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| 1 | 引入各向同性虚拟材料的固定结合部模型显示文摘为提高整机的建模精度,提出利用各向同性虚拟材料假设的机床固定结合部动力学建模的解析法.将固定结合部的两个接触面的微观接触部分假设为一种虚拟的各向同性材料,虚拟材料与固定结合部两侧的零件皆为固定连接.通过增加一个元件可将含结合部的复杂部件等效为不含结合部的简单零件,达到将复杂的固定结合部问题简单化的目的.考虑固定结合部法向和切向特性的相互影响,应用赫兹接触理论和分形几何理论推导虚拟材料弹性模量、泊松比、厚度、密度等参数的解析解.将虚拟材料参数的解析解导入到有限元软件中,可获得整机的理论模态.对实验试件的理论模态与实验模态进行比较(相似振型定性比较,相应的固有频率定量比较).比较结果表明:理论模态与实验模态的前6阶振型一致,理论模态与实验模态前6阶固有频率的相对误差在-8.1%~8.1%之间.验证虚拟材料参数解析解的有效性,虚拟材料模型可为计算机数控机床固定结合部的精确动力学建模提供一定的理论基础. | 田红亮 刘芙蓉 方子帆 赵春华 朱大林 钟先友 | 2013 | 振动工程学报2013，26，4： | 54 |
| 2 | 依据各向异性分形几何理论的固定结合部法向接触力学模型显示文摘基于各向异性分形几何理论,考虑微凸体变形特点、表面微凸体承受法向载荷的连续性和光滑性原理,以及区分微凸体分别处于弹性、塑性变形时的一个微凸体实际微接触面积,建立固定结合部法向接触力学模型。采用二变量Weierstrass-Mandelbrot函数模拟各向异性三维分形轮廓表面。推导出划分弹塑性区域的临界弹性变形微接触截面积、结合部量纲一法向载荷、结合部量纲一法向接触刚度的数学表达式。数值仿真结果表明:当表面形貌的分形维数、分形粗糙度一定时,真实接触面积随着结合部法向载荷的增大而增大;结合部法向接触刚度随着真实接触面积、结合部法向载荷、相关因子或材料特性参数的增大而变大;当分形维数由1变大时,结合部法向接触刚度随着分形维数的变大而增大;当分形维数增加到趋近于2时,结合部法向接触刚度有时却会随着分形维数的增加而降低。结合部法向接触力学模型的构建,有助于分析固定接触表面间的真实接触情况。 | 田红亮 钟先友 秦红玲 赵春华 方子帆 朱大林 陈保家 张发军 | 2013 | 机械工程学报2013，49，21： | 40 |
| 3 | 基于MCKD和重分配小波尺度谱的旋转机械复合故障诊断研究显示文摘针对强噪声环境下旋转机械复合故障信号难于提取与分离的问题,提出了基于最大相关峭度解卷积(Maximum Correlated Kurtosis Deconvolution,MCKD)和重分配小波尺度谱的旋转机械故障诊断方法。机械信号中存在的噪声会降低重分配小波尺度谱的时频分布可读性,故先要对信号进行MCKD降噪,同时从振动信号中分离出各个故障成分,然后进行Hilbert变换得到包络成分,最后再对包络成分进行重分配小波尺度谱分析,根据尺度图中冲击成分的周期诊断转机械复合故障,算法仿真和应用实例验证了该方法的有效性。 | 钟先友 赵春华 陈保家 田红亮 | 2015 | 振动与冲击2015，34，7： | 28 |
| 4 | 机床固定结合面参数识别及其拟合方法显示文摘在机床固定结合面动力学建模和模型参数识别研究的基础上,通过实验研究了固定结合面动力学建模参数与螺栓预紧力之间的关系.提出了固定结合面动力学建模参数与螺栓预紧力之间的幂函数数学模型.对一种特定固定结合面,通过数据拟合的方法,对该幂函数的数学模型进行了参数识别.对于任意给定预紧力的结合面,通过该模型,可求出其动力学模型参数.实验验证了该模型的有效性.对于任一种固定结合面,通过少量试验,可获得该类固定结合面的动力学模型,为数控机床整机动力学精确建模提供了一定的基础. | 毛宽民 黄小磊 田红亮 李斌 | 2011 | 华中科技大学学报(自然科学版)2011，39，3： | 21 |
