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- 摘要：目的横波振动器在实际勘探中易受耦合条件变化影响，产生明显扰动，导致激振性能下降和信号质量不稳定。现有研究对耦合参数如何影响振动器的扰动机制与激振效果仍缺乏系统认识。为解决这一问题，构建了包含扰动因素的横波振动器-大地耦合动力学模型，并揭示了关键耦合参数对扰动及出力特性的影响规律，为横波震源的结构优化与稳定激振提供理论依据。方法首先，基于弹性半空间理论，考虑液压倾覆力矩引起的扰动效应，建立了横波震源振动器-大地耦合振动模型，并通过试验验证了所提模型的有效性。然后，在此基础上分析了耦合参数对振动器扰动及系统振动出力的影响规律。结果结果表明，在振动器扰动方面，平板面积为扰动敏感性的主导参数（占总敏感性的64%），且参数间存在显著的非线性交互作用；而土壤密度占总敏感性的比例接近0%，可视为非敏感因素。在振动出力方面，低频段范围内（5~20 Hz），重锤质量的增大会导致出力不足，平板面积的增大有助于提高出力幅值；而较高的大地弹性模量能够减少能量耗散。研究成果可为抑制横波振动器扰动提供理论依据，对提升振动器激发性能具有一定的研究价值。关键词：横波可控震源;耦合参数分析;振动特性;振动出力;扰动分析16|15|0更新时间：2025-11-26
- 摘要：目的为研究汽车在不同工况下的转向操纵性能，以某款国产车型的电动助力转向系统为研究对象，开展CARSIM-Simulink联合仿真研究。方法首先，通过CARSIM-Simulink联合，建立了精准转向系统的动力学模型，并选取直线型助力特性曲线。然后，设计了桥式电路脉宽调制的比例-积分-微分（Proportional-Integral-Derivative, PID）电流控制策略，并进行了仿真研究。结果结果表明，对比采用传统PID控制的竞品车型，在不同车速下采用桥式电路脉宽调制的PID电流控制策略满足助力转向的轻便性要求，并且反应响应度更好。在实车转向轻便性试验和中间位置转向试验中，本款车型助力特性合理，控制策略能够满足实际使用的需求。关键词：转向系统;CARSIM;Matlab/Simulink;控制策略26|64|0更新时间：2025-11-06
- 摘要：目的针对工业领域中三相感应电动机轴承故障诊断中数据稀缺的问题，即实际故障样本不足限制了神经网络模型的有效训练，提出了一种新型扩散卷积神经网络（Diffusion-Convolutional Neural Network, DCNN）模型。DCNN模型融合了去噪扩散概率模型（Denoising Diffusion Probabilistic Model， DDPM）与卷积神经网络（Convolutional Neural Network， CNN）的优势，突破了传统深度学习方法在处理小样本数据时的局限性。方法首先，DCNN模型利用格拉姆角差场（Gramian Angular Difference Field， GADF）将原始振动信号转换为信息丰富的二维时频图像，以此增强数据特征的表达能力。其次，通过DDPM生成器网络模拟了实际故障数据的分布，生成了具有物理意义的高质量虚拟样本，从而扩充了训练数据集。再次，DCNN模型引入了改进的U-Net结构作为核心去噪模块，通过时间编码与条件嵌入技术，加强了模型对复杂故障特征的识别能力。最后，采用Wasserstein距离减少了生成数据与实际数据间的偏差来优化模型训练，并通过谱归一化增强了模型的稳定性。随后通过系统训练的CNN分类器被用于最终的故障诊断。结果结果表明，所提DCNN模型性能优于传统生成模型，诊断准确率达到99.95%，较传统方法提升显著，验证了所提模型在处理小样本故障诊断问题时的有效性和优异性。关键词：故障诊断;扩散卷积神经网络;去噪扩散概率模型;虚拟样本生成;三相感应电动机轴承14|50|0更新时间：2025-09-19
