最新刊期
2021年第55卷第8期
- 摘要：为了解决经验小波变换在轴承振动信号频谱分割不当的问题,提出了一种基于自适应能量峰定位的经验小波变换。该方法采用Teager能量算子对傅里叶频谱进行能量集中,降低噪声和无关分量影响; 利用多尺度寻峰定位算法自适应确定频谱分割边界; 通过构建小波滤波器组提取各模态分量。依据峭度指标挑选故障信息最大的模态分量,最后通过Hilbert包络解调提取轴承的故障特征频率。仿真和实验分析结果表明:提出的方法从能量角度入手,鲁棒性更强; 频段划分考虑频谱的形状,能自适应识别故障频带; 与原始经验小波变换方法相比,改进方法能明显增强早期微弱故障特征,提高轴承早期故障诊断性能。关键词：经验小波变换;滚动轴承;故障诊断;多尺度能量峰定位906|5|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对现有的柱塞泵滑靴副油膜3点厚度推导法的不足,提出了更高精度的双面平均6点推导法,并对相关联的压力场分布、功率损失及泄漏量理论进行了完善,进一步地,基于恒温振动工况对滑靴副流体润滑特性研究进行了试验系统设计。通过该试验系统,可以准确测量轴向柱塞泵在恒温和变温、振动与非振动工况下不同转速、输入压力及结构形式时测点的油膜厚度、压力、温度及泄漏量,进而得出滑靴副功率损失、温度分布、压力分布、泄漏量的变化规律; 验证在振动情况下现有关于滑靴副流体润滑特性理论的适用性。该试验系统能实时精确地测量滑靴副油膜的厚度,测量误差小于1 μm; 温控试验时,能保证试验系统所需目标温度误差小于0.1 ℃; 采用了电液控制的三向振动系统,调频范围为0～200 Hz,基本能满足所有工况下振动频率的测试需求。此试验系统为恒温振动工况下柱塞泵的流体润滑特性研究提供了平台。关键词：柱塞泵;滑靴副;润滑特性;试验系统121|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了研究压气机相似模化过程中叶顶间隙对性能的影响规律,以某燃机压气机前1.5级为对象,采用数值模拟方法,研究了不同缩尺比例压气机的性能变化规律及机理。结果表明:缩尺模化时若保持叶顶间隙尺寸不变,则压气机模型机性能会下降,导致换算的原型机峰值多变效率下降约1.4%～3.38%,压比下降约0.88%～3.17%; 叶顶间隙对流场相似性影响主要集中在叶片顶部流道区域,造成该区域流动不满足相似条件。分析流场发现,随着缩尺模化比例增加,叶顶间隙相对泄漏流量增加,叶顶流道内低速区范围扩大,泄漏涡在径向的影响范围和强度也增加,这是导致缩尺模化后流动堵塞程度加重、性能下降的主要原因,增加缩尺模化比例还会加剧叶顶泄漏流对激波的削弱。关键词：轴流压气机;缩尺模化;叶顶间隙;泄漏涡;激波148|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了解决连续体机器人运动学建模的难题并实现机器人的位姿控制,以自行研制的一种仿象鼻型气动连续体机器人为例,先忽略机器人自重和负载,做出连续体构节变形后其中心线上各部分曲率保持一致的假设,通过推导,得到了连续体构节变形参数(s、k、φ)与构节长度(l1、l2、l3)之间的关系表达式。将连续体构节离散为关节变量,参考D-H法建立了该机器人的运动学模型,设计了机器人的气动系统并对机器人进行运动数据采集。将实际采集数据代入上述模型中来确定模型参数,在一定程度上弥补了因忽略机器人自重和负载而产生的模型误差,提高了运动控制精度。机器人的抓取实验结果表明:按实际采集数据确定参数的常曲率运动模型,可以应用于连续体机器人的位姿控制; 对比机器人末端的仿真计算轨迹和实际轨迹,得到最大运动误差为6.3 cm,误差主要来源于系统误差、模型误差和测量误差3个方面。研究工作对于同类型连续体机器人的实用化与位姿实时控制研究具有重要的参考价值。