关键词： 学生为中心   课堂教学   对分课堂   雨课堂  

摘要： 为了提高课堂教学效果，本文以工程教育认证理念为指导，基于对分课堂的教学模式和雨课堂平台，采用线上线下混合式教学方法，突出学生主体，研究了工程机械液压系统课程的教学内容重构、教学实施和全过程学业评价的具体方法策略，实践证明，该模式教学效果良好，能够促进学生知识应用能力、独立思考能力，团队协作能力的培养，使师生充分实现自我价值，提升课堂的获得感。

关键词： 注塑机   液压系统   结构   特点   优化方案  

摘要： 本文在明确液压系统概念和液压系统组成部分的基础上，对注塑机液压系统结构进行了深入探究，包括液压泵、液压缸、油箱和油管道及控制阀。本文论述了注塑机液压系统的高压、高功率、系统稳定性要求高、动作灵敏、迅速响应等特点，为后续制定科学可行的优化设计方案奠定坚实基础。

关键词： 碾压磙   推雪铲   刀具   有限元分析   液压系统  

摘要： 在中国北方,尤其东北地区冬季降雪很常见。新下的浮雪经过车辆和行人反复碾压容易形成压实冰雪致使道路光滑十分容易引发严重交通意外事故。会造成城市交通停滞、铁路网停运、首都机场关闭,非常严重影响人民生活状态和工农业生产,对国民经济造成严重破坏。到现在为止,中国对抗压实冰雪的专业设备仍然严重短缺,传统的人工除冰除雪不仅消耗大量的财力物力,而且效率较低,清除量比较少,在清除压实冰雪作业过程中存在安全隐患,开发适合中国国情的多功能扫雪设备非常重要。分析路面压实冰雪的物理特性。地面压实冰雪的力学分析分为碾压磙刀具切入压实冰雪时所受到的力,运用抗剪强度计算出压实冰雪对除雪装置的阻力。以及对压实冰雪的破坏准则分析。确定以ZL50为装载机的多功能碾压磙除雪装置。对多功能碾压磙除雪装置的碾压磙和推雪铲进行设计,对碾压磙的运动状态和切线工作阻力进行计算和分析,同时还对碾压磙进行减振功能分析,以及对碾压磙刀具的设计和排布的方案。设计出液压系统的原理图说明装载机升起和降落的原理,对液压系统的工作压力确定,对液压油缸主要部件参数确定及选型,确定出最合适的液压缸。利用有限元软件对碾压磙装置的关键零部件进行有限元分析。对碾压磙的支撑板进行静力学分析,查看碾压磙支撑板的强度是否符合要求。对碾压磙进行6阶模态分析,查看碾压磙是否进行共振。碾压磙刀具的瞬态分析是用16Mn和45号碳素钢两种材料的碾压磙刀具分别对压实冰雪进行瞬态分析,分析两种材料刀具瞬时切入压实冰雪两种材料刀具不同的仿真结构。利用液压仿真软件分析ZL50装载机升降液压系统的仿真分析。使用液压仿真软件对装载机液压系统进行模型搭建与参数设置,分析液压系统进油管压力损失、液压缸位移、液压缸的速度以及液压缸无杆腔的压力,对装载机的液压系统进行分析。