- 摘要：目的针对滚柱活齿长期承受冲击载荷而存在振动明显的问题，基于空心滚柱结构提出了一种新型点阵型滚柱活齿。方法首先，采用等效刚度预测和抗冲击试验，分析了4种点阵结构抗冲击能力，确定了抗冲击性能最优的点阵结构及点阵型滚柱活齿结构参数。其次，通过仿真分析探究了实心滚柱活齿、空心滚柱活齿及点阵型滚柱活齿的等效应力及振动特性。最后，搭建了滚柱活齿振动特性测试平台，对比分析了不同类型活齿振动加速度。结果结果表明，所提点阵型滚柱相比实心滚柱等效应力减小了28.72%，相比空心滚柱等效应力减小了3.96%；另外，相较于实心滚柱活齿、空心滚柱活齿，点阵型滚柱活齿振动加速度峰值降低明显，具有良好的减振效果。试验结果与仿真结果趋势一致，验证了仿真模型的可靠性以及试验结果的准确性。研究结果可为减振型活齿结构设计提供参考。关键词：滚柱活齿;点阵结构;冲击试验;等效应力;振动加速度;活齿传动17|30|0更新时间：2025-07-03
- 摘要：目的为有效解决连续体结构拓扑优化中的数值不稳定性并提升优化性能，获取理想的优化结果，提出了一种基于变密度法的改进策略。方法首先，针对变密度法中固体各向同性材料惩罚（Solid Isotropic Material with Penalization, SIMP）模型与材料属性合理近似（Rational Approximation Material Properties, RAMP）模型在惩罚效能和收敛速度上的局限性，提出了一种改进插值模型。其次，采用Sigmund敏度过滤法消除棋盘格和网格依赖性现象。最后，设计了一种灰度抑制算子，将其集成到优化准则（Optimality Criterion, OC）法中以更新设计变量。结果数值研究结果表明，所提方法不仅能够提高惩罚效能和加快收敛速度，还能完全消除灰度单元，从而获得边界清晰的优化结构。关键词：变密度法;拓扑优化;插值模型;灰度抑制102|65|0更新时间：2025-05-28
- 摘要：目的为快速准确判断在役混凝土泵车臂架结构的疲劳寿命，以监测数据为基础，利用机器学习技术，提出基于集成学习模型的泵车臂架结构疲劳寿命预测方法。方法首先，利用混凝土泵车信息采集系统，获取泵车服役过程中的功能特征和性能特征，通过数据预处理和转换，得到典型工况下的应力变程样本数据集O；并从优势互补的角度出发，以梯度提升决策树（Gradient Boosting Decision Tree, GBDT）、随机森林（Random Forest, RF）、极致随机树（Extra Trees, ET）、自适应提升（Adaptive Boosting, Adaboost）和序贯模型（Sequential）为学习器，构建了一种用于应力变程预测的Stacking模型。其次，利用核密度估计抽样（Kernel Density Estimation Sampling, KDES）法，抽取特定服役周期内泵车运行的功能特征，并将其输入至构建好的Stacking模型，预测得到臂架结构的应力变程数据集。再次，以Matlab软件为计算平台，结合断裂力学理论，实现臂架结构疲劳寿命的快速预测，并通过可靠性分析获得了相应疲劳寿命的可靠度，提高了预测结果的可信度。最后，以某公司的某型混凝土泵车为例，通过与单一机器学习模型对比，验证所提方法的可行性。结果所提方法可从疲劳寿命入手为泵车检修周期指定与报废决策提供理论依据。关键词：疲劳寿命预测;集成学习模型;断裂力学;非线性臂架结构;混凝土泵车55|56|0更新时间：2025-05-13
