理论与方法研究

  • 杏果切分机圆盘刀具优化研究

    罗建清;

    针对现有杏果切分去核刀具存在的切分去核效率低,果瓣完整率低,果肉损失严重的情况,根据杏果自身的物理特性和在切分时的受力情况,通过选取不同刀具进行对比试验,评价出锯齿形刀具切分去核最好:去核成功率可达到95%以上,果瓣切分后的平均完整率可达到93%。使用此刀具的切分样机在定向较好的情况下的实际处理能力能达到:(400~700)kg/h,并且此刀具生产效率高、适用性好和便于更换等优点,试验研究结果对后序切分去核装置优化设计提供了指导依据。

    2015年12期 No.298 1-3页 [查看摘要][在线阅读][下载 182K]
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  • 大重型轧辊磨床顶尖承载能力影响因素分析

    黄平;杨旭东;李星渊;周昊;

    在大重型轧辊磨床顶磨机床中,顶尖直接承受轧辊重力,是整个机床中受力和变形最大的部件。顶尖的承载能力决定着轧辊外圆面的磨削精度,因此设计合适的顶尖成为磨床设计的重要部分。利用有限元软件、运用控制变量法、通过多组实验研究顶尖角度、配合长度和摩擦因数对顶尖承载能力的影响,得到了多组分析数据,并拟合出了应力、变形和接触力等变化趋势曲线,从曲线可以直观地看出各因素对各指标的影响灵敏度,这可为顶尖的设计和选用提供一定的理论参考依据。

    2015年12期 No.298 4-7+11页 [查看摘要][在线阅读][下载 309K]
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  • 面向采煤机概念设计的模型推理算法研究

    常琦;丁华;

    为充分利用企业经验知识,减少对领域专家的过分依赖,实现数据驱动的采煤机概念设计。面向采煤机概念设计过程,基于ε-支持向量回归理论,利用遗传算法优选模型参数,寻找采煤机条件属性与决策属性间的映射关系,建立了采煤机概念设计推理模型。以UCI标准测试数据集中Mpg、Housing回归测试数据验证了模型具有较高的准确性和可行性。通过该模型设计人员可以由采煤机采高、截深等原始输入参数推理出牵引功率等总体技术输出参数,为传统经验设计提供了科学依据,节约了设计时间与成本。

    2015年12期 No.298 8-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 210K]
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  • 脉动扭转冲击装置结构设计及动力仿真

    蒋龙;樊军;安辉;

    针对传统石油钻井工具在深井、硬质地层中钻进效率低,钻井成本高,粘滑振动现象严重等缺点,设计了一种新型脉动扭转冲击钻井工具。该脉动扭转冲击钻井工具由冲击装置和换向装置组成,利用Pro/E建立了脉动扭转冲击装置的分析模型并利用XFLOW分析内部流场及压力分布,设置不同工作状态下的边界条件,得到该工具不同工作状态下的压力分布云图和出口平均压力曲线。仿真结果表明,冲击锤的周向运动由两侧的压差驱动;压降参数与美国的Torkbuster基本相同,性能具有相关性;出口平均压力变化小,可以稳定工作,为脉动扭转冲击装置内部结构设计及性能优化提供参考依据。

    2015年12期 No.298 12-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K]
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  • 带隔板悬臂梁扭转特性分析

    任扬志;程文明;

    为研究带隔板悬臂梁隔板对箱梁受力及变形的影响机理,将带隔板箱梁视为具有内部赘余联系的高次超静定结构,提出基于变形协调原理的畸变柔度法,并结合精细时程积分迭代算法精确求解内部赘余力。基于闭口截面初参数法和叠加原理,得到m个偏心载荷作用下具有n块隔板悬臂梁自由端扭率和转角表达式。以纯扭矩作用下单隔板悬臂梁为例,对比有限元法结果充分验证畸变柔度法精确性;综合研究隔板位置对带隔板悬臂梁自由端转角和翘曲位移的影响。结果表明:当隔板由固定端移动至自由端时,自由端转角先减小后小幅增大,节点翘曲位移大幅减小。

    2015年12期 No.298 16-18+22页 [查看摘要][在线阅读][下载 240K]
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  • 基于灰色关联分析的微小孔振动钻削参数优化

    鄢春艳;赖兴余;詹春毅;李伟光;

    针对微小孔振动钻削加工工艺参数难以选择的问题,提出了一种基于灰色关联分析的微小孔振动钻削参数优化方法。应用正交试验法设计实验方案,进行了不同参数组合条件下的振动钻削实验,通过分析振动钻削参数与定位误差、孔径误差以及出口毛刺高度的灰色关联系数和灰色关联度,进行了多目标参数优化,并得出了优化的微小孔振动钻削参数组合方案。实验结果表明,采用优化的振动钻削参数钻削微小孔,可有效地减小定位误差、孔径误差和出口毛刺高度。

    2015年12期 No.298 19-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 156K]
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  • 飞机起落架气动噪声的数值计算改进方法

    马尧;宁方立;

    在飞机着陆过程中,起落架已成为飞机的主要噪声源。因此,对起落架气动噪声进行研究,并建立其数值计算方法是从总体上降低飞机噪声的主要途径之一。在已提出的基于试验数据的飞机起落架气动噪声数值计算方法基础上,提出一类改进方法。该方法除保持原有方法计算效率高、指向性计算正确的优点外,还进行了如下改进:首先,通过对小部件进行建模,实现了高频噪声的计算。其次,建立了起落架气动噪声散射模型,并对机轮与声源距离,机轮与接收点距离以及机轮直径对散射系数的影响进行了详细分析。最终通过对波音737主起落架全尺寸简化模型气动噪声进行计算,并与试验结果进行对比验证了该方法的正确性。

    2015年12期 No.298 23-26+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 336K]
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  • 柔性作业车间在线调度问题的仿真建模与分析

    龙田;石宇强;王俊佳;

    利用离散事件系统建模与仿真技术和规则调度方法,对柔性作业车间在线调度问题进行研究。将优先级调度规则和路径选择规则结合,形成针对柔性作业车间的调度规则组合。在建立仿真模型时,定义了车间结构,并对车间结构参数设定不同的水平值。针对平均流经时间最小、最大拖期时间最小、机器最大负荷最小、拖期工件比最小这4个不同的调度目标,从备选规则集中选出了每个目标下最优的调度规则组合及相应的车间结构参数。仿真结果表明,工件交货期、车间利用率、机器平均有效率、机器平均故障水平及车间柔性程度对调度规则组合的选取有很大影响。

    2015年12期 No.298 27-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 173K]
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  • 基于流固耦合的风机叶轮疲劳特性研究

    陈海霞;祁文军;王良英;芦丽丽;

    以额定功率为2MW的水平轴风力机叶轮为研究对象,基于计算流体力学(CFD)和有限元法(FEM),利用分析软件CFX和n Code,在综合考虑气动力、离心力和重力对叶片的影响下完成了风机叶轮流固耦合分析和疲劳寿命分析。流固耦合分析结果表明:叶尖是风机做功的主要部分,应力集中区为叶片中段,叶片变形方式以挥舞变形为主,并且随着风速的增加,变形更加明显;疲劳寿命仿真结果表明:极端风速作用下风机叶片依然可满足20年的设计要求。本研究为风力机安全运行和叶片的优化设计提供参考。

    2015年12期 No.298 31-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 219K]
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  • 转盘式变惯量飞轮的力矩平衡研究

    李敬;柯广云;吕云嵩;

    针对一种转盘式变惯量飞轮力矩不平衡的问题,首先建立了飞轮转盘的离心力矩和弹簧力矩的数学模型,通过matlab仿真分析了两力矩的变化规律,在此基础上提出了使用变刚度平衡弹簧替代原来定刚度弹簧的思路,最后对改进后的变惯量飞轮的离心力矩和弹簧力矩进行了仿真分析。仿真结果表明:使用变刚度平衡弹簧的变惯量飞轮两力矩基本上实现了平衡,不需要气缸产生额外的力矩去补偿变惯量飞轮的弹簧力矩与离心力矩之间的差值,减少了能量的消耗,达到了节能的效果。

