武汉科技大学机械自动化学院湖北省机械传动与制造工程实验室
- 作品数：577 被引量：1,528H指数：14
- 相关作者：周敏夏绪辉魏国前余震党章更多>>
- 相关机构：华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室华中科技大学材料科学与工程学院华中科技大学机械科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金湖北省自然科学基金教育部重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术金属学及工艺一般工业技术更多>>
- 基于监测状态和寿命随机效应辨识的剩余寿命预测
- 2022年
- 当监测状态不能直接反映设备退化程度时,需要联合考虑寿命和监测状态值来评价其退化状态,从而进行剩余寿命预测,常使用联合分析方法。针对退化过程,通常假设样本存在相同失效阈值,然而在实际应用中,受到监测过程差异性以及环境工况等因素的影响,导致样本间退化具有一定的差异。因此通过考虑退化过程中样本间差异的随机效应,提出了一种基于监测状态和寿命随机效应辨识的剩余寿命预测方法。实验结果表明,该剩余寿命预测方法能够有效提高预测准确度。
- 危进波钱新博胡鑫李鹏飞
- 关键词：剩余寿命预测
- 考虑宏观结构性能的多材料微结构拓扑优化设计
- 2024年
- 多孔微结构材料以其质量轻、比刚度/比强度高、抗冲击等优异力学性能,被广泛应用于航空航天等工程领域。相比单一材料设计,多材料设计可获得力学性能更优的微结构拓扑构型。拓扑优化是实现多材料布局设计的有效方法之一。通过构建基于差集的多材料水平集描述模型和交替活动相算法,提出了基于参数化水平集的多材料微结构拓扑优化设计方法。首先,构建了基于差集的多材料水平集描述模型,利用N个水平集函数实现N+1相材料拓扑的精确描述。然后,引入交替活动相算法,将原始N+1相多材料优化问题分解为N(N+1)/2个双相材料优化子问题,以减少设计变量与约束条件,提高计算效率。最后,采用均匀化方法计算多材料微结构的等效弹性张量,以宏观结构柔度最小化为优化目标,各相材料用量为约束条件,构建多材料微结构拓扑优化模型,并利用优化准则法实现上述优化模型的高效求解。数值算例结果表明,所提方法可有效实现多材料微结构的拓扑优化设计,所设计微结构均具有光滑的结构边界和清晰的材料界面。
- 张磊倪绍豪蒋国璋张严蒋国璋
- 关键词：拓扑优化水平集方法均匀化方法
- 基于光纤布拉格光栅的扑翼机器人三维扑动变形测量被引量：2
- 2023年
- 仿生扑翼飞行机器人的扑动变形测量对提高其飞行性能非常重要,而现有的数值仿真、立体视觉摄像和结构光投影等测量方法,存在边界条件难以确定、视觉遮挡等问题,因此提出了一种基于光纤光栅的接触式扑翼动态变形测量方法。设计了一种以聚酰亚胺薄膜为基底的光纤光栅柔性传感器,将柔性传感器以阵列的形式布设在扑翼表面监测翼面扑动的实时应变,并基于曲率的三维重建算法将实时应变数据重构为扑翼的实时三维形状。成功监测了一个室内稳定扑动周期内翼面的应变变化情况并开展三维变形分析,结果表明:扑翼扑动时翼面应变主要发生在支撑杆周围,下扑和上扑阶段的应变最大值分别为-50.6με和98.1με;翼面变形主要发生在翼面后缘,下扑和上扑阶段的变形最大值分别为-2.06 mm和4.02 mm。本研究为扑翼动态变形测量提供了技术支持,为提高扑翼机飞行性能提供了科学依据。
- 郭永兴张航熊丽刘天阔
- 关键词：光纤传感光纤布拉格光栅
- 基于Workbench的高压圆盘气体轴承共轭传热研究被引量：1
- 2024年
- 高压圆盘气体轴承流道间隙内高速气流的对流换热与轴承圆盘内部热传导紧密耦合在一起,是一个典型的共轭传热问题。基于ANSYS Workbench工作平台的Fluid Flow(Fluent)模块对高压圆盘气体轴承进行共轭传热数值模拟,获得轴承流道间隙内的速度和压力分布、流体域与固体域的温度分布以及共轭传热时流固耦合壁面的热流密度分布,并将其与非共轭传热恒温壁面条件下的计算结果进行对比,得到高压圆盘气体轴承共轭传热的一些基本特性。结果表明:2种情况下的计算结果存在较大差异,非共轭传热恒温壁面条件下,间隙内的气体只吸热,流体域耦合壁面上的热流密度均为正值;而共轭传热条件下流体域耦合壁面热流密度存在正负值,间隙内气体的吸热和放热同时存在,显示出轴承圆盘的热传导与间隙内气体的对流换热具有复杂的共轭作用机制;相比之下,采用共轭传热模型可以得到更为符合实际的结果。研究结果为该类轴承的设计和制造提供了有益的指导。
