本期導讀

方法與技術

1.一種用于恢復武器裝備可操作性的備件數(shù)量測算方法

關鍵詞：戰(zhàn)損修復；備件管理；計算方法 P1～3，18

戰(zhàn)時裝備管理與備件庫建設對于戰(zhàn)斗力保持具有重要的作用，《一種用于恢復武器裝備可操作性的備件數(shù)量測算方法》一文介紹一種用于計算消除武器系統(tǒng)作戰(zhàn)損傷和可操作性恢復所需備件數(shù)量的方法，該方法以備件成本最小化和損傷修復的及時性為目標。優(yōu)化任務的數(shù)學形式化、基本計算比例、備件庫存計算的階段和順序等計算優(yōu)化方案可以確保武器系統(tǒng)發(fā)生戰(zhàn)損時能夠及時消除損傷并恢復可操作性。在計算備件充分性方面，建立了計算充分性概率的數(shù)學模型。通過這個模型，可以評估備件的充分性，從而確保武器系統(tǒng)的戰(zhàn)損消除和可操作性恢復。為提升武器系統(tǒng)的可靠性和可用性，同時降低備件成本和維護成本提供了解決方案。

2.鯨魚算法優(yōu)化VMD-CNN 在滾動軸承故障診斷中的應用

關鍵詞：鯨魚算法；滾動軸承；故障診斷 P4～6

滾動軸承一旦發(fā)生故障輕則設備產(chǎn)生異常振動與噪聲，重則設備損壞乃至發(fā)生重大災難性事故，軸承故障診斷具有極為重要的意義。《鯨魚算法優(yōu)化VMD-CNN 在滾動軸承故障診斷中的應用》一文提出基于鯨魚算法（Whale Optimization Algorithm，WOA）優(yōu)化變分模態(tài)分解（Variational Mode Decomposition，VMD）與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（Convolution Neural Network，CNN）相結(jié)合的故障診斷方法。首先，使用鯨魚優(yōu)化算法對VMD 超參數(shù)進行尋優(yōu)，找到VMD 最優(yōu)的分解層數(shù)與懲罰因子，并利用優(yōu)化后的VMD 對軸承原始信號進行分解。其次，用連續(xù)小波變換將分解得到的一維本征模態(tài)信號轉(zhuǎn)化為相應的二維時頻圖。最后，將二維時頻圖作為二維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入，并對其輸入的時頻圖進行深層特征提取與模式識別。實驗表明，所提出的方法能高效提取故障特征，準確率高達99.78%。

3.噴氣織機輔助噴嘴的氣流場仿真

關鍵詞：噴氣織機；輔助噴嘴；氣流場仿真 P7～9,36

輔助噴嘴是噴氣織機引緯系統(tǒng)中的關鍵零部件，《噴氣織機輔助噴嘴的氣流場仿真》一文基于Fluent 進行輔助噴嘴氣流場仿真，分析不同型號輔助噴嘴的性能。通過Solidworks 建立不同噴孔分布輔助噴嘴的結(jié)構(gòu)模型，通過Fluent 軟件對不同類型輔助噴嘴的氣流場進行仿真，對3 種不同的噴孔排布的輔助噴嘴的最大出口速度、耗氣量、射流中心線上的速度衰減及綜合指標K 進行仿真量化評價。仿真結(jié)果表明：三種類型輔助噴嘴的耗氣量基本相同，2KB2 型輔助噴嘴的最大出口速度為431.5m/s 相比于2KA2 型提高了1.26%；2KB2 的綜合指標K 值較2KA2 和2KC2 型分別提升了7.31%和2.27%，因此2KB2 型輔助噴嘴具有較好的性能；不規(guī)則圓孔的孔口形式相較于等大圓孔可以提升輔助噴嘴的性能。

4.基于滑模觀測器的永磁同步電機無傳感器控制

關鍵詞：滑模觀測器；永磁同步電機；無傳感器控制 P10～13

永磁同步電機因具有功率密度高和動態(tài)響應速度快等諸多優(yōu)點，在交流伺服傳動領域具有明顯的優(yōu)勢。但永磁同步電機傳統(tǒng)的機械式傳感器成本高、體積大，限制了永磁同步電機的應用。《基于滑模觀測器的永磁同步電機無傳感器控制》一文介紹一種基于滑模觀測器的永磁同步電機無傳感器控制方法。首先，建立永磁同步電機在兩相同步旋轉(zhuǎn)正交坐標系上的動態(tài)模型，并以此進行無傳感器控制研究；其次，基于李雅普諾夫穩(wěn)定性理論分析并設計了滑模觀測器；然后，引入一個低通濾波器削弱滑模控制固有的抖振，得到有效電動勢，基于反正切函數(shù)對其帶來的相位延遲進行補償，提取位置信息；最后，通過仿真驗證永磁同步電機無傳感器控制方法對角速度和轉(zhuǎn)子位置估計的有效性和魯棒性。

