理论与方法研究

  • 行星齿轮传动系统平移-扭转模型及计算

    张银龙;巫世晶;王晓笋;李思千;

    振动是行星齿轮传动系统的一个重要特性,它直接关系到传动的平稳性和系统的可靠性。为了避免系统运行时产生共振现象,研究动态特性,进行固有频率分析非常重要。文章首先根据系统的运动特性,通过受力分析,建立了行星齿轮传动系统的平移-扭转动力学模型,通过理论计算求解其模态和振型,分析了系统的振动情况。然后利用Pro/E建立了行星齿轮传动系统模型,在ABAQUS软件里面进行有限元仿真分析,利用Block Lanczos方法对系统进行模态分析,提取了系统的固有频率和振型图。结合有限元仿真结果与理论计算结果,分析了系统振动产生的主要部位,同时也为系统结构性能的改善和后期的优化设计提供了依据。

    2016年07期 No.305 1-4+8页 [查看摘要][在线阅读][下载 292K]
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  • 基于轮廓误差估计模型的双轴同步控制策略

    陈琳;程正波;钟文;潘海鸿;

    针对由伺服参数不匹配及外部扰动引起的双轴运动中不同步现象,提出将给定进给速度比下两轴间的同步控制问题转换为二维轮廓控制问题。通过几何分析获得同步误差与轮廓误差之间的关系,并基于等效切线轮廓误差估计模型,提出一种新型双轴交叉耦合同步控制策略。在自主开发的直线型双轴运动控制实验平台上进行同步控制实验,实验结果表明:无论是等速同步运动还是非等速同步运动,在伺服增益不匹配及摩擦扰动影响下,所提出的新型交叉耦合同步控制策略能有效减少同步误差的产生。

    2016年07期 No.305 5-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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  • 圆锯片横向振动控制的研究

    邹陆;梁义维;

    为减小圆盘锯片在锯切的过程中受到干扰力的作用而发生的横向振动,提高圆锯片的稳定性,提出了一种主动控制圆锯片横向振动的方法。在常规导向装置基础上,添加了气动伺服阀和位移传感器及控制器,对通入导向装置的气体流量进行控制,从而控制导向装置与圆锯片之间的作用力,实现对圆锯片振动进行控制。使用AMESim建立模型,并对常规导向装置和加有主动控制的导向装置进行对比分析,仿真结果表明:在受到干扰力以后,在主动控制导向装置作用下圆锯片发生偏转的位移减小明显,从偏移位置回复到平衡状态的时间较短,实现了圆锯片横向振动的有效控制。

    2016年07期 No.305 9-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 274K]
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  • 同尺寸长方体物品装箱问题的一种求解算法

    丁莎;谢海江;潘立武;

    研究同尺寸长方体物品的装箱问题,即在一个给定的箱子中装入尽可能多的同尺寸长方体物品。采用分层装载方案简化装载操作,首先运用递归算法确定层中长方体物品的布局方式;然后求解整数规划模型确定箱中层的最优组合,得到最优装载方案。采用随机测题,将文中算法与文献中装箱算法进行对比。实验结果表明文中算法生成的装载方案箱体空间利用率由文献中装箱算法的99.35%提高到了99.77%。文中算法可以在合理的时间内得到装载操作简单,箱体空间利用率较高的装载方案。

    2016年07期 No.305 12-14+19页 [查看摘要][在线阅读][下载 286K]
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  • 基于动态中心法的制动接触压力均匀性研究

    张建;李金泰;谭雪龙;唐文献;

    针对盘式制动器,设计了台架试验、定速摩擦磨损试验、单轴拉伸试验,并根据试验结果建立了制动器对称有限单元模型,进行了静态加载和准静态旋转工况下制动盘和摩擦块接触压力的计算与分析。在此基础上,设计正交试验研究推杆位置对接触压力的影响规律,建立接触压力均匀性优化响应模型,通过优化计算,使得动态压力中心与摩擦块形心趋于一致。结果表明,通过优化计算,动态压力中心更接近摩擦块形心,其距离为2.4mm。优化最优结果与原始方案对比,最大接触压力降低4.8MPa,降低31.2%,力矩增大1.4%,接触面积增大279.2mm2。优化最优结果与正交试验最优结果对比,接触压力均匀性大幅提升,1、2摩擦块接触压力分布趋于相同。

