颜冬1,2，娄群健1,2，于文斌1,2
1.浙江大学电气工程学院
2.浙江大学先进电气装备创新中心【摘要】针对电推进系统过载工况下永磁电机瞬态热积聚引发的温升过高问题，通过集成主动冷却和永磁体极间填充相变冷却的二级耦合冷却机制，定向引导电机热能的梯度式耗散，提出一种考虑相变材料的混合式液冷-相变冷却结构。该结构主要利用机壳水冷、定子端部浸油的主动冷却方式对定子绕组区域进行梯度热调控，利用永磁体极间填充相变材料冷却和转轴通油主动冷却方式对永磁体实现高过载瞬态温升的双路径耦合抑制。采用计算流体力学法，分析相变热导率、相变温度、相变材料质量及相变总潜热对永磁体瞬时温升平抑效果的影响，并最终确定一种具有较好散热性能的电机冷却结构设计方案。仿真结果表明：增大相变材料的热导率、填充用量及总潜热可增强永磁体温升抑制效果；相变温度的选取需结合电机运行时长：若运行期间相变材料始终处于固液共存态宜选较低相变温度，若完全液化则宜选较高相变温度；所提出的混合式液冷-相变冷却结构通过介质互补（水-油-相变协同）与空间覆盖（定子-转子-机壳全路径）的三维高效散热机制，实现了电机热量的高效耗散，尤其是基于相变的潜热特性，使过载工况下永磁体温升速率受到抑制，优化后方案（石蜡热导率0.151 W/（m·K）、相变温度56.1 ℃、用量0.014 3 kg、潜热256 kJ/kg）在过载工况运行120 s时，与未填充相变冷却结构相比，永磁体温升最大降幅为5℃，进一步避免了永磁体的热退磁风险。
【摘要】针对大容量永磁风力发电机损耗增加、温度上升及散热困难的问题，以6 MW永磁风力发电机为研究对象，建立发电机流动与传热耦合模型，计算额定工况发电机损耗，运用Fluent仿真软件计算发电机内部流场以及温度场，分析电机内部流体域和各风道的流动情况以及流速变化情况，得出电机内流场和温度场的分布特性以及风道流速和温度的变化规律。利用实测绕组温度数据与仿真结果进行对比，结果显示：平均误差在5%以内，验证了计算方法的可靠性。针对现有发电机冷却结构中气体流动路径冗余、端部气腔易形成涡流导致风量浪费及冷却效率下降的问题，提出一种新型冷却结构：冷却气体从机壳端盖两侧进风，分别流入端盖气腔和定子径向冷却风道，最终由定子背部机壳流出。对改进结构后电机进行温度场与流场分析，结果表明：与原方案相比，改进后冷却结构气体流动路径较短，可有效改善端部涡流现象，提高冷却效率，主要部件平均温度均有下降，如绕组平均温度从113.70 ℃降至106.53 ℃（降幅6.3%），定子平均温度从104.98 ℃降至93.97 ℃（降幅10.5%），永磁体平均温度从73.97 ℃降至66.65 ℃（降幅9.9%），表明改进方案能更迅速带走各部件热量，提升了发电机的散热效率。研究对该类型永磁风力发电机的温度场分析以及冷却结构的改进具有参考意义。
1.太原理工大学机械工程学院
2.太原科技大学机械工程学院
3.太原学院工程训练中心【摘要】平地作业是挖掘机的重要功能，常用于挖沟、修坡、整平等施工场合。然而，平地动作需要通过多路阀系统大的节流精细控制不同负载的多执行器协同动作，才可使铲斗齿尖走出直线轨迹，节流损失巨大。为此，以20 t液压挖掘机为例，开展平地实验，获取真实作业数据，进行能耗特性分析，为节能型挖掘机平地液压系统优化和能效提升提供支撑。理论和试验分析结果表明：挖掘机以多路阀系统的大节流能量损失为代价，实现不同负载的多执行器之间精细协同配合，完成平地动作，节流损失为主要能量损失，占泵输出能量的77.0%，有效输出能量占10.7%，其余为管路等沿程损失，能源有效利用率低。在整个平地过程中，斗杆油缸的行程最大，以斗杆动作为主，动臂和铲斗动作为辅。其中，斗杆油缸、动臂油缸、铲斗油缸的能耗分别占泵输出能量的59.7%、25.4%、2.9%。相较于挖掘工况，平地作业属于轻载作业，对挖掘力的要求不高，可进一步提高斗杆回收过程和动臂下降过程中流量再生的比例，减少出口节流损失。