- 郭良斌吴永良
- 关键词：共轭传热对流换热热流密度
- 非对称通道内亲疏水结构影响下的纳米气泡滑移效应
- 2022年
- 目的研究非对称性通道中亲疏水表面结构影响下纳米气泡特征与边界滑移之间的关系,以实现良好的流体减阻效果。方法采用二元体系分子动力学方法,研究纳米气泡在通道流动中产生的滑移减阻效应。首先建立上下壁面非对称微通道模型,通过考虑微通道流动传热过程,探究纳米气泡影响下的微通道界面速度滑移现象。结果保持亲水下壁面高度以及上下壁面温差不变的情况下,增加上壁面纳米结构高度,对通道中纳米气泡体积产生促进作用。另外,当上壁面为疏水壁面时,气泡呈现为壁面形式,并且随着体积增大,相对应通道中上壁面滑移长度增大;当上壁面为亲水壁面时,纳米气泡呈现为体相形式,并且随着体积增大,对应上壁面滑移长度减小。结论非对称性通道内,在上壁面结构高度影响下,壁面形式的气泡体积增大对通道内减阻具有促进作用,而体相形式的气泡体积增大对通道内减阻具有抑制作用。
- 戴双武卢艳高友明李扬帆
- 关键词：微通道速度滑移润湿性
- 基于k细分等几何层次模型的多重网格算法研究被引量：1
- 2020年
- 相对于传统的有限元法,基于几何样条的等几何方法可以保证几何模型与物理模型的一致性,但细分依然会导致模型刚度矩阵较大时求解效率不高的问题,因此可以采用多重网格法加速等几何分析中的迭代求解。文章研究等几何法中的k细分方法并构建了基于k细分的多重网格映射矩阵,加快求解效率,探讨了不同k细分策略的收敛速度。算法计算结果表明:多重网格法能够有效提高基于k细分等几何分析方法求解的收敛速度。
- 魏志鹏罗会信左兵权费建国
- 关键词：多重网格法
- 考虑可再制造性的机械产品设计方案优化方法
- 2023年
- 针对当前可再制造性在机械产品设计过程中难以表征的问题,从机械产品的不同生命周期阶段对可再制造性进行了分析,提取了新产品设计中影响可再制造性的重要因素,在此基础上以时间为价值驱动量化了新产品中的可再制造性。同时以性能为约束,以制造成本和可再制造性为目标建立考虑可再制造性的机械产品设计优化模型。此外,对约束采用了一种径向多模态的重要性采样方法以提升算法的搜索效率,使用多目标粒子群优化(Multiple Objective Particle Swarm Optimization,MOPSO)算法生成了最优方案。最后,以离心式压缩机的转子系统为例,证明了该模型与方法在设计中的有效性和指导作用。
- 张泽琳魏庆魁王蕾郭钰瑶夏绪辉
- 关键词：重要性采样
- 超高强度钢五轴铣削加工中刀具姿态对成形误差的影响研究
- 在不考虑干涉碰撞情况下,五轴铣削加工可使得刀具轴线在相对于工件法矢方向实现任意的前倾角和侧倾角,即任意的刀具姿态,这为复杂曲面零件的高精度和高效率加工带来了方便和更多的可能性。而刀具姿态的变化会改变刀具与工件的切触关系,...
- 段现银彭芳瑜蒋国璋朱泽润
- 关键词：超高强度钢
- 文献传递
- 复杂汽车零件多工位级进模全工序数值模拟被引量：6
- 2017年
- 以某复杂汽车零件为研究对象,分别采用有限元逆算法的一步法和多步法对零件进行展开获取初始板料轮廓线,运用Autoform软件对零件的冲压成形过程进行全工序数值模拟。通过数值模拟,预测了产品成形过程中可能出现的开裂、起皱、回弹等缺陷,并对成形方案进行了修正;针对模拟结果反映的轮廓线误差问题,采用试错法对零件的修边线进行优化。确定了该汽车零件的最终成形工艺方案,并通过实际冲压结果验证了该冲压工艺方案的可行性。
- 周敏熊禾根李贵王文圣陈志平
- 关键词：有限元逆算法多工位级进模冲压成形数值模拟
- 基于田口法的FDM3D打印机工艺参数能效优化方法被引量：8
- 2018年
- 为研究工艺参数与FDM3D打印机能效耦合的复杂机理,提出一种基于田口法的FDM3D打印机工艺参数能效优化方法。通过设计田口法实验,采集了FDM3D打印机加工过程的能耗以及加工时间数据。采用信噪比分析实验数据,确定能耗和加工时间与工艺参数的关系。研究显示在实验范围内,较低的热床温度和喷头温度,以及较大的打印速度和分层厚度,可大幅减少FDM打印时间,有效降低FDM打印能耗。针对自行研制的FDM 3D打印设备,分别给出了面向最高能效和最高打印效率的优化工艺参数组合。
- 杨少远赵刚段家烀高星
- 关键词：熔融沉积能耗特性
