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考虑转动副与球面副混合间隙的并联机构动力学分析
1
作者 陈国强 楚子鑫 +2 位作者 康件丽 张登攀 李田 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期110-117,共8页
目的 为了研究多种间隙对并联机构动态特性的影响,以3-PRS并联机构为研究对象,建立含转动副和球面副混合间隙的动力学模型,进行动力学分析。方法 首先,对3-PRS并联机构的位置、速度和加速度进行运动学分析,建立基于“接触-分离”二状态... 目的 为了研究多种间隙对并联机构动态特性的影响,以3-PRS并联机构为研究对象,建立含转动副和球面副混合间隙的动力学模型,进行动力学分析。方法 首先,对3-PRS并联机构的位置、速度和加速度进行运动学分析,建立基于“接触-分离”二状态模型的含间隙转动副运动学模型和含间隙球面副运动学模型;其次,采用Flores接触模型和修正的库仑摩擦模型,建立接触力模型;然后,利用牛顿-欧拉法建立含混合间隙的3-PRS并联机构的动力学模型;最后,通过仿真实验对比分析混合间隙、不同间隙值、不同驱动对并联机构动态特性的影响。结果 结果表明,机构含有混合间隙时与不含间隙的理想状态的运动轨迹整体趋于一致,但是混合间隙使机构在运动时偏离理想位置,速度产生波动,加速度产生较为频繁的突变。对比不同间隙值,当间隙增大时,机构达到稳定运行时间越晚,位置偏移量增大,速度波动更大,机构运行更不稳定。对比不同驱动,当驱动幅值减小时,机构达到稳定运行时间更早,位置、速度曲线更为平滑,机构运行更稳定。结论 研究结果表明,混合间隙对并联机构的速度、加速度等动态特性影响较为严重。该研究可为分析3-PRS并联机构的实际运动情况以及间隙误差控制等提供方法和理论基础。 展开更多
关键词 并联机构 间隙 接触力 动力学 动态特性
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仿木年轮结构Si_(3)N_(4)/Ni和316配副在海洋环境中的摩擦磨损性能研究
2
作者 陈威 王朝 +4 位作者 周奥 李耶童 赵文卓 张建军 杨勇强 《陕西科技大学学报》 北大核心 2026年第1期152-160,共9页
本论文系统研究了仿木年轮Si_(3)N_(4)/Ni复合材料在海水中的摩擦磨损性能.在本研究中,利用热压烧结工艺制备仿木年轮的Si_(3)N_(4)/Ni复合材料,采用端面磨损试验机研究Si_(3)N_(4)/Ni复合材料与316不锈钢配副在人工海水环境中的摩擦磨... 本论文系统研究了仿木年轮Si_(3)N_(4)/Ni复合材料在海水中的摩擦磨损性能.在本研究中,利用热压烧结工艺制备仿木年轮的Si_(3)N_(4)/Ni复合材料,采用端面磨损试验机研究Si_(3)N_(4)/Ni复合材料与316不锈钢配副在人工海水环境中的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜(SEM)观察与分析摩擦副表面的磨损形貌,采用EDS能谱仪和拉曼光谱来定性分析磨损面的表面元素与物质分布.结果表明,随着滑动速度增大,纯氮化硅和Si_(3)N_(4)/Ni复合材料与316不锈钢配副的摩擦系数均有所增大,在相同速度下,Si_(3)N_(4)/Ni复合材料与316配副表现出较好的摩擦磨损性能.当滑动速度为100 r/min时,Si_(3)N_(4)/Ni-316摩擦副表现出最优的摩擦学性能,摩擦系数为0.45,复合材料销磨损率为1.503×10^(-6)mm^(3)/Nm,金属盘磨损率为1.03×10^(-4)mm^(3)/Nm.Si_(3)N_(4)/Ni复合材料表现出相对较好的摩擦学性能,这主要归因于在复合材料摩擦表面发生了摩擦化学反应,生成硅胶(SiO_(2))和Ni_(2)SiO_(4)等物质,起到了减摩与润滑作用. 展开更多
关键词 Si_(3)N_(4)复合陶瓷 海水环境 摩擦磨损
