8月15日：《机械工程学报》2020年第3期最受关注论
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【摘要】6 含润滑间隙和曲轴转子-轴承结构的平面柔性多连杆机构多体动力学建模与动态误差分析 南京农业大学工学院 郑恩来 等 指出为预测多连杆高速精密压力机的动态精度,有必要建立多连
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含润滑间隙和曲轴转子-轴承结构的平面柔性多连杆机构多体动力学建模与动态误差分析
南京农业大学工学院郑恩来等指出为预测多连杆高速精密压力机的动态精度,有必要建立多连杆机构的动力学模型。传统模型仅考虑间隙和构件柔性等因素,通常忽略了曲轴转子-轴承系统结构的影响,导致多连杆高速精密压力机的动态分析精度下降。本文提出了一种含润滑间隙和曲轴转子-轴承结构平面柔性多连杆机构多体动力学建模与仿真方法并构建了滑块与曲轴两者之间的动态尺寸链,该方法同时考虑了间隙,连杆和曲轴的柔性以及轴承的刚度等因素。仿真结果表明,在空载和冲裁两种工况下,基于含润滑间隙和曲轴转子-轴承结构平面柔性多连杆机构多体动力学模型的动态响应比传统模型更接近实验结果,验证了所提出方法的有效性。实验结果表明,在空载工况下,滑块在下死点位置存在剧烈加速度波动,而冲裁工况下,滑块在下死点位置产生冲击峰。曲轴转子-轴承结构的存在加剧了滑块位移偏离误差,润滑油的存在对整个机构起到了缓冲作用,但并不能显著提高滑块的运动精度。下滑块与连杆之间运动副间隙处润滑油膜不足以抵消运动副元素之间的碰撞和冲击,导致润滑油膜在运行过程中破裂,销轴与轴承衬套之间只存在一种永久接触状态。此外,研究了间隙尺寸、打击力以及轴承的接触角对机构动态误差的影响规律。
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机构拓扑学理论的基本思想与数学方法——从方法论角度回顾几种原创性理论与方法
常州大学现代机构学研究中心杨廷力等机构拓扑学的核心内容包括:基于非逻辑思维提出的基本概念(拓扑结构、运动特征等),由基本概念导出的机构拓扑学基本公式,以及由逻辑推理提出的拓扑综合方法。基本概念及其数学表示,是引入/建立机构拓扑学可运算数学方法的依据(对螺旋理论与线性变换两种方法,是引入了线性运算方法;对位移子群方法,是建立了非线性符号运算方法;对方位特征集方法,是建立了线性符号运算方法);机构拓扑学的基本概念、基本公式和拓扑综合方法的主要特点具有对应性(由于螺旋理论与线性变换的线性运算与运动位置有关,又与定坐标系有关,结构综合得到瞬时机构,需进行非瞬时性判定;由于位移子群的非线性符号运算与运动位置无关,可得到非瞬时机构,但与定坐标系有关,且未能涵盖子流形机构;由于方位特征集的线性符号运算与运动位置无关,可得到非瞬时机构,又由于与定坐标系无关,得到机构存在的几何条件具有一般性)。总之,基于螺旋理论、线性变换与位移子群的三种方法都与定坐标系有关,属于代数学方法,而基于方位特征集的方法与定坐标系无关,属于内蕴几何学方法。因此,由非逻辑思维提出的基本概念及其数学表示是建立原创性机构拓扑学系统理论与方法的基石。
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基于自适应广义解调变换的滚动轴承时变非平稳故障特征提取
清华大学机械工程系赵德尊等指出变转速运行工况下滚动轴承故障冲击幅值与故障冲击间隔表现为时变性。现有的研究主要集中于解决时变冲击间隔带来的频谱模糊问题,鲜有对时变冲击幅值问题的探究。低转速下,故障冲击幅值较小,容易淹没在噪声中,给轴承故障诊断带来困难。据此,提出了基于自适应广义解调变换(Generalized demodulation transform, GDT)的滚动轴承时变非平稳故障特征提取方法。定义了重置准则优化GDT,使其转换因子可调、重置因子最优,时变的故障相关的频率曲线自适应的聚集于最高点,而非起始点。从故障轴承振动信号的高频共振成分的包络时频谱中提取时频脊线,结合假设思想构建了广义特征指标(Generalized characteristic index, GCI)模型。基于自适应GDT实现故障相关时频脊线的平稳化重置,进而通过频谱量化表征与GCI模型无需转速测量完成轴承故障诊断。仿真和实测信号分析结果表明所提方法的有效性。
激光选区熔化钛铝合金裂纹形成机理及抑制研究
华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室杨益等指出裂纹是激光选区熔化成形TiAl合金时最常见、破坏性最大的一种缺陷。以Ti-47Al-2Cr-2Nb合金粉末为成形材料,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线能谱分析及残余应力检测等检测方法,研究SLM成形TiAl合金过程中裂纹的形成机理及抑制方法。研究结果表明:SLM成形TiAl合金的裂纹为冷裂纹,具有穿晶断裂的特征。由于SLM成形过程中的快速加热冷却,成形件内部残余应力高于材料的抗拉强度,导致了裂纹的形成。裂纹多起源于试样侧面边缘粉末黏结、缺口等缺陷存在的地方,此外,合金试样内部含有大量的α2脆性相及孔隙,也有利于裂纹产生和拓展。随着基板预热温度逐渐提升到300℃,一方面温度梯度减小使得材料热胀冷缩减弱,试样内部的残余应力由(267.) MPa降低到(172.) MPa;另一方面,预热导致β相稳定性提高,α2脆性相的含量减少,最终使得试样中的裂纹数量和尺寸明显得到控制,试样的相对致密度也由87.64%上升到93.84%。
文章来源：《清华大学学报》 网址: http://www.qhdxxbzz.cn/zonghexinwen/2020/1008/330.html