1.长江大学机械工程学院
2.荆楚理工学院智能制造学院
3.中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心【摘要】针对超声检测螺柱松动时存在频散及模态耦合效应导致检测精度受限的问题，以常用M36×3⁃200 mm螺柱为研究对象，旨在通过理论建模与数值分析，系统研究超声导波在螺柱中的传播特性，优选检测模态与激发频率。基于Navier波动方程，通过动态参数优化提升高频根定位效率，实现多模态特征值的分布式搜索，求解Pochhammer-Chree频散方程特征根，数值模拟及实验结果共同验证了解析解的准确性。结果表明：同一激发频率下导波模态众多，不同模态相速度和群速度随频率变化趋势各异，存在模态曲线交织、截止频率等现象；纵向模态L（0，2）相比扭转模态T（0，m）与弯曲模态F（1，m），对螺柱松动检测效率更高；选用150 kHz作为激发频率时，能较好抑制高阶模态的产生，避免采集的导波信号波包发生混叠，有效提高了检测精度；有限元仿真得到无载荷下声时差为36.81μs，对应群速度5 433 m/s，与解析值（5 133 m/s）误差小于6%；实验测得无载荷渡越时间为35.21μs，与仿真结果误差仅为4.3%。该研究为压裂管汇螺柱连接状态的超声导波在线监测提供了关键技术支撑。
黄程鹏1，易婧雯1，陈杰1，陈永鹏1,2
1.重庆交通大学机电与车辆工程学院
2.重庆机床(集团)有限责任公司【摘要】针对常规滚刀切削角度沿切削刃梯度变化问题，结合滚齿工艺原理和金属切削原理建立滚刀切削角度数值计算模型，揭示滚刀切削角度的时变特性，分析滚刀几何参数对切削角度的影响规律。提出一种滚刀切削角度优化设计方法，在正交平面内沿切削刃依次构造出滚刀前刀面直线簇和后刀面直线簇，将刀面直线簇进行曲面拟合，并设计等切削角度镶片滚刀。最后，对所设计滚刀开展切削性能仿真试验以及滚齿成形齿面仿真试验。结果表明：等切削角度镶片滚刀切削前角和切削后角基本保持在恒定值，且沿切削刃变化呈直线状，解决了常规滚刀切削角度沿切削刃梯度变化问题；等切削角度镶片滚刀左刃、顶刃、右刃磨损量分别降低了11%、19%、15%，且可有效改善刀具局部磨损，降低成形齿面法向偏差，提高齿轮工件表面质量。
考虑压力时变特性的螺栓法兰连接理论模型
郑运卓，柴清东，李红艳，吕继浩，李嘉宸，曹晓琳
青岛科技大学机电工程学院极端大温差环境下梯形丝杠螺母定位误差分析与精度提升方法
1.内蒙古工业大学机械工程学院
2.内蒙古自治区机器人与智能装备技术重点实验室【摘要】针对极端大温差环境下，常规梯形丝杠螺母因材料热膨胀系数差异导致反向间隙变化显著、定位精度下降的问题，提出一种基于热敏材料的温度自适应反向间隙调节结构。基于传热学理论建立梯形丝杠螺母反向间隙热变形的数学模型，推导径向与轴向热变形引起的反向间隙变化规律，并通过ANSYS Workbench进行热-结构耦合有限元分析验证理论模型的准确性。设计一种包含热敏套环的新型螺母结构，利用热敏材料的热胀冷缩特性动态调节反向间隙；在ADAMS中建立简化动力学模型，对比常规螺母与新型螺母在-100 ℃和100 ℃下的定位误差。