理论与方法研究

  • 中低速磁浮列车悬浮磁铁特性研究

    杨成洪;吴晓;何更旺;高春立;

    悬浮磁铁是中低速磁浮列车运行的关键部件,其工作特性直接影响悬浮系统的控制精度和稳定性。使用有限元分析软件ANSYS对中低速磁浮列车悬浮电磁铁的磁场进行静态分析,验证有限元模型的准确性;根据悬浮列车运行中存在的电流情况,分析悬浮电磁铁瞬态磁场,获得瞬态电流变化下悬浮电磁铁悬浮力,磁通密度和能量损失的变化规律;基于不同斜率的瞬态电流加载,分析了电流斜坡加载斜率与悬浮电磁铁悬浮力,电流斜坡加载斜率与能量损失之间的关系。研究可为磁悬浮列车的悬浮控制和节能设计提供参考。

    2021年03期 No.361 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1526K]
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  • 基于多参数融合核电EDG在线监测分析技术研究

    时全局;马波;初向南;

    针对目前核电应急柴油发电机组现有监测信息难以有效定位故障源的现状,提出一种基于键相、瞬时转速和振动等多参数融合的在线监测分析技术。对数据进行高速连续采集和处理,将时域信号转换至角域以消除转速波动的影响。基于柴油机故障特性和信息融合理论,提取各工作循环相关测点的多特征参数,确定各故障类型与相关特征的映射关系,依次融合相关参数对故障进行分析定位。结合该技术对启动超时故障进行分析,验证了该技术的有效性。

    2021年03期 No.361 6-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1203K]
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  • 低噪声车辆减速器降噪效果预测分析

    屠志平;张广勋;安岩;马天宇;

    研究目的:选择某典型驼峰编组站作为测试对象,进行合理布点监测,统计噪声测试值,对噪声测试值进行数值分析,建立车辆减速器的噪声特性传播规律方程模型,依据此模型,通过计算来预测各测点的噪声数值,与实测值进行比较,验证传播方程的可用性。从而科学预测编组站在安装低噪声车辆减速器后,整个站场的降噪效果,并为今后驼峰编组站噪声测试与预测提供有效的分析方法。研究结论:(1)从时域和频谱分析来看,低噪声车辆减速器相对于普通车辆减速器设备具有明显的降噪效果;(2)从噪声频谱图来看,低噪声车辆减速器对高频噪声具有明显的抑制作用;(3)通过计算分析,若全场安装低噪声车辆减速器后,能有效降低站场的厂界和小区环境的噪声,基本达到标准所规定的要求。

    2021年03期 No.361 10-14+18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1443K]
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  • 熵权法和灰色关联分析法在通用维修工具整合中的应用

    钱润华;雷志平;石秉良;郭连生;

    为解决目前部队维修车组编制与部队作战力量体制不匹配问题,需要对各系列维修车组所携带的维修工具进行整合优化。在对不同型号的维修车组携带的维修设备进行选型时,针对功能相似的维修设备,需要将多个型号,多个品牌的设备进行对比分析,选出综合效益最高的一款设备。为此提出了基于熵权法和灰色关联度分析法的评价决策方案,该方案一方面能够对设备进行定量分析评价,另一方面能够减少由于人的主观评价而造成的信息偏差问题,为解决装备选型优化提供了一种新的决策方法。

    2021年03期 No.361 15-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1206K]
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  • 打磨修理对跨声速压气机性能的影响研究

    赖安卿;李世林;谭燕;

    为了控制航空发动机压气机叶片损伤继续发展,通常采用孔探打磨进行修理。为研究其带来的影响,选取跨声速压气机Rotor37为研究对象,构建了不同叶高的叶片前缘打磨修理模型,采用数值模拟方法,研究了打磨修理对跨声速压气机气动性能的影响,结果表明:叶片前缘打磨修理使压气机整体性能下降,压比减小,效率降低,使堵塞点流量减小,而对失速流量点基本没有影响;不同叶高的打磨修理中心对压气机气动性能影响趋势一致影响幅度相当,但打磨叶高的不同造成压气机内部流场变化;叶片前缘打磨后,打磨处激波前马赫数增加,激波强度增大,影响效果随着叶高的增加而增加;压气机进口因为叶片打磨而造成相对动能在叶片打磨处附近降低。

    2021年03期 No.361 19-21+26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1631K]
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  • 基于混合法和互补滤波器的车速计算方法

    张学科;周优军;

    针对汽车纵向速度的实时计算问题,在分析汽车纵向运动学及动力学特性的基础上,提出了一种基于混合法和互补滤波器的车速实时计算方法。为了进一步提高车速计算系统在防抱死制动系统(ABS)干扰下的性能,根据互补滤波原理设计了一种扩展计算系统。为验证算法的有效性,搭建仿真平台,进行了相关的仿真实验。仿真结果表明,所提出的算法能够实现对汽车速度的实时计算,且具有较好的抗干扰性。

    2021年03期 No.361 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 2127K]
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  • 刚性飞轮转子-基础耦合系统的径向振动分析

    任正义;黄同;杨立平;

    以600Wh飞轮储能系统为研究对象,建立转子-基础系统的径向耦合动力学方程,通过数值积分法分别分析了不同飞轮转速对基础振动的影响和不同基础径向支承刚度对飞轮转子振动的影响,并采集了飞轮储能系统某一转速下的试验数据,与仿真结果对比,验证仿真结果的准确性。结果表明:定转子在平动和倾斜运动过程中都会受到转子固有频率,定子固有频率,不平衡量三个主要激励,改变飞轮转速或基础径向支承刚度会影响三个激励对应的频率分量和幅值。

    2021年03期 No.361 27-32+38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2332K]
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  • 硬质合金刀具前刀面粘结破损形貌的自由能分析

    郑敏利;陈保良;陈金国;张为;

    硬质合金刀具在加工2.25CrlMo0.25V钢材料时,刀具会发生严重的粘结破损。基于热力学理论,通过建立刀-屑接触区熵变、焓变的理论模型,提出了建立粘结自由能理论模型的方法,通过切削实验获取切削过程中刀具粘结破损形貌的相关数据,利用Matlab软件对理论模型的计算数据进行拟合,分析并得出了粘结自由能与刀具粘结破损之间在不同切削参数条件下的变化规律。结果表明粘结自由能可以用来衡量刀具粘结破损程度,研究结果为刀具粘结破损的深入研究提供参考。

    2021年03期 No.361 33-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2186K]
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  • 电磁-碰撞复合阻尼振动系统建模与实验研究

    胡溧;黄显锋;杨啟梁;崔玉定;

    提出了一种新型电磁-碰撞复合阻尼减振方法,通过理论推导,分别建立振动系统在碰撞阻尼和电磁-碰撞复合阻尼作用下的振动力学模型。通过搭建减振实验平台,分别测得相同初始位移激励下的自由振动、加碰撞阻尼的振动以及加电磁-碰撞复合阻尼的振动曲线,验证了理论计算的正确性。实验结果表明:与无碰撞振动相比较,振动系统能够在加碰撞阻尼和加电磁-碰撞复合阻尼两种条件下加快减小振动的振幅,其中加电磁-碰撞复合阻尼条件下振幅的衰减速度最快。实验结果验证了这种新型电磁-碰撞复合阻尼能够有效的提高衰减振动的效率。

    2021年03期 No.361 39-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1770K]
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  • 集成式新型线控液压制动系统车轮防抱死控制

    王猛;汪选要;谢有浩;

