首页期刊导航|机电工程
期刊信息/Journal information
机电工程
机电工程

罗向阳

月刊

1001-4551

meem_contribute@163.com

0571-87041360 87239525

310009

浙江省杭州市大学路高官弄9号

机电工程/Journal Mechanical & Electrical Engineering Magazine北大核心CSTPCD
查看更多>> 《机电工程》杂志系：中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊) ，创刊于1971年，由浙江大学与浙江省机电集团（原浙江省机械工业厅）联合主办，是一份在国内有较高影响力、历史悠久的机电技术领域的专业性科技期刊。以报道机械、仪表技术，机电一体化技术、自动化技术及其应用为特色。《机电工程》杂志是中国机械工程学会优秀期刊，《中国学术期刊（光盘版）检索与评价数据规范》（CAD-CJ）执行规范优秀期刊，浙江省精品科技期刊。 中国学术期刊影响因子年报-自然科学与工程技术2011版显示：复合影响因子为0.748，影响因子列机械工程学科第8位（总计86种）。
正式出版
收录年代

    基于TFER及退化趋势相似性分析的轴承剩余使用寿命预测

    刘强强谷艳玲张品杨
    853-861页
    查看更多>>摘要：为了解决传统退化指标对轴承退化起始点的敏感性差,以及退化指标趋势偏移导致无法准确预测风力机轴承剩余使用寿命(RUL)的问题,提出了一种基于Teager能量算子-故障能量比(TFER)与退化趋势(DT)相似性检测相结合的双指数轴承RUL预测方法.首先,通过计算原始信号的TFER值,根据4σ原则确定轴承退化起始点,提取了TFER值趋势特征作为退化指标;然后,采用历史TFER值拟合双指数退化模型,通过分析最新TFER值与拟合曲线的相似性,选取了最佳DT段;最后,通过外推相似性最佳的DT段至失效阈值,进行了风力机轴承RUL预测.实验结果表明:该预测方法对退化起始时间点的检测精度达到98%,与原始指数模型、长短期记忆神经网络(LSTM)以及支持向量回归(SVR)相比,该方法在轴承RUL预测精度上分别提高了 10.04%、6.29%、5.22%.该方法不仅提升了风力机轴承的预测性维护精度,还对降低运营成本和提高维护效率提供了有力支撑.

    风力机轴承剩余使用寿命双指数预测方法Teager能量算子故障能量比退化趋势相似性检测相似性分析

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    基于SimAM注意力机制的轴承故障迁移诊断模型

    包从望朱广勇邹旺郭灏...
    862-869,893页
    查看更多>>摘要：针对轴承故障在跨工况迁移诊断时,其域不变特征难以提取,易出现模型过拟合这一问题,提出了一种基于无参数注意力模块(SimAM)的轴承故障迁移诊断方法.首先,以一维卷积神经网络作为基本框架,利用自适应批量归一化(AdaBN)对各输出层进行了归一化处理,经两层卷积层和两层池化层后,对输出特征进行了随机节点失活操作;然后,利用改进后的参数化修正线性单元(PReLU)激活函数自适应提取负值输入权值系数,分别以交叉熵损失函数监督训练有标签的源域数据,以均方对数误差(MSLE)作为损失函数训练无标签的目标数据;最后,利用自制实验台数据和凯斯西储轴承公开数据对模型进行了验证,分别以不同的单一工况作为源域,其余工况作为目标域进行了迁移诊断任务研究.研究结果表明:基于SimAM的轴承故障迁移诊断方具有较好的域不变特征提取的性能,且所提特征具有较好的聚类效果;自制实验台中的平均迁移精度在89.1%以上,最高均值可达97.85%,CWRU数据集中的平均迁移精度达98.68%.该成果可为后续轴承故障由实验向工业现场的迁移诊断奠定基础.

