摘要：针对机车轮对轴承单一与复合故障在内的不同健康状况的识别问题,引入一种基于精细复合多尺度散布熵改进的非线性动力学分析方法—广义精细复合多尺度散布熵。该方法解决了熵值波动大、计算不准确的问题,在计算过程中能获取更多有效信息。将之与灰狼算法优化的支持向量机结合,提出了一种机车轮对轴承智能诊断方法。为验证其效果,本文采用南昌铁路局实际机车轮对轴承数据进行实验,得到结论:所提方法识别准确率明显高于多尺度散布熵与精细复合多尺度散布熵的方法,而且能精确地识别复合故障以及不同程度故障,具有较大实际意义。

摘要：液压管道系统是跨座式单轨车辆滚动振动试验台的重要组成部分,在设计过程中需要对管道的振动特性进行重点分析。为此,基于单向和双向流固耦合的模态分析方法,采用k-ε的湍流模型,对比分析管道在不同分析方法下的固有频率和振型;在双向流固耦合基础上分析流体速度和压强对管道的影响。研究表明:单向流固耦合下管道的固有频率均大于双向流固耦合作用下管道的固有频率,相差率达2%~10%,相同阶次下的振型形态基本一致;流体压强对管道的固有频率的影响比流体速度大,在一定的压强范围内,管道的固有频率随着流体的压强增加而增加,流体的管道总变形量和等效应力随流体压强和支管流速增加而增加。

摘要：采用UG/Open二次开发工具,将注塑模热流道喷嘴按照一个整体实体特征设计,应用动态链接库技术将UG/Open API和Visual Studio2010这2个不同模块进行连接,通过用户界面输入热流道喷嘴主要参数即可快速获得典型热流道喷嘴模型,从而实现热流道喷嘴的快速设计或修改。

摘要：为了考虑载荷不确定性对多尺度拓扑优化结果的影响,提出一种基于摄动法的周期性多孔结构稳健性拓扑优化设计方法。假设宏观结构由材料微结构周期性排列构成,采用能量均匀化方法求解微结构的宏观等效弹性矩阵。考虑作用载荷的大小和方向不确定性,采用摄动法求解不确定性载荷条件下的周期性多孔结构响应,以宏观结构柔顺度的期望、标准差加权和最小化为目标,以宏观和微观结构体积作为约束,建立基于摄动法的周期性多孔结构稳健性多尺度拓扑优化模型,采用准则优化算法求解优化问题。数值算例结果表明提出的设计方法是有效的;与确定性拓扑优化结果相比,考虑载荷方向不确定的稳健性拓扑优化获得的宏观结构和材料微结构构型有很大不同,以抵抗水平方向载荷的作用;载荷大小不确定对稳健性多尺度拓扑优化结果影响较小。随着权重因子值增大,稳健性多尺度拓扑优化获得的宏观和微观结构构型发生变化,设计的周期性多孔材料结构柔顺度的期望增加,柔顺度的标准差减少。稳健性多尺度拓扑优化获得的结构柔顺度的标准差比确定性多尺度拓扑优化结果小,稳健性设计的周期性多孔结构具有更好的稳健性。

摘要：针对磁流变阻尼器存在由于阻尼间隙固定、长度小等导致的阻尼力较小、动力性能单一及适应性不强等不足,提出并设计一种阻尼间隙可调式磁流变阻尼器。该阻尼器液流通道由圆锥和圆环形液流通道共同组成,其有效阻尼长度可增加到4段。同时通过调整紧锁螺母控制阀芯位置,改变阀芯与左右磁轭的相对位置,可实现圆锥液流通道阻尼间隙连续可调。对所提出的结构进行磁路设计,基于Bingham模型建立其力学模型,利用ANSYS进行电磁场仿真,并设计实物样机进行动力性能实验。实验结果表明,输出阻尼力随阻尼间隙的减小而增大,在阻尼间隙为0.6 mm时阻尼力达到7.2 kN。可调系数随阻尼间隙的减小而减小,在阻尼间隙为1.6 mm时最大可调系数为13.6。另外,不同阻尼间隙下阻尼力为0.2~7.2 kN,最大可调系数可达33。本文所提出的磁流变阻尼器结构可进一步提升磁流变阻尼器的动力性能,并可替代不同应用场合的磁流变阻尼器。

摘要：针对传统磁流变阻尼器磁场利用率不高的问题,文中设计了一种混合流动式磁流变阻尼器,该阻尼器液流通道由4段轴向流道和2段径向流道串联组成,通过设置隔磁零件引导磁力线蜿蜒通过全部流道,使该阻尼器在体积限制下能产生良好的阻尼性能。阐述了混合流动式磁流变阻尼器的结构和工作原理,并对其进行磁路分析;建立了输出阻尼力数学模型。此外,采用有限元法对阻尼器进行电磁场仿真,分析了施加不同电流时各液流通道处磁感应强度和切应力的分布规律。对磁流变阻尼器两个重要阻尼性能指标,即输出阻尼力和阻尼力可调范围进行了分析。结果表明,外加电流为2 A时,输出阻尼力可达59.4 kN,阻尼力可调范围由1增加到44.137 4。

