基于集合概念的虚公差理论与应用

将上偏差小于下偏差的公差定义为虚公差,把具有公差(包括虚公差)要求的两个极限值之间的尺寸用一个集合表达,探究公差值由正数连续变小成为负数时产生质变的过程,抽象出虚公差的物理意义:虚公差的绝对值为误差补偿量,两极限值之间的尺寸为误差补偿范围。从量纲和谐原理、尺寸链通用公式存在的条件、公差计算结果的准确性等方面阐述提出虚公差概念的必要性及其与公差的对立统一关系。通过实例验证,在虚公差物理意义明确后,可大大简化带补偿件的装配尺寸链分析计算过程,使之计算更加灵活方便,并可实现误差与误差补偿量的并行分析计算,使公差分配更加经济合理;推导出机械加工过程中假废品尺寸区间的通用计算公式,提出了概率法确定假废品尺寸区间的方法,有效地提高了假废品判断的效率。     

基于混合神经网络的数控机床故障诊断技术研究

为了实现数控机床故障诊断的自动化和智能化,提出了一种基于混合神经网络的数控机床故障诊断技术.首先通过一级BP神经网络对输入的故障信息进行分类,然后针对分类后的故障再通过二级ART神经网络实现故障的诊断和排除.基于两级混合神经网络的故障诊断系统不但具有故障自动诊断功能,而且还具有自学习和自组织等智能.     

结合面法向接触阻尼能量耗散弹塑性分形模型

结合面法向接触阻尼能量耗散建模时,只考虑微凸体弹性变形时的储能和塑性变形时的耗能是不完全的,因为微凸体存在弹塑性变形情况。通过引入微凸体加卸载模型,分离了处于弹塑性变形的微凸体的能量储存与耗散,建立了更加符合实际情况的结合面法向接触阻尼能量耗散及其损耗因子模型。通过仿真发现,结合面法向接触阻尼能量耗散及其损耗因子随着分形粗糙度参数的增大而增大,随着分形维数的增大先减小后增大,且在1.2附近出现最小值;结合面法向接触阻尼能量耗散随着法向接触载荷的增大而增大,损耗因子随着法向接触载荷的增大而减小;考虑弹塑性过渡机制情况下法向阻尼能耗低于仅考虑弹性和塑性机制情况下的法向阻尼能耗。     

自适应差异演化算法及其应用

差异演化(Differential Evolution,DE)算法是一种基于群体差异的演化算法,具有良好的优化性能,但是对于高维复杂函数,DE算法易早熟收敛。为此,在对DE算法参数分析的基础上,提出自适应缩放因子及自适应交叉率两个概念,进而提出一种自适应差异演化(Adaptive Differential Evolution,ADE)算法。利用群体差异度对DE算法进行分期,一方面使缩放因子在前期较大,在进化的中期先变小,后增大,在进化的后期,缩放因子较小;另一方面使DE算法的交叉率在前期较小,中期在一定范围内随机取值,进化后期较大。仿真实验结果与工程应用实例表明,ADE算法在收敛速度和全局搜索能力方面得到了较好的平衡,不仅保证了ADE算法的收敛速度,而且具有较好的全局搜索能力。     

临界接触参数连续的粗糙表面法向接触刚度弹塑性分形模型

基于MB接触分形理论及其修正模型,在弹性和塑性接触变形机制基础上,考虑弹塑性过渡变形机制,建立了临界接触参数连续条件下的计及微接触面积分布域扩展因子影响的粗糙表面法向接触刚度弹塑性分形模型;数值仿真结果表明:弹塑性过渡变形机制对法向接触刚度影响明显,且考虑弹塑性过渡变形机制下的法向接触刚度大于仅考虑弹性和塑性接触机制下的对应法向接触刚度;无量纲法向接触刚度随着无量纲法向接触载荷的增大而增大且因分形维数取值不同而呈凸弧性的非线性关系(分形维数D=1.1~1.4)或近似线性关系(分形维数D=1.4~1.9),随着分形维数的增大而增大(分形维数D=1.1~1.5)及分形维数的增大而减小(分形维数D=1.5~1.9),随着分形粗糙度的增大而减小,随着塑性指数的增大而增大。     