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面向包装线的2R1T并联机构的动力学性能分析
3
作者 沙鑫美 徐伟 《包装工程》 北大核心 2026年第1期153-160,共8页
目的为了提升包装生产线印刷和装箱工序的稳定性及控制精度,对应用于包装线的2R1T并联机构的动力学建模及性能展开分析。方法首先以空间2PRU-PRRPa并联机构为研究对象,采用封闭矢量法求解该机构的逆运动学方程,以及输入参数与输出参数... 目的为了提升包装生产线印刷和装箱工序的稳定性及控制精度,对应用于包装线的2R1T并联机构的动力学建模及性能展开分析。方法首先以空间2PRU-PRRPa并联机构为研究对象,采用封闭矢量法求解该机构的逆运动学方程,以及输入参数与输出参数之间的映射关系。其次,基于拉格朗日法,建立该机构的动力学方程,定义关节映射惯性指标和关节空间惯性变化系数指标,以及驱动功率接近系数和能量传递效率性能评价指标,并对机构进行动力学性能分析。最后,采用Simulink和Adams进行动力学联合实例仿真试验,通过算例求解机构的动力学性能评价指标分布。结果并联机构在沿轴向方向旋转固定姿态角时,其截面的中心附近区域内具有良好的惯性特性和加速性能;其驱动功率接近系数λp在理论范围内,能量传递效率E在[0.19,0.31]范围内,其大小与动平台末端的位置有关。结论系统分析了并联机构动力学性能及其末端位置之间的影响规律,为实现不同包装线工序运动轨迹规划、设定对应的任务工作空间,以及实现包装线工序的稳定及精准控制提供了理论参考。 展开更多
关键词 并联机构 动力学 驱动功率 拉格朗日法 性能评价
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自驱动关节臂坐标测量机双关节模组误差分析与建模
4
作者 杨洪涛 李天增 +3 位作者 沈梅 柯源 梁志平 王龙 《煤矿机械》 2026年第1期88-93,共6页
双关节模组是由2个单关节模组进行集成改进得到的,其误差相互耦合并具有相关性。现有的关节模组误差模型无法直接应用于双关节模组的误差建模。因此,根据设计的双关节模组的结构组成和工作原理,并结合实际工况建立了双关节模组测量模型... 双关节模组是由2个单关节模组进行集成改进得到的,其误差相互耦合并具有相关性。现有的关节模组误差模型无法直接应用于双关节模组的误差建模。因此,根据设计的双关节模组的结构组成和工作原理,并结合实际工况建立了双关节模组测量模型。分析双关节模组的动静态误差来源及误差之间相关性影响,建立双关节模组等效杆长误差模型、转角误差模型和相关性误差模型,分别对等效杆长误差、相关性误差进行理论计算与静态仿真。理论与仿真对比结果表明,双关节模组等效杆长误差为0.88%,最大相关弯曲误差和最大相关扭转误差分别相差0.86%和2.9%。搭建了双关节模组转角误差标定实验平台,实验结果表明,转角误差的仿真与实验结果均呈周期性变化趋势,实验误差范围为[43.29″,91.86″],为后续误差补偿提供了理论依据。 展开更多
关键词 双关节模组 误差源分析 等效杆长误差 综合转角误差 相关性误差
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基于改进RRT算法的机械臂路径规划
5
作者 李伟达 姜宏 +3 位作者 章翔峰 马奔驰 陈林 张鹏飞 《现代电子技术》 北大核心 2026年第1期157-162,共6页
针对快速扩展随机树(RRT)算法在机械臂路径规划中存在盲目搜索、计算时间长和冗余过程点比较多的问题,文中提出一种改进RRT算法。首先建立了固定采样函数,使得随机树的扩展更具有方向性;其次在自适应步长基础上加入动态目标偏置策略,通... 针对快速扩展随机树(RRT)算法在机械臂路径规划中存在盲目搜索、计算时间长和冗余过程点比较多的问题,文中提出一种改进RRT算法。首先建立了固定采样函数,使得随机树的扩展更具有方向性;其次在自适应步长基础上加入动态目标偏置策略,通过避免对局部区域过度搜索来提高收敛速度;最后利用固定采样点构造两棵随机树进行搜索,解决了算法扩张速度慢、收敛速度慢和盲目性的问题。简单环境下仿真结果表明:改进RRT算法相对于其他三种算法收敛时间分别减少了18.3%、30%、63.5%,路径长度分别缩短了14.1%、3.5%、41.6%;复杂环境下仿真结果表明:改进RRT算法相对于其他三种算法收敛时间分别减少了56.4%、43.3%、67.6%,路径长度分别缩短了16.1%、9.7%、34.2%。证明了改进后的算法在解决收敛速度慢和导向问题上的有效性,同时算法对复杂环境的适应性也更强。 展开更多