5.航空活塞發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu)的瞬態(tài)動力學特性研究

關鍵詞：航空活塞發(fā)動機；曲柄連桿機構(gòu)；瞬態(tài)動力學 P14～18

航空活塞發(fā)動機工作時，曲柄連桿機構(gòu)中的關鍵零部件如：活塞、連桿和曲軸，承受著高頻率的周期性動載荷。《航空活塞發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu)的瞬態(tài)動力學特性研究》一文選取通用航空領域常用的萊康明水平對置四缸航空活塞發(fā)動機作為研究對象，利用SolidWorks、ANSYS Workbench 軟件進行三維建模以及有限元分析。通過模擬發(fā)動機在起飛、巡航和降落階段的工作條件，分別在2700、2400 和1600 r/min 的轉(zhuǎn)速下對活塞、連桿和曲軸關鍵部件的等效應力和應變進行研究，研究結(jié)果揭示在起飛階段，活塞、連桿和曲軸受到了更大的力和變形，為優(yōu)化曲拐機構(gòu)設計及提升其在高負荷工況下的可靠性和耐久性，提供了重要的理論依據(jù)。

管理與人才培養(yǎng)

6.新工科背景下增材制造技術課程的教學探索與實踐

關鍵詞：增材制造技術；教學方法；新工科P67～69

隨著我國向制造強國加速轉(zhuǎn)變，對增材制造人才的需求急劇增加，也對新工科背景下高校增材制造專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了新要求。《新工科背景下增材制造技術課程的教學探索與實踐》一文提出了增材制造技術課程五步教學方式，包括課堂教學、行業(yè)專家講座、實驗室培訓、3D 打印實踐和結(jié)果分析總結(jié)。文章介紹的增材制造技術課程教學中的授課思路和實驗實踐經(jīng)驗，為新工科教學改革實踐提供有益參考。

7.應用TRIZ 創(chuàng)新原理進行畢業(yè)設計多樣化求解的研究與實踐

關鍵詞：TRIZ 創(chuàng)新原理；畢業(yè)設計；多樣化求解 P74～77

畢業(yè)設計是人才培養(yǎng)過程中的關鍵環(huán)節(jié)，《應用TRIZ 創(chuàng)新原理進行畢業(yè)設計多樣化求解的研究與實踐》一文提出在畢業(yè)設計環(huán)節(jié)以TRIZ 創(chuàng)新原理作為基礎構(gòu)建多樣化求解的思路，并簡化了TRIZ 創(chuàng)新原理應用的標準流程，使用這種簡化方法為學生在畢業(yè)設計中使用創(chuàng)新原理鋪設了平緩的階梯，更能夠發(fā)揮TRIZ 的導向與指引作用，進一步推動概念方案的形成。實踐結(jié)果表明，應用TRIZ 創(chuàng)新理論形成的多樣化求解方案提升了畢業(yè)設計的作品完成質(zhì)量，同時促進了學生更全面的理解和掌握學科知識，具有一定的現(xiàn)實意義與推廣價值。

新產(chǎn)品

8.敞車散料耙平機研制

關鍵詞：敞車；散料耙平機；研制 P104～107

礦山、采石場等場所需要通過敞車將礦石等散料運輸?shù)街付ㄎ恢茫舫ㄜ囍械纳⒘戏植疾缓侠怼⑵d等，將可能引起安全事故。但是目前敞車散料普遍采用人工耙平，勞動強度大，工作效率低。《敞車散料耙平機研制》一文研制了一種礦石敞車散料耙平機，該設備包括動力機車、底座、立柱、主橫梁、行走小車橫梁、立柱轉(zhuǎn)動機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、刮板器、耙板、液壓站總成和控制系統(tǒng)。試驗研究表明，該耙平機能實現(xiàn)自動、安全、可靠、高效的礦石敞車散料耙平作業(yè)，敞車不偏載，減輕了工人勞動強度，提高了工作效率。