    针对传统制动系统人机制动力相互耦合,且制动液压调节单元管路布置复杂等不足。提出了一种集成式新型线控液压制动系统,并设计匹配了符合该制动系统的液压调节单元。在此基础上,提出了双动力源分时定频控制和Ⅱ型四通道分时控制两种制动防抱死控制策略。通过建立制动系统及整车动力学模型,对两种典型工况进行仿真分析。结果表明,所提出的两种防抱死控制策略均可满足制动防抱死的功能需求。

    2021年03期 No.361 43-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1926K]
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  • 直接空冷凝汽器换热性能影响因素研究

    刘晓玲;张力;王智;

    以内蒙古某电厂为研究对象,采用理论计算和数值模拟相结合的方法,研究了环境温度、风速、湿度及风机转速对直接空冷凝汽器换热特性的影响。研究表明:来流风速为(13~15)m/s时,总换热量较设计工况降低了(3.2~7.5)%;环境温度对总换热量影响很大,但当环境温度大于15℃时,总换热量下降趋势逐渐变的缓慢;环境湿度对总换热量的影响较小;随着环境风速的增加,各空冷单元风机进口流量整体呈下降趋势,其中迎风侧的第一个风机进口流量降幅最大。

    2021年03期 No.361 48-52+56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1861K]
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  • 橡胶-帘线增强复合材料的本构模型及数值模拟

    孙书蕾;陈文国;

    针对有两族帘线的橡胶—帘线增强复合材料,基于Spencer的连续介质力学不变量理论,提出了一种非线性超弹性本构模型。通过引入两个帘线排列方向的结构张量把单位体积的自由应变能分解为便于参数识别的体积变形、等容变形和各向异性变形三部分。分别用纯橡胶单轴拉伸实验,沿帘线方向单轴拉伸实验数据拟合得到等容变形和各向异性变形的材料参数。通过COMSOL弱形式偏微分方程,对橡胶-帘线增强复合材料在有限变形下的单轴拉伸进行数值模拟。预测了帘线在不同排列方向条件下的力学性能,为轮胎的力学分析打下了坚实的基础。

    2021年03期 No.361 53-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1694K]
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  • 分布式能源用新型Senegal式垂直轴风力机尾流分析

    李争;齐伟强;韩瑞华;

    针对现有的Jensen尾流模型分析水平轴风力机(HAWTs)的方法,对采用经典Jensen尾流模型时恒定的风速亏损和尾流衰减系数进行改进,提出基于改进型Jensen尾流模型对新型Senegal式垂直轴风力机(VAWTs)尾流分析的新方法。结合流场分析对该新型风力机进行尾流数值模拟,得出了基于改进的Jensen尾流模型的尾流参数二维分布的变化规律。由于尾流分布具有三维性,二维尾流分布不能完全反映尾流特性,因此还得到了尾流参数三维分布。全面地分析了单台VAWT的尾流特性,不仅为进一步的多台VAWTs尾流分析和风电场风力机排布研究打好基础,而且为该类Senegal式VAWT的尾流研究提供了借鉴和参考。

    2021年03期 No.361 57-62+67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2742K]
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  • 面向维修性的地铁转向架轮对组成模块划分方法

    钱一山;黎荣;张义军;郭恒;

    地铁转向架轮对组成是影响列车安全运行的关键部件,由于其故障频次高、维修难度大,因此在设计时考虑其维修性至关重要。在对维修工艺和故障模式进行分析和指标量化的基础上,提出引入轮廓系数的K-Means维修模块聚类的方法,实现轮对组成面向维修性的模块划分。首先,根据各零部件的维修工艺和故障模式,分别确定其难易程度指标和故障间隔时间指标;其次,实现零部件面向维修性的聚类,并引入轮廓系数判别划分结果的合理性;最后根据地铁实际维修数据,实现轮对组成的维修模块划分并探讨相应的维修策略。

    2021年03期 No.361 63-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1676K]
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  • 广义执行器馈能主动悬架研究

    王政皓;柳江;王玉顺;滕乐;

    为实现车辆悬架的主动控制以及悬架振动能量的回收,提出一种基于广义执行器的馈能主动悬架。研究电磁式、液电式、气压式三种常见馈能主动悬架的特点,忽略馈能主动悬架模型的物理意义,从数学角度对广义执行器的广义功/能以及广义力进行分析,建立统一的简洁的数学模型。结合LQR和遗传算法(GA)设计控制器,实现振动能量回收,改善车辆平顺性。仿真结果表明,基于广义执行器模型的馈能主动悬架,能够改善车辆的平顺性,并且能获得15%以上的馈能效率。

    2021年03期 No.361 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1831K]
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  • 一种新型PZT压薄膜应力传感器的设计仿真

    张婷;周兴林;朱攀;王圣;

    针对目前应力传感器不能兼顾柔性、动态测量及无法测量曲面接触应力特征信息等难题,设计了一种新型的PZT压电薄膜柔性应力传感器。主要有由PZT压电薄膜、导线、特殊的压敏涂层等构成。传感器的受力信息可以通过检测PZT压电薄膜传感器的电荷变化来获取,可应用于测量各种接触面之间的应力。为研究测量轮胎路面等具有复杂曲面接触结构的应力分布提供了新的思路和方法,分析了压电传式感器的工作原理,压电薄膜的传感特性,建立有限元分析模型,进行仿真分析,结果表明该传感器结构简单、体积小,相对于传统测量方法更加可靠,适用于曲面应力的测量。

    2021年03期 No.361 73-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1931K]
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  • 智能制造焊接车间协同作业调度优化

    周珂;吕民;夏自祥;李小冬;

    随着智能制造技术的发展,定制化生产占比明显提高。为缩短工期提高市场竞争力,焊接车间内机器人焊接、人工焊接同时参加排产,具备协同作业条件。在智能制造环境下,为充分发挥焊接设备和操作人员柔性优势,建立了面向协同作业的智能制造焊接车间调度数学模型。以最小化最大完工时间和焊接能耗为目标,采用改进的差分算法进行求解,求解过程中检验并修正差分过程中出现的不可行实验个体,利用自适应差分缩放因子在进化前期提高种群的多样性、在后期加快收敛速度。最后通过实例验证了协同作业调度的可行性和有效性。

    2021年03期 No.361 77-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1771K]
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  • 油气润滑ECT系统的RBF图像重建算法研究

    孙启国;闫晓丹;钟杰;

    采用COMSOL软件建立了油气润滑环状流管道与ECT系统的三维物理及有限元模型,结合电磁场理论获取了传感器的电容值;建立了电容值与成像灰度值一一对应的的RBF映射模型;提出了RBF算法并应用于油气润滑两相流动的图像重建过程;以图像相对误差(IME)和图像相关系数(CORR)为评价指标对该算法的进行实验验证。研究结果表明,RBF算法在ECT系统图像成像的准确性及相关性方面可以很好的适用于油气润滑;相较于其他图像重建算法,图像精度提高了40.52%,图像分辨率提高了22.13%。

    2021年03期 No.361 81-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 2041K]
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  • 等几何多重网格法在雷诺方程中的应用

    李子强;罗会信;左兵权;张希;

    相比于有限元法,等几何法求解偏微分方程能以较少的自由度达到更高的求解精度。而多重网格法在处理大规模方程组求解方面应用广泛。为了满足流体仿真对雷诺方程求解的精度与速度的要求,对将等几何法与多重网格法相结合的方法求解雷诺方程进行了研究。文章首先对雷诺方程进行推导,建立适于等几何法的求解模型;然后研究了节点插入的细分算法,构建基于h细化的各层控制点网格之间与阶次相适应的映射矩阵,提出了基于h细化的等几何多重网格法求解模型并。通过不同计算实例发现:等几何多重网格法计算效率明显优于单纯等几何法。

    2021年03期 No.361 85-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 2322K]
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  • 电液控制的主动横向稳定杆的应用仿真研究