最后，搭建实验平台，采用千分表测量-60 ℃和100 ℃环境下两种螺母的实际定位精度。ADAMS仿真结果显示：在-100 ℃下常规螺母定位误差为0.196 mm（位移29.804 mm），新型螺母误差降至0.016 mm（位移29.984 mm）；100 ℃下常规螺母误差为0.154 mm，新型螺母误差为0.018 mm，在-100 ℃下新型螺母具备更好的定位精度。实验测量结果显示：-60 ℃下常规螺母位移为11.933 mm（误差为0.067 mm），新型螺母位移为11.974 mm（误差为0.026 mm）；100 ℃下常规螺母位移为11.927 mm（误差为0.073 mm），新型螺母位移为11.961 mm（误差为0.039 mm）。新型丝杠螺母较常规丝杠螺母显著缩小了因反向间隙变化引起的定位误差，提高了丝杠螺母的定位精度。
1.重庆交通大学机电与车辆工程学院
2.宝鸡石油机械有限责任公司
3.北京石油机械有限公司【摘要】为提高绞车槽体的结构性能，降低应力集中、减小变形，提出一种基于响应面法与改进遗传算法相结合的多目标优化方法。利用有限元静力学分析获取初始结构变形与应力分布，结合Box-Behnken试验建立以槽底半径、槽间距及槽深为设计变量，槽体变形量和等效应力为目标函数的响应面模型。在传统遗传算法基础上，改进交叉和变异机制，自适应调整交叉和变异判断准则，增强全局搜索能力。利用改进后的遗传算法对模型进行多目标寻优，获得绞车槽体的Pareto前沿最优解，并开展优化结果验证分析。结果表明：优化后槽体最大等效应力由456.6 MPa减小至279.36 MPa，降幅达38.82%；最大变形量减少了0.4 mm，降幅可达40.69%，优化效果显著。研究成果为绞车槽体的结构优化设计提供了理论依据与工程参考。
1.中北大学机械工程学院
2.恶劣环境下智能装备技术山西省重点实验室
3.山西航天清华装备有限责任公司【摘要】针对压电陶瓷堆栈作为驱动元件时存在输出位移微小的局限，设计一种由柔性机构与弧形杠杆机构级联而成的复合位移放大机构。通过理论分析推导各级机构的放大倍数模型，得到关键结构参数对放大性能的影响规律，并求得柔性机构、弧形杠杆机构、复合位移放大机构的理论放大倍数分别为10.28、1.62、16.65。利用ANSYS软件对放大机构进行静力学分析与模态分析，仿真结果表明：在所选用的压电陶瓷堆栈输出最大位移情况下，放大机构最大应力低于材料许用值，仿真放大倍数为14.85，与理论值相差10.8%；一阶振型的稳定性、应力分布及抗共振能力更优。最后，通过试制样件并进行位移放大性能测试，结果显示：放大机构实际放大倍数为13.95，最大输出位移0.464 7 mm，弧形杠杆最大输出角度为2.18°。该机构适用于机械制造、光学工程、生物医疗等领域的大行程位移调控与微小角度精密调节场合。
1.通用技术集团机床工程研究院
2.西安交通大学机械工程学院【摘要】超精密立式五轴机床在加工复杂曲面零件时，要求直线轴加速度高达1g。在高加速度工况下，惯性力引起的刀尖点弹性变形是影响机床和零件加工精度的关键因素。针对动梁龙门和定梁龙门两种典型构型，分析其零部件装配关系，建立床身、立柱、横梁等结构件的有限元模型。采用弹簧阻尼单元等效模拟静压导轨、气浮隔振单元及螺栓连接等关键动静结合部，建立动静结合部连接约束及整机有限元模型。基于达朗贝尔原理，计算X和Y轴在1g加速度下产生的惯性力，并将其以等效静载荷形式施加于运动部件质心，分析对比惯性力作用下两种构型的刀尖点弹性变形。结果表明：在相同惯性载荷下，定梁龙门构型和动梁龙门构型的刀尖点变形量分别为38.91、65.10 μm，定梁龙门构型在抑制惯性力引起的刀尖点变形方面明显优于动梁构型。定梁龙门构型在Z方向的刀尖点变形较为显著，且其运动部件惯性力也主要作用于Z方向，所以Z方向的运动部件是定梁龙门构型的薄弱环节。