摘要：多自由度液压臂的主从式位置控制方式相比传统关节速度操控方式具有操作直观、交互自然等优点,但大惯量响应滞后特性带来操控作业效率低、环境碰撞风险高等问题。为此,提出一种基于听觉反馈的主从式重载液压臂辅助操控方法,其基本原理为将主从位置误差映射为不同响度和音调的声音信号并反馈给操作者,目的是一方面在新手操作培训中提高学习效率,另一方面在实际任务场景中提高操控性能。建立基于样机实测数据的主从式重载液压臂虚拟现实操控平台,设计出听觉反馈的人机交互辅助操控界面,征集了40名新手受试者参与试验研究与性能评估。对比试验结果表明,在新手培训环节中,该听觉反馈辅助操控方法能使操作训练次数减少24.7%,从而帮助新手更快掌握操作技能;在实际作业场景中,该方法能平均降低8.8%的任务完成时间,并平均减少22.7%的环境碰撞次数,从而提高作业效率并降低环境碰撞风险。

摘要：针对传统磁流变阻尼器在体积受限条件下不能产生良好阻尼性能的不足,提出并设计了一种混合流动式磁流变阻尼器,该阻尼器液流通道由4段轴向圆环液流通道和2段径向圆盘液流通道串联组成,通过设置隔磁零件引导磁力线蜿蜒通过全部液流通道,有效提高了阻尼器的磁场利用率。阐述了混合流动式磁流变阻尼器的结构和工作原理,建立了阻尼力数学模型,并采用有限元法对阻尼器进行电磁场仿真。利用遗传算法对该阻尼器进行结构优化,优化目标函数由输出阻尼力、阻尼力可调范围、响应时间常数、能耗和阻尼器活塞头体积5部分组成。对比分析了优化前、后各液流通道处磁感应强度和剪切应力的分布规律,以及各性能指标随外加电流的变化情况,结果表明优化后磁流变阻尼器的磁场利用率更高,且各项性能均有明显改善。

摘要：稀疏分解是强噪声环境下故障特征提取的一种有效方法,构造与故障振动信号匹配的字典对稀疏分解效果至关重要。小波参数字典因小波的灵活多变性和良好的局部时频特性而被广泛应用于轴承故障诊断领域。然而,现有小波参数字典多是通过时域相关滤波法(CFA)以小波与故障冲击间的相关系数为指标获取字典原子的最优中心频率、阻尼比等参数,时域滤波耗时长、抗噪性差,相关系数指标没有考虑冲击发生的周期性特点,导致字典匹配性欠佳。针对上述问题,提出一种自适应频域滤波进行参数字典设计的机车轮对轴承故障诊断方法。该方法以新提出的时频域指标——加窗包络谱峭度(WESK)和相似度指标——皮尔逊相关系数(PCC)作为字典原子参数选取依据,以粒子群优化算法(PSO)优化的Morlet小波带通滤波器确定轴承故障产生的系统共振频率作为字典原子的中心频率,按照PCC值最大原则选取最优阻尼比完成字典原子的构造,改变时移变量张成小波字典后,结合正交匹配追踪算法(OMP)稀疏重构原始信号,提取故障特征频率。自制试验台数据以及机车轮对轴承的工程实际应用均验证了所提方法和新指标(WESK)的有效性和稳定性,诊断效果优于现有时域相关滤波法(CFA)以及常用可调品质因子小波变换法(TQWT),具有一定的工程实用价值。

摘要：为了研究轮轨激励对制动盘温度场分布及闸片表面磨损的影响,建立了高速列车动力学模型。通过动力学仿真,得出紧急制动工况下制动盘垂向和横向振动幅值;将振幅作为输入条件,导入制动盘热-机耦合有限元模型,分析有、无轮轨激励时制动盘径向、轴向和周向各节点的温度变化规律。基于制动盘热-机耦合有限元模型,结合Umeshmotion磨损子程序,对闸片表面进行ALE车轮非线性临界速度网格自适应处理,实现闸片表面磨损深度的计算,并对比分析有、无轮轨激励对闸片表面磨损深度的影响。仿真结果表明:与无轮轨激励相比,在轮轨激励下制动盘径向、轴向和周向各节点温度降低,且周向各节点在同一时刻达到最高温度,径向和轴向各节点达到最高温度的时间缩短;闸片表面径向和周向各节点的磨损深度增大,加剧了闸片表面的磨损,减少其使用寿命。研究结果可以为更加精准地预测闸片使用寿命提供一定的参考。