    2015年12期 No.298 35-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 197K]
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  • 核心机驱动风扇级转子叶尖流动结构和机理的研究

    赖安卿;陈淑仙;付为刚;

    为了探究核心机驱动风扇级不同工作模式下转子叶尖流动结构和机理,对某核心机驱动风扇级转子流场进行了三维定常数值模拟,分析了单外涵模式和双外涵模式下工作点及近失速点转子叶尖流场结构特点,并研究了不同叶尖间隙对核心机驱动风扇级性能的影响。结果表明:单外涵模式与双外涵模式设计点叶尖泄漏涡起始位置不同;单外涵模式转子叶尖存在贯穿流道的正激波,双外涵模式该正激波消失;泄漏涡经过转子叶尖超声速区域会形成低速带;单外涵模式时泄漏涡经过正激波后发生扩散,并使正激波出现"缺口";转子叶尖间隙大小对核心机驱动风扇级两种工作模式下的流量、压比和等熵效率影响均较小,间隙增大到一定程度后稳定裕度下降剧烈。

    2015年12期 No.298 38-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 257K]
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  • 风洞用盒式应变天平系统动态响应分析

    李宝;黄楷焱;曹佳琪;袁卫锋;

    建立与盒式应变天平系统等效的质量-弹簧-阻尼系统理论模型,并以此理论模型为基础,对其进行系统动态响应分析。分析时,通过改变盒式应变天平系统中测量元件的刚度,得出该天平系统中不同质量块在给定的动载作用下的位移响应。计算结果表明测量元件的刚度越大,结构的响应频率越高,质量块的位移响应曲线与所加动载荷的形式越吻合。基于此结论,根据输入的载荷形式,通过调节测试元件的刚度,使计算结果能够准确地反映出载荷的真实情况,从而为基于响应曲线反推外加动载荷提供理论指导。

    2015年12期 No.298 42-44+47页 [查看摘要][在线阅读][下载 308K]
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  • 一种可自动装卸货物的翻斗车创新研究

    王小纯;王俊阳;

    设计了一种可自动翻转铲斗装卸物品的翻斗车,可应用在工地和分散垃圾废物的场所,改造简单,成本增加不多,操作方便,可极大地减轻劳动强度、节省用工成本。所设计的翻斗车可以在现有普通翻斗车的基础上进行改造,只需在原车上增加控制铲斗的杆件机构和锁紧装置即可实现自动装卸的功能。通过Pro/E建立模型并在ADAMS中进行仿真分析,通过仿真分析结果验证了该方案的可行性,为所设计的翻斗车投入生产、缩短开发周期、减少成本,提供了借鉴和指导。

    2015年12期 No.298 45-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 182K]
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  • 平头铣刀圆形铣削的切削力预测

    曲胜;赵吉宾;田凤杰;齐根想;

    针对平头铣刀的圆形铣削,提出一种适用于圆形铣削的切削力预测方法。建立铣刀与工件交点的数学模型,求解工件与铣刀的时变交点进而计算铣削过程中不断变化的切入角与切出角。同时分析了铣刀轨迹曲率效应对瞬时切削厚度的影响。通过槽铣试验来确定切削力系数。基于微分思想,将圆形铣削过程中的瞬时切削厚度运用到切削力模型中计算微元切削力,然后通过积分法获得切削力值。数值仿真与圆形铣削试验结果表明,预测的铣削力和试验结果在幅值和变化趋势上都吻合良好,从而验证了该切削力预测方法的有效性。

    2015年12期 No.298 48-50+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K]
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  • 垂直供排水抢险车整车稳定性分析

    周水庭;张淼;欧阳联格;阙彬元;

    以某款垂直供排水抢险车为研究对象,分析了影响整车稳定性的因素,基于CREO和ADAMS建立了抢险车的虚拟样机模型,并对整车受各因素影响下的工作状态进行了仿真,得出了两个极限工况下左右支腿的受载情况;利用ANSYS Workbench对支腿进行了刚强度分析,利用ADAMS对极限工况下整车的工作过程进行了仿真,获得了支腿的振动情况曲线,并基于该曲线分析整车在极限工况下的稳定性。分析结果表明,该款垂直供排水抢险车设计合理,在极限工况下,也能保持良好的稳定性。

    2015年12期 No.298 51-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 239K]
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  • 便携式液压打桩机动力学理论研究

    韩林山;张步恩;韩剑鹏;

    汛期的堤防加固以及公路建设与维护的打桩作业,由机械设备代替人力进行打桩作业是技术上的一次长足进步。针对打桩设备作业效率低、自重大及劳动强度大等缺陷,研发便携式液压打桩机用于防汛抢险、高速公路及铁路护栏建设等领域的打桩作业将促进行业发展。在简化条件下,通过建立便携式液压打桩机打桩过程的动力学模型,分析了动力学模型系统的加速度以及打桩过程中桩身周面摩擦力与桩端土壤阻力对沉桩的影响。得到基频与加速度的关系,土壤阻力对打桩机的影响,为研发便携式液压打桩机产品样机奠定良好的理论基础。

    2015年12期 No.298 55-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 150K]
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  • 手眼系统中摄像机标定和手眼标定的同步算法

    冯春;周文;

    在手眼系统中,提出一种统一相机标定和手眼标定的简便标定方法。一般来说,相机标定和手眼标定是分别进行的,故提出一种可以同步完成相机标定和手眼标定的整体标定方法。利用几何代数将几何对象作为代数实体通过代数运算的方法进行手眼标定。采用张正友相机标定方法完成摄像机标定。通过将算法与其他手眼标定方法如"两步法"得到的结果进行比较,可知这里方法所得结果精度更高。上述实验的结果表明提出的同步标定算法的可行性和有效性。

    2015年12期 No.298 58-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 244K]
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  • 减振器橡胶衬套疲劳失效的试验研究

    孙晓帮;孔令洋;石晶;

    减振器橡胶衬套因具有显著的隔振降噪、抗冲击等优点而广泛应用于汽车减振器中。由于车轴相对于车身的运动,实车减振器橡胶衬套要承受交变载荷作用,因此很容易出现疲劳破坏。根据某车用减振器橡胶衬套的实际使用工况,确定了橡胶衬套疲劳试验条件,采用曲柄连杆双弹簧橡胶衬套疲劳试验系统对橡胶衬套试件进行疲劳试验,依据橡胶衬套疲劳失效的判断准则,分析判断该试件是否发生疲劳失效,从而为橡胶衬套的结构优化和橡胶配方改进提供试验依据。

    2015年12期 No.298 62-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 179K]
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  • 旋转运动声辐射的解析方法

    刘志红;仪垂杰;

    为更好地分析旋转运动声源的声场特性并解决旋转声源建模难题,基于旋转偶极子源的声压频域模型及其解析格林函数,构建旋转源模型即克希荷夫源,且利用带有解析格林函数的克希荷夫积分方程建立声辐射模型并进行声压解析,进一步由数值仿真定性和定量分析旋转源与克希荷夫源的等价关系,并讨论其影响因素,给出相应关键参数的选择原则和依据,从而创建一种可以用于运动声辐射的解析方法。该方法可有效建立旋转源的声辐射频域模型,将克希荷夫积分方法扩展到了运动声源的声源等价和声辐射模型建立中,并在不需要任何边界条件下有效解析声场,解决旋转声场特性分析和旋转源建模难题。该方法可为低噪声旋转机械的研究设计提供理论指导。

    2015年12期 No.298 65-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 259K]
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  • 轴向运动Rayleigh梁固有频率的微分求积法

    汪昌国;王波;