1.中国航空工业集团有限公司金城南京机电液压工程研究中心
2.浙江大学机械工程学院【摘要】为了揭示低温对冲压空气涡轮系统缓冲特性的影响规律，通过优化阻尼孔的几何尺寸和位置分布，实现缓冲性能的改进。考虑温度对油液黏度的影响，建立收放作动筒模型，并分析低温导致的油液黏度变化对冲压空气涡轮系统缓冲特性的影响。进一步，提出阻尼孔的结构优化设计方法，以降低末端冲击力。仿真结果表明：在4种典型测试工况下，当温度从25 ℃下降至-40 ℃时，收放作动筒的展开时间增大了13.72%~20.14%，撞击速度减小了38.22%~51.5%；当温度从25 ℃下降至-54 ℃时，收放作动筒的展开时间增大了22.55%~34.95%，撞击速度减小了59%~69.1%。通过遗传算法和NLPQL算法对5个阻尼孔的直径和位置进行优化，与优化前相比，遗传算法和NLPQL算法优化后的末端撞击速度均减小81.4%，而遗传算法优化后的展开时间仅增大21.04%，优于NLPQL的26.84%。低温对冲压空气涡轮缓冲特性的负面影响非常显著，可通过优化阻尼孔的直径和位置提升缓冲特性。该研究可用于指导冲压空气涡轮系统的优化设计。
1.中国长江电力股份有限公司
2.广东省科学院智能制造研究所，广东省现代控制技术重点实验室【摘要】针对水电站伸缩节多层波纹管与高强钢管道采用传统钨极惰性气体（TIG）多层多道焊接时热积累大、易导致接头热影响区软化和晶粒粗大的问题，提出采用多层多道激光热导焊工艺，通过热-弹-塑性有限元分析方法，模拟多层多道激光焊接的热效应、残余应力和变形分布规律。基于ANSYS有限元软件建立热-力耦合数值模型，通过分析焊接全过程的温度场，研究焊接层数对焊接接头温度分布的影响；通过计算多层多道焊接的应力应变场，研究焊接层数对焊接接头应力分布的影响，建立热效应与残余应力分布的联系；最后，分析焊接变形，确定焊后主要变形类型及形成原因。结果表明：热源模型的焊缝外形尺寸和实际焊接的焊缝外形基本保持一致，验证了模型的准确性；在多层多道激光焊接过程中，随着焊接层数增加，接头焊缝中心区域的峰值温度和温度梯度均增大，更大的热量和温度梯度使得接头焊缝的等效应力增加，并导致焊后残余应力增大，故在接头盖面焊处出现最大残余应力（18 MPa），是焊接接头的薄弱区域；同时，Z向残余应力的变化导致焊接接头主要存在以Z向变形为主的焊接变形，其最大变形为2.62 mm，出现在304不锈钢基板边缘。
基于多传感器数据的机床主轴轴承状态监测研究
1.华中科技大学机械科学与工程学院
2.武汉重型机床集团有限公司【摘要】针对多传感器数据处理中特征提取采用统一处理模式且决策边界构建仅依赖正常数据的双重局限，以机床空转过程的主轴振动、声音、电流及温度信号为研究对象，提出一种基于特征重构的双通道融合监测模型。通过双通道特征提取模块分别提取信号的高频瞬态特征和低频累积特征，利用改进的Transformer架构构建多传感器动态注意力交互模块，实现多传感器动态特征的关联建模；引入真实-仿真信号对抗空间，增强状态可分性；最后，通过特征重构误差判别主轴轴承的健康状态。分别采用AUC指标、CDI指标和箱线图来全面评估所构建模型的性能。实验结果表明：在两类人工故障、三类真实故障场景下，该模型较6类基线模型的平均AUC和CDI指标分别提升20.1%和24.6%，显著提升了工业设备状态监测的泛化能力。消融实验进一步验证了特征提取模块和对比学习模块对模型性能的积极作用。