    潘公宇;李韵;

    为了改善商用车的侧倾稳定性,设计了一种集液压控制与电机控制的优势于一体,具有较高控制精度和较大反侧倾力矩的电液控制主动横向稳定杆,并以某19座商用车为例,建立了包含转向、俯仰、侧倾,车身垂向运动在内的九自由度整车模型,对其中的主动横向稳定杆设计了一种PID+前馈的控制策略以提高控制精度,减少迟滞,并通过Simulink和Trucksim的联合仿真以验证其有效性。在附着系数为0.8的B级路面上,分别进行鱼钩、方向盘角阶跃和双移线三种不同的工况下的仿真。结果表明,与被动稳定杆相比,提出的这种主动稳定杆能够让车身侧倾角,横摆角速度,侧向加速度和质心侧偏角均有(20~45)%的降低,极大的提高了车辆的侧翻稳定性。

    2021年03期 No.361 92-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 2008K]
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  • 应用正交试验法汽车B柱轻量化设计分析

    陈满秀;陈德林;

    B柱是车身重要的承载结构件,对侧面碰撞安全具有重要影响,同时B柱也是轻量化设计的重要单元。根据B柱的结构特点和在车辆侧面碰撞中的结构形态,搭建B柱侧面碰撞仿真分析模型;根据分析结果和零件的可制造性分析,基于正交试验法对B柱的材料和厚度进行设计,并根据乘员的相对位置对激光拼焊的焊缝进行设计;根据侧面碰撞的侵入量和侵入速度对比,选出最优激光拼焊设计方案;基于侧面碰撞分析模型,对轻量化设计前后B柱的安全性进行对比分析。结果可知:随拼焊线向底部移动,危险区域的最大减薄率并不是线性增减,在可选取范围内将焊缝位置确定为距离底端380mm的位置;B柱选择拼焊板结构,下部材料为DP780,厚度为1.8mm,上部材料为DP590,厚度为1.6mm;采用激光拼焊结构的B柱重量减轻23.1%,各位置测量点的侵入量最高减少18.6%(D4位置),满足结构耐撞性的要求。

    2021年03期 No.361 97-100+105页 [查看摘要][在线阅读][下载 2111K]
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  • 齿轮系统动力学模型内部激励参数的优化设置研究

    万志国;窦益华;张明泉;李锁斌;

    时变啮合刚度与齿侧间隙是齿轮传动系统的主要内部激励源,决定了齿轮系统动力学的基本特点和性质。啮合刚度的时变性影响齿轮系统的稳定性、引起系统的参数共振,齿侧间隙则引起系统强烈的非线特性。考虑时变啮合刚度、齿侧间隙等激励源,建立了齿轮系统非线性动力学模型,从模型参数设置合理性的新角度阐述时变啮合刚度、齿侧间隙对系统动态特性的影响。结果表明:在低速工运行况下,过度简化时变啮合刚度会扼杀由单双齿交替啮合而产生的振动冲击响应;此时齿轮处于单侧啮合状态,在建模时可以不考虑齿侧间隙的影响,以达到简化模型、提高求解效率的目的。而在较高速运行状态下,齿轮处于单边冲击或双边冲击状态,齿侧间隙引起系统强烈的非线性特性,建模时必须考虑齿侧间隙。

    2021年03期 No.361 101-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 2193K]
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先进制造技术

  • 插电式混合动力汽车控制策略与建模

    宫唤春;

    为了深入分析插电式混合动力汽车能量管理控制策略就需要建立准确的插电式混合动力汽车仿真测试模型,分析影响能量管理系统的因素。利用MATLAB/SIMULINK软件基于实验数据和理论模型相结合的方法对插电式混合动力汽车建模,根据插电式混合动力汽车传动系部件的工作特征对应建立各部件的数学模型,并建立了基于规则的能量管理控制策略对整车的动力性与经济性进行计算仿真验证,计算结果表明建立的插电式混合动力汽车仿真模型和能量管理控制策略能够有效确保发动机处于高效区域运行并改善整车燃油经济性,控制策略可靠有效。

    2021年03期 No.361 106-109+113页 [查看摘要][在线阅读][下载 2465K]
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  • 列车风挡曲线通过能力试验台研发

    吴焱明;王浩;盛伟;杨强;

    随着中国高速列车的快速发展,风挡作为列车车厢与车厢之间的重要连接部分,其产品质量的好坏直接决定着列车运行的安全性及旅客乘坐的舒适性。为检测风挡在列车运行到不同路况极限位置时产品的质量状况,设计了一种由三坐标移动平台和三坐标旋转平台组成的曲线通过能力试验台。该试验台可模拟列车在轨道运行时的直线拉伸压缩、曲线入口、曲线弧顶、反曲线、爬坡等多种极限位置路况。该控制系统以工控机作为上位机,PLC作为下位机,伺服电机为执行机构,采用模块化思想实现试验的自动化控制。

    2021年03期 No.361 110-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1945K]
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  • 导光板模具微冲孔机床在位测量系统的设计与研究

    石子开;高伟强;刘建群;赵荣丽;

    针对导光板模具微结构加工过程中微孔尺寸定时在位测量的要求,基于视觉测量技术提出了在微冲孔机床上集成导光板模具微孔点阵在位测量系统的解决方案。它通过相机获取微结构的加工图像,运用一系列图像处理算法提取测量目标的亚像素边缘并进行拟合。提出两步标定技术求取亚毫米视野镜头畸变映射及像素当量。通过将视觉测量结果与白光干涉仪的测量结果对比,证明该测量系统的精度能够达到±1μm以内,具有实时、快速、高精度、重复性好的等特点。

    2021年03期 No.361 114-117+121页 [查看摘要][在线阅读][下载 2237K]
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  • 全矢EEMD在轴承故障诊断中的应用

    高山;周玉平;陈宏;张旺;

    实际工况中滚动轴承故障的振动信号为非线性,非平稳的信号。为了对滚动轴承的故障做出准确识别,根据轴承故障信号的特点,在此提出一种用全矢谱和EEMD相结合来提取故障特征指标,然后利用隐马尔科夫模型对滚动轴承故障进行分类的新方法。首先对实验得到的滚动轴承同源双通道振动信号进行EEMD分解,得到数个IMF分量,选取相关性较高的分量进行全矢融合。然后提取与故障类型相对应的故障特征频率下的幅值作为滚动轴承故障分类的指标,并利用HMM方法进行训练和识别,从而区分出不同的故障类型。最后,利用实验得到的轴承故障信号进行测试,实验结果表明,该方法可以对滚动轴承故障做出较为准确的识别。

    2021年03期 No.361 118-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1939K]
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  • 电喷印喷头位移参数对三维成型精度的影响

    高凡;

    电喷印技术是一种新型的微结构成型技术,其由于具有成型精度高、制造成本低、设备结构简单、打印材料广泛等特点,备受业界关注。而基于液态成形的电喷印技术对于三维图形的打印方法,对其实际图形及打印质量难以直接观测,因而快速有效的控制打印三维图形的精度和质量面临重大挑战。本研究提出了一种通过合理设置打印线间距和层间距,以控制打印三维图形的精度和表面质量的有效控制方法。同时,建立了线间距、层间距等工艺参数与最佳成型质量的理论模型,以打印线横截面层高作为评价指标,通过实验探究了喷头逐线逐面打印移动距离对三维图形沉积形貌的影响。研究结果分析、揭示了电喷印技术中上述工艺参数对三维图形的影响及其规律,并进行了三维实体成形试验。基于接触角、喷射流量等因素对线间距和层高的影响的模拟仿真,为基于电喷印技术的三维成型工艺提供指导意义。