| 5 | 应用改进分形几何理论的结合部切向刚度模型显示文摘针对现有分形接触理论对2个机械部件粗糙表面相互接触形成的结合部的切向接触刚度分形模型存在违反赫兹法向接触力学的缺陷,以改进分形几何理论为基础、在严格应用赫兹法向接触力学的基础上,推导出结合部总切向接触静弹性条件刚度、总条件法向载荷的分析解。数值仿真表明:结合部的切向接触静弹性刚度随着总法向载荷的增加基本上呈线性增加的态势,随着表面轮廓分形维数的增加而增大,随着分形粗糙度的减小而增大;在恒定法向载荷作用下,最初作用于结合部的切向载荷使得切向接触静弹性刚度最大,该刚度随着切向载荷的增加而减小,随着静摩擦系数的增加而增大;随着法向载荷的增加,法向接触静弹性刚度的增量加大。该结果可为进一步研究粗糙表面的分形特性提供参考。 | 田红亮 陈从平 方子帆 赵春华 朱大林 刘加伟 林卫共 郭江洪 晏红 | 2014 | 西安交通大学学报2014，48，7： | 18 |
| 6 | 弹塑性三维各向异性分形表面的接触分析显示文摘Weierstrass-Mandelbrot函数能模拟加权、随机重叠的隆起部状表面,该函数是更起作用通用的单变量标量.给出三维各向异性分形表面高度函数的推导过程,分析三维各向异性分形表面特征.将分形维数推广到三维的一般情况,给出弹性、完全塑性接触时单峰的实际接触面积与单峰的横截面积之间的不同关系.理论分析易适用于解释各向异性分形表面与不同材料行为. | 田红亮 赵春华 朱大林 秦红玲 | 2012 | 三峡大学学报(自然科学版)2012，24，1： | 18 |
| 7 | 金属材料结合部法切向刚度修正与实验验证显示文摘推导了分形维数、分形粗糙度的近似解析解,修正了结合部法向接触刚度相关公式。编写了求解域扩展系数的通用Matlab程序,推导出结合部切向接触刚度的解析解。以XHK5140型自动换刀计算机数控立式镗铣床上的结合部为研究对象,以测试试件的实验结果为基准,按照相似振型相关性、固有频率定量比较的原则,对结合部法向与切向接触刚度的理论解进行了验证。验证表明理论模型的振型与实验的振型都一致,理论与实验固有频率的相对误差在-16.8%~16.8%之间。 | 田红亮 赵春华 朱大林 秦红玲 李响 毛宽民 | 2012 | 农业机械学报2012，43，6： | 18 |
| 8 | 结合面静摩擦因数分形模型的建立与仿真显示文摘提出一个确定分形维数和分形粗糙度参数G*的分形函数,并用分形函数逼近结合面的表面粗糙度。根据分形理论和改进后的尺寸分布,推导了静摩擦因数f的解析解。数字仿真结果表明,f随量纲为一的总法向载荷P*增加而增加。当D较小或较大时,f与P*之间存在不同的微凸和微凹弧非线性关系,D=1.2时f与P*的关系基本上是线性的;当D较小时,f随D增加而增加;当D较大时,f随D增加而减小;f随分形粗糙度参数G*增加而减小,随相关系数K增加而增加,随材料特性φ增加而增加。 | 田红亮 朱大林 秦红玲 | 2011 | 应用力学学报2011，28，2： | 17 |