    2016年07期 No.305 15-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 316K]
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  • 基于AMESim和遗传算法的发动机配气相位仿真与优化

    张文铎;王自勤;田丰果;陈家兑;

    为了验证一种新型全可变配气系统的工作效果和为下一步发动机台架试验提供数据参考,基于AMEsim软件建立了单缸自然吸气汽油发动机模型,并以函数模块形式在发动机模型中嵌入上述新型全可变配气系统。结合上述全可变配气系统的调节特性,使用遗传算法对全可变配气系统的配气调节参数进行优化,分别以最大充量系数和最小泵气损失为优化目标,得到满负荷不同转速下的最佳进气晚关角和排气早开角。经过优化,发动机充量系数和扭矩均有一定程度提高。

    2016年07期 No.305 20-23+28页 [查看摘要][在线阅读][下载 623K]
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  • 基于改进的反演方法评估轧制界面接触应力的新型传感器理论研究

    肖进辉;王志刚;

    现代轧机的轧制速度越来越高,压下量越来越大,轧制的板带越来越薄,且对板带的质量要求更高。轧制界面处的接触应力是轧制过程中关键的参数,其对板带的平整度以及轧辊的表面质量有着重要的影响。采用基于一种弹性理论的反演方法,从而根据布拉格光纤光栅(FBG)应变花测量轧辊内部一点处的弹性应变来逆推出轧制界面处的接触应力,运用数值方法对该理论传感器进行了仿真,利用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法中的包络拟合算法求均值曲线的思想,对该反演算法进行了改进,获得了较好的结果,从而评估了该传感器测量轧制界面接触应力的可行性,为下一步进行实验研究提供了理论算法基础。

    2016年07期 No.305 24-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 486K]
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  • 摩擦提升机衬垫磨损行为的研究

    黄镇;邵良锋;

    采用热压烧结的方式制备了两种衬垫,研究了不同载荷、滑动速率下衬垫摩擦系数和磨损率的变化。用扫描电镜(SEM)对摩擦试样的表面形貌进行观察分析。结果表明:衬垫的摩擦系数随载荷的变化在(0.5~0.6)范围内波动,随滑动速率的增加而降低,随载荷和滑动速率的变化,两种衬垫磨损率的变化趋势具有一致性。随着载荷增大和滑动速率的减小,两种衬垫磨损率的差距逐渐减小。两种衬垫的磨损形式是粘着磨损,磨粒磨损,疲劳磨损的结果。衬垫材料中加入钛酸钾晶须,改善了材料在摩擦过程的塑性变形和裂纹情况,降低了衬垫的摩擦系数,减轻了衬垫的磨损。

    2016年07期 No.305 29-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 263K]
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  • 基于流态需求规则约束的产品模型动态演化

    杨沁;许祥;陈李云;杨成;

    针对面向设计者的配置设计不能很好适应客户对产品需求表达的动态性和随机性问题,提出流态节点的概念,给出流态节点的形式化表示。通过客户对必要流态节点的表达,建立流态节点与最大相似案例映射关系,作为产品的演化算子。定义了虚拟实例和有效实例,规定了产品演化的基本行为,把流态节点重新实例化过程作为产品演化过程。依据流态规则约束及其触发值或跳转值,建立反馈式模型演化机制并利用回溯法解决底层节点无法实例化的问题。最后给出了挖树机定制的部分示例。

    2016年07期 No.305 32-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 417K]
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  • 电火花线切割加工Cr12MoV的温度场仿真分析研究

    殷静凯;李文斌;

    随着制造业的快速发展,科学经济地提高电火花线切割加工Cr12Mo V模具钢的加工质量变得尤为重要。为了满足这一要求,通过仿真模拟电火花线切割加工Cr12Mo V钢的温度场分布,来预测峰值电流的改变对表面粗糙度的影响,将白层厚度考虑在内并且修正仿真凹坑深度值后,与实际加工的结果进行对比验证,得出了更为吻合的修正凹坑深度曲线与表面粗糙度曲线,证实了利用ANSYS有限元分析软件模拟电火花加工温度场进行电参数的合理选择,以此改善加工质量的可行性。为实际生产中电火花线切割加工Cr12Mo V提供理论指导。

    2016年07期 No.305 37-40+44页 [查看摘要][在线阅读][下载 378K]
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  • 飞机复合材料结构全寿命成本研究

    徐建新;邢春辉;