    2021年03期 No.361 122-126+131页 [查看摘要][在线阅读][下载 2842K]
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  • 基于ICEEMDAN-GRNN神经网络的往复泵故障诊断方法研究

    别锋锋;都腾飞;庞明军;谷晟;

    往复泵作为石油石化行业重要的输送设备,通过振动监测手段来保证系统的安全稳定运行具有重要的现实意义。如何对往复泵的非平稳和非线性信号提取特征并进行准确识别是诊断中的关键问题。针对往复泵故障特征的提取,提出了一种利用ICEEMDAN-GRNN神经网络相结合的诊断方法。首先利用ICEEMDAN对采集的原始信号进行分解得到若干个IMF分量,然后计算IMF分量的奇异谱熵并构造特征向量,再将特征向量输入到GRNN神经网络进行训练和模式识别。研究表明:该方法可以有效提取往复泵的故障特征并进行准确的模式识别。

    2021年03期 No.361 127-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 2421K]
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  • 超声振动辅助三尖钻钻削皮质骨的研究

    阎志强;胡亚辉;张春秋;夏磊;

    在临床中,使用医用麻花钻给骨钻孔是常见的治疗手段,但医用麻花钻通常存在定心能力差的问题,骨大多都是曲面,所以在骨钻削中极易造成孔位的偏离、孔形不圆、孔直径偏大等现象。针对这一问题,改用定心能力更好的三尖钻并施加超声振动对皮质骨进行钻削研究。通过研究发现三尖钻超声振动辅助(UAD)钻削不仅改善了给骨钻孔时定心能力差的问题,而且与三尖钻普通(CD)钻削对比发现,UAD三尖钻钻削在轴向力、钻削温度、孔内壁表面粗糙度均比CD钻削有大幅度减小,钻孔直径精度则有大幅提高。三尖钻UAD钻削大幅度提高了孔的表面质量。

    2021年03期 No.361 132-135+139页 [查看摘要][在线阅读][下载 2348K]
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  • 钢桥腹板间隙出平面变形影响因素敏感性分析

    邹兰林;吴耀辉;周兴林;吴康;

    钢桥腹板间隙处的出平面变形破坏是钢桥破坏的常见形式之一。通过有限元数值模拟的方法,计算了不同腹板间隙大小,腹板厚度,以及肋板刚度的情况下,腹板间隙处范式等效应力和出平面位移量的分布规律;采用敏感性分析方法,计算了最大范式等效应力和最大出平面位移量对腹板间隙大小,腹板厚度,肋板刚度的敏感性程度。提出参数变化范围内,系统特性对影响因素平均敏感度的概念。研究表明,最大范式等效应力对腹板间隙大小最敏感,最大出平面位移量对腹板厚度最敏感。在实际应用中,采用合适的腹板间隙大小可以使最大范式等效应力最小,通过增加腹板厚度可以同时减小腹板间隙处的最大等效应力和最大出平面位移量,肋板采用较柔性的材料,能够有效减少腹板间隙处的出平面变形。

    2021年03期 No.361 136-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 2013K]
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  • 非线性接触下直线电机悬架作动器模态分析

    寇发荣;李阳康;陈晨;孙凯;

    针对直线电机式悬架作动器模态分析误差较大的问题,提出影响分析结果的非线性因素--法向接触刚度,通过优化接触刚度因子实现对作动器模态的精确分析。利用ANSYS Workbench对其进行了有限元仿真,研究了作动器各部件在不同阶数下的固有频率变化值,获得了作动器固有频率与接触刚度因子的相互影响关系,得到了作动器在最优接触刚度因子下的固有频率与振型图,分析了运行速度与模态频率之间的关系曲线。结果表明:初级铁心对样机结构整体频率影响最大;接触刚度因子等于0.6时,固有频率最优以及形变位移值最小;在第2阶频率下,作动器整体变形量较小,最大变形集中在次级铁心两端量;模态频率随运行速度的增大而增大。最后对悬架作动器样机进行了模态试验,仿真值与试验值较好吻合,验证了分析结果的正确性。

    2021年03期 No.361 140-144+148页 [查看摘要][在线阅读][下载 2507K]
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  • 激光制备微热管复合沟槽吸液芯及毛细压力验证

    况旭;魏昕;谢小柱;汪永超;

    吸液芯结构是微热管的重要组成部分,其对微热管传热性能起到关键作用。目前,随着微热管的微型化,多种新型吸液芯结构相继提出,有效的拓宽微热管的应用领域。激光刻蚀法已成为制备微热管微型沟槽的高效可行法。借助激光刻蚀技术优势制备出微热管复合沟槽吸液芯,分析复合沟槽结构具有良好的表面质量;然后建立复合沟槽吸液芯毛细压力轴向分布数学模型,得出微热管内毛细压力沿轴向分布情况,证明复合沟槽提供较大的毛细压力,从而具有优异的传热性能。

    2021年03期 No.361 145-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 2216K]
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  • 熔融沉积制造高能效工艺参数优化方法

    张雷;钟言久;阚欢迎;张北鯤;

    为降低熔融沉积制造过程中能量消耗,提高能量利用率,针对熔融沉积制造参数优化问题进行了研究。建立了熔融沉积制造过程能量效率函数,以喷嘴温度、成型层高、空走速度和打印速度为优化变量,以最大能量效率为优化目标,利用田口法设计正交实验,得出能量效率较高的工艺参数组合。在此基础上,利用BP神经网络建立能效优化模型,采用自适应小生境遗传算法对模型求解。研究结果表明,要实现熔融沉积的高能效制造,需在较高的喷嘴温度和成型层高的情况下,采用较低的空走速度和打印速度。

    2021年03期 No.361 149-152+156页 [查看摘要][在线阅读][下载 2124K]
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  • 基于可靠性稳健优化设计材料选择

    王发展;吕勤良;郑建校;

    针对工程实际中零部件设计时的选材方法不固定,理论不完善等问题,提出了一种将预选材料的强度作为选材设计变量,以稳健优化设计为选材原则的新方法。基于可靠性四阶矩理论和灵敏度分析,建立目标对象的可靠性稳健优化模型,并利用数学计算软件MATLAB优化工具箱提供的fmincon函数对有约束优化问题进行求解,最终得出零部件可靠性保持在0.9999的情况下,稳健性得到增强的要求中给出最适合的设计材料。随后通过一个实例验证了本方法的可行性和有效性。

    2021年03期 No.361 153-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 2046K]
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数控与自动化

  • 电脑支架自动装配机的设计

    邱自学;王璐璐;邱雪峰;周阳;

    为解决DYN系列电脑支架装配过程中工人劳动强度大,生产效率低等问题,提高该系列电脑支架自动化装配程度,在分析DYN系列电脑支架装配工艺流程及要求的基础上,设计了电脑支架自动装配机及其控制系统。详细介绍了电脑支架自动装配机的技术方案及气压系统原理;控制系统以三菱PLC为控制核心,采用模块化设计思路,对装配过程进行顺序控制,采用图形操作终端对设备运行状态进行显示和监控。该设备已投入实际使用,运行结果表明该设备运行可靠平稳,操作简单、方便,自动化程度高,有效提高了电脑支架的装配效率,具有一定的推广及应用价值。

    2021年03期 No.361 157-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 2468K]
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  • 堆栈稀疏自编码器的风力机锥齿轮故障诊断

    陈里里;司吉兵;董绍江;

