构件轻量化强度设计通用判据;对铁、钛、铝、镁、钴等金属基体合金轻量化性能指标进行比较,并进一步提出逐步建立构件轻量化材料性能指标体系的设想;对机械装备构件轻量化成形工艺和表面改性技术的作用进行概括,并提出通过工艺技术提高构件材料的强度(或屈服强度)、提高构件截面形状的抗弯截面系数(或抗扭截面系数)、提高表面层材料的强度(或屈服强度)和改变构件表面为压应力状态等工艺途径来达到构件轻量化目的。

摘要：为保证再制造装备的可靠性并实现其可靠性增长,分析阐述再制造机械装备可靠性的定义和内涵,进而提出机械装备再制造可靠性研究的主要内容。在综述国内外机械装备再制造可靠性研究现状的基础上,指出当前研究存在的主要问题及不足。从机电集成化、计算机仿真化、跨学科化和全生命周期化四个方面,对机械装备再制造可靠性研究的发展动向进行了展望。

摘要：介绍了模块化技术在工程装备、交通运输装备、武器作战装备等机械装备领域的应用.在此基础上,围绕功能、功能和结构、产品生命周期三类,对模块化设计方法进行了综述.现阶段,模块化装备的设计依然依赖于经验,设计方法存在着计算量庞大、主观因素强、全局与局部矛盾、缺乏特殊需求考虑等问题.该问题导致模块化装备的性能整体提升有限,难以推广应用.未来,相关性评估方法将逐渐完备客观,并逐渐形成一套完整的模块化设计理论体系,从而实现设计方法与模块化装备的研发全过程有机结合,满足模块化装备在典型领域的应用需求.

摘要：随着信息化与工业化的深度融合,大数据技术由于自身海量性、多样性、高速性特点,已逐渐渗透至机械设计领域。从基于个性化需求数据、基于工况数据、基于维护维修数据三方面介绍了面向数据采集的机械装备,从装备智能设计和装置智能设计两方面对基于工业大数据的机械装备智能化设计进行了综述。装备智能设计包括通用机床设备、工业机器人,装置智能设计包括齿轮传动装置、主轴部件、直线运动单元。