关键词： 汽车起重机   载荷试验   麦克纳姆轮   全局色调映射   液压系统  

摘要： 汽车起重机作为特种设备，安全问题备受关注。制造商需对新产品进行安全性能检测，其中载荷试验是起重机安全检测的重要一环。传统的载荷试验，为了保证加载准确、不歪拉斜吊，试验过程中需要反复调整，导致试验效率低、结果不准确且安全风险高，难以满足行业高效和精准化的要求。为满足市场和国家相关法规和标准的要求，开发新的、加载精准、试验安全且效率高的载荷试验方法和配套设备是发展的趋势。为此，本文针对传统载荷试验存在的不足，提出新的载荷试验法，即随动加载法，并完成了智能吊载检测车的方案设计，主要的研究工作包括以下内容：　　首先，分析汽车起重机载荷试验的标准规范，明确载荷试验的流程与要求。然后在ADAMS中建立吊载砝码的载荷试验仿真模型，对静载荷试验、额定载荷试验和动载荷试验分别进行动力学仿真分析，探究臂头在仿真过程中的受力情况，以及重物和臂头的位置变化规律。根据三种载荷试验的动力学仿真结果，得出试验过程中存在的不足，并提出随动加载法需要实现的目标要求。　　其次，提出一种综合利用视觉检测技术、麦克纳姆轮移动控制技术和液压控制技术的智能载荷检测法，并完成了检测车的总体方案设计。对新的检测方法实施的关键技术进行研究，论证其可行性。其中针对新方法的视觉检测技术，设计以识别蓝色圆形信标来获取目标位置信息，并提出相应的图像分割算法，即基于全局色调映射的自适应阈值图像分割方法;利用ADAMS建立随动加载法方法移动检测设备的麦克纳姆轮移动模型，研究其在地面上的万向移动控制;再次，分析液压系统实现精准加载和模拟重物被吊起的过程。　　然后，应用ADAMS/Simulink软件建立三种载荷试验的动力学仿真模型，进行联合仿真，得到三种载荷试验使用随动加载法的仿真结果。将结果与传统载荷试验方法的仿真结果进行对比和分析，结果表明，新方法能够弥补传统基于吊载砝码载荷试验方法的不足，实现精准加载和修正歪拉斜吊的功能。　　最后，为验证随动加载法视觉检测算法的有效性，搭建移动小车试验模型，通过控制起重机的臂架进行伸缩和回转以改变臂头位置，测试移动小车跟随臂头运动的效果。实验结果显示，在进行稳定跟踪时，定位信标的像素坐标能够稳定在图像中心（320,240）附近。直线跟踪时，信标距离图像中心的最大位移约为30像素左右。曲线跟踪时，偏离的最大位移约为50像素左右。偏差能迅速减小，跟随有效。

关键词： 拖拉机   液压系统   特征提取   状态识别   卷积神经网络  

摘要： 随着农业机械化发展上升至国家战略，拖拉机的智能化、信息化和专业化逐渐成为农业机械化的研究热点。为了提高拖拉机运行的安全可靠性，避免因液压系统故障而造成拖拉机作业乏力甚至停止工作的问题，提出一种基于多传感器信息融合卷积神经网络(MultiSensorInformationFusionConvolutionalNeuralNetwork,简称MSIFCNN)和双核支持向量数据描述(DoubleKernelSupportVectorDataDescription,简称DKSVDD)结合的拖拉机液压系统状态识别方法，能够精确有效地识别液压系统状态。　　首先，分析拖拉机液压系统工作原理，搭建拖拉机液压系统AMESim仿真模型，解决实机试验获取故障数据难度大且成本高的问题，通过正常状态实机作业数据采集，验证液压系统仿真模型的有效性;分析拖拉机液压系统故障机理，选择液压系统常见的故障，即油液污染、滤清器堵塞和液压泵内泄漏三种故障，搭建液压系统AMESim故障仿真模型;分析三种故障状态对拖拉机液压系统造成的影响，并获取传感器数据，进而生成故障仿真数据集，为后期研究提供数据支持。　　其次，为实现液压系统传感器信号特征提取，提出一种基于多传感器信息融合卷积神经网络(MultiSensorInformationFusionConvolutionalNeuralNetwork,简称MSIFCNN)的液压系统传感器信号特征提取方法。通过分析多传感器信息融合理论，基于特征层融合拖拉机压力传感器和流量传感器信号，并建立MSIFCNN模型;通过传感器信号增强，尽可能地捕捉液压系统全部故障特征信息。采用与VGGNet相近的7层网络结构，设计MSIFCNN网络结构;探讨不同超参数对液压系统传感器信号特征提取的影响，确定MSIFCNN模型的最优超参数，为后期实现液压系统状态识别奠定基础。　　最后，为进一步提高液压系统状态识别率，提出一种基于MSIFCNN-DKSVDD的拖拉机液压系统状态识别方法。利用径向基核函数和高斯差分核函数的优势来构建DK核函数(DoubleKernel,简称DK)，建立双核支持向量数据描述(DoubleKernelSupportVectorDataDescription,简称DKSVDD)模型，并通过粒子群优化算法进行DKSVDD模型超参数寻优;基于最优二叉树原理，逐层设计液压系统状态分类器，利用MSIFCNN模型实现传感器信号特征提取，并通过DKSVDD模型完成液压系统状态识别，搭建基于MSIFCNN-DKSVDD的液压系统状态识别模型;研究结果表明，基于MSIFCNN-DKSVDD的液压系统状态识别方法能够有效地识别拖拉机液压系统状态，为拖拉机等其他农业机械的液压系统状态识别领域提供了参考价值。