关键词 机械臂 路径规划 RRT算法 固定采样点 自适应步长 动态目标偏置
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球头铣刀铣削钛铝合金薄壁件的三维稳定性预测模型构建及验证
6
作者 李威博 王晓沁 +3 位作者 黄雷 汪振华 武千 王新正 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第1期107-113,共7页
钛铝合金薄壁件铣削易诱发颤振,严重影响工件加工表面质量。针对球头铣刀加工此类工件的稳定性问题,建立了球头铣刀动态铣削力模型及包含刀具-工件系统三维动力学耦合的动力学模型。基于锤击实验获取的模态参数和平均铣削力法辨识的铣... 钛铝合金薄壁件铣削易诱发颤振,严重影响工件加工表面质量。针对球头铣刀加工此类工件的稳定性问题,建立了球头铣刀动态铣削力模型及包含刀具-工件系统三维动力学耦合的动力学模型。基于锤击实验获取的模态参数和平均铣削力法辨识的铣削力系数,采用全离散法求解了稳定性叶瓣图(stability lobe diagram, SLD)。对比分析表明,因考虑工件Z向动力学效应,三维模型预测的临界切削深度低于二维模型。为验证三维模型预测的准确性,进行了铣削实验,并基于切削力频谱分析与加工表面形貌综合判定加工稳定性状态。结果显示,三维SLD预测的稳定/失稳区域与实验高度吻合,而二维SLD预测存在误判,证实三维模型预测精度更优。此外,参数敏感性分析揭示了关键模态参数对SLD的影响规律,固有频率增加使SLD向高速区平移且临界深度提高;增大阻尼比与模态质量均可增强系统抗颤振能力。 展开更多
关键词 球头铣刀 钛铝合金薄壁件 全离散法 稳定性叶瓣图 颤振
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刀具磨损状态监测综述
7
作者 向福星 孟博洋 +3 位作者 李众杰 李松 张嘉豪 岳彩旭 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第1期46-59,共14页
刀具磨损状态监测是机械加工行业中保障加工质量、提高生产效率以及确保设备安全运行的关键技术之一。刀具磨损状态监测对刀具寿命优化与产线能效控制具有重要的意义。文章从传感器的选择、特征提取、机器学习和深度学习4个维度,系统地... 刀具磨损状态监测是机械加工行业中保障加工质量、提高生产效率以及确保设备安全运行的关键技术之一。刀具磨损状态监测对刀具寿命优化与产线能效控制具有重要的意义。文章从传感器的选择、特征提取、机器学习和深度学习4个维度,系统地介绍了切削加工过程中刀具磨损状态监测的研究进展。着重分析了磨损信号的选择,时域、频域和时频域内特征提取的常用方法,机器学习和深度学习在刀具磨损状态监测的应用。在此基础上,对切削加工刀具磨损状态监测的研究难点进行了分析,并总结了目前存在的问题。最后,对切削加工中刀具磨损状态监测技术今后的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 刀具磨损 状态监测 传感器 特征提取 机器学习
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双变截面风柱压电俘能器发电性能研究
8
作者 张森荣 侯燕 +2 位作者 宋汝君 张丹 张磊安 《西安交通大学学报》 北大核心 2026年第1期223-232,共10页