新疆大学机械工程学院
【摘要】采用低压微弧单脉冲放电加工方法，对比分析C/SiC和C/SiC-ZrC复合材料的放电特性，探究陶瓷材料的放电加工可行性，并进一步分析ZrC改性对材料放电加工性能及放电凹坑形貌的影响。实验结果表明：引入ZrC显著改善了材料的放电加工性能，C/SiC-ZrC的峰值电流达到150 A，较C/SiC的26 A大幅提升；同时，电弧稳定性增强，最大弧光直径从1 081 μm增至4 363 μm。加工方向与碳纤维取向的关系对凹坑形貌具有显著影响：垂直纤维轴向加工时形成椭圆形凹坑，垂直纤维径向加工时则形成圆形凹坑。C/SiC-ZrC的放电凹坑具有更大的表面尺寸，但深度较浅。微观分析显示，碳纤维断裂是放电凹坑形成的主要机制；凹坑内氧含量升高，并生成SiO2和ZrO2等熔融态氧化物。该研究为C/SiC-ZrC复合材料的低压微弧加工提供了理论依据，验证了ZrC改性对提升陶瓷材料放电加工性能的积极作用，为其在航空航天热防护部件中的应用奠定了基础。
1.贵州大学机械工程学院
2.贵州大学贵州省特色装备及制造技术重点实验室【摘要】针对双磁盘磁力钝化中磁弹磨粒的磨损机制与性能调控不明确的问题，构建刀具刃口磨损量响应曲面模型（Box-Behnken设计），系统分析磁盘转速、磁盘间距和磨粒粒度的交互作用规律，并通过试验验证磨粒种类（立方氮化硼、氧化铝）、粒度及工艺参数对钝化效果与磨粒寿命的影响。结果表明：磨粒磨损遵循“机械切削-塑性变形-摩擦氧化”的复合作用机制，失效形式包括磨粒相磨钝和基体破碎脱落；响应曲面模型拟合度达R2=0.935 4，拟合度高，且磨粒粒度对磨损量的影响最显著（P=0.000 2），其次为磁盘转速与间距；通过参数交互作用分析，获得最优钝化工艺参数为：磁盘转速250~300 r/min、间距15~20mm、磨粒粒度10~20目。此外，立方氮化硼型磨粒的寿命（660 min）较氧化铝型磨粒（640 min）提升3.1%，且30目磨粒的磨损量最小。该研究为高精度刀具磁力钝化工艺的参数优化与磨粒寿命预测提供了理论支撑。
1J22软磁合金微铣削表面形貌试验研究
【摘要】为探究1J22软磁合金微铣削的表面形貌特性和优化加工参数，以表面粗糙度为评价表面形貌优劣指标，对1J22软磁合金进行微铣削单因素试验和响应曲面试验，研究不同加工参数组合下的表面形貌。结果表明：表面硬化层和由加工参数引起的刀具振动、耕犁效应、刀具磨损和表面黏结切屑是影响1J22软磁合金表面形貌的主要因素，对表面粗糙度影响最显著的加工参数为主轴转速，进给速度次之，铣削深度最小；主轴转速和进给速度的交互作用对表面粗糙度影响最显著；表面粗糙度预测模型预测的最优参数有效降低了1J22软磁合金表面粗糙度，通过试验验证，表面粗糙度预测模型的平均误差为4.18%。研究为1J22软磁合金微铣削加工表面研究提供理论指导。
双磁盘磁场均匀化对刀具钝化的影响