    全寿命成本研究是以成本最低为目标的设计理念,这种理念越来越受到重视。基于飞机制造成本模型建立了复合材料结构制造成本模型,并且简化了变量。应用间隔功能检测策略建立了维修成本模型,与研制成本统一了变量,考虑到了整体的相关性。对金属和复合材料副翼的各项成本进行了对比分析。基于金属材料副翼而言,随着产量和使用时间增加,当复合材料研制成本增加0.2%时,生产成本减少15%,维修总成本减少21.7%,全寿命周期成本减少16.2%。计算结果表明复合材料在飞机结构上的应用会使其成本减少。

    2016年07期 No.305 41-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 163K]
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  • 磁性珩磨系统磁路与电路分析

    李斌;姚新改;张国钧;庞鸿飞;

    磁性珩磨技术是充分结合了磁技术与珩磨技术的新兴技术。前期研究表明,磁性珩磨技术能获得较高的表面质量,但加工的稳定性较差,其主要原因是定子与转子磨具的匹配,即定子与转子磨具组成的磁性珩磨系统的磁路与电路分析。首先对磁性珩磨系统的空载与负载状态进行磁场分析,然后将"场"的问题转化为"路"的问题,建立电压方程,导出电磁功率及电磁转矩。对两种不同类型的转子磨具进行仿真对比,验证转子磨具的磁路设计对系统钢管内壁处的磁感应强度以及电磁转矩有很大的影响,指出在后续设计中应该重点对转子磨具的磁路进行优化设计,为磁性珩磨系统的连续加工奠定基础。

    2016年07期 No.305 45-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 350K]
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  • 基于离散粒子群算法的炼钢连铸生产调度

    郑鹏;唐秋华;张启敏;王春锋;

    在炼钢连铸生产调度中,最大完工时间优化可保证生产计划准时完成,总完工时间优化可降低板坯存储过程中的物耗和能耗。结合生产实际,提出了以最小化总完工时间为目标,最大完工时间为目标约束的处理方法。首先根据改进NEH算法确定最大完工时间的可行上界,再利用离散粒子群算法对总完工时间进行优化。在算法设计过程中,通过加入启发式规则提高初始解性能,使用交换操作实现位置更新公式的离散化,引入Metropolis准则避免算法陷入局部最优。最后通过案例分析,验证了求解方法的可行性和有效性。

    2016年07期 No.305 49-51+56页 [查看摘要][在线阅读][下载 194K]
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  • 产品技术设计阶段的相对成本标定法研究

    陈晓川;李超;杨建国;

    在产品设计阶段,为了对设计方案进行快速的成本比较从而做出最优选择,以技术设计阶段的设计方案为研究对象,创建相对成本标定法,提取设计方案中的差异设计特征并进行成本量化计算,得到各设计方案相对成本大小和排序,同时,为了适应现代制造业信息化、提高成本估算速度和降低企业成本,根据相对成本标定法开发了一套相对成本标定软件系统。最后通过对汽车等速传动轴实例进行分析计算,验证了该方法的可行性和准确性,为在产品设计阶段进行成本估算提供了一种新思路。

    2016年07期 No.305 52-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 228K]
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  • 微小型薄壁铜管旋锻缩径工艺锻打频率的研究

    陈胜乐;陈举聪;曾志新;周文杰;

    通过研究薄壁铜管旋锻缩径工艺的成形机理,建立了相应的运动学模型,推导了锻打频率以及最大进给速度和进给力的计算公式。利用有限元分析软件MSC.MARC建立了薄壁铜管旋锻缩径的有限元模型,对其成形过程进行模拟计算,获得不同工艺参数下的成形特征,并分析锻打频率对薄壁铜管旋锻缩径成形的影响规律。同时对旋锻缩径过程进行了实验研究分析,讨论了锻打频率对铜管成形质量的影响。有限元模拟和实验结果均表明提高锻打频率有利于提高进给速度和进给力,改善成形缺陷。而锻打频率的误差通过测量主轴转速计算得到,验证了计算公式的正确性。

    2016年07期 No.305 57-60+64页 [查看摘要][在线阅读][下载 448K]
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  • 扭矩激励下转子轴承系统建模与试验研究

    袁建湘;庞新宇;杨兆建;金晓武;