关键词：连续体机器人;常曲率;运动学模型;位姿控制107|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对目前商业软件在轴承动力学分析中接触求解精度不足的问题,提出了一种基于全局坐标系的轴承动力学仿真建模方法。以角接触球轴承为研究对象,利用刚体动力学理论,解析了轴承各个零件的瞬态几何位置关系;结合经典的赫兹接触与弹流动压润滑理论,构建了轴承组件的动力学微分方程;采用位移求解计算精度高的GSTIFF I3算法对建立的动力学微分方程进行快速求解,通过分析任一瞬态下各个零件的受力状态,实现了轴承组件间高副接触过程的精确解析。通过与经典理论对比,该模型的接触力仿真误差为0.82%;通过与不同转速及不同预紧力下保持架的实验测量转速对比,该模型的转速仿真误差不超过0.5%。本文所提方法显著提升了轴承接触与运动特征的分析精度,为滚动轴承的工程设计及状态建模预测等提供了准确高效的计算手段。关键词：角接触球轴承;精确接触建模;全局坐标系;二次开发74|4|2更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对动态载荷下行星齿轮传动系统齿面磨损问题,考虑了时变啮合刚度和齿廓磨损误差激励的影响,应用势能法求解齿廓磨损情况下的齿轮副啮合刚度,采用集中参数法建立了平移-扭转多自由度齿轮动力学模型,通过Newmar k-β时域积分法求解动态啮合力,基于变形协调原理确定齿间载荷分配系数,依据赫兹接触理论确定齿面接触压力分布,采用有限元方法等转角度离散齿面,基于Archard磨损公式建立了行星齿轮传动系统动态磨损数值仿真模型。通过算例,分析了不同磨损程度的啮合齿面接触压力分布,探讨了负载转矩和磨损次数对磨损的影响以及磨损深度与齿轮系统啮合刚度间的关系。仿真结果表明:磨损后双齿啮合区齿面压力呈"∧"形分布;磨损速率与负载转矩呈正比映射关系,与磨损次数呈指数映射关系;啮合刚度与最大磨损深度呈一次函数关系。该研究结果对行星齿轮传动系统的齿廓修形设计及减磨延寿具有一定的参考意义。关键词：行星齿轮传动;接触压力;齿面磨损;时变啮合刚度115|3|6更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对传统算法计算复杂、不能有效保留模型特征的问题,提出一种以STL文件中三角面片法向量为计算基础、可以减小台阶效应并且识别和保留模型特征的自适应分层算法。首先计算面片法向量在分层方向上的分量,识别出分量较大处即为模型表面倾斜角度较小的地方,在该地方采用较小的分层厚度以减小台阶效应。然后给出一种识别模型特征的方法,利用面片法向量计算模型面片之间的二面角大小和顶点的复杂程度,识别出模型表面的锐边和复杂点特征。接着在特征附近采用较小的分层厚度以保留模型特征,其余地方采用较大的分层厚度以减少打印时间。最后检测遗漏的三角面片并对分层厚度进行修正,以防止模型特征丢失。实验结果表明:对于实验所采用的哑铃模型,所提算法能识别出传统算法识别不出的非局部最高或最低特征点;对于龙猫模型和锥体模型,本文算法可以识别出所有模型特征,并且可以根据模型特征的复杂程度调节分层厚度,在保证尖端高度分别为0.400 mm和0.355 mm的前提下,分层数较传统识别模型特征的自适应分层算法分别降低了2.5%和1.2%。关键词：自适应分层;面片法向量;模型特征;STL模型;3D打印83|3|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对立针加工中微孔加工位置定位问题,提出了一种基于模板匹配粗定位和基于边缘检测精定位的两步视觉定位方法。在粗定位阶段,提出了一种基于形状模板匹配和支持向量机的粗定位方法,首先建立了带掩膜的模板,在形状模板匹配的基础上,通过提前终止策略、图像金字塔,以及减少搜索面积的方法对匹配过程进行加速,在对匹配结果提取方向梯度直方图特征后,基于支持向量机进行分类从而防止误匹配。