    轴向运动梁的振动和稳定性问题是振动力学问题研究的重要内容之一,它有着重要的理论和实际意义。研究了轴向运动Rayleigh梁的固有频率。根据广义哈密顿原理建立轴向运动Rayleigh梁横向振动的控制方程。采用微分求积法数值求解两端简支和两端固支边界条件下轴向运动Rayleigh梁的次临界固有频率。数值例子给出了变化梁的弯曲刚度和支撑刚度情况下第一阶和第二阶固有频率和速度之间的关系曲线。通过曲线间的关系可得到:高阶固有频率比低阶固有频率大,固有频率随着刚度系数的增大而增大,并且随着支撑刚度的增大而增大。

    2015年12期 No.298 69-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 268K]
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  • 小行星轮WWW型差速器的动力学分析与仿真

    刘亭;赵国平;王春明;黄玉平;

    机电伺服系统经常在零位附近频繁正反向加减速,通过牛顿定律方法和拉格朗日方法对小行星轮外啮合WWW型差速器(或称外啮合正齿轮差速器)分析了此种情况下的刚体动力学,用ADAMS进行了仿真。结果表明:齿轮之间的切向力、行星架和两套行星轮之间的作用力与两输入转矩和两输入角加速度有关;两个输入的角加速度与两个输入转矩和一个负载转矩有关;负载转矩与两输入转矩和两输入角加速度有关;若两输入转动惯量不同,则两个太阳轮和各自行星轮之间的力幅值不等;双路工作时折算到输入侧的转动惯量与单路工作时不同。ADAMS仿真结果与理论分析结果一致,证明了分析的正确性,结论可以应用于有角加速度的多余度机电作动系统中差速器的性能分析。

    2015年12期 No.298 73-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 305K]
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  • 一种电动汽车充电模块的微通道散热器特性研究

    张卫国;陈景茹;徐石明;陈良亮;

    根据电动汽车充电机中大功率模块IGBT板的产热特性,设计了一种具有辐射状流道的散热器,并通过fluent数值模拟,对其入流速度、出口宽度以及一级流道的个数等参数对散热器散热性能的影响进行分析。研究表明:(1)辐射状流道的散热器使得IGBT板表面温度分布较均匀,从中心向外,温度成逐渐递增趋势,越靠近中心部位,IGBT板的散热效果越好。(2)入口流速较大、出口较宽的散热器散热性能较好;一级流道的个数为8的散热器与一级流道为4的散热器相比,流道分布范围内的温升相对较小,散热性能较好。

    2015年12期 No.298 77-79+83页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K]
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  • 并联机床拟合求差补偿方法研究

    陈小岗;许兆棠;吴海兵;吴蒙蒙;

    为提高交叉杆式Stewart型并联机床的加工精度,提出了一种基于误差拟合曲线对刀轨进行修正的补偿方法。在并联机床工作空间内不同高度位置上加工一系列不同直径的圆柱面,测量结果显示,所有圆柱面的投影轮廓均呈现为椭圆形状,且轮廓中心相对于理想圆心位置均沿近似一致的方向发生偏移从而处于第三象限内。针对实际加工中表现出的上述误差的一致性,提出拟合求差补偿方法。首先对加工获得的圆柱面进行离线采样测量,获得若干实际圆周轮廓点及其相对于理想轮廓点的误差;然后对上述采样点的误差进行拟合操作,获得完整轮廓的误差拟合曲线;最后基于该曲线对加工程序进行修正,从而提高加工精度。对阶梯圆柱面的补偿试验结果表明,该方法可有效降低圆柱面表现为椭圆柱面的程度,同时有效降低了圆柱面中心向第三象限的偏移程度,有效提高了并联机床的加工精度。

    2015年12期 No.298 80-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 241K]
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  • 某移动式水泵车举升翻转机构优化分析

    韩勇;耿正阳;欧阳联格;张功元;

    针对某移动式水泵车的举升翻转机构出现了举升油缸上铰点断裂现象,通过多刚体运动学建立举升翻转机构虚拟样机模型,并进行运动学仿真得到油缸最大拉力;以此最大拉力为边界条件,应用有限元方法对举升翻转机构进行强度分析,结果发现油缸铰点应力超过屈服极限。因此在ADAMS/View中建立举升翻转机构参数化模型,通过灵敏度分析确定设计变量,以油缸拉力最小为目标函数对油缸铰点位置进行合理优化。优化后铰点最大拉力减小了18.2%,强度满足材料要求,机构工作可靠性得到提高。

    2015年12期 No.298 84-86+90页 [查看摘要][在线阅读][下载 222K]
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  • 基于PWM控制的ESP高速开关阀动力学特性研究与仿真

    王冬良;陈南;刘远伟;

    汽车ESP中采用的高速开关阀是二位二通电磁阀,通过电磁阀的开启或关闭来实现车轮轮缸的增压、保压和减压。在(10~100)Hz低频范围内,高速开关阀虽实现了平均开度控制,但阀还是会出现时开时闭的状态,且电磁阀在状态切换中存在压力响应滞后现象。为了提高液压系统的控制精度,提出了脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)控制高速开关电磁阀的仿真模型,研究分析了调制频率在高频情况下,通过改变PWM下的占空比,实现高速开关阀压力精确控制的效果,达到ESP制动压力响应快且平稳。

    2015年12期 No.298 87-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 261K]
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  • 环境风对空冷凝汽器换热特性的影响

    张利君;冀树芳;

    研究环境风对空冷凝汽器换热性能的影响,对提高火电厂运行水平具有重要意义。以600MW机组空冷凝汽器为研究对象,采用Fluent软件分析了环境风对空冷凝汽器换热性能的影响。针对各种空冷凝汽器运行工况,研究了凝汽器风机流量随环境风速的变化规律,分析了空冷岛的温度分布情况,得出了环境风温对空冷凝汽器换热效率的影响规律。研究表明:环境风速增加,空气流量偏差率增大,空冷凝汽器逐渐出现传热恶化,换热效率降低;环境温度升高,凝汽器换热效率降低,机组热耗增加,出力下降,热经济性变差。

    2015年12期 No.298 91-93+97页 [查看摘要][在线阅读][下载 285K]
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  • 基于行人下肢保护的SUV车型前端结构多目标优化设计

    惠有利;

    当行人与车辆发生碰撞时,汽车前端结构的设计是满足行人腿部保护要求的关键。然而针对SUV车型由于其前端结构特点与普通轿车不同,在应对行人下肢保护要求已呈现明显的局限性。为了提高SUV车型前端结构的行人保护功能,结合试验设计技术、近似建模技术、多目标优化算法,以行人腿部的伤害值指标胫骨加速度及膝部剪切位移最低为优化目标,以膝部弯曲角为设计约束,对车辆前端结构参数进行了多目标优化设计。研究结果表明:优化后的车辆前端结构与原设计相比,有效降低了行人下肢伤害,为车辆前端结构的设计与开发提供了有效的参考。

    2015年12期 No.298 94-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 255K]
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先进制造技术

  • 液体磁性磨具孔光整加工过程表面粗糙度与压力差关系实验研究

    赵志强;孙桓五;张云飞;王娟;

    针对液体磁性磨具小孔光整加工过程中难以实现小孔内表面粗糙度在线监测的现状,提出了基于压力差的表面粗糙度在线监测方法。该方法基于液体磁性磨具在小孔内流动时压力损失与孔表面粗糙度相关的现象,研究了被加工孔两端压力差与孔内表面粗糙度之间的关系,在实验的基础上,获得了压力差和表面粗糙度之间的定量关系模型,并进行了验证。研究发现,粗糙度与压力差的关系模型具有一定的准确性,该关系模型和方法可为孔表面粗糙度在线监测提供一种新的思路。

    2015年12期 No.298 98-100+104页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K]
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  • RV减速器参数化建模与模态分析

    冯玉宾;徐宏海;

    根据摆线针轮行星传动啮合理论,建立了考虑修形的摆线轮齿廓通用方程,提出了一种基于ANSYS参数化设计语言APDL、采用弹簧阻尼单元模拟轴承结合面的RV减速器参数化建模与模态分析方法,得到了RV-40E减速器的前4阶固有频率与振动模态,并通过模态试验加以验证,模态试验结果与理论计算的最大误差为14.7%。提出的参数化建模与有限元分析方法,具有重复建模工作量小、分析效率高、与模态试验结果吻合较好等优点,对影响RV减速器动态特性的因素及规律研究,具有重要的参考价值。