    从轴承载荷出发,考虑轴承非线性油膜力、转子偏心质量、轴承座的振动,建立了扭矩激励下单跨转子轴承系统的数学模型,并对该模型进行了求解和仿真,得到了无扭矩激励和扭矩激励下转轴的时域、频域以及轴心轨迹仿真图形。最后,将仿真信号与在搭建的试验台上采集的信号进行对比,试验结果和仿真结果的一致验证了该模型的正确性,揭示了扭矩激励、轴承载荷与转子弯曲振动之间的密切联系,为研究扭矩激励对转子轴承系统的影响提供了一种新的思路。

    2016年07期 No.305 61-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 401K]
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  • 冷轧机垂直系统动态特性分析

    胡传奇;王志刚;

    通过对冷轧轧制过程的分析,建立了轧机的六自由度结构模型,在Bland-Ford-Hill轧制力模型的基础上,分析了张力波动和摩擦因数波动对轧制力的影响,推导出振动状态下含有阻尼因素的轧制力动态模型,并利用Newmark法对轧制界面的阻尼变化进行了仿真。结果表明,张力波动产生的负阻尼会降低垂直系统的稳定性,而轧制界面存在润滑状态时,摩擦因数波动产生的正阻尼会增强垂直系统的稳定性,系统的稳定性是由张力造成的负阻尼和摩擦因数造成的正阻尼两者共同作用来决定的。

    2016年07期 No.305 65-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 316K]
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  • 基于平行四杆柔顺机构柔度稳健设计

    吴佳伟;伍建军;

    针对柔顺机构优化设计未考虑柔度对机构工作性能影响的不足,提出基于平行四杆柔顺机构田口稳健优化设计方法,使平行四杆柔顺机构柔度达到稳健水平。根据实际工况,建立平行四杆柔顺机构柔度的稳健优化决策模型,以柔度作为优化目标,利用正交试验设计确定试验方案组合,将平行四杆柔顺机构柔度通过仿真得到并安排于正交表中。对柔度信噪比进行信噪比分析和统计方差分析,确定最优稳健组合参数。最后通过计算质量收益,实现了平行四杆柔顺机构柔度稳健。

    2016年07期 No.305 69-71+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 252K]
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  • 螺栓连接条件下结构振动模态的时频分析方法

    王强龙;李耀彬;伞晓刚;刘震宇;

    在精密光电跟踪设备中,光机结构的振动特性对保持目标跟踪的精度和稳定性具有重要意义。螺栓连接是光机结构的常用连接形式,但其非线性接触特性也使得结构的振动特性变得较为复杂。采用时域激励计算结构位移响应并进行频域分析的方法计算结构的共振频率。相比于弹簧单元模拟螺栓连接等简化方法,此方法不需要对每一个螺栓分别进行弹簧单元刚度等参数的选取和处理。以螺栓连接的悬臂梁为例,先利用接触面固结的模型验证方法的准确性,其后对考虑接触和螺栓预紧力的模型进行仿真计算。仿真的模态结果和试验模态结果对比表明,所提的仿真方法正确且有效。

    2016年07期 No.305 72-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 486K]
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  • 小型整杆式甘蔗收割机直立铺放机构的运动学分析

    张国强;林茂;

    针对小型整杆式甘蔗收割机在工作过程中出现切割后的甘蔗铺放在田间分散不整齐的问题,设计一种甘蔗直立铺放机构,建立其机构运动模型,通过模型的运动学理论分析、推导出铺放机构的不碰撞条件、顺利铺放的转速、拨杆长度及数量的相关函数表达式,并计算得到拨盘转速为(100~600)r/min,拨杆的长度为(112~200)mm,拨杆数量为(2~6)根,机器前进速度为(0.1~0.9)m/s较为合理。最后通过计算机仿真模型进行试验验证。试验结果表明,机器前进速度的增加会导致拨蔗完整率下降,而拨盘转速,拨杆数目的增加则会提高拨蔗完整率。当机器前进速度为0.9m/s,拨盘转速为200r/min,拨杆数目为2根时,拨蔗完整率为95.00%,机构的工作性能良好,满足设计要求。

    2016年07期 No.305 77-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 305K]
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先进制造技术

  • 往复式动磁场磁流变抛光机理及抛光液制备

    孙百万;黎胜权;王任胜;修世超;