在精定位阶段,提出了一种具有角度约束的边缘检测算法定位外轮廓边缘,并采用二次函数拟合梯度极大值实现亚像素边缘定位,利用最小二乘法拟合轮廓边缘后定位微孔加工位置。在实验阶段,首先通过少量样本对支持向量机进行训练,准确率达到了99.76%,在此基础上本文粗定位方法交并比达到82.9%,而传统的模板匹配方法仅为36.5%; 将立针以不同姿态放置在不同位置,在不同光照强度下加入高斯噪声后进行精定位实验,发现本文精定位方法的最大定位误差为2.20 μm,而基于Canny边缘检测方法的最大定位误差为5.99 μm,本文算法总耗时仅需328 ms。关键词：芯片封装;立针;微平面;微孔;模板匹配;边缘检测92|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了提高伺服系统瞬态性能,满足工业生产线的高精度加工要求,提出模糊自适应深度强化学习方法,用于永磁同步电机伺服系统的控制性能优化。根据伺服系统瞬态运行的响应快速性和稳定性要求,通过构造奖励函数与Actor-Critic网络,在伺服控制器中引入瞬态响应优化环节,面向实时运算需求设计学习率自适应模糊控制器,构建模糊自适应瞬态性能优化方法; 建立伺服系统Simulink仿真模型,根据实际伺服系统拟合仿真模型,通过瞬态性能仿真获得优化参数,并将优化参数应用于西门子840D数控系统。以仿真运算及系统实验对该优化方法进行验证,结果表明,所提出方法使伺服系统调节时间缩短10%以上,显著提高了系统的瞬态响应速度,且未引入明显超调,验证了方法的可行性。提出的方法具有较强的通用性,为伺服系统智能控制优化提出了新的途径。关键词：伺服系统;控制优化;瞬态性能;深度强化学习;模糊控制98|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：迁移类比是交叉学科研究的一种重要的创造性方法,恰当的迁移类比有利于认知并解决学科间相似问题,驱动交叉学科发展。从传热学与电学的发展渊源着手,论证了热电类比研究的可行性。基于传热学与电学的基础理论,详细分析了传热学与电学的相似性与差异性。对比研究发现,传热学与电学在中心物理量、中心物理量衍生量与场函数及其边界条件等方面具有相似性,在热荷与电荷等部分物理量、传热与导电机理上存在差异。依据电路与热路中物理参量的显著对偶关系,从电路角度迁移类比得到热路分析模型。热电类比理论的基础研究有望为电学领域一些传热学问题提供解决思路。关键词：传热学;电学;迁移类比;热电类比模型51|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对纳米尺度金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)热传输尺度效应对自热效应影响加剧的问题,提出一种考虑尺度影响的真空栅介质垂直堆叠硅纳米线(SiNWs)环栅场效应晶体管(GAA FET)自热效应模型。首先,分析硅薄膜与SiNWs内声子散射自由程之间的关系,量化用于衡量声子边界散射的SiNW热导率衰减因子; 然后,根据国际上现阶段关于纳米硅薄膜热导率的解析模型,推导得到考虑尺度效应影响的SiNW热导率解析模型; 最后,结合纳尺度器件热传输的关键路径,建立起考虑尺度影响的GAA SiNWs FET自热效应模型。在TCAD软件中采用所提自热效应模型实现了GAA SiNWs FET自热效应的数值计算。仿真结果表明:低热导率真空栅介质、垂直堆叠多热源与热传输尺度效应将导致真空栅介质GAA SiNWs FET热生成与扩散过程更加复杂,加剧器件自热效应; 通过真空栅介质间隙与环绕气体压强之间的折中设计能够最大化栅极热传输能力,达到抑制器件自热效应以改善器件性能及其可靠性的目的; 与传统自热效应模型估算的热点温度值相比,所提出的自热效应模型预测的真空栅器件内热点温度提高了30%,表明该自热效应模型能够有效的揭示GAA FET内SiNW热传输尺度效应对自热效应的影响机制。