- 摘要：目的为实现准确有效地评估动力电池包底部撞击试验中结构的强度状态与电池单体的安全健康状态。方法基于显式动力学理论与有限元方法，采用Abaqus软件建立试验数值模型，并计算结构的位移、等效塑性应变及能量分布。结果结果表明，被撞击部件的变形形状、被侵入量及强度状态与仿真结果高度一致，仿真模型能较为精确地模拟表征电池包结构的动态响应特性与致损机理。此外，仿真研究了撞击过程中系统与部件的力学响应特性与能量分配情况，论证了系统遵循能量守恒原理。仿真结果表明，撞击能量的80.96%转换为被撞击部件的应变能，且被撞击部件的吸能占比与被侵入量成正比关系，揭示了底部防护设计的改善方向即可通过设计吸能占比高的底部防护方案降低电池单体的被侵入量。并获得球头对电池包底部的最大撞击力27 299 N，为电池包底部防护方案的力学性能设计提供理论参考。关键词：动力电池包;底部撞击;侵入量;吸能占比;底部安全防护163|373|0更新时间：2025-02-13
- 摘要：为探究高速列车车轴内部与外部缺陷耦合作用对车轴疲劳裂纹萌生的影响，基于晶体塑性理论，在介观尺度上建立车轴多晶体有限元模型。对车轴试样进行拉伸与冲击试验，结合有限元仿真，对车轴内外缺陷附近应力场及结构变形进行分析，探究内外部缺陷耦合对车轴疲劳裂纹萌生的影响；并基于应力分布和塑性应变能密度分布的特点，对裂纹萌生位置进行预测。结果表明，当内部缺陷越靠近表面外部缺陷时，两缺陷间的相互作用越大，对裂纹萌生起到促进作用。当内部夹杂物缺陷处在模型中心部位时，两缺陷间的相互作用最小，并且外部缺陷是导致裂纹萌生的主要因素。关键词：晶体塑性理论;缺陷耦合;裂纹萌生;应力场;塑性应变能密度55|127|0更新时间：2024-11-01
- 摘要：为探究联轴器变刚度特征对轴系振动行为的影响规律，以压缩机电动机转子⁃联轴器⁃曲轴⁃轴承为研究对象，利用Lagrange法构建了轴系弯扭耦合动力学模型。结果表明，联轴器变刚度特性会造成相空间出现“锯齿形”波动情况，但轴心轨迹变化规律基本不受影响；以转速为控制参数时，变刚度特性会诱发混沌和分岔等非线性行为，并引起共振峰值右移和不稳定区域幅值增加现象；随着轴瓦间隙的减少，相空间波动程度降低，且x、y方向非碰摩区域面积呈下降趋势。研究成果可以更好地预测轴系弯扭耦合振动行为与指导轴系工作转速的选择。关键词：压缩机轴系;弯扭耦合;硬刚度;非线性动力学;分岔109|142|0更新时间：2024-10-10
- 摘要：针对三参数威布尔分布参数估计及置信限计算精度较低问题，提出了相关-回归法的参数估计及置信限计算方法。所提方法充分利用了相关系数法（简称“傅氏法”）对三参数威布尔分布参数估计的便捷性，以及非线性回归法的优良估计效果，将傅氏法和非线性回归法二者优势相结合。为验证其有效性，将相关-回归法应用于某合金强度值数据三参数威布尔分布的参数估计及置信限计算，并将不同样本量情况下的计算结果与傅氏法、极大似然估计与经验公式相结合的方法（简称“MMPDS法”）进行比较。结果表明，相关-回归法具有较高的参数估计和置信限计算精度，当样本量小于100时优势更为显著，能够准确计算威布尔分布的参数及置信限。关键词：威布尔分布;参数估计;置信限42|283|0更新时间：2024-06-27
- 摘要：加筋壳结构具有较高的比刚度和比强度，被广泛应用于航空航天承力结构中。可靠性优化设计（Reliability-Based Design Optimization，RBDO）方法通过综合考虑结构参数中的不确定性和风险因素，可避免结构的过保守设计，保证其在服役环境中的可靠性和安全性。提出了一种基于自适应代理模型的高效RBDO方法，来解决屈曲可靠性约束下的加筋壳结构轻量化设计问题。基于预期可行性函数准则实现了样本点的自适应添加，并通过构建分段函数将离散变量连续化，进而在保证设计结果可靠性的前提下提高优化效率。最后，通过将可靠性优化设计结果与确定性优化结果对比，验证了所提方法的有效性。关键词：加筋壳结构;可靠性优化设计;自适应代理模型;预期可行性函数准则52|85|0更新时间：2024-06-26
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