| 9 | 金属材料表面静摩擦学特性的预测研究-理论模型显示文摘对分形几何理论进行了改进,在此基础上建立了法向载荷、最大静摩擦力、静摩擦系数的改进分形模型。通过中间自变量实际接触面积,构建了金属材料结合面静摩擦学特性的预测模型。计算和分析表明:静摩擦系数随着法向载荷或材料特性的增大而微凹弧式增大,但随着分形粗糙度的增加而微凹弧式减小;当分形维数较小时,静摩擦系数随着分形维数的增加而增加;但当分形维数较大时,静摩擦系数随着分形维数的增加而减小;在双常用对数坐标系统下,最大静摩擦力与法向载荷大多呈现出线性正比的关系;分形几何理论适用于法向载荷极小的情况。 | 田红亮 赵春华 方子帆 朱大林 陈保家 李响 | 2013 | 振动与冲击2013，32，12： | 16 |
| 10 | 新的柔性结合部法向接触刚度和接触阻尼方程显示文摘以修正分形几何学理论和赫兹法向接触力学方程为基础,推导出了柔性结合部法向接触刚度与阻尼方程。假设峰元顶端的曲率半径为变量,提出了一种全新的求导函数而非偏导函数的求解方法,建立了单峰元与平面接触的法向接触刚度方程。数值模拟表明:峰元承担的法向弹性载荷与其顶端的变形量之间符合非线性幂函数凹弧关系;降低表面粗糙度或增加法向接触载荷都将增大实际接触面积;当表面粗糙轮廓分形维数在较小范围内时,实际接触面积随着表面粗糙轮廓分形维数的增加而增大,而当表面粗糙轮廓分形维数在较大范围内时,实际接触面积随着表面粗糙轮廓分形维数的增加而变小;降低表面粗糙度或增加表面粗糙轮廓分形维数与法向接触载荷皆将增加法向接触刚度;法向接触阻尼随着表面粗糙轮廓分形维数的增加先减小后增大;当表面粗糙轮廓分形维数小于临界值时,法向接触阻尼随着分形粗糙度的增大而增大,而当表面粗糙轮廓分形维数超过转折点时,法向接触阻尼随着分形粗糙度的增大而减小;当法向接触载荷增大时,法向接触阻尼略微减小。 | 田红亮 赵美云 郑金华 赵春华 赵新泽 方子帆 朱大林 | 2015 | 西安交通大学学报2015，49，1： | 15 |
| 11 | 计及弹塑性及硬度随表面深度变化的结合部单次加载模型显示文摘基于分形几何学理论和传统统计接触力学理论的无缝连接,考虑微凸体由弹性变形向弹塑性变形以致最终向塑性流动转化的过程,架构结合部单次加载模型。在此基础上,应用带一个随机相位的Weierstrass-Mandelbrot函数构建粗糙表面的微观几何学形貌。数值仿真曲线图显示,法向总接触载荷随着实际接触面积的增加而微凸弧式增加,在相同实际接触面积下,法向总接触载荷随着分形粗糙度的加大而变大;实际弹塑性接触面积占实际接触面积的百分率随着实际接触面积的增加而凹弧式减小;法向弹塑性接触载荷占法向总接触载荷的比例随着实际接触面积的增加而凹弧式减小,随着分形粗糙度的减小而变小;法向总接触载荷随着分形维数的加大经历首先增加然后减小,随后再增加最后再减小的2次循环过程;随着分形维数的增加,法向弹塑性接触载荷占法向总接触载荷的百分比先减小后增加;实际弹塑性接触面积占实际接触面积的比值随着分形维数的变大先减小后增加;忽略弹塑性变形的CEB模型会导致预测的法向接触力大于弹塑性模型,CEB模型法向接触力与弹塑性模型的相对误差为4.798%~56.58%。结合部单次加载模型可为粗糙表面弹塑性接触的精确求解提供一定的理论基础。 | 田红亮 钟先友 赵春华 赵新泽 方子帆 刘芙蓉 朱大林 林卫共 晏红 | 2015 | 机械工程学报2015，51，5： | 15 |
| 12 | 结合部法向载荷解析解修正与定量实验验证显示文摘给出了识别结合部的2个重要表征参数(分形维数和分形粗糙度)的方法,修正了结合部法向总载荷公式。以XHK5140型自动换刀计算机数控立式镗铣床上的结合部为研究对象,以测试试件的实验结果为基准,按照振型相似定性比较、固有频率定量比较的原则,对结合部法向与切向接触刚度的理论解进行了验证。理论模型的振型与实验的振型皆一致,理论与实验固有频率的相对误差在-9%~9%之间。 | 田红亮 朱大林 秦红玲 林卫共 | 2011 | 农业机械学报2011，42，9： | 14 |