    2015年12期 No.298 101-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 245K]
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  • 小型甘蔗收割机剥叶断尾机构仿真试验研究

    麻芳兰;蔡力;郭衍超;许志伟;

    剥叶断尾机构是小型整秆式收割机的重要部件,并且目前糖厂对于含杂率有一定的要求,因此其剥叶断尾效果将直接影响糖厂制糖效率。为了设计出行之有效的剥叶断尾机构,通过Solid Works和ADAMS建立甘蔗收割机的剥叶断尾机构的虚拟模型,采用虚拟样机技术对影响剥叶断尾效果的主要因素进行了仿真试验研究。结果表明,随着剥叶辊转速的提高和剥叶辊与甘蔗的交错深度增大,相应的打击力与摩擦力增大,但是过大的打击力会伤甘蔗,因此选取了剥叶辊转速900r/min和交错深度30mm为较优参数。该文为收割机的机械设计提供了参考依据。

    2015年12期 No.298 105-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 160K]
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  • 轴类零件加工相似性的可拓基元网络推理方法

    黄风立;徐春光;顾金梅;钱苏翔;

    工艺规划的实例推理方法,具有实例获取简单、工艺规划策略效率高的特点。提出利用实例推理的方法对轴类零件的相似性检索进行研究,利用可拓基元描述网络表述工艺相关的特征知识,并用可拓基元来描述与工艺的知识项,再对结构特征与精度特征量值的取值进行了分析。在此基础上,提出了基于激活量的可拓基元描述网络推理算法。最后,结合实例应用验证了提出的可拓基元描述网络实例推理算法的有效性。

    2015年12期 No.298 108-110+114页 [查看摘要][在线阅读][下载 169K]
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  • TC4钛合金多孔质电极电火花加工性能研究

    蒋毅;孔令蕾;平雪良;李其;

    采用了一种由紫铜颗粒经高温烧结获得的多孔材料作为工具电极进行了TC4钛合金电火花加工性能实验研究。多孔质工具电极可利用颗粒间孔隙形成的流道在加工过程中实现分布式的全向内冲液,增强钛合金电火花加工中的排屑作用。实验结果表明,多孔质电极能够采用不抬刀方式加工,其加工效率可达实体铜电极的3倍;且由于在冲液条件下钛合金加工屑向工具电极的反粘附着行为,使得其电极相对损耗率大幅降低。对半封闭复杂型腔的加工实验结果表明,采用多孔质电极进行粗加工能够大幅缩短加工时间,显示了多孔质电极在有一定深度的钛合金复杂型腔加工中具有较强的加工能力。

    2015年12期 No.298 111-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 265K]
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  • 大型H型钢矫后残余应力分析与检测研究

    郭喜平;李银平;冯云鹏;

    针对某钢铁厂的实际需求,通过大量的实践研究建立了大型H型钢HN1000×300矫直模拟过程中的几何模型、材料模型、网格划分方法、边界条件设置的问题,利用该有限元模型通过采用ANSYS Workbench 14.5多物理场软件分析平台成功的完成了大型H型钢HN1000×300矫直过程的数值模拟。同时对矫后残余应力进行了分析和检测,由于残余应力的存在会使钢结构中的构件提前进入塑性状态,对构件的承载力和极限刚度等相关力学性能产生很大的影响,致使其寿命和安全性也大大降低。因此,全面掌握残余应力的成因分布和检测方法,对实际生产生活具有重要的指导意义和参考价值。

    2015年12期 No.298 115-117+121页 [查看摘要][在线阅读][下载 236K]
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  • 离心空气压缩机级间冷却器管束振动分析

    喜冠南;时超;李凯;李大永;

    级间冷却器采用管翅式换热器,是离心式压缩机主要配套设备。在运行过程中,管翅式换热器可能因振动导致管束损害,影响压缩机系统的性能。针对这一问题,建立了对完整管翅式换热器管束的谐响应分析方法。基于ANSYS有限元法,建立管翅式换热器的模型,对翅片进行简化,发现在每个换热区间的翅片简化到40层时,换热器固有频率趋于稳定。结合理论计算和Fluent仿真,求取了冷却器振动的激励载荷;获得了结构在指定频率时的响应量,找出了频率范围内的共振点,为管翅式换热器的设计与优化提供了理论依据。

    2015年12期 No.298 118-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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  • 电镀砂轮径跳检测方法和磨削试验研究

    朱建辉;闫宁;冯克明;师超钰;

    电镀砂轮特别是粗粒度电镀砂轮外圆跳动检测一直没有理想的检测方法或装置,采用自制的砂轮外圆跳动检测装置,较准确地测出了砂轮的径跳值;进而,针对砂轮不同的径跳量状态开展了精密修整和磨削试验。试验结果表明:在砂轮径跳量小于磨粒直径的(25~30)%情况下,通过精密修整的方法可以有效改善工件表面的振纹和粗糙度。但如果修整量大于磨粒直径的35%,砂轮将失去磨削能力。

    2015年12期 No.298 122-124+128页 [查看摘要][在线阅读][下载 220K]
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  • 大功率密闭机柜热管散热器的试验研究

    王佩顺;虞斌;沈中将;王林习;

    针对大功率密闭机柜散热困难,研制了R22为传热介质的微通道铝扁管型分离式热管散热器,并搭建试验装置对其散热性能进行试验研究。试验结果表明:加热功率为2k W、环境温度为50℃时,密闭机柜内部温度≤70℃,满足机柜散热要求;工作温度范围内,散热器散热功率与内、外循环进风温差有关;外循环进风风速提高,散热器换热系数非线性增加;内循环进风风速提高,散热器换热系数线性增加。研究结果为热管技术在机柜散热方面的设计提供依据。

    2015年12期 No.298 125-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 235K]
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  • 数控插补方式实现外球面高精度磨削的方法

    彭栋梁;旷生平;张鹏;吴定柱;

    针对高精度、高硬度球面加工难的问题,提出一种数控插补方式实现外球面高精度磨削的方法,利用数控外圆磨床的高精度圆弧插补功能,在通用数控外圆磨床上、使用普通砂轮实现高硬度外球面的高精度磨削。论述了外球面数控插补磨削的原理,优化了对刀方法,通过自动"修整-磨削-修整"来减小砂轮磨损的影响,自主编制开发了一套参数化的球面磨削程序,集成球面磨削的全过程,实现了磨削过程全流程数字化,最后采用此方法磨削硬度为HRC60的球形零件,球面轮廓度达0.002mm、粗糙度达Ra0.15μm。

    2015年12期 No.298 129-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 210K]
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  • 修井机作业平台的疲劳寿命研究

    金嘉琦;周巍;王显荣;周春华;

    修井机作为油田机械中的重要设备,人们在享受其带来方便的同时,也要重视作业平台的疲劳寿命。在了解了作业平台工作的原理与流程后,用soildworks对作业平台进行建模,使用workbench软件对作业平台进行静力分析,并借助分析云图找出应力薄弱环节与易疲劳位置,再利用ncode推测材料的S-N曲线,最后根据分析特点给出应力疲劳计算中的损伤计算、应力组合、平均应力修正、存活率的概念及计算方法。在理论分析的基础上,利用ncode对作业平台在正弦载荷谱和白噪声载荷谱下进行应力疲劳分析,得出了损伤云图和寿命云图,发现其损伤及寿命满足设计要求,可以安全使用,并为平台优化提供了有效支持。

    2015年12期 No.298 132-134+138页 [查看摘要][在线阅读][下载 236K]
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  • 多粒度号氧化铝砂轮形貌特性参数评价

    李厦;施雪娟;

