针对传统的频谱分析方法在非平稳工况下导致的"频谱模糊"现象,利用信号模型和阶次分析的方法对风电机组齿轮箱进行了故障诊断研究。建立了非平稳工况下齿轮箱高速级的振动信号模型,推导了其时频谱及阶次谱结构,利用阶次分析的方法分析了振动信号的阶次谱,提取了齿轮故障特征。最后,利用真实风场齿轮箱振动数据进行分析,对齿轮箱故障进行了准确识别。

齿轮箱是风力发电机组的关键传动部件,长期承受复杂的非平稳负载,容易出现裂纹、断齿、磨损等齿轮故障,造成安全事故及经济损失,对其进行故障诊断意义重大。针对传统的频谱分析方法无法满足非平稳工况下风电机组齿轮箱故障诊断的问题,利用阶次分析的方法对齿轮箱进行了故障诊断研究。分析了阶次分析方法的基本原理,推导并总结了齿轮箱特征阶次,最后,利用阶次分析方法对真实风场数据进行分析,准确识别了齿轮箱中的故障。

为揭示复合行星轮系固有特性及裂纹对其振动响应的影响,以工程机械复合两级行星轮系为研究对象,采用集中参数法建立平移-扭转耦合动力学模型,并计入阻尼、支撑、时变啮合刚度、啮合相位等影响因素。根据各构件间相对位移分析,推导系统运动微分方程。将轮齿简化为齿根圆上的悬臂梁结构,根据能量法,分别计算啮合齿轮副赫兹刚度,弯曲刚度,剪切刚度和轴向压缩刚度。推导裂纹轮齿时变啮合刚度计算公式,分析裂纹扩展对时变啮合刚度的影响。进一步对各啮合副的相对啮合相位关系进行推导。采用数值分析方法,求解系统运动微分方程,得到正常及裂纹情况下的系统固有特性,研究时变啮合刚度及裂纹对系统固有频率的影响。综合运用时间历程、阶次谱、相轨迹及Poincaré映射图,分析裂纹扩展对系统非线性振动响应的影响。

现代企业生产将会面临生产效率、经济及环境等多方面的需求,并且车间需要随时根据企业生产需求的改变调整生产调度策略。文章面向流水车间,建立了车间的生产运作时间,生产成本以及车间能耗的多目标数学模型,运用归一加权方法对量纲进行统一,并根据企业需求,通过层次分析法决策各指标权重,利用遗传算法对此问题进行寻优迭代,实时获取符合当下生产情况的调度优化方案,建立了一套面向高效、经济、节能的流水车间多目标调度优化方法。在此基础上,根据车间生产特点,提出了四种典型车间生产调度模式,并运用敏感性分析对车间生产模式进行判断。最后,以流水车间齿轮类零件加工为例,分析不同生产模式下车间调度方案,验证了模型的有效性与准确性。

为实现数控加工制造过程的能耗预测与仿真,采用比能耗法建立了基于VericutForce模块的机床能耗模型,并结合UGCAM模块与VericutForce模块搭建了CAD-CAM-ECS能耗仿真平台,实现零件在加工过程中能耗的仿真。结果表明,基于Vericut中过程毛坯(IPW)条件的机床能耗模型可有效预测零件在加工过程中的机床能耗状态,CAD-CAM-ECS能耗仿真平台可实现加工过程能耗仿真并准确映射能耗高的设计特征,为零件的设计及工艺的优化提供依据。

为了在产品设计中考虑低碳性以减缓与控制碳排放,推动生态工业可持续发展,针对近年来国内外发表的研究成果,以碳排放减量化为设计目标,从产品概念设计阶段低碳设计方法、结构设计阶段适用的低碳设计方法、低碳优化设计方法、低碳设计知识库及工具研究4方面对当前热点问题进行了综述。在对产品低碳设计方法研究的基础上,从复杂产品低碳设计建模、生命周期场景下的设计优化、数据与知识驱动下的低碳设计平台开发等角度,总结提出三大研究难点与关注方向。

针对再制造液压缸筒表面厚重油漆难以去除的问题，采用超声熔盐复合清洗技术进行有效清洗。影响复合清洗效果因素较多，选择清洗温度和超声功率进行研究。通过中心复合试验法，以清洗周期和3.5min去污率作为评判标准，拟合试验数据建立回归方程和响应面模型，探究清洗温度和超声功率的影响作用。结果显示:随清洗温度升高，熔盐表面张力变小，化学反应速率提高，清洗周期变短，清洗能力增强;超声功率增大，清洗场内振荡作用变强，使熔盐加速流动，场内各部分温度趋于一致，加速反应进行，增强清洗能力。因此随清洗温度和超声功率提高，复合清洗去除油漆能力增强。通过试验确定超声熔盐复合清洗去除油漆的最优参数为清洗温度（326~336）℃，超声功率为最大值1440W，最优参数下清洗周期为4min，清洗3.5min时去污率为97.5%。