关键词：场效应晶体管;热导率;热传输;硅纳米线;自热效应70|6|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对多天线空间复用系统中各天线发射信号互相干扰,进而降低系统通信质量的问题,提出了一种抗干扰空频自适应均衡方法。首先,在发射端将待发射信号以空间复用的形式发送至接收端; 然后,基于最小均方误差(MMSE)准则,利用各接收天线接收到的导频信息进行自适应均衡器的参数估计; 最后,利用估计所得参数,进一步通过迭代优化的方法实现数据检测。在参数估计的过程中,通过引入相关移位矢量集的方法对抗多天线发射信号间的相互干扰,从而降低这种内部干扰对系统性能的影响。与传统针对空间复用结构的自适应空时、空频均衡方法相比,所提自适应均衡方法在性能上有显著提升。仿真结果表明:相较传统针对空间复用结构的自适应空时、空频均衡方法,在误比特率为10-5时,所提自适应均衡方法有约2.5 dB的性能提升; 在外界干扰影响下,传统针对空间复用结构的自适应空时、空频均衡方法具有明显误比特率平台,而所提自适应均衡方法表现出了更强的抗干扰能力,没有明显的性能平台。关键词：空间复用;多天线;自适应均衡;抗干扰68|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：为提高涡轮叶片中弦区的冷却效果,提出了一种力学性能优异、导热和对流传热性能均优良的X型桁架阵列结构,并填充于叶片中弦区内冷通道之中。采用耦合传热数值方法开展了X型桁架阵列冷却通道的数值模拟研究,分析了雷诺数(Re为10 000～60 000)、桁架杆直径比(d/D为0.037 5～0.075)、桁架杆夹角(α为30°～60°)和桁架杆倾角(β为15°～45°)对X型桁架阵列通道流动和传热性能的影响规律,拟合得到了有关X型桁架阵列通道流动和传热性能的经验关联式。研究结果表明:X型桁架通道的摩擦系数随雷诺数Re的增大以及桁架杆直径比d/D和夹角α的减小而降低,随倾角β的增大而先提高后又降低;在研究参数范围内,桁架杆表面平均努塞尔数大约是通道壁面平均努塞尔数的2.32～4.41倍;增大Re、d/D、α和β使得X型桁架阵列通道的整体平均努塞尔数有效提高;减小Re和d/D、增大α和β,使得X型桁架阵列通道的基于整体平均努塞尔数的综合热力系数有效提高。关键词：涡轮叶片;桁架阵列;冷却通道;流动;传热性能87|3|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：为解决高湿度条件下超疏水表面防冰失效问题,提出了一种新型多孔超滑表面。基于自组装技术,提出新型超滑表面(HPO-SLIP)涂层表面制备方法,即通过构建超疏水粗糙多孔基底进而涂覆润滑油制备获得超滑表面,并对其润湿特性和微观形貌进行表征,最后对其防冰与疏冰特性进行实验研究。实验结果表明:与超疏水表面相比,超滑表面冷凝液滴孤立冻结,无"冰桥"扩展,结冰扩散速度慢;超滑表面与冷凝冻结液滴接触属于固-油-固接触模型,油膜动态迁移分布影响成核结冰;对于疏冰特性,超滑表面冰黏附剪切强度比亲水表面低一个数量级。综合分析发现,与亲水表面、超疏水纳米草表面、超疏水微纳复合表面相比,超滑表面具有最优的防冰传播特性与疏冰性能,可以有效减少冰积累量。关键词：防冰;疏冰;超滑表面;超疏水表面;冰桥57|3|2更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对低温液氧推进剂在运输、储存、加注过程中可能发生泄漏的问题,开展了数值模拟研究。采用Mixture多相流模型,考虑气液两相间的滑移速度和水蒸气的相变,对液氧泄漏后地面液池、氧气浓度场和温度场的变化过程,以及环境温度、大气压力、风速等因素对液氧泄漏扩散过程的影响规律进行了研究。