    采用激光位移传感器检测氧化铝砂轮的三维形貌,获取砂轮局部表面形貌模型,评价了多粒度号的氧化铝砂轮的特性参数。对磨削加工前后,不同粒度号砂轮表面形貌的磨粒密度、出刃高度、有效出刃高度等特性参数进行研究,并拟合出氧化铝砂轮出刃高度分布曲线。结果表明,砂轮单位面积上的磨粒数、磨粒高度以及磨粒间距均具有不均匀性。相同粒度号的砂轮磨粒密度变化与组织号相符,相同粒度号的砂轮硬度与磨削前后的磨粒密度差值成反比。磨削前后的磨粒出刃高度分布均近似为正态分布。有效出刃高度与砂轮的粒度号成反比,与砂轮硬度成正比。

    2015年12期 No.298 135-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 245K]
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  • 蜗线齿轮有限元模态分析

    余俊;刘永平;章慧成;张庆飞;

    基于齿廓法线法在三维建模软件Pro/E中建立了不同阶数的蜗线齿轮的几何模型,并导入有限元分析软件ANSYS中,建立各蜗线齿轮的有限元模型。分别对其进行模态分析,并得到其前七阶固有频率和振型图,提取齿轮的各阶模态振型图进行分析并分析蜗线齿轮的基本振型,讨论不同齿轮阶数与模数下各模态固有频率的变化规律并分析原因。该模态分析为选择蜗线齿轮的设计参数提供了参考依据,为该齿轮传动系统的振动特性分析、振动故障诊断与预报以及齿轮的动力学特性分析提供理论支持。

    2015年12期 No.298 139-141+146页 [查看摘要][在线阅读][下载 241K]
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  • 表面织构对制动鼓制动热的影响

    王宏臣;黄银花;

    基于热力耦合原理,运用有限元软件ABAQUS建立鼓式制动器制动热模型。分析无表面织构和三种不同表面织构的制动鼓的制动温度场及应力场分布。研究结果发现:制动过程是一个快速升温,缓慢降温的过程,制动鼓内表面温度与应力的变化趋势一致。三种表面织构最高温度和无织构制动鼓的最高温度一样,但是制动结束后,无沟槽制动鼓和径向沟槽制动鼓的温度和应力变化趋势相似,环形沟槽制动鼓和复合沟槽制动鼓的温度和应力变化趋势相似;四种制动鼓的最大弹性应变能比排序依次为无沟槽制动鼓,径向沟槽制动鼓,环形沟槽制动鼓和复合沟槽制动鼓,说明这四种制动鼓的散热效果亦如上面的排序。

    2015年12期 No.298 142-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 376K]
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数控与自动化

  • 远程控制液压油管钳自动上卸扣装置设计

    耿玉广;谷全福;孙连会;王铁峰;

    在油气田修井作业起下管柱过程中,需要工人站在井口反复操控液压油管钳上卸扣,不但劳动强度大,而且时刻面临磕碰夹挤、高空落物、有害井液飞溅等多种危险与危害。为了解决这一问题,依托现有修井机的液压、电气动力和提升条件,结合开口型液压油管钳结构特点,综合运用电控及液压驱动技术研制出一种液压油管钳自动上卸扣装置,其控制指令集中到一个十字主令操作盘上,修井机司机推拉操作手柄即可远程控制液压油管钳自动就位、上卸扣和对缺口,从而使作业工人从脏苦累险的工作条件中得以解放出来。

    2015年12期 No.298 147-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 163K]
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  • 一种新型型坯壁厚控制器的设计与研究

    黄海龙;赵忠义;

    设计了一种用于中空吹塑机的型坯壁厚控制器,台达DOP-A57GSTD型号触摸屏作为人机界面,综合使用直线插值法、抛物插值法和三次样条插值法实现壁厚曲线快速生成和修改,西门子S7-200系列CPU224XP型号PLC作为控制器核心,用于接收触摸屏发出的指令信号和模口电子尺的反馈信号,并向伺服放大器传送控制信号,伺服放大器驱动液压阀,控制液压缸的运动。还研究了改善控制效果的方法,通过增加控制点数和引入修正系数提高了系统的稳定性和控制精度。该型坯壁厚控制器已经应用于实际生产,取得了良好的控制效果,满足了预期的设计要求。

    2015年12期 No.298 150-152+156页 [查看摘要][在线阅读][下载 240K]
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  • X-Y定位平台自适应神经网络的摩擦补偿控制

    王超;张文辉;

    针对X-Y定位平台中摩擦等非线性部分对控制精度的影响问题,提出了基于自适应神经网络的鲁棒控制策略。设计神经网络控制器对摩擦及干扰等不确定部分进行补偿,其网络逼近误差作为外界扰动通过鲁棒控制器消除,保证X-Y平台的定位精度;设计神经网络参数学习算法,保证权值的在线自适应实时调整。基于H∞的HJI理论证明了控制系统的稳定性,并保证了系统L2增益小于给定的指标。试验结果表明所提控制方法能够很好补偿摩擦模型,提高了定位精度,具有重要工程应用价值。

    2015年12期 No.298 153-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 257K]
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  • 概率矩阵分解在数控机床振动预测中的应用

    贾伟;

    数控机床的振动会造成机械设备的损坏,对数控机床振动趋势的预测能够有效的提高振动故障诊断的准确率,由于存在数据的稀疏性和冷启动问题,导致现有的振动趋势预测方法无法对数控机床的振动趋势进行准确预测,利用矩阵分解思想,提出一种使用概率矩阵分解的数控机床振动趋势预测方法,在矩阵分解中使用利用贝叶斯准则和logistic函数计算概率,表示潜在因子之间的非线性关系,通过实验表明该方法能克服现有预测方法的不足,有效解决了稀疏性和冷启动问题,提高了振动预测的准确率。

    2015年12期 No.298 157-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 160K]
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  • 新型自行车自动存取系统研究

    张东生;闫坤;王楠;张力允;

    针对目前城市自行车存取困难,安全性差等问题,在深入分析自行车存取过程与要求的基础上,基于机电一体化技术研究并设计了一种新型自行车自动存取系统。该系统由机械执行和电子控制两部分组成,机械执行部分包括主轴、锁芯机构、锁止机构、定位机构等;电子控制部分包括刷卡器、光对射传感器、电磁锁等。系统设计中,解决了插杆与辐条干涉、主轴运动临界点、机械结构与电子控制部分的衔接等问题。试验结果表明,该自动存车系统安全可靠,存车过程简单快捷,可广泛应用于不同型号的车辆存取。

    2015年12期 No.298 160-162+165页 [查看摘要][在线阅读][下载 206K]
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  • 图像识别技术在汽车轮胎对点中的应用

    潘静;杨红义;黄海龙;宫耀望;

    为了使车轮在行驶中保持最佳动平衡,减小振动,提高行驶的舒适性,需要将轮胎上的最轻点黄点与轮毂上最重点气门嘴所在的位置准确对正。目前我国汽车轮胎装配过程中没有考虑对点这一问题,而是通过增加铅块的方法减小动平衡,不但增加成本,而且在汽车运行过程中铅块容易脱落。对点的关键是先确定出黄点和气门嘴的位置,并计算出两者之间的夹角,再通过PLC控制电动机使轮毂转动,使气门嘴、黄点和轮毂中心在一条直线上,实现准确对点。提出了利用图像处理和识别技术快速准确的确定黄点和气门嘴的位置的方法。实验证明了该方法的可行性。

    2015年12期 No.298 163-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 169K]
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  • 巷式新型平面移动式立体车库控制系统设计

    李练兵;宋翔宇;王铁成;

    为了利用巷道的特殊结构位置,以巷式垂直升降式为原型,设计了一种以西门子PLC200为主控单元的立体平面移动式车库,该结构为升降机通道固定,每层都有一个可编程控制器控制的自主搬运器,可独立工作。并对控制系统的输入输出的分配进行了详细的分析,对控制系统的软硬件结构及安保措施和故障检测等做了详细阐述。为解决立体车库高度高、布线复杂、故障定位不准确等问题,提出利用无线通信模块,分主从站的控制方式。可实现车库多层联动,并用组态软件进行HMI人机交换界面的编写,方便监控和根据报警准确维修。