    提出并设计了一种往复式动磁场磁流变抛光试验方法,分析了往复式动磁场磁流变抛光的微观去除机理及工作特点。根据试验要求研究了磁流变抛光液的制备工艺和各成分配比,配制了磁流变抛光液。在分析了其组成和各成分特性的基础上,对配制的磁流变抛光液的性能参数进行测试。采用制备的磁流变抛光液,利用往复式动磁场磁流变抛光方法对材料光学玻璃进行了磁流变抛光试验,结果证明了制备的磁流变抛光液与往复式动磁场磁流变抛光方法的有效性。

    2016年07期 No.305 81-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 305K]
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  • 磨机换衬板机械手结构设计及运动学分析

    刘祚时;童乐;黄高荣;

    磨机换衬板机械手是更换球磨机内部衬板的重要设备,针对筒体入口直径为1.1m的球磨机,设计了磨机换衬板机械手,利用Solid Works建立了磨机换衬板机械手三维模型,采用D-H方法对机械手结构和连杆参数做出分析,构建了运动学方程。在Matlab环境下,运用Robotics Toolbox工具箱对磨机换衬板机械手建模仿真,获取机械手末端空间轨迹曲线、关节位移和速度曲线,仿真结果表明机械手能够完成预期目标,证明了磨机换衬板机械手结构设计的合理性,同时为机械手接下来的动力学、轨迹规划等研究提供了理论分析的依据。

    2016年07期 No.305 85-88+92页 [查看摘要][在线阅读][下载 378K]
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  • 巷道分体式重载运输车转向协调与跟随试验研究

    郭锐;张铁建;赵静一;

    由于煤矿井下巷道路况的复杂性和特殊性,研发了适用于煤矿井下复杂环境的巷道分体式重载运输车,并设计了分体车转向系统协调控制试验平台。针对具有模块化自驱式的分体车建立分体车转向数学模型,对随机运动模式进行路线动态规划。通过转向过程的轨迹跟踪试验、直行偏差消除试验和避障试验,验证了滞后随动轨迹跟踪控制策略的可行性,现场进行实车试验满足实际工况要求。其研究结果对大型巷道辅助运输车辆控制规律的研究具有借鉴意义。

    2016年07期 No.305 89-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 318K]
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  • 多尺度点磨削表面纹理功能及摩擦学特性分析

    鲁翰敏;温嘉旺;修世超;邓延生;

    为研究多尺度表面的表面形貌对其使用功能和摩擦学特性的影响,设计加工5组具有不同多尺度特征的点磨削表面纹理试件。测量试件的表面形貌功能参数,通过功能参数对比分析,得出试件表面形貌对其功能参数的影响规律。在油润滑和干摩擦两种情况下对试件进行表面摩擦学特性实验,分析后得到了多尺度点磨削表面形貌对表面摩擦学特性的影响规律。结果表明:多尺度点磨削表面具有加工可控性;不同表面形貌的零件,其表面功能特性也不相同。可通过控制工艺参数来获得合理的零件表面形貌及纹理特征,以满足零件表面实际应用及功能要求。

    2016年07期 No.305 93-95+99页 [查看摘要][在线阅读][下载 308K]
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  • 3000m深水闸阀应力分类与强度评定

    李美求;曾运运;吴望谱;周思柱;

    针对闸阀传统设计方法和有限元设计方法的不足,提出闸阀应力分类设计方法。介绍了应力分类的思想和应力强度评定准则,采用有限元方法得到了闸阀各部件应力分布状况,并且沿校核线对应力进行了等效线性化分解。结合闸阀各部件最大等效应力具体位置和结构特点,对深水闸阀各部件进行了应力分类,分析了不同性质的应力与等效线性化分解所得应力之间的关系,利用"等安全裕度"原则对闸阀各部件进行了强度评定,发现各部件均满足强度要求。

    2016年07期 No.305 96-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 278K]
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  • 基于非参数回归模型轨道风机叶轮的可靠性分析方法

    阳吉初;屈小章;翟方志;

    在叶轮设计过程中,其设计变量和实际工艺往往具有一定不确定的差异,在传统设计由于忽略了不确定的影响,导致实际生产产品质量的不稳定性。为了提高轨道风机叶轮设计的可靠性,通过非参数回归模型和6σ,构造了一种适合于轨道风机叶轮设计的可靠性分析方法。详细分析了叶轮结构设计尺寸、材料和载荷的不确定性问题分析,并搭建了叶轮结构可靠性分析方法流程。通过对非参数回归模型的误差分析,得出此拟合模型具有良好的精度,在叶轮强度和振动分析中得出了较好可靠性结果。且在和多项式拟合和神经网络模型对比中,非参数回归模型具有更好的稳健性,因此在叶轮设计工程中具有较好的实用价值。