混合润滑结合面法向接触刚度模型研究EI北大核心CSCD

在实际工作中,机械结合面一般加入润滑介质来减少磨损,因此将结合面微凸体等效为圆锥微凸体,并基于分形理论和改进的W-M函数建立混合润滑状态下结合面法向接触刚度三维分形模型。对模型进行模拟仿真,仿真结果表明:结合面无量纲法向接触总刚度随着分形维数的增大呈现出先增大后减小的趋势,且在分形维数为2.6附近时取得最大值;随着分形粗糙度参数的增大而减小;随着润滑介质的声阻抗增大而增大;混合润滑状态下结合面无量纲法向接触总刚度大于无润滑介质结合面无量纲法向接触刚度;最后与其他模型和试验数据进行对比,模型与试验数据更契合,验证了模型的正确性。混合润滑粗糙表面法向接触刚度模型的提出,为结合面的刚度预测和机械设备的性能优化以及结构改进提供良好的依据。     

结合面切向接触阻尼三维分形模型

基于分形理论,考虑摩擦因素的影响,应用描述三维粗糙表面形貌的W-M函数,推导了结合面切向阻尼能耗和切向等效黏性阻尼三维分形模型.使用Matlab软件进行仿真分析,结果显示:结合面的切向阻尼能耗随着法向总载荷、摩擦因数的增大而减小,随着材料塑性指数、切法向载荷比、分形粗糙度参数的增大而增大;结合面的切向接触阻尼能耗和分形维数之间的关系比较复杂;结合面的切向接触等效黏性阻尼随着摩擦因数、分形粗糙度参数的增大而减小,随着法向总载荷、切法向载荷比、材料塑性指数的增大而增大;结合面的切向接触等效黏性阻尼随着分形维数增大先增大后减小,在分形维数等于2.7附近时取最大值;当分形维数等于2.1～2.5时,结合面的切向接触等效黏性阻尼和法向总载荷呈现明显的非线性关系;当分形维数2.5～2.9时,结合面的切向接触等效黏性阻尼和法向总载荷趋于线性关系.     

混合变量非线性规划问题的差异演化算法研究

针对机械优化设计问题中的混合变量非线性规划问题,提出一种改进的差异演化算法.首先针对混合变量非线性规划问题的特点,采用离散变量与连续变量分别进化策略,以使差异演化算法能够适于解决这类问题.其次,依据基因突变原理,提出突变因子的概念,使群体中的一部分个体不经过交叉操作,而直接与父代竞争,提高了群体的多样性,增强了算法的全局搜索能力,并对差异演化算法的缩放因子进行线性递减计算,加快了算法的收敛速度.测试结果表明,所提出算法不仅能够解决混合变量非线性规划问题,而且有较快的收敛速度和较好的全局收敛能力,实用价值明显.     

结合面卸载过程法向接触刚度修正统计模型

基于接触统计理论以及GW模型,考虑微凸体弹性接触变形和弹塑性接触变形的两个不同阶段以及卸载过程中有效曲率半径的变化,提出了法向接触载荷与表面平均分离距离之间新的关系,进而建立了固定结合面卸载过程法向接触刚度的统计模型.经过仿真分析,结果表明,卸载过程中的无量纲结合面法向接触刚度随着无量纲表面平均分离距离的增大而减小;不...     

多种群协作差异演化算法及其应用

针对差异演化算法在求解高维、多峰问题时易陷入局部最优解发生"早熟"的缺陷,提出多种群协作差异演化算法。该算法将种群划分为多个子种群并设置一个精英群,精英群由子种群的最优个体产生,并与群体最优解进行竞争,子种群的最优个体只与精英群个体竞争而不与群体最优解竞争。构建了两种不同邻域结构的多种群协作差异演化算法,仿真结果及工程应用实例表明了算法的有效性。