    2015年12期 No.298 166-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 202K]
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数字化设计与制造

  • 基于单齿脉动加载的齿轮弯曲疲劳试验专用夹具设计

    徐科飞;王栋;陈鑫;张二亮;

    专用夹具的设计在齿轮弯曲疲劳强度试验中尤为重要。针对单齿脉动加载的齿轮弯曲试验,论述了专用夹具的设计过程,主要包括加载点的确定、压头的设计、齿轮支撑架的设计以及夹具的装配。运用Simulation对夹具的受力情况进行了仿真,通过仿真结果中齿根的受力情况与理论计算结果相比较,验证了仿真的正确性,在此基础上进一步分析了夹具的受力情况,结果显示夹具的受力情况良好。在实际试验过程中制造的夹具与试验机的共振情况良好,没有出现明显的颤振现象。加载点位置与预期一致,夹具试验情况良好。

    2015年12期 No.298 170-173页 [查看摘要][在线阅读][下载 234K]
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  • 冷连轧过程控制系统轧辊高效管理的实现

    陈金山;王君;韩武强;曹勇;

    轧辊对冷轧产品的质量、成材率及轧制成本的高低起着至关重要的作用。轧辊高效管理功能是冷连轧线高效轧制、稳定运行的基础。针对带钢冷连轧生产线的快节奏特点,利用Microsoft Visual Studio 2008进行软件的语言开发,通过Oracle 10g实现数据存储和调用,利用Hum In G.net技术进行软件的界面设计,实现了Microsoft Visual Studio 2008,Oracle10g和Hum In G.net技术的联合应用。进行轧辊管理数据结构和数据库表设计,完成了轧辊管理模块的主要功能设计,进而实现轧辊数据信息的高效处理,最终设计了适合于工业生产实践的轧辊管理功能模块。现场应用表明,该轧辊管理模块设计人性化,执行效率高,在线状态信息反馈更为及时和准确,有效地提高了轧制节奏和生产效率,满足自动化生产的需求,具有良好的实际应用价值。

    2015年12期 No.298 174-176+180页 [查看摘要][在线阅读][下载 186K]
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  • 多工况下重卡板簧支架轻量化设计

    董浩;王宗彦;范国勇;陆春月;

    利用有限元分析软件Ansys workbench对某重卡板簧支架进行了分析和研究;分别对该支架在汽车垂向静态工况、制动工况、转弯制动工况下进行静力学分析;讨论了静态时的应力分析、总变形分析、安全系数分析;在各工况安全系数保证与原模型相当的情况下,通过改变材料和零件结构,结合运用拓扑优化、形貌优化和尺寸优化技术,对板簧支架进行轻量化设计;设计的结果使得支架自身重量减少30%,节约了生产的成本,提高了汽车的燃油经济性。

    2015年12期 No.298 177-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 254K]
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  • 基于刚柔耦合的抽油机多体系统动力学分析

    高海军;孙文磊;谭远华;

    介绍了抽油机动力学分析的发展现状,以及刚柔混合系统动力学研究的原理。对抽油机作刚体假设的动力学模型无法系统准确的表达动力学性能。以新型整体弯游梁式抽油机为研究对象,建立刚柔耦合动力学模型,研究了柔性体大范围运动和弹性变形运动之间的耦合机理,通过仿真模拟分析与现场数据采集的对比分析,验证了分析方法的有效性,为抽油机的优化设计提供了基础。结果表明,引入柔性体对系统动力学性能产生显著影响,对提高抽油机的稳定性和使用寿命具有重要意义。

    2015年12期 No.298 181-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 218K]
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  • 基于CFD的三偏心蝶阀的流场特性研究及优化

    韩志杰;刘恩福;刘振宇;刘阳阳;

    由于三偏心蝶阀结构的特殊性,对其内部流场的流动性能进行了深入研究。建立了三偏心蝶阀的几何模型,对其内部流场进行模拟,获得了阀门的流量系数、流阻系数,并分析了阀门的轴向偏心、径向偏心和角度偏心与流量系数、流阻系数之间的变化规律,得知:角度偏心的数值大小与流通能力近似成反比;径向偏心值与阀门流通能力近似成正比,且影响大于角度偏心;而轴向偏心值对于阀门的流通能力几乎没有影响。采用正交试验法对三个偏心进行优化,降低流阻系数,提高流量系数,改善阀门流通性能。

    2015年12期 No.298 185-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 318K]
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  • 客车转向系统怠速振动研究与优化

    杨志伟;韩勇;陈卫强;黄红武;

    针对某款新研制的客车在怠速工况下方向盘抖动过大的现象,用传递路径分析的方法分别对发动机的悬置隔振率、转向系统的支架振动及转向系统的模态进行了分析,找到产生这种现象的原因在于转向系统的一阶纵向弯曲模态和发动机怠速开空调时的转速激励频率相近,从而引起方向盘较大在振动。在此基础上,提出了转向系统的模态避频,实施了转向系统结构加强、转向系统灵敏度分析及优化两个方案。对优化后的转向系统进行振动测试,发现优化后的转向系统振动明显减小,达到了减振的目的。

    2015年12期 No.298 190-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 284K]
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  • 双十字轴万向节转向系统不等速因素研究

    高晋;牛子孺;杨秀建;

    准确掌握汽车转向系统双十字轴万向节空间布置规律对车辆操作的平顺性和舒适性至关重要。运用Matlab对双十字轴万向节三轴共面和异面空间运动规律进行分析,绘制出轴间夹角、输入轴角度、相邻轴所成两平面之间的夹角等组合因素对双万向节传动比波动影响的曲线图。在CATIA中建立与理论推导相匹配的实体模型,并基于DMU运动分析进行仿真。利用传动比波动影响的曲线图对模型进行调整,验证了汽车转向系改进后的硬点布置的可行性。结果表明,相邻轴之间夹角的差异是导致传动比波动的主要原因。中间轴节叉相位角对传动比波动幅值有一定影响,但主要对传动比波动的相位有较大影响,提出了在转向系统设计时可以通过节叉相位角和硬点调整相结合实现转向的左右对称性。

    2015年12期 No.298 194-197页 [查看摘要][在线阅读][下载 266K]
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  • 基于Isight平台NSGA-Ⅱ方法的3-PRS并联机构多目标优化

    王南;刘庆阳;周莎莎;池腾腾;

    把Isight软件运用到3-PRS并联机构的多目标参数优化中,分析并建立3-PRS并联机构的工作空间、灵巧度、刚度和承载能力的指标。采用蒙特卡洛方法对多目标指标函数进行编程求解,以Isight软件为平台,集成Matlab软件,构建多目标优化基本流程,用Isight软件中封装的NSGA-Ⅱ方法对3-PRS并联机构的五个目标函数进行优化。得到分布性良好的Pareto解集及Pareto前沿,目标指标得以分析,并得出参数与目标之间变化规律。可根据优化信息,在Pareto解集中选取适合实际工况的最优解,最后给出优化算例。

    2015年12期 No.298 198-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 265K]
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  • 凸轮磨削力变化规律研究

    陈秀梅;韩秋实;李启光;彭宝营;

    为了减小凸轮的轮廓误差,以便高效、高精度地提高凸轮的轮廓廓形精度,分析了凸轮轮廓的廓形特点;基于平面磨削的理论知识,根据凸轮轮廓的特征,研究了凸轮磨削力和凸轮曲率半径的关系,进而得到磨削力随着凸轮升程变化的规律,建立了凸轮磨削力和发动机升程之间的数学模型;以直动平底从动件盘形凸轮为例,通过MATLAB软件仿真验证了所建立凸轮磨削力模型的正确性,并将研究结果和实际磨削加工测得的数据进行了对比,得到凸轮磨削力的变化趋势与计算模型的变化趋势相一致,为凸轮的X-C联动磨削加工过程控制研究提供了理论依据和新思路。

    2015年12期 No.298 202-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 189K]
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  • 双容水箱液位系统的无模型自适应控制方法研究