    2016年07期 No.305 100-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 287K]
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  • E-305S立式木工铣床动态特性试验研究与结构优化

    朱薇;袁军堂;汪振华;章波;

    应用ODS(Operating Deflection Shapes)试验方法识别木工铣床在空转与切削深度2mm两种不同工况下的振动特性,得到了铣床在不同转速下的振动峰值频率分布以及相应的振型,通过与切削试验结果对比,验证了空转状态ODS试验的准确性;根据不同转速下铣床ODS振型找出铣床存在的薄弱环节,并对铣床进行结构优化;采用ANSYS对优化后模型进行有限元分析,根据优化前后分析结果对比,优化后提高了铣床低阶固有频率,其中一阶固有频率提高了67.5%,改善了部分薄弱模态振型,使铣床的整机动态性能得到提高。

    2016年07期 No.305 104-106+109页 [查看摘要][在线阅读][下载 330K]
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  • 零件结构对加工变形影响的仿真与实验研究

    万晓航;董兆伟;王兵;

    在航空整体结构件加工中,零件结构形式影响着零件的加工变形。为提高航空整体结构件加工质量,需要优化结构,减少零件加工变形值。建立三维整体结构框类零件的有限元分析模型,利用"单元生死"技术仿真材料的去除过程。研究了零件结构形式对整体结构框类零件加工变形的影响规律,并且设计了零件结构对比切削实验,使用三维坐标测量仪测量了零件每次铣削后的加工变形,通过仿真数据与实验数据比较分析得出结论,合理的零件结构设计有助于减小零件加工变形,对于提高大型整体结构件的产品精度具有重要意义。

    2016年07期 No.305 107-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 270K]
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  • 45#钢表面激光熔覆梯度涂层的组织及性能

    张德强;张吉庆;郭忠娟;

    在45#钢表面激光熔覆梯度涂层,其中底层材料分别为Ni60A和Fe基合金粉末,上层材料自熔性镍基碳化钨粉末,使用洛氏硬度计、蔡司高级金相显微镜和显微硬度计对比分析熔覆层的组织及性能。结果表明:当Ni60A粉末作为底层材料时,熔覆层宏观表面相对平整光滑,平均洛氏硬度是基体(HRC:22)的2.5倍,熔覆层厚度均匀且熔池深度基本保持不变,第一道与最后一道熔覆层的高度差仅为0.10mm,当Fe基合金粉末作为底层材料时,高度差0.28mm;熔覆层及界面处无裂纹、气孔等缺陷,沿熔覆层与基体交界处向外晶粒呈现枝状晶到等轴晶,基体与熔覆层间冶金结合比较牢固;熔覆层上层显微硬度分布均匀,约是基体的3倍。激光熔覆梯度涂层材料且上层材料为自熔性镍基碳化钨粉末时,底层材料选择Ni60A粉末,得到的涂层成形质量更佳。

    2016年07期 No.305 110-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 224K]
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  • 并联结构的3D打印系统设计与分析

    吴懋亮;蔡杰;何涛;谢飞;

    设计了一种具有并联传动机构的3D打印系统,对系统的运动原理进行了分析,以及阐述了斜杆长度、斜杆夹角和水平偏差产生的原因,通过对3D打印系统加工零件精度有关的挤出倍数、喷嘴直径、分层厚度、喷嘴温度与热床温度等工作参数的分析和优化,保证加工零件的精度。采用PLA塑料作为加工材料,完成了具有燃料电池双极板的加工,通过平行流道和蛇形流道燃料电池的工作性能实验,证明了3D打印系统运行的有效性,为后续3D打印系统应用于燃料电池复杂流道的制造奠定了基础。

    2016年07期 No.305 113-115+120页 [查看摘要][在线阅读][下载 300K]
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  • 锌灰泵的设计与建模仿真分析

    姚舜;时佳;张悦;宋锦春;