| 13 | 固定接触界面法向静弹性刚度的改进弹簧分形模型显示文摘根据赫兹接触理论推导两个微凸体之间互相作用的法向接触静弹性刚度.使用改进分形几何理论给出结合部的总法向接触静弹性条件刚度、总条件载荷的解析解.根据文献[10]的机床结合部法向变形量-压应力的经验幂律关系形式,推导界面静弹性刚度、总载荷的表达式.工程粗糙表面的算例表明,总法向刚度-载荷曲线与文献[10]的实验结论基本一致.改进分形几何理论为深入研究分形和提取结合部参数提供了坚实的基础. | 田红亮 朱大林 秦红玲 | 2012 | 三峡大学学报(自然科学版)2012，24，6： | 14 |
| 14 | 基于自适应局部迭代滤波和能量算子解调的滚动轴承故障特征提取显示文摘为了提高滚动轴承的故障特征提取可靠性,该文提出了一种基于自适应局部迭代滤波(Adaptive local iterative filtering,ALIF)和能量算子解调的滚动轴承故障特征提取的方法。该方法首先利用ALIF将轴承的故障振动信号分解为若干个本征模态函数(Intrinsic mode function,IMF)分量,然后对包含故障信息最多的分量进行能量算子解调,得到分量的包络谱来提取轴承的故障特征。仿真结果表明:ALIF能够准确获取IMF分量,解决经验模式分解(Empirical mode decomposition,EMD)带来的模式混叠问题,结合能量算子解调方法能更好地凸显故障信号的包络谱特征,有效地提取轴承故障特征频率。 | 陈保家 汪新波 赵春华 陈法法 邱光银 田红亮 | 2018 | 南京理工大学学报2018，42，4： | 14 |
| 15 | 固定接触界面切向静弹性刚度问题研究显示文摘根据两球体单峰同时受法向、切向载荷时微滑切向应力的分布以及MB模型,给出了界面的总切向接触静弹性条件刚度、总条件法向载荷的解析解。将切向接触静弹性条件刚度的解析解嵌入到有限元软件中,获得了整机的理论模态。以一款八四七厂华中工学院XHK5140型自动换刀计算机数控立式镗铣床上的结合部为研究对象,通过实验对解析解进行了定量验证。研究结果表明:在理论振型与实验振型一致的条件下,界面模型的相对误差在-19.2%~16.8%之间。 | 田红亮 方子帆 朱大林 秦红玲 | 2011 | 应用力学学报2011，28，5： | 14 |
| 16 | 金属材料表面静摩擦学特性的预测研究——实验佐证显示文摘给出有关粗糙表面单个微凸体接触点面积科的概率分布密度的推导过程。该概率分布密度适用于机械加工粗糙表面,不管磨削、铣削、车削表面都满足此概率分布密度的关系式。按照整体柔性结合面的结构函数,提出具体计算分形维数、分形粗糙度的方法。对文献[1]的理论计算和分析进行定量实验佐证。实验佐证显示:在一定法向加载重物的条件下,理论静摩擦系数和实验的绝对误差在-0.03302~0.01926之间,理论静摩擦系数和实验的相对误差在-8.323%~5.512%之间。 | 田红亮 刘芙蓉 赵春华 方子帆 朱大林 陈保家 秦红玲 张发军 | 2014 | 振动与冲击2014，33，1： | 13 |
| 17 | 基于各向异性分形理论的结合面切向刚度改进模型显示文摘基于各向异性分形几何理论,建立了一种结合面切向接触刚度改进模型。通过对所建模型的数字仿真,直观地揭示了结合面切向接触刚度与结合面法向载荷、切向载荷、结合面分形维数D、结合面分形粗糙度G、相关因子K、材料特性之间复杂的非线性关系。数字仿真结果表明:结合面切向接触刚度随着法向载荷、相关因子或材料特性的增加而增加,但随着切向载荷、分形粗糙度的增加而减小;当分形维数较小时,结合面切向接触刚度随着分形维数的增加而增加;当分形维数较大时,结合面切向接触刚度随着分形维数的增加而减小。 | 田红亮 赵春华 方子帆 朱大林 李响 毛宽民 | 2013 | 农业机械学报2013，44，3： | 13 |