为了研究风柱的变截面设计对俘能器振动特性及俘能效果的影响,提出了一种双变截面风柱压电俘能器。该设计针对风致振动环境下的能量进行俘获,通过激振试验和风洞试验分别研究了俘能器在振动激励和涡激振动条件下的振动特性与发电性能。... 为了研究风柱的变截面设计对俘能器振动特性及俘能效果的影响,提出了一种双变截面风柱压电俘能器。该设计针对风致振动环境下的能量进行俘获,通过激振试验和风洞试验分别研究了俘能器在振动激励和涡激振动条件下的振动特性与发电性能。俘能器由悬臂梁、压电片及两侧变截面风柱构成,设计了3种安装方式(正-正、反-反、正-反),探究负载电阻、激振频率、加速度及风速对输出性能的影响。激振试验与风洞试验结果表明:最佳负载电阻为80 kΩ,正-正安装方式在4.7 m/s风速下输出功率最高达4.06 mW,显著优于同类研究。对称结构(正-正、反-反)因同步振动模式能提升压电片形变的叠加效应,在外部振动激励下的发电性能优于非对称结构(正-反);反装结构可降低装置的固有频率与启动风速,但在风洞试验中对涡流利用效率较低。激振加速度增大可显著提高俘能器的发电性能。该研究为风致振动环境下的高效能量采集提供了新思路,拓展了变截面风柱压电俘能器的研究。 展开更多
关键词 压电俘能 风致振动 变截面 涡激振动 振动激励
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基于改进EEMD-FFT-FRFT的非平稳故障特征提取方法
9
作者 姜邦宇 张正华 +2 位作者 孟达 李斌 阿布都卡依木·阿布力米提 《现代电子技术》 北大核心 2026年第1期129-136,共8页
复杂工业环境中非平稳信号的故障特征提取是信号处理与故障诊断领域的难点,尤其在强噪声干扰和变工况条件下,现有方法的特征提取效果仍难以满足工程需求。为了提高非平稳信号故障特征的提取效果,文中提出一种基于改进分数阶傅里叶变换(F... 复杂工业环境中非平稳信号的故障特征提取是信号处理与故障诊断领域的难点,尤其在强噪声干扰和变工况条件下,现有方法的特征提取效果仍难以满足工程需求。为了提高非平稳信号故障特征的提取效果,文中提出一种基于改进分数阶傅里叶变换(FRFT)的信号处理方法。首先,对采集的振动信号通过包络解调和均值归一化进行预处理;然后,采用EEMD进行分解,避免EMD中的模态混叠问题;其次,通过FFT客观筛选包含关键特征的本征模态函数(IMF);最后,对选定的IMF应用FRFT,实现特征提取与抑制残余噪声。通过滚动轴承实验平台验证及相关算法对比表明,所提方法不仅能从原始信号中提取故障特征,而且提取的故障特征更加完整清晰,所含噪声成分更少,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 非平稳信号处理 故障特征提取 故障诊断 改进EEMD-FFT-FRFT法 变转速工况 强噪声环境
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基于响应面方法与NSGA-Ⅱ的液体静压转台工况参数匹配研究
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作者 王浩 田学光 +1 位作者 戚厚军 阎兵 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第1期222-231,共10页
为提高液体静压转台在多加工场景下的综合性能与适应性,提出了一种基于响应面代理模型与NSGA-Ⅱ多目标遗传算法的工况参数匹配方法。通过建立液体静压转台的流固热耦合仿真模型,并以转台承载力与转台台面变形量为优化目标,设计了四因素... 为提高液体静压转台在多加工场景下的综合性能与适应性,提出了一种基于响应面代理模型与NSGA-Ⅱ多目标遗传算法的工况参数匹配方法。通过建立液体静压转台的流固热耦合仿真模型,并以转台承载力与转台台面变形量为优化目标,设计了四因素三水平的Box-Behnken实验,构建了转台承载力与变形量的响应面代理模型,并采用方差分析与残差诊断方法验证了代理模型的准确性与可靠性。通过参数敏感度与响应面分析方法,发现液体静压转台的承载力主要受供油压力与油膜厚度的线性和交互效应控制,且表现出明显的非线性特征。转台台面变形量不仅受转台转速和油膜厚度主导,还受到多参数交互作用的显著影响。应用NSGA-Ⅱ算法对代理模型进行多目标优化,借助TOPSIS算法对Pareto最优解集进行决策,获得了兼顾高承载力与低变形量的10组最优参数组合,并通过仿真验证了其有效性,为液体静压转台的性能优化提供了一种新的方法,对工程应用具有一定的参考与指导意义。 展开更多