关键词： 液压系统   数字孪生   状态监测   故障定位  

摘要： 随着工业信息化进程的推进,数字孪生技术正在蓬勃发展,数字孪生的概念是以虚拟空间的数字映射孪生模型反映现实世界中物理实体的真实运行状态。该技术具备很强的通用性,可以在许多不同的工业领域中应用发展。针对液压系统的状态监测不够直观和全面,以及故障难以定位和维修效率低下的问题,基于数字孪生技术,同时结合网页三维可视化等技术,以发射台摆杆装置液压系统为研究对象,提出了一种单批次可移植的摆杆液压系统数字孪生监控系统实现方法,并针对其中的关键技术问题给出了相应的解决方案。设计并制造了一台摆杆装置的缩比实验样机,基于此进行数字孪生监控系统的具体研究和实验验证。针对摆杆液压系统实时监测与故障定位的功能需求,将设备健康管理理念融合到数字孪生中,设计了摆杆液压系统数字孪生监控系统的总体方案,对系统进行层级分析和功能划分,并介绍了系统整体工作流程。针对液压系统孪生模型的搭建,根据摆杆样机液压元件的工作特性和实测运行数据,基于AMESim软件搭建液压系统孪生模型,能够和物理实体的工作状态保持良好的一致性;针对数字孪生系统内部数据通信,基于网关传输协议和边缘网关设备实现多种数据传输方式,实现了系统间各层级间的有效联系。最后,在Web软件内基于Web GL协议搭建摆杆系统可视化智能监控平台,并通过CSS设计了易于操作的UI界面。凭借***库搭建样机的三维动态虚拟模型,并利用ECharts插件在界面内添加数据曲线图,实现了摆杆装置实测数据和可视图像相结合的状态监测功能;针对摆杆装置液压系统的常见故障,对故障类型进行合理分类,结合专家知识和深度学习算法实现了故障的快速定位和报警。研究结果表明,本系统可以对发射台摆杆装置缩比样机进行远程监控,通过三维动态全景模型和状态数据曲线图的实时更新显示,以及对复杂部件的爆炸视图展示,帮助工作人员实现了对液压系统物理实体实际工作状态的充分了解。同时,监控系统可以对实验样机常见的12种故障进行定位报警和原因分析。本研究为数字孪生技术在液压系统领域的应用实践提供了一种可行性方法。

关键词： 适航   旋翼航空器   爆破压力   液压元件   试验验证  

摘要： 液压系统爆破压力的适航审定对于保证直升机安全稳定飞行有重要意义。液压系统工作过程中易受到压力冲击、过载等因素影响导致元件或零部件爆裂损坏而影响航空器的飞行安全。国外对于航空器液压系统的相关适航审定对国内处于封锁状态。国内CCAR 29部旋翼航空器适航审定规章中也没有明确液压元件的爆破压力值或压力值范围，这导致此方面审查工作内容存在争议甚至缺失。本文通过探讨液压元件爆破影响和风险，结合相关标准要求，提出了爆破压力适航条款的要点和初步内容，便利旋翼航空器液压系统适航审定，补充了CCAR 29部中缺失的此方面规定条款，对旋翼航空器适航审定有重要参考意义。