    轴承故障诊断迁移学习无参数注意力机制自适应批量归一化参数化修正线性单元均方对数误差卷积神经网络

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    薄壁四点接触球轴承-腕部关节系统接触动力学分析

    赵宝旭姚廷强钱建伟赵德春...
    870-877页
    查看更多>>摘要：在机器人实际工况中,针对含有薄壁四点接触球轴承的机器人腕部关节系统的运动稳定性问题,对腕部系统模型进行了简化设计和仿真研究.在考虑薄壁结构的弹性变形和动态接触作用耦合影响的基础上,建立了刚柔耦合工业机器人腕部关节系统模型,分析了不同受载工况和正反转驱动下的变形规律和动态特性.首先,基于多体动力学和Hertz接触理论,设计了包含薄壁四点接触球轴承和中空轴及基座的腕部关节系统刚柔耦合接触动力学仿真模型;然后,考虑薄壁中空轴、基座、轴承套圈和保持架的结构弹性变形、钢球和套圈滚道、保持架的动态接触作用,研究了机器人腕部关节系统两种实际工况对保持架和钢球角速度、保持架和薄壁基座振动位移、钢球与套圈的动态接触力的影响;最后,计算分析了两种工况下腕部关节系统的动态载荷规律和振动响应特性.研究结果表明:在相对较大的径向载荷作用下,保持架和钢球会出现打滑现象,速度呈现周期波动,保持架和基座具有更好的运动稳定性,其薄壁轴承内部载荷降低,主副接触对均承担联合载荷,轴承内部载荷稳定性也更好.该仿真模型及结果可以为薄壁腕部关节系统的动力学分析与设计提供参考.

    刚柔耦合工业机器人腕部关节系统模型薄壁四点接触球轴承结构弹性变形振动特性动态接触薄壁中空轴-球轴承-基座的刚柔耦合多体接触动力学模型

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    多传感器信息融合的轴承故障迁移诊断方法

    包从望江伟张彩红周大帅...
    878-885页
    查看更多>>摘要：在重型装备低速、重载、强噪声环境下,采用单一传感器难以全面获取轴承的故障诊断信息,导致故障识别率低、识别不稳定,致使变工况下轴承故障迁移诊断失效.针对以上问题,提出了一种多传感器信息融合的轴承故障迁移诊断方法.首先,结合传感器的通道数,构建了堆叠卷积神经网络(MCNNs)提取各个通道的故障特征;然后,在 MCNNs中引入最小绝对收缩与选择算子(Lasso),并通过网络反向传播完成了特征权值的更新,从而获得了多通道特征的融合;最后,利用源域数据对模型进行了训练,提取了故障特征,并完成了特征融合,采用损失函数完成了模型参数的优化,将源域训练得到的模型结果作为目标域的初始模型,利用目标域样本对初始模型的参数进行了微调,从而完成了模型迁移;并进行了信息融合效果、方法对比以及传感器信息采集属性的性能实验.研究结果表明:传感器的安装位置对信息融合影响较大,MCNNs + Lasso方法具有较好的特征融合效果,平均迁移诊断精度为99.03%,部分精度可达99.97%,在多个变工况的迁移任务中表现出较高迁移精度和良好的泛化性能.

    滚动轴承故障诊断多传感器信息融合堆叠卷积神经网络最小绝对收缩与选择算子迁移学习

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    基于3D空间点云模型的轴向柱塞泵配流盘过流面积计算方法