| 18 | 界面损耗因子与法向阻尼的计算方法显示文摘基于赫兹法向接触力学方程与分形几何学理论对界面法向接触刚度进行分析,在改进原有计算模型的基础上,推导出界面法向接触刚度、损耗因子和法向接触阻尼计算方程.结果表明,所提出的计算方法能够较好地预测法向接触刚度、损耗因子和法向接触阻尼的变化规律.减小分形粗糙度和增大法向接触荷载均会使得法向接触刚度增大,而且随着分形维数的增大,法向接触刚度呈现出先增后减的变化趋势;增大分形粗糙度和降低法向接触荷载都会使得损耗因子升高,且损耗因子随着分形维数的增大而呈现出先减后增的变化趋势,当分形维数趋近于2时,损耗因子收敛于某一定值;法向接触阻尼随着分形维数的增大也呈现出先减后增的变化趋势,且其变化过程出现了2个拐点.当分形维数低于第1个拐点值时,法向接触阻尼随着分形粗糙度的增加而增大;当分形维数超过第1个拐点值时,法向接触阻尼随着分形粗糙度的增加而减小;当D≤1.4时,法向接触阻尼随着法向接触荷载的增大而减小;当D>1.4时,法向接触阻尼随着法向接触荷载增大而增大. | 田红亮 郑金华 赵春华 赵新泽 方子帆 朱大林 | 2015 | 上海交通大学学报2015，49，5： | 12 |
| 19 | 航空发动机转子轴承运行可靠性评估方法显示文摘为了提高少失效或零失效数据条件下的航空发动机轴承运行可靠性评估精度和可信性,提出了一种基于比例协变量模型(PCM)和Logistic回归模型(LRM)混合的可靠性评估方法。首先对轴承运行过程中的监测数据进行信号分析,提取状态特征指标,结合失效阈值确定设备状态,利用LRM先求解轴承的初始可靠性,进一步求解出轴承的初始故障率和基本协变量函数;然后与PCM相结合,通过响应协变量和基本协变量函数对系统故障率函数进行不断更新,动态揭示状态监测数据与可靠性的映射关系;最后利用更新后的故障率函数对航空发动机轴承进行运行可靠性评估。试验结果表明:该方法不需要人为确定基本协变量函数,避免了主观选择差异带入的估计偏差,所确定的寿命误差在5%以内,为少失效或无失效条件下的运行可靠性评估提供了一种新的手段。 | 陈保家 邱光银 肖文荣 田红亮 陈法法 赵春华 刘芙蓉 | 2018 | 西安交通大学学报2018，52，10： | 12 |
| 20 | 平行轴圆柱副接触分析显示文摘将古典赫兹理论与现代Majumdar-Bhushan模型相结合,建立了两圆柱分形接触模型。考虑结合部虚拟材料厚度,以及引入圆柱接触面积比,对两圆柱线高副矩形接触面进行了受力分析。数值仿真表明:圆柱接触面积比不大于1;外接触时圆柱接触面积比小于内接触时;增加总载荷或减小结合部虚拟材料厚度都将增大圆柱接触面积比;外接触时实际接触面积小于内接触时;实际接触面积随着分形粗糙度、材料硬度或结合部虚拟材料厚度的增加而减小;随着分形粗糙度的增加,产生特定实际接触面积所需要的总载荷增加,微凸体变形量增大;对于给定总载荷,当分形维数从1.4增加到1.5时,实际接触面积相应增大,但当分形维数从1.5增加到1.9时,实际接触面积转而减小;内接触时的赫兹应力小于外接触时的赫兹应力。该研究结果可为进一步研究圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算提供参考。 | 田红亮 陈甜敏 郑金华 余媛 张屹 赵春华 | 2016 | 西安交通大学学报2016，50，1： | 12 |
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