为了解决机械设备轴承表面缺陷检测中多目标情形下的小目标漏检率高、检测速度慢、模型精度和特征提取泛化能力不足的问题,提出一种滚动轴承表面缺陷识别网络模型YOLOv5s-CDOD。在卷积操作前,使用B-ConvNeXt网络平衡模型的精度和复杂度,保留轴承表面小目标缺陷的特征,同时提升模型的泛化能力;通过将YOLOv5s网络中的传统卷积模块替换为具有二次深度过参数化卷积的卷积(DOD-Conv)模块,在不增加模型参数的情况下,提高模型的识别精度和速度;最后,在特征处理阶段,使用VariFocal Loss损失函数,增加模型对正样本目标的学习,对轴承小目标缺陷的检测精度进一步提升。实验结果表明与原YOLOv5s网络相比,优化后的网络参数量减少了10%,使得模型的检测速度明显提升;同时,所提模型的平均检测精度达到了94%,对轴承表面小目标缺陷的识别率也有所提高。

针对滚动轴承振动信号易受外界噪声干扰、传统的故障诊断方法难以提取故障特征以及准确率低等问题,提出一种基于集合经验模态分解(EEMD)和卷积神经网络结合支持向量机(CNN-SVM)的滚动轴承故障诊断方法。利用EEMD算法对原始振动信号进行分解得到本征模态函数(IMF)分量,再由相关系数筛选最佳分量进行信号重构,得到降噪后的振动信号。将重构降噪后的振动信号转换为二维特征图输入卷积神经网络进行训练提取特征。最后将提取到的稀疏代表特征向量输入到支持向量机进行故障分类。实验结果表明所提方法能有效降低噪声干扰,便于提取故障特征,与传统的故障诊断方法相比准确率更高,诊断速度更快。

为研究交叉滚子轴承摩擦力矩的影响因素,建立考虑环境温度和温升影响的轴承摩擦力矩计算模型,研究工况参数、环境温度和几何参数对轴承摩擦力矩的影响规律,并进行试验验证。结果表明交叉滚子轴承只承受轴向载荷时,摩擦力矩主要由其中一个接触对产生;只承受径向载荷或倾覆力矩时,2个接触对产生的摩擦力矩之比为1∶1;在-30~50℃内,环境温度升高,轴承的摩擦力矩先减小后增大,温度小于40℃时润滑脂黏性对总摩擦力矩起主导作用,游隙变化的影响次之,50℃时游隙变化对摩擦力矩起主导作用,润滑脂黏性的影响次之;增大径向游隙可以显著降低轴承摩擦力矩;在直母线、对数修形和全凸圆弧修形3种修形方式中,全凸圆弧修形在较宽范围的载荷条件下降低摩擦力矩的效果更显著。

工业机器人设计阶段故障数据缺乏,给系统可靠性评估带来困难。针对此问题,提出一种基于多准则决策(MCDM)与GO法相结合的可靠性评估方法。建立相似性评价模型,在MCDM分析过程中,用云模型定量表示决策专家的评价值,消除评价过程中随机性和模糊性的影响,得到关键部件的可靠性修正系数。对相似产品可靠性进行修正,实现关键部件可靠性的准确分析。建立工业机器人系统的可靠性GO图模型,以此为基础,建立工业机器人整机系统可靠性计算模型,实现系统可靠性的准确分析。最后通过实例对所述方法的操作过程进行说明,实现了对工业机器人可靠性评估。

针对减振器油液泄漏现象,对某型号单循环减振器进行分析,详细介绍了减振器的工作原理和结构特征,并建立其数学模型。为了使模型更加接近实际情况,考虑更全面的影响因素,利用AMESim仿真软件建立一维仿真模型,经验证所建AMESim模型是可靠的。利用所建的AMESim模型对导向座处的外泄漏、活塞处的内泄漏及底阀处的泄漏进行仿真分析。仿真结果表明对于单循环抗蛇行减振器,随着导向座与活塞杆处泄漏间隙增大,拉伸与压缩阻尼力均呈减小趋势;当活塞与工作缸泄漏间隙增大时,拉伸阻尼力呈减小趋势,压缩阻尼性能不受影响;当底阀处泄漏间隙增大时,压缩阻尼力呈减小趋势而拉伸阻尼性能则不变。