关键词： 舔砖压机   液压系统设计   比例浮动加压建模   电液比例溢流阀   AMESim仿真  

摘要： 舔砖作为牛羊补充微量元素与营养物质的重要媒介,在国内牛羊规模化养殖快速发展的大背景下,市场对高品质舔砖的需求也越来越旺盛。但是国内舔砖压制设备多为小吨位压机,加工大尺寸舔砖的压实效果普遍不理想,压坯压实度与密度分布均匀性等有待提高。因此,研究提升压坯压实效果、成本可控、运行可靠的小吨位全自动舔砖压机,对国内舔砖设备的发展具有重要意义。本文以200T压机为研究对象,研究设计新的多缸传动液压系统,实现多种压制工艺,提升压机的压实效果;研究液压系统关键压制环节的数学模型,并结合液压传动系统物理模型,基于AMESim软件对其进行多缸传动液压系统仿真分析,为舔砖压机多缸传动液压系统设计与优化仿真提供一定的理论基础。主要研究内容如下。首先基于粉体成型力学性能的基础研究理论与模压工艺,完成了 200T舔砖压机双向浮动加压的多缸传动动作方案设计,并通过实验与Deform仿真等技术手段验证了双向浮动加压多缸动作方案的压实效果。在确定了 200T舔砖压机液压系统总体设计要求后,完成了双向比例浮动多缸传动液压系统设计,并对系统中关键的液压元件进行了计算选型。其次对比例浮动加压过程进行了数学建模,为液压系统中重要的负载加压与电液压力控制环节进行基于AMESim的建模与仿真分析提供重要的理论支撑。依据比例浮动加压数学模型与液压传动系统物理模型完成了关键液压元件基于AMESim的建模仿真,重点对电液比例溢流阀压力控制回路的动、静态特性进行仿真分析,与选型的电液比例溢流阀样本参数进行对比,完成了电液比例溢流阀的调试。最后对液压系统进行了基于AMESim的建模仿真,重点分析双向比例浮动压制与多缸传动全周期动作中各液压缸的位移、速度、压力与流量等动态特性。结果显示,双向比例浮动多缸传动液压系统达到了预期设计目的。综上所述,本文完成了 200T舔砖压机的多缸传动动作方案设计,并通过实验与仿真等技术手段对不同压制方式下压坯的压实度与密度分布均匀性进行了分析验证。结果显示,双向浮动多缸动作方案有较好的压实效果。依据多缸传动动作方案,完成了双向比例浮动多缸传动液压系统设计。对液压系统中关键的比例浮动加压过程进行了数学建模,并依据数学与物理模型对液压系统进行了基于AMESim的建模仿真,将电液比例溢流阀的控制特性与样本手册进行对比,提高了液压系统的仿真效率与可靠性,最终验证了双向比例浮动多缸传动液压系统设计的合理性,为舔砖压机多缸传动液压系统设计与优化仿真分析提供一定的指导意义。

关键词： 长距离供液   供液回路压力损失   AMESIM仿真   改进设计  

摘要： 本文以ZLT1400/2000设备列车现存问题长距离供液压力损失大为主要研究内容,通过理论分析和仿真分析的方法对设备列车长距离供液回路压力损失进行了研究,并对设备列车基本回路进行了分析。最后基于前两章研究内容对设备列车液压系统进行了改进,并通过仿真验证了改进后的设备列车液压系统可以有效降低供液压力损失并提升液压系统稳定性。本文主要研究内容如下:(1)对ZLT1400/2000设备列车长距离供液压力损失进行了理论分析,通过分析得到:1、ZLT1400/2000设备列车长距离供液压力损失主要取决于沿程压力损失;2、在供液距离一定时,长距离供液压力损失与供液管道自身特性以及供液管道布置方式有关。对ZLT1400/2000设备列车长距离供液回路进行了建模,通过对比理论分析与仿真结果验证了长距离供液回路仿真模型的可靠性。并以长距离供液回路模型为基础通过控制变量的方法对长距离供液压力损失影响因素进行了研究。(2)对ZLT1400/2000设备列车液压系统基本回路进行分析,通过分析得到液压系统基本回路存在不足,并提出ZLT1400/2000设备列车液压系统基本回路改进方法,最后通过仿真验证改进方法的可行性。(3)基于前两章研究内容,对ZLT1400/2000设备列车液压系统进行了改进,并通过仿真分析的方法证明了改进后的设备列车液压系统可以有效的降低ZLT1400/2000设备列车液压系统压力损失并能提升设备列车液压系统稳定性。本文的研究内容及结论为超长距离液压设备列车的设计及改进提供了借鉴,且对工程实际有一定的指导作用。