关键词 液体静压转台 参数匹配 响应面方法 NSGA-Ⅱ PARETO解集
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基于双模式Pa/U运动副的并联机构工作空间分析及其在物料分流中的应用
11
作者 林娣 李瑞琴 +1 位作者 胡微微 安燕霞 《包装工程》 北大核心 2026年第1期143-152,共10页
目的针对高档酒盒、高端礼品盒等产品类型多样、装配过程复杂的流水线,提出一种双模式2-RPU+(Pa/U)PS并联机构,用于车间流水线上不同高度及不同方位主支线上物料的分流和分拣。方法并联机构支链(Pa/U)PS中的双模式Pa/U运动副,通过滑块... 目的针对高档酒盒、高端礼品盒等产品类型多样、装配过程复杂的流水线,提出一种双模式2-RPU+(Pa/U)PS并联机构,用于车间流水线上不同高度及不同方位主支线上物料的分流和分拣。方法并联机构支链(Pa/U)PS中的双模式Pa/U运动副,通过滑块的滑移和嵌套,可实现Pa副与虎克铰2种模式的切换。采用支链分解综合法,基于螺旋理论,对并联机构进行自由度的计算,以确定其可实现的空间位姿功能。基于机构的运动学逆解,对机构进行工作空间分析。结果所提出的双模式2-RPU+(Pa/U)PS并联机构在2种模式下分别具有4个和5个自由度,实例表明并联机构能够适应车间流水线上主支线间400mm的高度差,以及相邻支线间输送方向800mm的偏移量。结论双模式2-RPU+(Pa/U)PS并联机构的2种模式可以根据需求进行切换,模式I可以满足流水线终端成品分拣及装盒需求,模式Ⅱ能适应不同高度及不同方位的主支线上的物料分流需求,极大地降低了人工成本,有效提高了物料的分流和分拣效率。 展开更多
关键词 并联机构 双模式Pa/U运动副 运动学逆解 工作空间 物料分流
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分级卸载路径下的峰前循环扰动深埋花岗岩破坏特性研究 被引量：1
12
作者 张胜 徐鼎平 +3 位作者 邱士利 陈世杰 丰光亮 吴小刚 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1534-1549,共16页
大型地下厂房围岩在循环扰动后的分层开挖卸荷中,开挖诱发的破坏会对硐室成形和围岩稳定性构成巨大威胁。为揭示叶巴滩水电站地下厂房花岗岩在循环扰动后的分级卸载破坏特性,开展了不同应力路径下的分级卸载试验。基于宏观破裂面形态和... 大型地下厂房围岩在循环扰动后的分层开挖卸荷中,开挖诱发的破坏会对硐室成形和围岩稳定性构成巨大威胁。为揭示叶巴滩水电站地下厂房花岗岩在循环扰动后的分级卸载破坏特性,开展了不同应力路径下的分级卸载试验。基于宏观破裂面形态和断裂面电镜扫描结果,结合Mohr-Coulomb与Hoek-Brown强度准则,从理论角度分析了相同围压下三轴卸载状态下的岩石强度与三轴压缩强度存在差异的原因。研究结果表明:峰前低轴压循环扰动后的岩石分级卸荷破坏表现为脆性破坏,峰前高轴压循环扰动后的岩石分级卸载破坏表现为延性破坏;分级卸载状态下的岩石破裂模式为压-剪破坏,而三轴压缩状态下的岩石破裂模式则为拉-剪破坏;在相同围压下,分级卸载下的岩石强度大于三轴压缩下的岩石强度,且前者的应变能大于后者的应变能;Mohr-Coulomb与Hoek-Brown强度准则均能对卸载状态下的岩石强度结果进行准确拟合。本研究可为高应力地下厂房分层开挖过程中坚硬围岩稳定性分析的力学模型建立和参数选取提供参考。 展开更多
关键词 峰前循环扰动 分级卸载 花岗岩 应变能 强度准则
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添加木质素对锂基润滑脂性能的影响研究