    郭志敏戴海曙翟江吴东伟...
    886-893页
    查看更多>>摘要：在轴向柱塞泵的工作过程中,通过配流盘进行高低压的循环切换,而配流盘的过流面积是影响柱塞泵内部压力平稳过渡的重要参数.为了完成对配流结构过流面积的求解计算,提出了一种基于多维流场点云的过流面积计算方法.首先,对配流盘流场的点云化过程进行了理论分析,得到了点云化处理的实施方法;然后,对配流盘三维流域模型进行了系列修正,提出了缓冲槽连通阶段模型的修正方法,提高了过流面积计算的准确性;最后,对不同配流阶段的过流面积进行了计算,并与理论测量所得结果以及采用计算流体力学(CFD)数值模拟方法所得的结果,分别进行了对比.计算结果表明:基于多维流场点云的过流面积识别算法求得的过流面积峰值大小为174.5 mm2,而理论测量值的大小为177.5 mm2;二者的相对误差率大约为1.7%;而与基于CFD方法所得结果的整体相对误差率,大约在5%以内.研究结果表明:采用该方法,能够直接且较精准地完成对配流盘过流面积的求解与计算,有效地简化了过流面积变换趋势的求解过程.

    轴向柱塞泵配流盘点云模型过流面积计算计算流体力学缓冲槽

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    核电主蒸汽阀站中电磁先导阀的动态响应仿真研究

    刘闯臧家林张福海金志江...
    894-900,932页
    查看更多>>摘要：针对核电主蒸汽阀站中关键部件之一——大气释放阀前置隔离阀在实际工况中常出现响应超时的问题,采用数值仿真软件Fluent中的动网格以及用户自定义函数技术,对控制其启闭过程的电磁先导阀动态响应过程进行了研究.首先,研究了电磁先导阀中先导结构的动态响应过程以及阀杆的受力情况;然后,研究了电磁先导阀中主阀的动态响应过程以及主阀泄压时阀内的压力和速度分布情况;最后,综合两个动态过程,分析了电磁先导阀整阀的运动时间.研究结果表明,电磁先导阀的运动时间为8.5 ms,其中先导结构的运动时间占比较小,85%的时间集中在电磁先导阀主阀动作过程.该研究结果可对前置隔离阀响应时间的优化提供参考.

    前置隔离阀主蒸汽阀站动网格用户自定义函数动态响应电磁先导阀

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    基于磁流变弹性体动力吸振器的掘进装备振动控制

    李昂郭治富王腾王步康...
    901-912页
    查看更多>>摘要：针对掘进装备在自适应截割控制下的截割部宽减振问题,基于磁流变弹性体的动力吸振技术,提出了一种掘进装备截割部的振动控制方法.首先,以连续采煤机为研究对象,根据动量矩定理,建立了截割部-磁流变弹性体动力吸振器(MREDVA)耦合动力学模型,从理论上分析了MREDVA的减振机理;然后,为保证MREDVA的磁路以及移频特性满足需求,详细阐述了MREDVA的设计流程,提出了一种新的MREDVA结构,对其磁场和移频特性进行了仿真验证;最后,计算了不同截割状态下MREDVA对截割部的振动抑制能力,并建立了半主动控制方法,比较了被动和半主动振动控制方法下MREDVA的振动抑制能力.研究结果表明:对于所选煤层1 和煤层2,截割部的振幅衰减分别达到41.53%和49.80%;对于所选煤层3,半主动控制下截割部振幅衰减可以达到45.10%.该方法可以有效降低掘进装备在宽频激励下的振动幅度.

    地下采掘机械掘进装备振动控制自适应截割磁流变弹性体动力吸振器半主动控制

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    自适应材料插值在柔顺常力机构非线性拓扑优化中的应用

    梁俊文朱本亮张宪民
    913-923页
    查看更多>>摘要：为解决柔顺常力机构的非线性拓扑优化中存在的数值不稳定问题,对非线性拓扑优化的材料插值方法进行了研究.首先,根据常力机构的工作特点以及输出特性,分别构建了其非线性拓扑优化的设计域以及优化模型;然后,对数值不稳定问题产生的原因展开了讨论,从控制应变以避免数值不稳定问题的角度出发,提出了一种新的材料插值模型,模型中引入了参数α,对低密度单元抗变形能力进行了统一调节,并根据最大等效应变给出了一种参数α的自适应调整策略;最后,基于提出的材料插值模型,推导了常力机构优化模型的目标函数敏度表达式,对不同常力区间的常力机构进行了优化,分别对优化结果以及优化效率进行了讨论;并搭建了实验平台,对优化得到的常力机构的实际输出性能进行了验证.实验结果显示:该方法优化得到的常力机构在特定的常力区间内,最大输出力误差为2.3%.研究结果表明:自适应材料插值方法有效地避免了数值不稳定问题,稳定性得到了提升,且优化效率相比于附加超弹材料方法得到了提升.