    黄勤芳;程艳;潘帅东;

    液位控制是工业生产中典型的过程控制问题,传统的控制方法难以满足实际需求。针对液位系统的非线性、时滞性、强耦合特点,以双容水箱系统为研究对象,构建双容水箱液位系统的时变连续模型,并对其进行离散化处理,在紧格式动态线性化方法的基础上,结合无模型自适应控制方法对双容水箱液位系统的液位控制进行研究,实现双容水箱液位系统控制器的设计。仿真结果表明,与传统PID控制方法相比,无模型自适应控制方法的整定参数少,且参数整定范围小,跟踪控制效果更好,响应速度更快,控制过程更平稳,从而充分体现了无模型自适应控制方法的有效性和优越性。

    2015年12期 No.298 205-207+212页 [查看摘要][在线阅读][下载 207K]
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  • 六足仿生森林消防机器人机构设计与分析

    姜树海;张楠;

    森林火灾给生态环境和经济建设造成巨大威胁,基于森林地形环境下的消防作业要求,设计了一种六足森林消防机器人。分析了机器人的躯体和腿部结构特点以及执行机构的空间运动范围。利用Solid Works三维软件建模并导入ADAMS仿真软件,分别进行了机器人运动机构不同工作模式下三种运动姿态的切换、前进和斜坡的爬行仿真以及执行机构的运动仿真。分析了复杂地形条件下机器人的质心位移、运动平稳性、腿关节驱动力和末端执行器运动范围等参数。仿真结果验证了机器人设计的合理性与正确性,旨在为森林消防机器人后续的研究工作提供参考依据。

    2015年12期 No.298 208-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 343K]
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  • 大型矿车发动机橡胶悬置静、动态刚度特性研究

    胡启国;周亨;罗天洪;彭涛;田振勇;

    大型矿车的发动机质量巨大、安装方式独特,对其发动机悬置的静、动态刚度特性进行研究具有重要意义。采用显式有限元计算方法对大型矿车的发动机橡胶悬置进行了静、动态刚度特性分析,并在试验台上进行试验来检测数值仿真的精度,结果表明:大型矿车发动机悬置的静刚度仿真测试相对误差在8%以内、动刚度仿真测试相对误差在15%以内,这说明仿真与测试结果较为吻合,可以在结构设计阶段通过数值模拟的方式预测其静、动态刚度特性。研究结果对大型装备悬置系统的结构设计、缩短研发周期以及预防振动噪声具有参考价值。

    2015年12期 No.298 213-215+220页 [查看摘要][在线阅读][下载 239K]
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  • 基于人因工程的特种车辆设备布局设计方法研究

    沈健;陈俊;秦辉;

    特种车辆在信息行业应用的越来越广泛,信息设备的多样性、复杂性、相关性使得特种车辆的设备布局设计要求越来越高。针对以往依赖长期经验的定性设计方法的问题,提出了一种基于人因工程分析的定量化设计方法,首先基于人因工程学建立人与设备之间使用关系矩阵,然后建立设备间非人因需求关系矩阵和人因需求关系矩阵,通过加权计算得到综合需求关系矩阵,最后结合使用关系矩阵和综合需求关系矩阵进行设备的布局设计。以某型特种车驾驶舱内改造设计为例进行视域和可达域的仿真,结果表明该设计方法在特种车辆设备布局设计中的可行性。

    2015年12期 No.298 216-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 185K]
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  • 螺母副摩擦热对高速空心滚珠丝杠热特性影响分析

    韩军;张玲聪;李明亚;

    滚珠丝杠作为机床伺服进给系统的重要功能部件,其热变形会降低伺服进给系统的定位精度,在机床高速化发展的过程中,滚珠丝杠热变形成为其发展的瓶颈。其中螺母副摩擦热是影响滚珠丝杠热变形的主要因素。采用通有冷却介质的空心滚珠丝杠为解决此问题提供了一种方法。将通过计算得到的螺母副摩擦热加载到空心滚珠丝杠滚道内,分析空心滚珠滚珠丝杠温度受轴向载荷、转速、通入空心滚珠丝杠的冷却介质的种类、冷却介质流速以及空心滚珠丝杠内孔的大小的影响及内孔大小对空心滚珠丝杠变形的影响。通过分析,结果表明:轴向载荷和转速对空心滚珠丝杠温度影响较小;专业冷却油更适合用于空心滚珠丝杠的冷却,合理控制其温升和热变形;热变形和热-结构耦合的分析,给出了最佳内孔直径。为空心滚珠丝杠的设计及研究提供理论依据。

    2015年12期 No.298 221-225+229页 [查看摘要][在线阅读][下载 410K]
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  • 基于数值仿真的活塞式压缩机排气阀设计参数研究

    米小珍;谭良;王枫;

    气阀是往复式压缩机的关键部件之一,气体流经压缩机气阀的能量损失是压缩机中气体动力损失的主要根源。通过数值模拟方法分析压缩机排气阀的设计参数对压力损失的影响。研究表明随着阀座出口处扩散角的增大,漩涡区范围在逐渐增大,即气体的损失逐渐增大,另外阀座出口处通流截面与阀座入口处通流截面的比值越大压损越小。最后通过试验验证了上述结论的正确性。因此在压缩机排气阀设计中扩散角一般为60°,在既定的设计空间里,尽可能增加阀座出口处通流面积,这对于压缩机气阀的设计具有一定的参考价值。

    2015年12期 No.298 226-229页 [查看摘要][在线阅读][下载 259K]
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  • 数字散斑法用于钻机井架形变测量研究

    张力;赵永生;

    石油钻机井架所处的环境恶劣,工况复杂,为此对其出现的各种损伤、缺陷和形变进行研究非常必要。传统的静态应变测试系统在井架应力测量时存在测量点有限,操作繁琐,温度适应性差等缺点。采用数字散斑相关方法,通过MATLA软件编程,实现了对模型井架受力后产生的形变测量。实验结果表明,采用数字散斑法得出的形变曲线具有更好的连续性、时效性,同时由于测量系统结构简单,运算速度快,结果精度高。这对于井架实际工况下受力分析及井架的结构设计有很大帮助。

    2015年12期 No.298 230-233页 [查看摘要][在线阅读][下载 203K]
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  • 耦合支承刚度的齿轮有限元接触分析

    尚振国;武力波;宋若冰;

    为了考察风电齿轮箱等紧凑重载型齿轮传动装置的箱体和轴承刚度对齿轮啮合性能的影响,用ANSYS软件的刚度矩阵单元MATRIX27来模拟箱体和轴承刚度,建立耦合支承刚度的齿轮有限元接触分析模型。箱体刚度由有限元静力分析法来求解。轴承刚度用轴承外载荷相对于内外圈位移求导来表示。以某1.5MW风电齿轮箱输出级齿轮传动为例,分析计算结果表明箱体、轴承刚度对齿轮啮合性能存在显著影响。

    2015年12期 No.298 234-236页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]
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  • 基于包络谱和SVM的柱塞泵负荷状态识别

    王鹏飞;王新晴;高天宇;李艳峰;

    柱塞泵是液压系统的关键部件,对其运行过程中的负荷状态进行监测和识别非常重要。由于在柱塞泵运行过程中,受振动机理复杂,环境干扰等因素的影响,柱塞泵的负荷状态识别比较困难。根据柱塞泵负荷状态发生改变时,振动信号能量会重新分布的特点,通过Hilbert变换对信号进行解调,根据包络谱上供油频率及其倍频处的峰值构造特征向量,最后,采用SVM对柱塞泵负荷状态进行识别,并与BP神经网络方法进行对比。试验结果表明,基于包络谱构造的特征向量能够有效反映柱塞泵的负荷状态,采用SVM对柱塞泵负荷状态进行识别能够获得比较好的结果。

    2015年12期 No.298 237-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 201K]
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  • NDIR甲烷传感器电路设计与实现

    李鑫;梁娜;