13
作者 孙爽 孙瑜辰 +3 位作者 王行伟 张朝阳 蔡美荣 于波 《材料保护》 2026年第1期55-61,共7页
为了研究木质素对空白锂基润滑脂性能的影响,通过热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、四球摩擦试验机、微动摩擦磨损试验机(SRV)、扫描电镜(SEM)对含有木质素的润滑脂进行性能评价。结果表明,木质素能够显著提高锂基润滑脂的热稳定... 为了研究木质素对空白锂基润滑脂性能的影响,通过热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、四球摩擦试验机、微动摩擦磨损试验机(SRV)、扫描电镜(SEM)对含有木质素的润滑脂进行性能评价。结果表明,木质素能够显著提高锂基润滑脂的热稳定性、抗氧化和摩擦学性能。当木质素添加量为10%(质量分数)时,润滑脂组合物的热分解温度提升至374.9℃,磨损体积减少了60%。借助XPS探究了润滑机理,分析木质素的润滑机理为两方面:其一为宏观颗粒填充了摩擦产生的微裂痕,并可在接触界面之间滚动,将滑动摩擦转化为滚动摩擦;其二为微观分子结构中活性酚羟基与金属铁的吸附作用,形成摩擦/吸附膜,阻隔金属摩擦副的直接接触,提高了润滑脂的摩擦学性能和承载能力。因此,木质素的引入可大大提升锂基润滑脂的润滑性能。 展开更多
关键词 润滑脂 木质素 润滑剂 摩擦学性能
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机器人柔性误差建模与参数辨识方法研究
14
作者 谭文浩 杨冬 刘建铭 《河北工业大学学报》 2026年第1期1-9,43,共10页
绝对定位精度较低的问题制约了机器人工作的可靠性。为进一步提高机器人的定位精度,基于几何误差与柔性误差对机器人进行综合补偿。对机器人在外加负载和自重下的柔性变形误差进行研究,利用MDH(modified Denavit-Hartenberg)法建立机器... 绝对定位精度较低的问题制约了机器人工作的可靠性。为进一步提高机器人的定位精度,基于几何误差与柔性误差对机器人进行综合补偿。对机器人在外加负载和自重下的柔性变形误差进行研究,利用MDH(modified Denavit-Hartenberg)法建立机器人的刚柔耦合误差模型。利用最小二乘法对奇异值分解获得的非冗余误差模型进行参数辨识,并在保证辨识精度的同时通过可观测性指标减少测量位姿点的数量。实验结果表明机器人的误差均值由12.992 mm降低至1.918 mm,定位精度平均提高85.24%,证明了该方法的准确性、有效性。 展开更多
关键词 柔性误差 误差模型 可观测性指标 参数辨识 误差补偿
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轻载Stewart平台的结构设计与仿真
15
作者 罗意 李艳军 《科学技术创新》 2026年第1期9-12,共4页
Stewart平台的结构设计及技术优化策略是提高平台运动特性、安全性及寿命的重要手段。文章利用三维设计软件SOLIDWORKS对该平台进行了三维虚拟样机的设计,利用ANSYS仿真平台对平台的结构强度进行校核,并利用MATLAB的SIMULINK模块对6自... Stewart平台的结构设计及技术优化策略是提高平台运动特性、安全性及寿命的重要手段。文章利用三维设计软件SOLIDWORKS对该平台进行了三维虚拟样机的设计,利用ANSYS仿真平台对平台的结构强度进行校核,并利用MATLAB的SIMULINK模块对6自由度平台进行平台的运动学仿真分析。分析结果表明该虚拟样机达到了预期的设计目标。 展开更多
关键词 STEWART平台 结构设计 仿真
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基于振动能量比的地铁钢轨波磨快速检测方法
16
作者 陈嵘 徐舟 +3 位作者 从建力 薛旻 安博洋 王平 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第5期1028-1036,1069,共10页