结果表明:液氧泄漏约35 s后,流场达到准稳定状态,液池、温度场、浓度场的分布基本不变;环境温度从278 K升高到308 K时,促进了液氧吸热蒸发的过程,地面附近最大氧气体积分数从44.71%升高到47.1%;风速从0 m/s增加到10 m/s时,加快了氧气团稀释扩散的速度,低温伤害范围从175.4 m2缩小到32.81 m2,危险浓度区域从257.0 m2缩小到50.70 m2;大气压力从0.09 MPa升高到0.1 MPa时,低温伤害范围最远距离从26.5 m缩短到20.05 m,危险浓度区域最远距离从38.81 m缩短到30.82 m;大气相对湿度从20%提高到100%时,抑制了氧气团的稀释扩散,危险浓度区域最远距离从37.67 m增加到39.24 m。此项研究对后续液氧试验的开展提供了理论支撑,对液氧泄漏事故的应急处理具有指导意义。关键词：液氧泄漏;扩散规律;低温推进剂;安全性分析84|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对现有图像去雾算法采用局部先验理论求解的透射率精度不高、复原含雾图像能见度较低的问题,提出了一种雾霾线求解透射率的二次优化方法。首先通过雾霾线先验理论对透射率进行粗估计;然后结合粗估计与最小通道求解的透射率,代入新的可靠性函数进行计算,修正数值较低的像素,完成一次优化,保留边缘信息的同时减少噪点数量;最后,利用纹理区域相对总变分正则项的输出差异,使模型自适应滤除纹理信息,进一步提升透射率估计精度,完成二次优化,有效改善含雾图像能见度。实验结果表明,与目前主流去雾算法相比,所提方法提高了浓雾及景深突变区域的复原图像质量,在主观评价更加清晰的前提下,客观评价指标雾霾感知密度、平均梯度、信息熵和模糊系数分别平均提升了10%,10.16%,0.98%和22.93%。关键词：图像去雾;暗通道理论;雾霾线理论;透射率优化;相对总变分72|4|10更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对两路输入电压大小不等而导致交错控制双输入Buck变换器工作模式复杂、参数设计困难的问题,将变换器的两路输入电压分3种情况进行分析和讨论,并且建立了变换器工作于连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)的临界负载、电感电流和输出纹波电压数学模型。研究发现,变换器的临界负载随两路输入电压压差的减小而增大,电感电流纹波及输出纹波电压随两路输入电压压差的减小而减小; 当两路输入电压相等时,变换器的临界负载达到最大,电感电流纹波及输出纹波电压达到最小。最后搭建了双输入Buck变换器实验平台,并通过给定的3组输入电压进行实验分析,实验结果验证了变换器的工作模式以及输出纹波电压数学模型的正确性。研究结果可为交错控制方式的双输入Buck变换器的参数设计提供理论依据。关键词：双输入Buck变换器;交错控制;工作模式;纹波电压75|5|1更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对目前低温精馏多采用小型低温制冷机作为冷凝器冷源而难以满足工业应用中大规模处理精馏原料的问题,提出将大型低温制冷机应用于低温精馏的方案,设计并搭建了一套基于逆布雷顿循环的低温精馏模拟实验平台,同时满足了冷凝器、再沸器和冷屏的负载模拟要求,解决了回收再沸器冷量过程难以模拟的问题。对模拟实验平台进行了测试,可在20 K温区为冷凝器提供约600～1 200 W的制冷量,回收再沸器的冷量,并为冷屏提供500 W以上的制冷量,透平膨胀机效率均在70%以上。本文结果验证了大型低温制冷系统应用于低温精馏技术的可行性。关键词：大型低温制冷系统;低温精馏;模拟实验平台;逆布雷顿循环45|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对无源定位过程中,由于各侦察站噪声功率不一致导致直接定位算法精度下降的问题,提出了一种噪声不一致背景下的脉冲串辐射源直接定位算法。