    针对当前齿轮故障诊断存在着准确性不高、主观性强等问题,提出了一种基于堆栈稀疏自编码器(SSAE)和softmax分类器相结合的齿轮故障诊断方法。首先,运用时域分析以及样本熵方法对风力机锥齿轮振动信号进行特征提取,其次,将提取的特征输入到SSAE中进一步学习目标数据的深层本质特征,并进行特征降维,最后使用softmax分类器中进行分类识别。通过实验结果表明,和文中其他浅层学习模型相比,SSAE能够从齿轮振动信号中有效学习到所需的深层本质特征,拥有更高的识别准确率,因而证实了该方法优越性。

    2021年03期 No.361 161-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 2160K]
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  • 一种非接触式R-test测量仪球心坐标计算方法

    彭炳康;吕国艳;江磊;张历记;

    R-test测量仪是用于五轴数控机床转动轴结构误差测量的专用设备,其通过测量球相对测量坐标系的位置变化进行误差辨识。在测量坐标系中,测量球球心坐标计算的准确性和稳定性是保证测量精度的重要前提。为进行测量球球心坐标的精确计算,构建了非接触式R-test测量仪的结构模型并建立了球心坐标计算方程组。以球心坐标计算方程组为基础,简化得到用于球心坐标求解的非线性方程组并构建其目标函数,然后采用差分进化算法提高球心坐标求解的精度。最后,在GF Mikron UCP800五轴机床上进行对比实验,将测量球球心坐标的计算结果与机床实际坐标进行对比,验证所提出球心坐标计算方法的精度和可靠性。

    2021年03期 No.361 165-167+171页 [查看摘要][在线阅读][下载 2143K]
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  • 子图划分优化WSN节点分布式定位算法

    李斌;赵娜;

    针对机械振动监测及矿井提升机等系统中WSN节点定位精度和效率不高,且对占用资源较多的参考节点需求较大的问题,提出了基于最小二乘距离修正与子图融合的分布式节点定位算法,算法首先根据参考节点邻域范围将WSN无向图划分为多个子图,然后在子图内修正锚节点跳距计算式并基于最小二乘距离修正构建未知节点定位的目标函数,同时在迭代过程中进一步通过最小二乘节点位置进行修在较少的参考节点需求或较小的通信半径下可以取得最优的定位精度和时间,且对不同节点规模的WSN网络具有较好的适应性。

    2021年03期 No.361 168-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 2083K]
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  • 架空电力线自动换模压接设备的设计

    沈治;沈建明;

    目前的架空电力线的连接采用的人工扶握液压机的方式,存在着劳动强度大、工作效率低、压接工艺质量不稳定等缺陷,现设计能够自动更换压接模具、自动压接、自动检测压接精度的设备。该设备以PLC为控制核心,采用模糊控制策略调节输出压力的速度响应和控制精度,以保证按照正确的压接工艺完成可靠的压接质量。通过HMI实时监控当前的压力、位置、压接精度等数据,实现了不同直径的架空电缆的自动压接、换模和精度测量作业。该系统已经成功应用于电力电网系统中的送电线路建设中,通过运行发现该系统设计合理、运行可靠、压接时间短、压接质量高,在线缆压接过程中实现了全自动化和智能化。

    2021年03期 No.361 172-176+180页 [查看摘要][在线阅读][下载 2695K]
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  • 改进全卷积网络优化绝缘子缺陷检测

    杨永娇;唐亮亮;郑勇;

    绝缘子各种缺陷的准确检测与定位是保障电网安全正常运行的关键,针对传统学度学习全卷积网络在进行航拍绝缘子图像缺陷识别时准确率不高问题,提出基于改进全卷积网络优化的航拍电网绝缘子缺陷自动检测算法,算法通过优化模型结构、剔除全连接层Dropout、增加多尺度池化与孔洞卷积以及采用双目标优化函数,实现FCN模型的有效改进,实验结果表明,改进全总卷只网络模型,有效提高了对绝缘子缺陷检测的性能和对背影的鲁棒性,取得了比已有算法更有优的检测结果。

    2021年03期 No.361 177-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 2218K]
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数字化设计与制造

  • 船用管件弯曲成型的有限元建模与实验验证

    钱峰;潘笑誉;何亚伟;叶小奔;

    基于弯曲成型理论并结合船用管件弯曲成型的实际工况,采用ABAQUS/CAE模块建立了20钢管件的数控弯曲成型有限元模型,对建模过程中的力学模型、几何模型、单元定义、网格划分及其敏感性分析和约束接触设置等步骤进行了详细的说明。通过提取弯曲段横截面的最小壁厚值,与变形前的截面壁厚相比,定义了弯管外侧壁厚的减薄率。同时,通过提取畸变后的管件截面的椭圆长短轴,推导出了截面畸变程度质量指标的计算方法。与实验结果比较,有限元模型的计算结果与实验测量数据之间的相对误差较小,从而验证了有限元模型计算的精确度和可靠性,为管件的弯曲成型加工提供了理论依据,可应用于加工后管件质量的评价。

    2021年03期 No.361 181-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 2414K]
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  • 线控转向系统变角传动比设计及路感模拟

    王晓峰;汪选要;

    变角传动比设计及路感模拟是线控转向系统的核心部分。根据车辆的转向灵敏度和车速确定了变角传动比的设计方案。通过分析不同路感模拟的策略,考虑到"人-车-路"闭环系统各个环节间的相互关系,并结合不同驾驶员的偏好与转向系统对道路信息的反馈,基于权重法进行转向路感的模拟。通过Carsim/Simulink仿真双移线和双纽线工况,结果表明该转向系统不但减轻了驾驶员操作负担,而且还兼顾了驾驶员的偏好,并且能够及时响应道路变化,提高了车辆的操纵稳定性和转向轻便性。

    2021年03期 No.361 185-188页 [查看摘要][在线阅读][下载 2454K]
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  • 门槛梁抗弯性能影响因素研究

    覃炳恒;邱贵年;刘昌业;吕俊成;

    以某微型车门槛梁为研究对象,分析在侧面碰撞过程中的变形模式,确定薄弱截面。为便于对抗弯性能影响因素研究,将其等效简化为单帽梁。设计三点弯曲准静态试验,采用单一变量的方法,分析单帽梁的厚度、截面长宽比和材料对抗弯性能的影响规律。结果表明:薄壁梁内板厚度对抵抗弯曲所起的作用较小,薄壁梁的抗弯性能主要由外板厚度来体现,厚度越大,薄壁梁的抗弯性能越好。截面长宽比越小,所用材料的屈服强度越高,薄壁梁的抗弯性能越好。对后期门槛梁结构设计提供参考。

    2021年03期 No.361 189-193+197页 [查看摘要][在线阅读][下载 2514K]
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  • 油气管道检测机器人样机设计与仿真分析

    杜怡君;徐超;马银涛;赵世平;

    为提高石油炼化厂管道检修的自动化程度,降低劳动强度和成本,设计了一种工作于内径为(500~600)mm油气管道的检测机器人。提出了利用电动顶杆与压缩弹簧实现主、被动结合的新型变径方式,制作了实验样机,利用WiFi、MEMS陀螺仪及码盘实现管内无线通讯和定位。利用SolidWorks软件完成样机结构三维建模,并在ADAMS环境下分析了机器人在弯管中的行走过程;通过实验验证了设计方案的合理性,测试了机构在水平、竖直管道中的移动特性,评估了定位方案的精度。

    2021年03期 No.361 194-197页 [查看摘要][在线阅读][下载 2481K]
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  • 铰接车橡胶弹簧悬挂系统非线性特性建模分析

    谢芳;翟振辉;