    基于红外检测原理,以MSPF1611单片机为核心设计了NDIR甲烷传感器。针对NDIR甲烷传感器的核心电路部分,设计了NDIR甲烷传感器的电源电路和放大滤波电路;为检验放大滤波电路的放大和滤波性能,使用PROTEUS软件对所设计的放大滤波电路进行了仿真,结果表明该电路具有较好的放大和滤波效果。实验室条件下,对NDIR甲烷传感器进行了全量程标准甲烷气体的检测性实验和对0.5%标准甲烷气体检测的稳定性实验,结果表明该传感器能够准确地检测出甲烷浓度和具有较好的测量稳定性。

    2015年12期 No.298 240-242+246页 [查看摘要][在线阅读][下载 250K]
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  • 压电式双驱微进给系统设计及定位精度研究

    卢红;陈翔;郑佳文;

    针对压电陶瓷存在的迟滞特性,为提高微动台定位精度,提出一种基于双驱控制技术的双压电驱动的微进给系统。系统采用运动控制器作为控制部分,双压电陶瓷以推拉形式同时驱动微动台,配置多个位移传感器构成闭环控制系统。为验证系统定位精度,针对压电陶瓷的迟滞特性,采用Preisach-Mayergoyz模型分别进行系统开/闭环控制定位误差对比实验。实验结果表明,相比于单个压电陶瓷驱动,双压电陶瓷同时驱动的情况下系统最大定位误差更小,闭环状态下双压电驱动微动台系统定位精度更高,最大定位误差明显减小,系统稳定性更高。

    2015年12期 No.298 243-246页 [查看摘要][在线阅读][下载 200K]
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模具

  • 冲杯试验圆片试样冲剪器设计分析与试验验证

    刘珂;王永辉;杨凤娟;

    冲剪器是新研制的铝及铝合金冲杯试验圆片试样取样装置。该装置以冲杯试验方法中对圆片试样的要求为设计准则,其结构采用了组合式的设计思路,自上而下分布的设计方案。针对冲剪器的结构形式和特点,建立了冲剪器冲剪过程中关键零部件的有限元模型,并进行了强度分析。通过冲剪器的试制,圆片试样的实物冲剪,试验证明,冲剪器结构设计合理、强度满足要求、试验数据稳定。同时,为铝及铝合金冲杯试验圆片试样提供了一种新的可靠的取样方法。

    2015年12期 No.298 247-249+253页 [查看摘要][在线阅读][下载 219K]
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  • 微流控芯片模具化学蚀刻制造工艺研究

    王亚坤;郭钟宁;郑文书;刘祥发;

    为制造微流控芯片模具实现微流控芯片的大批量生产,采用三酸型蚀刻液对图案掩膜的P20模具钢进行蚀刻加工。观测蚀刻的微流道形状和尺寸,分析蚀刻深度、流道宽度、蚀刻因子和面粗糙度等随加工时间的变化规律。结果表明加工时间越长,微流道侧壁垂直性越好,蚀刻因子越大,但面粗糙度越差。因为反应产物附着于工件表面,特别是侧壁上,使侧向蚀刻速度低于深度方向蚀刻速度,而蚀刻反应产生热量,使工件反应表面温度升高,蚀刻速度加快,影响表面质量。蚀刻反应中,合理控制掩膜尺寸、加工时间、搅拌速度和反应温度等,才能得到满足要求的微流控芯片模具。

    2015年12期 No.298 250-253页 [查看摘要][在线阅读][下载 293K]
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  • 汽车半轴旋锻加工质量控制及模具结构设计

    李会会;卢曦;龚政;高文贵;

    以某轿车半轴为研究对象,采用主应力法研究径向锻造过程中摩擦系数、轴向推拉力、模具角度和精整段长度对中性面和锻打力的影响。研究结果表明:摩擦系数、锤头角度和精整段长度对中性面和锻打力的影响较大,轴向力对两者的影响较小,但拉锻比推锻在减少锻造载荷方面更有利。中性面的位置影响轴的加工质量,可优化设计模具角度和精整段长度控制中性面的位置,进一步提高轴的加工质量的同时有效降低锻打力。得出相应的模具结构设计参数,并以该模具试制半轴,验证模具参数制定的正确性。

    2015年12期 No.298 254-257页 [查看摘要][在线阅读][下载 246K]
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管理

  • 基于区间层次分析法的机械加工工艺方案评价研究

    刘雅荣;

    机械加工工艺方案评价是选择和优化加工工艺的关键措施。针对机械加工工艺方案评价过程中存在的不确定性,提出了一种新的基于区间层次分析法的机械加工工艺方案评价方法。首先建立了多层次的机械加工工艺方案评价指标体系,然后利用区间层次分析法确定了机械加工工艺方案评价指标的区间数权重。在此基础上,结合区间数理论建立了基于区间层次分析法的机械加工工艺方案评价模型。最后对某万向节活动叉的3套工艺方案进行了评价,验证了该方法的合理性和有效性。

    2015年12期 No.298 258-260+264页 [查看摘要][在线阅读][下载 166K]
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  • 基于IDEF0-QFD的工程装备保障资源规划

    齐鸥;陈春良;刘彦;吴小良;

    针对传统保障资源规划模型未考虑已有保障系统功能,应用于非战争军事行动领域会带来保障效果难以预测的情况,在模糊理论和非线性规划理论基础上,提出了IDEF0-QFD集对资源规划模型。通过IDEF0建模分析了非战争军事行动工程装备保障需求,实现工程装备保障能力独立无重复划分,并把其分析结果反馈到QFD模型中,运用模糊理论对质量屋数据进行处理,提高了运算结果的准确性和鲁棒性,实现了保障能力最大化条件下的保障资源节约。最后通过示例对所建模型进行了验证,运算结果证明了所建模型具有合理性。

    2015年12期 No.298 261-264页 [查看摘要][在线阅读][下载 191K]
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综述

  • 磁悬浮轴承系统控制方法研究

    施佳余;吴国庆;茅靖峰;张旭东;

    随着现代先进制造业的发展,磁悬浮轴承作为一种新型支撑部件,受到了各行各业的广泛关注。而在整个磁悬浮轴承系统中控制环节是关键,其性能的好坏主要取决于控制器的设计与控制算法的选取。首先对磁悬浮轴承作了介绍,以控制方法为切入点,分别阐述了模糊PID控制、滑模变结构控制、鲁棒控制和最优控制的基本原理、应用和局限性。通过分析研究表明这四种控制策略能明显改善磁悬浮轴承的控制性能效果。最后对磁悬浮轴承控制作了简单总结和展望。

    2015年12期 No.298 265-268页 [查看摘要][在线阅读][下载 170K]
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  • 金属切屑回收再利用的研究与应用现状探讨

    黄宗经;

    金属切屑在挤压过程中发生强塑性变形,使得金属切屑内部产生较大的塑性应变,原本分离的金属切屑密实的结合在一起,并具有较好的力学性能及使用价值。常用的挤压方式有平模挤压、等通道转角挤压、分流组合模挤压、摩擦挤压等多种方式。综述金属切屑回收再利用直接转换法的研究现状,详细介绍了直接转换法中不同挤压工艺及其应用领域。另外,金属切屑的特殊应用,如泡沫铝及强化空心砖等方式的提出,拓展了金属切屑回收再利用的应用范围,利用效率更高。

    2015年12期 No.298 269-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 237K]
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  • 辽宁省机械研究院有限公司

    <正>辽宁省机械研究院在2011年改制后成为辽宁东工装备制造有限公司的全资子公司,现已更名为辽宁省机械研究院有限公司。研究院经过近40年的发展,在黑色及有色金属加工、空调装备制造领域的成套装备设计与制造方面具有较大的市场占有率目前已在新产品研发、工程设计、工程咨询、建筑设计、机械装备研制、工程总承包、工业消防、工艺润滑、环境污染防治等方面有着丰富的技术管理、设备制造及方案解决经验。研究院现有员工458人,下设8个事业部,3个设计所,6个分公司,拥

    2015年12期 No.298 8页 [查看摘要][在线阅读][下载 512K]
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