为研究数据驱动的地铁钢轨波磨状态演变规律,针对地铁钢轨波磨的快速检测问题,提出了一种时空密集型的地铁钢轨波磨快速测量方式。首先,采用高精度传感器检测列车编组车体振动,收集车体三向振动加速度数据;其次,融合不同车体三向振动加... 为研究数据驱动的地铁钢轨波磨状态演变规律,针对地铁钢轨波磨的快速检测问题,提出了一种时空密集型的地铁钢轨波磨快速测量方式。首先,采用高精度传感器检测列车编组车体振动,收集车体三向振动加速度数据;其次,融合不同车体三向振动加速度估计车速和里程位置;然后,采用小波包分解车体垂向振动加速度,定义振动能量比指标,即钢轨波磨波长激发的车体振动特征频带能量与振动总能量的比值,确定振动能量比阈值自动识别钢轨波磨,并输出里程信息;最后,通过车速与特征频率的比值得到钢轨波磨波长信息,并分析振动能量比和钢轨波磨幅值的映射关系。结果表明:振动能量比阈值取为0.2时识别的钢轨波磨里程分布与车厢噪声识别结果一致,计算的钢轨波磨波长与波磨仪实测波长均为175 mm;统计聚类发现钢轨波磨幅值与振动能量比不是单一线性映射关系;基于振动能量比快速检测全线钢轨波磨分布,发现无波磨区段占比为76.56%,波磨区段占比为23.44%,其中钢轨波磨波长以60 mm以下为主,占比为77.88%,波长60 mm以上的波磨占比为22.12%。 展开更多
关键词 钢轨波磨 车体振动加速度 小波包分析 振动能量比 特征频带
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基于约束跟随理论的动量轮倒立摆控制研究
17
作者 管震涛 刘康 +2 位作者 张远辉 卜洋 付铎 《现代电子技术》 北大核心 2026年第1期108-116,共9页
在处理欠驱动系统的控制问题时,传统控制方法常常面临跟踪精度低、能效差和控制律复杂等挑战。针对动量轮倒立摆这一典型的欠驱动非线性系统,文中提出一种新颖的基于约束跟随理论的控制策略。与传统方法相比,该策略无需线性化处理,能够... 在处理欠驱动系统的控制问题时,传统控制方法常常面临跟踪精度低、能效差和控制律复杂等挑战。针对动量轮倒立摆这一典型的欠驱动非线性系统,文中提出一种新颖的基于约束跟随理论的控制策略。与传统方法相比,该策略无需线性化处理,能够充分利用系统的非线性特性,从而提升控制性能。首先建立了动量轮倒立摆的机械结构模型,并基于拉格朗日方程构建其动力学模型。通过将倒立摆的期望平衡角度设定为伺服约束,基于约束跟随理论推导出满足约束的力矩解析表达式,避免引入拉格朗日乘子等辅助变量。在Matlab/Simulink/Simscape环境中进行的仿真实验验证,以及基于ESP32控制核心的实验平台搭建,均证实了所提控制方法的有效性和优越性。与传统的线性二次调节器(LQR)控制方法相比,所提方法在控制效果上表现出显著优势。 展开更多
关键词 动量轮倒立摆 欠驱动系统 非线性系统 拉格朗日方程 动力学模型 约束跟随
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含裂纹故障的双齿圈人字行星齿轮传动系统动力学仿真与均载分析
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作者 任菲 臧旭 +7 位作者 王才东 张德海 崔光珍 王良文 巩晓赟 李立伟 杨贺 杜燕来 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期128-135,共8页