    橡胶弹簧悬挂系统结构简单减振性能良好,在非公路车辆、大型载重车辆和工程车辆中有广阔的应用前景。对铰接式自卸车悬挂系统进行了研究,对前悬沙漏式橡胶弹簧、后悬的复合橡胶弹簧等进行静、动态实验及分析,在试验的基础上,基于有限元方法对橡胶弹簧的非线性刚度特性进行理论建模与分析,并分析橡胶弹簧结构参数对其刚度特性的影响。对其非线性刚度进行分析,对比分析表明模型仿真与试验分析结果曲线具有一致性,表明所用理论方法和所建模型的准确性;采用非线性有限元接触模型对橡胶弹簧特性进行分析,可有效提高分析的时效性;橡胶弹簧的静态特性试验研究表明,结构的刚度与系统的载荷呈现正相关特征;橡胶弹簧的动态特性试验研究表明,其动刚度和阻尼损耗因子与振动频率和振幅有很大的关系;试验结果和分析模型可作为设计选用橡胶弹簧的依据。

    2021年03期 No.361 198-202页 [查看摘要][在线阅读][下载 2985K]
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  • 公路层间剪应力检测实验平台研制与应用

    霍亚光;高扬;宋绪丁;惠记庄;

    为了完善长安大学公路学院交通工程类专业本科生的实验教学课程,设计开发了一套公路层间剪应力检测实验平台,该实验平台可以有效检测施工后公路面层与基层结合面的粘接强度。该实验平台主要由步进电机、减速机构、推力机构和力传感器组成。工作时,步进电机通过减速机构和推力机构将马歇尔试样推断,力传感器将马歇尔试样断裂所需的剪应力上传至控制系统,控制系统使剪应力数据以曲线图的形式显示在显示器上。经测试证明,该实验平台对公路层间剪应力的检测结果准确可靠。使用该检测实验平台可以有效训练学生进行路面抽样检测的专业技能,为其公路施工检测专业技能的培养奠定了良好的基础。

    2021年03期 No.361 203-205页 [查看摘要][在线阅读][下载 2205K]
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  • 多功能体育训练器中关节旋转器旋转角度动态优化

    宋喜涛;裴晶晶;

    为了有效提升多功能体育训练器的全局性能,对其重要部件关节旋转器旋转角度进行合理优化是十分必要的。由此,提出一种基于动力学的关节旋转器旋转角度动态优化方法。多功能体育训练器是由关节旋转器、圆形中央框架、防护设备及电机传动设备组成的,同时探究其内在原理与训练优势。建立直角坐标系准确展现人体和关节旋转器之间的关系,获取空间某个物体方位值,完成关节旋转器运动控制。结合动力学原理,研究上肢进行运动旋转时形成的动力方程,构建关节旋转器旋转角度推导模型,明确其旋转角度最优取值范围。仿真结果证明,所提方法可以大幅减少关节旋转器摩擦系数,让关节旋转器使用状态更为灵活,达到多功能体育训练器稳定安全的使用目标。

    2021年03期 No.361 206-209页 [查看摘要][在线阅读][下载 2219K]
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  • 可视化溢流阀失稳实验教学平台设计与分析

    邱林宾;马威;金纯;

    为了在教学过程中形象展示溢流阀内部工作过程,研究溢流阀颤振行为,设计并搭建了可视化溢流阀失稳实验平台。通过采用有机玻璃结构的溢流阀工作实验,直观反映阀芯在工作中的运动过程。设计特殊结构加装激光位移传感器监测阀芯运动位移。应用Labview软件搭建实验控制与采集平台,实时显示并初步处理实验数据。结果表明,失稳实验教学平台能够从视觉上直接反映溢流阀阀芯振动过程,同时得到实时检测数据,分析结果为溢流阀的失稳机理提供了理论依据。

    2021年03期 No.361 210-213页 [查看摘要][在线阅读][下载 2612K]
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  • 双向内外管压差流量计关键参数优化

    樊宝桐;孟江;王燕;

    针对现有的对双向内外管压差流量计关键结构的参数研究准确度不足的问题,在以往研究的基础上,提出了一种新的评价指标压损差,压损差为节流件内外的压差信号和前后压损的差值。相较于以往的压损比,更加科学合理。通过分析,确定影响双向内外管压差流量计性能指标的三个主要参数为异径比k、扩散角θ和节流件的大径R。通过三因素三水平的二次回归正交试验设计,设计出15组正交试验,建立模型,利用FLUENT进行仿真,并记录分析数据,拟合出回归方程,利用Matlab优化工具箱中的fmincon函数对得到的目标函数进行寻优计算,确定最优结构参数。最后进行验证,确定所得的结构参数的性能为最优。

    2021年03期 No.361 214-217页 [查看摘要][在线阅读][下载 2211K]
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  • 基于并行策略的改进混合粒子群算法及其应用

    陆凤仪;于浩洋;徐格宁;

    针对粒子群算法在解决高维度复杂优化易陷入局部最优的问题,构建差分进化算法(DE)、人工蜂群算法(ABC)与粒子群算法(PSO)并行运算的种群更新模型,提出基于并行策略的改进混合粒子群算法(DA_PSO)。以并行策略为基础,不改变种群规模,独立运行3种算法,每隔n次比较3种算法,获得当前最优点,并用其替换粒子群算法的种群最优点,利用PSO算法个体向种群最优靠近的特点,充分吸收DE算法、ABC算法的优点,使被替换后的PSO算法跳出局部最优,提升优化结果的质量。采用五种类型测试函数分别对ABC、DE、PSO和DA_PSO进行对比验证,结果表明:较其他算法而言,DA_PSO算法精度高,稳定性好,适应性强。同时为验证所提方法的科学性与实用性,将其应用在10t~32t/31.5m系列化的桥式起重机主梁金属结构轻量化设计中。

    2021年03期 No.361 218-223页 [查看摘要][在线阅读][下载 2337K]
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  • 自适应神经模糊推理的四轮转向车辆转向控制研究

    曹艳玲;张琦;

    模糊规则的建立和隶属度函数的确定是设计模糊系统的难题。基于神经网络和模糊逻辑的自适应神经模糊推理系统,能够从仿真数据中自动提取出If-Then规则。并在Matlab/Simulink软件中,建立包含侧向运动、横摆运动、侧倾运动三个自由度的四轮转向车辆三自由度动力学模型。将得到的If-Then规则读取到模糊控制器中和三自由度车辆模型进行联合仿真。其中模糊控制器以方向盘转角、方向盘转角速度和车速作为输入,后轮转角作为输出。最后与前轮转向的车辆进行转向盘角阶跃仿真对比。仿真分析结果表明:基于自适应神经模糊推理系统建立的后轮转角模糊控制器能够实现理想的质心侧偏角和车辆横摆角速度响应,提高了车辆的操纵稳定性。

    2021年03期 No.361 224-228+233页 [查看摘要][在线阅读][下载 2600K]
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  • 粗糙表面弹性微动接触数值研究

    赵三星;吴桐;阮金华;

    由于实际工程表面多为粗糙表面,这里研究了粗糙表面对微动接触中压力和切向应力的影响。研究接触过程中法向载荷保持不变,切向载荷为周期性的交变载荷。首先,建立接触算法和模型,其算法核心是利用共轭梯度法(CGM)计算微动接触中的表面压力及切向应力并使用快速傅里叶变换(FFT)加快计算速度。然后,在验证算法正确的基础上,分析正弦和非高斯粗糙表面接触的压力和切向应力的分布,通过对光滑与粗糙表面的研究对比,表明:(1)在正弦表面接触切向应力分布呈现尺寸效应;(2)在非高斯表面接触中,切向应力分布跟光滑表面形状类似;同时由于粗糙峰存在,粗糙表面下的切向应力比光滑表面下的要大,研究粗糙表面微动接触对实际工程具有重要意义。

    2021年03期 No.361 229-233页 [查看摘要][在线阅读][下载 2729K]
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  • 基于特征降维和神经网络的电能表内异物声音自动识别