首先利用傅里叶变换构造来波信号,再通过矩阵变换将定位解算问题转换为广义互模糊矩阵最大特征值求解问题,最终得到目标辐射源的位置,并同时推导了噪声功率不一致背景下算法的克拉美罗界。仿真结果表明,随着观测脉冲数和信噪比的增加,所提算法的定位精度均得到有效提高,与现有的噪声一致背景下的直接定位算法相比,当观测脉冲数为120、信噪比为5 dB时,所提算法的定位精度提高约50%。关键词：直接定位;噪声功率不一致;互模糊矩阵;克拉美罗界;脉冲串辐射源52|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对现有会话型推荐模型难以准确捕获物品间全局依赖的问题,提出了一种基于双编码器的会话型推荐模型(SR-BE)。该双编码器由基于自注意力网络的全局编码器和基于图神经网络的局部编码器组成,无论被浏览物品之间的时间间隔长还是短,全局编码器都能够利用注意力机制自适应地捕获被浏览物品之间的全局依赖,并将其编码为全局隐向量。为弥补自注意力网络没有结构信息而难以捕获邻近物品间局部依赖的不足,在局部编码器中,首先将会话序列构建成会话图,然后通过图神经网络在会话图上捕获邻近物品间的局部依赖,并将其编码为局部隐向量。最后将从双编码器得到的全局隐向量和局部隐向量线性组合为会话表示,再通过预测层解码会话表示得到每个候选物品被点击的概率。实验结果表明:将基于自注意力网络的全局编码器与基于图神经网络的局部编码器结合在一起,比单一地使用全局编码器或局部编码器在命中率上分别提高了3.11%和6.55%。通过与同类模型客观定量比较,SR-BE模型在两个公开数据集上取得了突出的效果,表明该模型有效、可行。关键词：会话型推荐;自注意力网络;图神经网络;编码器;推荐模型83|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对云制造环境下复杂多样的制造资源对产品装配尺寸链公差分配的影响,提出了一种基于演化博弈的公差分配方法。首先以同属一个尺寸链中的各公差单元为博弈方,综合考虑公差设计方案的质量损失和资源价格两方面,将装配质量要求和成本转换为公差单元选择制造资源后的总支付,以公差单元对资源的选择为博弈策略,建立演化博弈模型; 然后,构造模型的复制动力学方程,模拟不同用户的策略适应过程; 最后,运用Lyapunov第二方法证明该模型能够收敛至演化均衡,并利用分布式迭代算法进行求解。以车身前端装配总成公差分配设计为例,验证该模型及算法的可行性与有效性,实验结果表明:质量损失系数对资源选择策略无影响,但会影响总支付; 所提演化博弈方法与非合作博弈方法、线性加权方法相比,可降低公差分配方案的质量损失及总支付,平均降低了28.3%～54.0%和18.2%～63.6%。将该演化博弈方法应用于装配尺寸链公差分配设计,实现了云制造环境下依据公差设计进行制造资源的选择。关键词：公差分配;演化博弈;演化均衡;分布式迭代算法;云制造62|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：《西安交通大学学报》是西安交通大学主办的自然科学综合性学术理论刊物,它以马克思列宁主义、毛泽东思想和邓小平理论为指导,以促进科学技术发展、培育科技人才、为社会主义现代化建设服务为宗旨,坚持以"出精品、创名牌、办一流学报,争时效、促交流、举科技人才"为目标,主要登载机械、能源、动力、工程力学、电气、材料、电子、信息与控制、计算机等主学科,以及化学工程、生物医学工程、建筑、管理工程、数学、物理等学科方向的最新研究成果,重点突出机电特色.本刊为月刊,国际标准开本,国内外公开发行,为了保证刊物的质量,根据国家的有关标准和本刊的实际,特制定本简则.1|2|0更新时间：2025-07-09
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