关键词： 故障诊断   动态时间规整   回声状态网络   高斯贝叶斯分类器   液压机械无级变速箱  

摘要： 拖拉机液压机械无级变速箱(Hydro-Mechanical Continuously Variable Transmission,HMCVT)是一种高度自动化的机电液一体化系统,一旦出现故障,不仅故障排查困难、耽误农时,严重时会威胁到作业和行驶安全。由于研究起步较晚,我国缺乏其制造、控制和使用经验,致使变速箱传动系统,尤其是其换段液压系统的工作可靠性问题成为制约其产业化应用的关键瓶颈。为了提高其换段过程的可靠性,本文对其液压系统的故障诊断问题进行了研究:(1)针对当前液压机械无级变速箱故障数据缺乏的问题,搭建了故障诊断试验台实时采集故障数据,并针对样本分割的需求提出了改进的动态时间规整算法。通过对液压机械无级变速箱液压系统常见故障产生机理的分析,以油道泄漏、油道堵塞、密封圈损坏、电磁阀阀芯卡死、离合器活塞卡死几种常见故障类型作为研究对象,采集不同工况下的压力数据,并进行了去噪与整合处理。针对数据采集时出现的断点问题,提出预先使用自顶向下分割方法来加速传统的DTW算法,同时改进DTW距离计算公式,基于相似度计算实现数据样本的分割。该方法极大提高了样本分割的准确性和计算速度。(2)针对重型离合器控制下的液压系统故障特征的高维、非线性和冗余特性,提出了一种基于时间窗和主成分分析的高斯朴素贝叶斯分类方法。该方法利用时间窗截取离合器压力数据,借助主成分分析方法提取故障特征,通过高斯朴素贝叶斯分类器完成故障诊断。试验结果表明,该方法减少了不必要的维度和数据冗余,相较于传统机器学习方法,有更高的平均准确率和召回率,分别为97%和87%。该方法对于故障快速定位与维修、设备运行稳定性和安全性的提升等方面具有重要意义,并可为类似领域的研究提供参考。(3)针对轻型离合器控制下的液压系统,其故障发展的渐变性和故障数据的庞大性以及故障特征的隐蔽性等特点,提出了一种基于改进回声状态网络的故障分类模型。该模型利用回声状态网络的储备池结构,使得时间序列产生丰富的回声状态特征。使用多尺度卷积来取代回声网络中的线性回归算法,克服了简单线性回归算法对高维特征解码能力不足的问题。与此同时,模型引入注意力机制,可提高其对敏感时间段的注意。试验结果表明,本文所提出的改进网络Attention＿Conv ESN的故障诊断率可达到96.98%。本方法不仅有效的提高了故障诊断的准确率,而且大幅减少了训练参数,提高了模型运算速度,具有更优的故障诊断性能。(4)为了进一步实现可视化分析和精准管控,本文基于实际需求设计并开发了液压机械无级变速箱的工况监测系统。该系统具有数据可视化展示、故障智能诊断、监测设备管理等功能,能够实现工况数据的在线实时存储、展示和报警处理。本研究所开发的监测系统具有交互性好、实时性强、可靠性高等特点,可以为装备了液压机械无级变速箱的拖拉机提供一种高效的、智能化的监管系统,大大提高了工作效率和管理水平,对于提升设备的稳定性、可靠性和安全性具有重要意义。