    张进;吴健;欧习洋;欧熙;

    电能表是国家强制检定的电能计量工具,其计量的精确性影响着千家万户的利益。传统的人工检测方式不仅效率低而且检测结果不稳定。随着声学检测技术的日趋成熟,采用声学检测的方式来检测电能表内的异物已成为实现工厂自动化的大势所趋。针对现有半自动的人工检测电能表异物方式,提出一种基于特征降维和神经网络的电能表内的异物声音自动识别方法。该方法充分利用声音的时、频域特征系数和倒谱系数,先对声音信号进行通道转换、预处理和数字降噪,再对声音信号进行时、频域和倒谱分析,并同时提取其短时特征系数及改进后MFCC系数。将声音特征通过PCA降维后输入基于Adaboost算法聚类后BP神经网络分类识别,并与传统的BP神经网络分类进行比较,证明了该方法的有效性。这里给出了电能表异物自动识别技术实现的具体步骤,并通过MATLAB仿真实验证明了该方法的有效性,BP神经网络的平均识别率较高,可达到95%以上,并且计算复杂度小易于实现。

    2021年03期 No.361 234-237页 [查看摘要][在线阅读][下载 2283K]
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  • 多腔汽车消声器消声性能仿真分析

    张士伟;

    探究消声器进出口轴向角度影响消声器消声性能时,多针对单腔消声器,鉴于此,针对某汽车抗性消声器,研究多腔汽车消声器进出口轴向角度对消声性能的影响规律。采用声学有限元法,借助于VirtualLab声学仿真软件,计算消声器进气管伸进长度、第二腔室支撑板间距等结构参数改变时的消声性能。固定消声器结构参数,研究不同进出口轴向角度下消声器的消声性能,结果表明,当进出口轴向角度为60°时,多腔消声器的消声性能良好,与原消声器相比,改进后的消声器具有良好的消声性能。

    2021年03期 No.361 238-241页 [查看摘要][在线阅读][下载 2671K]
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  • 三缸发动机平衡轴系统平衡减振齿轮平衡指标计算模型及其关键影响因素分析

    刘思睿;李刚炎;王平俊;熊峰;

    三缸发动机平衡轴系统中配有配重块和减振橡胶环的平衡减振齿轮是影响系统平衡性能的关键零件,为便于在保证加工精度的基础上控制平衡减振齿轮质量、转动惯量、不平衡量等平衡指标的变化,使其达到加工质量要求,介绍了平衡减振齿轮的结构特点,建立了平衡减振齿轮增重组件、减重组件及橡胶组件等结构的平衡指标通用计算模型;通过多指标正交试验设计及极差分析方法确定了平衡减振齿轮平衡指标关键影响因素,为后期零件设计、制造、结构优化过程提供了理论依据。

    2021年03期 No.361 242-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 2534K]
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  • 基于模糊层次分析法的刮板输送机中部槽中板材料选择

    董志斌;庞新宇;李博;王学文;

    针对刮板机中部槽中板材料选择的多层次多因素问题,采用模糊层次分析法,从材料的机械性能,经济性能,环境属性以及工艺性能四个方面研究了不同中部槽中板材料的综合性质。通过三体磨损试验来模拟不同的实际煤矿中六种刮板输送机中部槽中板材料的磨损情况,考察了六种中板材料的耐磨性,结果表明NM500材料为所试验的材料中最耐磨的中板材料。其结果可以为模糊层次分析法中的中板耐磨性指标的对比提供参考。利用一个实例来为六种中板材料进行打分排序,利用模糊层次分析法在此案例中选择出最合适的板材,结果表明模糊层次分析法在选择中板材料中具有可行性。

    2021年03期 No.361 248-252页 [查看摘要][在线阅读][下载 2373K]
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  • 电传动推土机履带-地面接触力学仿真分析

    杜博锋;李伦;李济顺;陈树声;

    采用多体动力学仿真软件RecurDyn的履带车辆子系统Track(LM)建立履带式电传动推土机多体动力学模型,通过Ground模块建立地面模型,并对其在干砂路面和黏土路面工况下直线推土作业进行了动力学仿真,研究分析了推土机在不同作业工况下整机的质心、履带接地长度、履带接地比压和滑转率随切土深度的变化规律,以及推土机在推土工况下的负载特性,提出通过对推土机质心的合理布置,能使接地比压均布,从而提高推土机工作稳定性的结论,为电传动推土机的底盘设计和传动系统的优化奠定基础。

    2021年03期 No.361 253-257页 [查看摘要][在线阅读][下载 2757K]
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  • 机床丝杠进给系统热误差测点优化及实验

    袁江;陶涛;许凯;任东;

    针对丝杠进给系统热误差监测点多,且测点之间存在复共线性影响热误差建模精度的问题,提出了一种综合测点优化的方法。首先利用Pearson相关性分析筛选出相关性较高的点,其次利用灰色关联法求出各温度变量间的灰色关联度并由此建立模糊相似矩阵,再采用模糊聚类和F分布统计确定最优测点组合后,由偏相关性分析剔除弱相关变量并建立热误差线性回归模型。在某龙门加工中心进行实验验证,结果表明温度测点由12个减小到3个,丝杠热误差由13μm减小到10μm。

    2021年03期 No.361 258-260+265页 [查看摘要][在线阅读][下载 2457K]
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  • 磨粒簇叶序排布砂轮外圆磨削凹坑结构化减阻表面的仿真

    李兴山;熊伟;陈天宇;吕玉山;

    机械零件表面结构化能够起到减阻耐磨的作用,磨削加工能够有效地加工出规则的结构化表面,基于此,依据生物学叶序排布原理设计了磨粒簇叶序排布砂轮并建立了数学模型。为探讨磨粒簇叶序排布砂轮磨削外圆结构化表面的形成机理,建立了磨粒的运动方程并讨论了实现结构化表面的磨削条件,利用MATLAB仿真了不同转速比γ和叶序参数h,以及磨削深度ap下工件结构化表面的形貌特征;仿真结果表明,转速比γ越大、叶序参数h越小工件周向凹坑数目就越多;磨削深度ap越大,凹坑的周向尺寸越大。

    2021年03期 No.361 261-265页 [查看摘要][在线阅读][下载 2738K]
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  • 水平轴风力机复合材料叶片结构特性有限元分析

    张旭;张孟洁;李召暄;李伟;

    应用解析法和有限元法求解了构件受拉压、弯曲、扭转三种基本变形的应力和强度比,并进行了结果的比较分析;采用ANSYS的APDL语言,建立了2MW水平轴风力机复合材料叶片的有限元模型,分析了叶片的模态和静力特性。结果表明:应用有限元分析的几何建模,铺层定义,约束以及载荷定义均正确,固有频率、应力和位移的数值结果具有可靠性;当重力作用时,最大位移发生在叶尖处,最大应力位于翼型与叶根的连接处;受风载时,研究了具有竖直向上,向下,水平方向的叶片,最大位移和应力值不同但前者均发生在叶片的尖端,后者均位于叶片中部。

    2021年03期 No.361 266-269页 [查看摘要][在线阅读][下载 2383K]
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  • VMD能量熵与随机森林相结合的齿轮故障诊断

    周旺平;王蓉;许沈榕;宋晓莉;

    针对齿轮故障的非线性、非稳定性特点和单个分类器在故障诊断中准确率低的问题,提出了一种基于变分模态分解(VMD)和随机森林(RF)的齿轮故障识别方法。首先,采用变分模态分解将振动信号分解成有限个本征模态函数(IMFs),并与总体平均经验模态分解对比其分解效果;其次,计算各模态函数的能量熵,将能量熵作为评判齿轮状态的标准,构建特征向量;最后,将特征向量输入随机森林进行故障分类。结果表明,与支持向量机(SVM)识别方法对比,该方法具有较强的学习能力以及较高的诊断精度。