    柔顺常力机构自适应材料插值非线性拓扑优化数值不稳定目标函数敏度优化效率

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    超声波流量计流体异常诊断与处理方法研究

    嵇闯张丽稳杨喜良张兴...
    924-932页
    查看更多>>摘要：针对超声波流量计在测量液体流量的过程中,流体的异常状态会极大地影响流量计的测量精度这一问题,提出了一种基于脉宽比和幅值电压检测的方法,以此来监控信号质量,通过对测量系统进行了实时监测并及时诊断异常情况,从而保证超声波流量计的测量精度和可靠性.首先,设计了超声波流量计监测系统,实现对流量计数据的采集、分析与处理等功能;然后,采用脉宽比结合幅值电压监测方法判断了流体异常的类型;利用自适应采样算法的反馈机制调节了测量周期,以适应管道内流体的变化速度;最后,通过流量测量实验,测试了流体内不同气泡状态下脉宽比的变化规律,测量口径为15 mm管道的多个流量点,分析了流体稳态和少量连续气泡状态下传统测量方法与自适应算法测得的数据,对平均相对误差和重复性进行了对比.实验结果表明:异常诊断功能能够判别流体内气泡状态;基于自适应采样算法,超声波流量计在小流量0.1 m3/h～1.5m3/h区间内平均误差达到1.02%,重复性也达到0.47%,准确度等级达到 1.5 级.经液体流量标准装置检定,流量计累积流量测量误差降低了 60%,重复性提高了80%.研究结果表明:异常监测系统可以及时判断流体异常情况,同时自适应采样算法有效改善了超声波流量计的测量精度与稳定性.

    液体流量测量超声流量计测量精度异常诊断自适应采样监控系统

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    臂式离心机机室空气内摩擦功率及支座摩擦系数的实验反演分析

    尹益辉黎启胜李上明陈红永...
    933-940页
    查看更多>>摘要：为了提高臂式离心机驱动功率的预估精度,对工程解析计算方法中几个前提参数(即机室空气内摩擦发热消耗功率与总风阻功率之比C1、机室内空气从出风口自然流出的线速度与其环向线速度之比C2、支座的摩擦系数fe)的确定方法进行了研究.首先,针对一台臂式离心机以四种不同转速稳定运行的状态,利用离心机控制系统,读取了四组驱动电枢电压U和电枢电流I数据,采用三杯仪测试了四个空气从出风口流出的线速度V0 数据;然后,根据离心机风阻功率、排风功率和支座摩擦功率的解析理论表达式、能量守恒原理,建立了含待定系数C1、C2、fe1和fe2的关于U、I和V0 的求解方程,并将四组实测数据U、I和V0 代入所建方程,得到了关于系数C1、C2、fe1和fe2的求解方程组;最后,将所得C1、C2、fe1和fe2的值用于计算另一台类似臂式离心机的驱动功率.研究结果表明:所得驱动功率的计算结果比实测结果大2.23%,而以前依据经验取定C1、C2 和fe 时的计算结果比实测结果小6.30%.对应用实例的综合分析表明:所建方法可弥补这些参数在以前的工程计算中,其取值缺乏实验依据的不足,提高这些参数的取值准确性和臂式离心机驱动功率的预估精度.

    臂式离心机土工离心机风阻功率空气内摩擦支座摩擦功率实验反演前提参数

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普