【摘要】针对磁力钝化中磁场分布不均导致磨粒运动紊乱、材料去除效率低的问题，提出一种基于双磁盘加铝板磁场优化的磁弹磨粒刃口钝化方法。首先，观察制备的硅胶基氧化铝型磁弹磨粒的微观形貌以及表面元素分布，证明其表层附着的氧化铝颗粒可有效承担材料去除功能。通过Comsol软件仿真揭示铝板对双磁盘磁场的规整化作用；建立EDEM磁-力耦合仿真模型，对比有无铝板工况下磁弹磨粒对刀具刃口的法向力、切向力、累积能量及磨损量。最后，开展双磁盘磁力钝化实验，采用三维形貌测量仪检测钝化前后刃口半径及形貌变化，验证仿真结果。结果表明：磁场均匀化后磁弹磨粒对刀具刃口具有更高的法向力和切向力，法向与切向累积能量较磁场未优化分别提高2.38倍、3.60倍，刀具磨损量增大2倍以上；钝化实验表明，无铝板时刃口半径增大约86%，有铝板工况下钝圆半径达5.085 0 μm，较初始值提升1.46倍，且刃口光洁度明显改善，验证了铝板对双磁盘磁力钝化效率的提升效果。
1.广西高校先进制造与自动化技术重点实验室
2.桂林理工大学机械与控制工程学院1.河北农业大学机电工程学院
2.华北电力大学河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室1.广东科技学院机电工程学院
2.东莞市电子商贸学校
3.北京华卓精科科技股份有限公司
4.东莞理工学院集成电路学院【摘要】为了提高永磁直线同步电机（PMLSM）的动态响应、跟踪以及抗干扰性能，提出一种基于降阶扩张状态观测器（RESO）的内模-高阶终端滑模复合控制方法。考虑电流环的动态响应特性，将系统受到的内外不确定性归于总扰动，建立PMLSM伺服系统的3阶动力学模型，利用RESO对其进行准确估计和动态补偿。设计高阶终端滑模控制律和内模控制律对参考速度信号和参考位移信号进行闭环控制，最终构成所提复合控制方法。为验证所提方法的有效性，将其与MLADRC方法和TDOF-IMC -ESO方法进行对比。结果表明:所提方法对于S-曲线响应的稳定时间仅为9 ms，其跟踪响应的位移误差绝对值积分值为0.002，对于正弦扰动的扰动抑制时间相比MLADRC方法和TDOF-IMC-ESO分别缩短了18、40 ms。因此，所提方法能够有效提高PMLSM伺服系统的动态响应和跟踪性能，且具有极强的扰动抑制能力。
1.浙江科技大学智能制造与能源工程学院
2.浙江科技大学浙西南研究院1.厦门理工学院机械与汽车工程学院
2.厦门丛蔚科技有限公司韦春辉1，张占东2，姚丽英2，李逸飞1，王宇1
1.山西大同大学煤炭工程学院
2.山西大同大学机电工程学院1.兰州理工大学能源与动力工程学院
2.华中科技大学无锡研究院海洋特种泵阀所
3.华中科技大学机械科学与工程学院庞会文，孙长翼，李成福，宗玉成
中车长春轨道客车股份有限公司轨道交通车辆系统集成实验室1.中国南方电网有限责任公司超高压输电公司
2.中国南方电网有限责任公司超高压输电公司电力科研院
3.河南平高电气股份有限公司1.苏州科技大学机械工程学院
2.贵阳卷烟厂
3.江苏省智能共融机器人工程研究中心
4.苏州市共融机器人技术重点实验室【摘要】针对永磁同步电机矢量控制调速系统在负载扰动等不确定因素影响下产生转速波动与不稳定的问题，提出一种转速环无模型自适应滑模控制方法。基于无模型控制理论和永磁同步电机的数学模型，利用转速环的输入输出数据构建新型超局部模型。设计具有自适应切换增益的无模型滑模控制器作为转速环反馈控制器，以有效抑制系统抖振；同时，在新型超局部模型中对扰动进行扩展分析，设计扩展滑模扰动观测器实时观测系统参数不确定性及未知扰动，并对控制器进行前馈补偿，从而提升电机系统的跟踪性能。最后，通过仿真与实验对所提控制方法进行验证。结果表明：在仿真空载启动工况下，所提方法在突加负载和突降负载工况下的转速超调量分别为7.434、4.281 r/min，较PI控制分别减小86.6%和92.1%，较MFSMC+SMO分别减小25.7%和53.5%；同时，稳定后的转速波动也显著减小。升降速和正反转仿真结果进一步表明：所提方法在整个运行过程中基本无超调，且稳态波动更小。实验结果也进一步验证了所提方法启动阶段基本无明显超调，转速波动也更小。因此，所提MFASMC+ESMDO方法能够有效提升永磁同步电机系统的快速性、平稳性和鲁棒性。