    2021年03期 No.361 270-275页 [查看摘要][在线阅读][下载 2833K]
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机器人

  • 油田注水机器人视觉定位系统研究

    王朋朋;周建平;姜宏;许燕;

    针对采油注水作业大量耗费人力的问题,该文阐述了一种油田注水机器人用于代替人工注水作业,并对运水车泄水管口视觉定位方法进行研究。该方法首先利用图像处理技术提取管口图像,其次,运用边缘检测的方法对泄水管口的形状进行拟合并获取管口的形状特征,最后,通过对平行双目立体视觉的原理进行研,获取了油田注水管口的三维坐标位置信息。实验结果表明,在测试距离小于500mm时,所测量的坐标值的误差范围±10mm,满足实际工作要求,对实现油田注水自动化作业具有一定的实践指导意义。

    2021年03期 No.361 276-279页 [查看摘要][在线阅读][下载 2464K]
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  • 移动机器人全覆盖路径规划算法研究

    贺利乐;刘小罗;黄天柱;杨剑乐;

    针对静态未知环境下移动机器人全覆盖路径规划问题,提出了一种改进优先级蚁群算法。该算法首先通过机器人本体上的传感器构建基于动态栅格法的工作环境;综合考虑栅格属性、机器人转向、邻域栅格距离和未覆盖区域面积大小的基础上构造优先级启发规则,然后利用该规则进行路径全覆盖工作。针对机器人工作过程中出现的死锁问题,文章提出采用蚁群算法寻找逃离死区的最优路径,从而保证机器人实现路径全覆盖,并使覆盖路径的重复率尽可能小。仿真实验中,通过与传统算法比较,验证所提算法能在保证面积覆盖率为100%的同时,降低了死锁次数和轨迹重复率,从而提高了机器人工作效率。

    2021年03期 No.361 280-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 2558K]
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  • 输电线防振锤复位机器人机构设计

    肖时雨;王洪光;

    针对输电线路巡检及维护的自动化需求,提出并设计了一种新型适用于带电线路的防振锤复位机器人,以期代替人工完成危险的高空作业任务。该机器人机构紧凑,左右对称,包括行走越障机构和复位作业机构。通过分析防振锤结构特征,创新采用仿人作业机理设计了复位作业机构,此机构对线路防振锤具有良好的适应性,相比传统复位工具采用的冲击和拖动作业方式,具有不损伤线路的优点。通过分析机器人爬坡能力,设计了轮爪夹持机构,以提高机器人的爬坡性能。介绍了机器人的工作原理,推导了机器人的运动学方程,开展了模拟实验,验证了新型防振锤复位机器人机构设计的可行性和有效性。

    2021年03期 No.361 285-287+292页 [查看摘要][在线阅读][下载 2705K]
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  • 机器人导航路径的动态细化分工花授粉算法规划

    王志俊;

    为了减少机器人点对点工作路径长度,提出了个体动态细化分工花授粉算法的路径规划方法。以花授粉算法为基础,将花粉按照适应度划分为精英个体、优等个体、差等个体,并对个体进行动态细化分工。精英个体引领进化方向,优等个体使用改进搜索方式进行寻优,差等个体使用柯西变异逃出局部最优,由此提出了个体动态细化分工花授粉算法。使用个体动态细化分工花授粉算法搜索最优路径结点,依据最优路径结点和三次样条插值法规划出最优路径。在简单环境和复杂环境下进行仿真验证,个体动态细化分工花授粉算法规划的路径长度、收敛速度和寻优稳定性均优于传统花授粉算法和改进蝙蝠算法。

    2021年03期 No.361 288-292页 [查看摘要][在线阅读][下载 2483K]
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管理与综述

  • 基于灰关联神经网络的铣削表面粗糙度预测

    袁磊;曾莎莎;

    不同的铣削加工工艺参数会影响加工表面形貌和表面粗糙度。考虑灰关联分析与神经网络法的各自优点,提出了一种新的基于灰关联神经网络模型进行表面粗糙度预测的模型。首先利用灰关联分析,将各因子与预测目标作关联性的排序,且把不必要的因子剔除,接着进行神经网络的训练及预测。将所提的预测模型运用到铣削加工的表面粗糙度预测中,构建出表面粗糙度预测系统,最后采用两样本T分配假设检验,以此验证该预测系统的有效性与可行性。

    2021年03期 No.361 293-296+300页 [查看摘要][在线阅读][下载 2401K]
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  • 改进SLP算法的车间设施布局优化设计

    韩昉;刘利军;张鸿斌;

    以S公司生产车间为研究对象,运用传统SLP方法对车间的15个作业单位进行相关性分析,对原有布局进行优化,得出方案一,进而采用基于遗传算法的改进SLP方法建立车间布局优化的数学模型,以物流搬运成本最小为目标函数,用MATLAB软件对其求解,得出较优布局方案二,并与原布局及方案一进行对比评价,分析发现采用改进SLP算法的布局方案结果更优,也验证了该方法的有效性。

    2021年03期 No.361 297-300页 [查看摘要][在线阅读][下载 2431K]
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  • 梁结构类型产品的配置开发研究

    侯永涛;嵇佳琪;

    目前梁结构类型产品的配置开发仍然停留在零部件级,这种零部件级的固定配置往往很难满足企业对多种产品型号的需求。结合KBE(knowledge based engineering)技术,利用NX软件和Visual Studio对其特征级的配置开发展开研究。首先,将梁结构类型产品单元化处理,并设计了一种控制其在三维空间自由度的方法,建立了单元模型库。其次,根据KBE开发框架完成二次开发,以更灵活和自动的方式生成梁结构类型产品模型,与传统参数模型相比,基于知识的库可以产生更多的几何拓扑变化。最后,以某梁结构为例验证,表明该技术对提高梁结构类型产品设计质量和设计效率具有重要意义。

    2021年03期 No.361 301-304页 [查看摘要][在线阅读][下载 2672K]
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  • 沈阳中泽智能装备有限公司

    <正>沈阳中泽智能装备有限公司成立于2014年9月份,注册资金1000万,经营范围为:智能机器人、工业机械自动化设备及配套设备的生产、销售、安装、技术开发、技术咨询、技术转让,自营和代理各类商品和技术的进出口,但国家限定公司经营或禁止进出口的商品和技术除外。沈阳中泽智能装备有限公司专注于民用、车用空调设备的研发设计和生产安装,

    2021年03期 No.361 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 1359K]
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  • 投稿须知

    本刊编缉部;

    <正>一、基本要求1、稿件须有省市级及以上基金项目或攻关项目支持;知网查重率不能高于10%;内容符合栏目:理论方法与研究、先进制造技术、数控与自动化、数字化设计与制造、机器人技术、管理与综述。投稿注明栏目名称。2、第一作者应具备基本条件:A."985"高校的博(硕)士研究生;B."211"高校具有硕士学位的教师;C.一般本科高校具有硕士学位的讲师;D.科研企事业单位硕士学位中级以上职称技术人员。

    2021年03期 No.361 275页 [查看摘要][在线阅读][下载 2042K]
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  • 2021年度《机械设计与制造》征订活动全面启动…

    <正>尊敬的广大读者:2021年度《机械设计与制造》杂志征订工作已经开始,为了更好地开展这项工作,现将具体征订事宜说明如下:本刊为大16开月刊,全年12期,定价为35元/期,420元/年。面对企事业单位、各大院校和个人每个月均可接受订阅。

    2021年03期 No.361 306页 [查看摘要][在线阅读][下载 3901K]
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