目的 研究不同类型裂纹故障对双齿圈人字行星齿轮传动系统接触力特性和均载性能的影响规律。方法 基于SolidWorks和ADAMS进行故障联合仿真研究,分别建立健康状态和行星轮上具有贯穿型、非贯穿型和端面贯穿型3种不同裂纹故障的双齿圈人... 目的 研究不同类型裂纹故障对双齿圈人字行星齿轮传动系统接触力特性和均载性能的影响规律。方法 基于SolidWorks和ADAMS进行故障联合仿真研究,分别建立健康状态和行星轮上具有贯穿型、非贯穿型和端面贯穿型3种不同裂纹故障的双齿圈人字行星齿轮传动系统精确虚拟样机模型,采用GSTIFF积分法求解健康和不同典型裂纹故障状态下的轮齿接触力,计算系统均载系数,分析内、外啮合副在时频域上的接触力特性和系统均载特性的变化规律。结果 结果表明,健康状态下各齿轮副的接触力呈稳定的周期性变化,仿真基频与啮合频率数值相差仅1%;系统内、外啮合副均载系数为1.006和1.007,啮合传动表现出良好的均载性能。存在裂纹故障时,贯穿型裂纹深度扩展到30 mm时,内、外啮合副均载系数增大6.2%和9.2%;贯穿型裂纹角度扩展到60°时,内、外啮合副均载系数增大6.6%和7.8%;非贯穿型裂纹有效长度扩展到120 mm时,内、外啮合副均载系数增大4.3%和4.1%;端面贯穿型裂纹有效宽度扩展到150 mm时,内、外啮合副均载系数增大10.8%和11.4%。结论 随着裂纹故障程度加深,均载系数逐渐增大,即均载性能逐渐变差。系统外啮合均载性能受到的影响比内啮合更大,行星轮存在端面贯穿型裂纹故障对系统的均载性能影响显著大于贯穿型和非贯穿型裂纹。 展开更多
关键词 双齿圈人字行星齿轮 裂纹故障 虚拟样机 裂纹扩展类型 接触力 均载特性
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推焦摩擦自激振动系统的分岔控制及粘滑特性研究
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作者 陈俊君 侯鹏 +1 位作者 高山凤 刘美红 《机械设计》 北大核心 2025年第6期49-57,共9页
为了研究焦炉推焦装置的动力学特性,文中基于Stribeck摩擦效应建立了双质体-传送带自激振动力学模型。采用Lyapunov稳定性理论对焦炉推焦系统的平衡点进行分析,计算求解了推焦系统的临界失稳速度。采用数值仿真的方法研究了焦炉推焦系... 为了研究焦炉推焦装置的动力学特性,文中基于Stribeck摩擦效应建立了双质体-传送带自激振动力学模型。采用Lyapunov稳定性理论对焦炉推焦系统的平衡点进行分析,计算求解了推焦系统的临界失稳速度。采用数值仿真的方法研究了焦炉推焦系统在不同驱动速度下的分岔特性,当装置驱动速度达到0.45时,系统出现了超临界Hopf分岔现象。基于Washout滤波器的控制器对系统的分岔行为进行控制,从系统的相图中发现控制器的引入能够有效减小极限环幅值的大小,从而减弱推焦装置自激振动的振幅。为改善推焦装置的粘滑运动,研究了系统参数对粘滑运动的影响,结果表明:减小压力比、静摩擦因数及增大刚度比均能缩短推焦装置发生粘滑运动的时间。 展开更多
关键词 推焦装置 非线性动力学 自激振动 Hopf分岔控制 Washout滤波器 粘滑运动
原文传递
电主轴气浮间隙调节机构误差分析及刚柔耦合仿真
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作者 袁峰 乔瑀 +3 位作者 石明辉 雷群 张翰乾 陈江义 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第12期155-162,共8页
针对电主轴气浮间隙固定、无法适应不同转速和工况的问题,设计了一种用于调节电主轴气浮间隙的精密调节机构。通过理论计算分析了机构固有位置误差和装置误差,利用Ansys有限元软件和Adams动力学软件进行刚柔耦合仿真,研究该结构运动过... 针对电主轴气浮间隙固定、无法适应不同转速和工况的问题,设计了一种用于调节电主轴气浮间隙的精密调节机构。通过理论计算分析了机构固有位置误差和装置误差,利用Ansys有限元软件和Adams动力学软件进行刚柔耦合仿真,研究该结构运动过程中柔性件的应力和变形情况,通过仿真数据分析变形对间隙调节产生的误差以及加速度对其稳定性的影响,验证仿真模型的准确性。结果表明:误差主要来源为柔性结构的变形;运动过程中产生的微量变形,会影响机构运动的精确性与平稳性;实验数据与仿真数据的拟合效果良好。 展开更多
关键词 刚柔耦合 电主轴 气浮间隙 误差
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