内蒙古科技大学机械工程学院
【摘要】针对四柱压力机液压系统故障隐蔽性强、难以通过常规手段实时监测与定位的问题，提出一种基于1D-CNN与LSTM的融合诊断方法。以YT32-50T四柱液压机为研究对象，分析其液压系统工作原理与典型故障机制。通过AMESim仿真平台注入13类典型故障（包括柱塞泵泄漏、换向阀卡滞、溢流阀失效等），并结合实验台通过物理故障注入模拟4种实际故障（液压缸泄漏、阀芯卡滞等），构建包含442个压力信号样本的多源数据集。采用1D-CNN对压力时序数据进行特征提取，构建LSTM故障分类模型。结果表明：仿真与实验压力趋势吻合度较高，验证了仿真模型的有效性；在包含14种状态（13种故障+1种正常）的数据集上，LSTM模型整体故障分类准确率达85%，其中6类故障的F1分数超过0.9，验证了LSTM在时序压力信号特征提取中的诊断优势。
中国民用航空飞行学院航空工程学院
【摘要】以某型通航飞机前起落架为研究对象，开展缓冲性能分析与参数影响研究。建立考虑油气缓冲器非线性力学特性的前起落架动力学模型；通过对比仿真结果与实际飞行数据发现：当下沉速度为1.0 m/s时，机身加速度仿真值与实测值之间的误差为0.28%，模型具有较高的准确性。基于验证后的模型，对不同阻尼孔面积、气体初始压力与初始体积下的落震响应进行模拟，分析其对缓冲性能的影响。最后，从缓冲器轴向力与垂向载荷角度评估各参数对起落架缓冲性能的影响程度。结果表明：阻尼孔面积主要影响油液阻尼力，当面积增大20%时，阻尼力下降，缓冲行程增加，垂向载荷上升；气体初始压力主要影响空气弹簧力，当压力提高20%时，弹簧力增大，垂向载荷增加；气体初始体积则通过改变气体压缩特性影响弹簧力，当体积增大20%时，弹簧力下降，垂向载荷减小。该研究可为起落架缓冲系统状态监测与智能维修提供理论依据。
基于WKN-CBAM-LSTM网络的声发射信号铣削刀具故障诊断研究
【摘要】为提升铣削刀具磨损状态识别的准确性和鲁棒性，提出一种基于声发射信号的新型故障诊断网络模型WKN-CBAM-LSTM。该模型集成WKN、CBAM和LSTM3个关键模块，形成一个端到端的模型架构。其中，WKN模块的小波卷积层能够对数据进行降噪处理，从而提升输入数据的质量。CBAM的引入能够增强特征表示，使模型更加关注重要的故障特征，同时抑制无关信息。随后，LSTM模块对增强后的特征进行张量计算，并将结果输入到分类层，从而完成对刀具磨损状态的识别。为验证所提方法的有效性，采用NASA Ames研究中心与加利福尼亚大学伯克利分校收集的铣削声发射数据集进行实验。结果表明：该方法展现出优异的性能，平均准确率高达98.78%。为了验证所提方法的有效性，将其与5个经典模型（CNN-RNN、CNN-LSTM、CNN-GRU、VGG19和CNN-DWT）进行比较。结果表明：WKN-CBAM-LSTM模型实现了98.78%的准确率、98.67%的精确率、98.86%的召回率和99.02%的F1得分，相比其他模型具有显著优势，为基于声发射信号的机械设备故障诊断提供了一种可行的解决方案。
《机床与液压》杂志
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