为解决小尺寸涡轮钻具扭矩小带来的弊端,建立一种基于BP神经网络和非支配排序多目标遗传算法(NSGA-II)优化模型,通过对涡轮结构尺寸进行优化,得到高效率下扭矩更大的涡轮。采用权重估算和Garson算法,对涡轮的扭矩和效率进行敏感性分析,再通过比较多种机器学习算法构建回归模型的拟合度,选用反向传播神经网络(BPNN)建立扭矩和效率与设计参数之间的回归模型,最后结合非支配排序多目标遗传算法(NSGA-II)寻求Pareto最优解集。结果表明安装角对输出扭矩的影响最大,叶片数对输出效率的影响最大;采用BP神经网络构建的回归模型最为准确;优化后的涡轮与初始涡轮相比,扭矩提高1.2倍,效率提升1.35%。

为了提高海上“三高”气井管柱的安全性,确保卡瓦良好的工作性能,以HPC070401封隔器双向筒式卡瓦为例,将滑移线理论法、数值模拟和实验法相结合,研究卡瓦咬入过程的力学行为,分析卡瓦与套管的接触应力分布规律、卡瓦牙咬入套管的深度和疲劳寿命,建立了封隔器卡瓦系统工作可靠的充分必要准则。研究结果表明坐卡压力增加,卡瓦牙咬入套管的深度也随之增加,在坐卡压力为35、42、48、55 MPa时,卡瓦咬入套管深度为0.25993、0.29425、0.32353、0.36561 mm;坐卡压力增加,卡瓦牙尖局部塑性变形增大,在坐卡压力35、42、48、55 MPa下,对称循环波动20%时,卡瓦疲劳循环次数为951110、789540、717160、629260;通过高温高压封隔器卡瓦锚定实验,卡瓦咬入套管的实测深度介于0.350~1 mm之间,与有限元模拟结果较吻合;结合评价准则和高温高压封隔器疲劳实验可知,套管因疲劳累积损伤......

面对全球变暖这一严峻的气候变化挑战,减少机床全生命周期的碳排放成为一项至关重要的任务。从设计源头出发,以降低机床全生命周期的碳排放为目标,研究其碳排放特性及其相关设计要素关联关系是机床低碳设计的基础工作。为有助于在早期设计阶段评估机床全生命周期碳足迹,提出一种面向方案设计阶段的基于设计特征的机床全生命周期碳足迹评估方法。提出机床系统特征(关系特征与运行特征)与单体特征(几何特征、技术处理特征、材料特征)的概念,表征机床零部件间层层约束关系,并建立基于设计特征的机床设计方案表达模型。将机床全生命周期内的碳排放活动归类为面向设计特征的六类特征关联活动,建立设计特征与碳排放活动之间的关联机制。提出基于设计特征的碳足迹量化方法,建立机床全生命周期碳足迹评估模型。以计算和分析某锯切......

为提高船舶小组立自动化焊接水平,提出一种基于视觉驱动的智能焊接机器人自适应控制系统。使用环境感知模块进行全域信息感知,分散式多点采集目标信息实现综合定位。在深入探究工件自适应决策算法和多向动态规划算法的基础上开发出一套面向船舶小组立工件的自适应控制系统,并结合机器人实时位姿信息与局部环境信息进行目标跟踪。该系统可根据系统决策规划,匹配对应工艺参数,实现机器人自主编程。搭建一套船舶小组立焊接工作站,并以含两条300 mm角焊缝的小肘板工件为例进行试验验证。结果表明该焊接工作站针对该焊接对象的生产节拍约为84.5 s/件,说明该系统可以适应多种小组立工件,实现高质量的自动化焊接。

以石化行业制备聚乙烯过程中的导热油换热器为研究对象,通过流场仿真的方法对换热器壳程和管程介质之间的换热过程进行数值模拟并对其结果进行试验验证,探讨了新型折流板不同结构参数对换热器壳程传热系数和综合指标的影响规律。使用正交试验设计的方法对新型折流板的结构参数进行了优化并获得优化目标的回归模型,进而得到新型折流板的最佳结构尺寸。结果表明新型折流板换热器的最优结构参数H/D为0.633,W/D为0.595,L/s为0.347;优化后的新型折流板换热器的综合指标较初值提高了25.9799(16%),明显提升了导热油换热器的传热性能。