    针对热镀锌除渣困难的问题,上海宝钢公司设计了锌灰泵,旨在改善除渣条件,减少热镀锌过程中锌渣对钢板表面质量的影响。简述了锌灰泵制造与使用的意义,对锌灰泵进行了理论分析,基于气液两相流和湍流模型理论作数学建模,采用VOF模型作数值模拟,并对仿真结果进行分析,验证了锌灰泵利用虹吸原理实现清除锌渣的过程;并分析了锌灰泵在工作过程中内部流场的分布,发现锌灰泵出口喷出锌液锌渣速度受通入氮气的质量流量和压力的影响:当通入氮气流量较小时,锌液锌渣的喷出质量流量合理且喷溅范围较小;当通入氮气压力很大时,由于加速度的影响,使得出口处以氮气为主,因而喷出的锌液锌渣质量非常少,能量损失很大。通过分析得到了合适的通入氮气的初始状态,验证了该设备的合理性和实用性。

    2016年07期 No.305 116-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 463K]
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  • 拉刀机构对机床主轴热变形的影响

    王战中;孙少华;石朋龙;钱振奇;

    以SV-48立式加工中心主轴为对象,研究了拉刀机构对主轴热变形的影响。首先,在对主轴和拉刀机构热特性理论计算阶段,使用合理的模型解决了主轴与拉刀机构之间的热传递问题;其次,使用ANSYS Workbench分别对是否考虑拉刀机构的主轴三维模型做了瞬态热—结构耦合分析;最后,分别对两次仿真得到的温度场分布和热变形结果做对比。对比结果表明,拉刀机构对主轴温度场分布和热变形都有很大的影响,在研究主轴热变形时考虑拉刀机构是有必要的。

    2016年07期 No.305 121-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 327K]
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  • 热处理工艺对工件线切割加工性能的影响

    徐中;黄禹;肖帮东;黄浩;

    热处理工艺在现代制造业中占有极其重要的地位,为了探究热处理工艺对工件线切割加工性能的影响,运用田口实验设计方法,分析了SKD61热作模具钢在不同热处理工艺下线切割加工的加工性能。实验结果表明,热处理工艺对工件的材料去除率(MRR)和表面粗糙度(Ra)均有较大的影响,在线切割加工中不能忽视这一影响因素且必须予以足够地重视;同时运用主效应分析方法分析了热处理方式及其它加工参数对MRR和Ra的影响规律,实验结论对于进一步指导实际加工具有一定的参考意义。

    2016年07期 No.305 124-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 189K]
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  • 双阈值热点区域提取的线材表面缺陷检测方法

    甘胜丰;王典洪;孙林;

    机器视觉的表面质量检测方法已广泛应用于工业生产,但高速线材由于其外形和工况的特殊性,鲜有应用。研究设计了4维面阵CCD与双色环形光源为图像采集单元,组合对比度边界检测算法、梯度和彩色图像均值阈值热点区域提取和二维最大熵图像分割算法成基于双阈值热点区域提取的线材表面缺陷检测方法。实验结果表明,该方法弥补了单色光源条件下采用单一阈值提取缺陷热点区域的劣势,耗时1.25s可实现多种类二维和三维线材缺陷的准确分割。

    2016年07期 No.305 127-129+134页 [查看摘要][在线阅读][下载 326K]
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  • 基于交叉耦合技术的数控机床双轴驱动同步控制

    李慧;王东昌;张皓;

    数控机床双轴驱动系统在工作过程中,因工作台与滑台的质心不重合等原因将导致两根滚珠丝杠的位置或转速出现误差,严重影响机床的加工精度。以两根驱动轴的同步控制精度作为研究目的,把神经网络与传统PID控制相结合,提出了一种基于神经元PID的控制策略,同时采用交叉耦合方法和有监督Delta学习规则,按差值最小准则实时修正神经元的连接权重,以实现PID控制参数的在线整定。仿真和测试结果表明,该方法能有效减小同步误差,提高工件加工精度。

    2016年07期 No.305 130-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 421K]
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数控与自动化

  • 新型复合材料辊用无纺布的研制

    詹志远;姚新改;杨建忠;解小玲;

    采用纤维和粘合剂两种原料,通过气流成网法和喷洒粘合法,研制出一种具有良好吸油性能的新型复合材料辊用无纺布。经过多次试验选出适于研制该无纺布的纤维和粘合剂,确定合理的工艺流程;对不同粘合剂含量该无纺布的拉伸强力和硬度进行分析,确定最佳的粘合剂含量,并测试了无纺布的孔隙率与吸油性。实验表明:通过该工艺,当粘合剂的含量达到47%时,无纺布达到最大拉伸强力19.310kgf,此时硬度为73.6A;无纺布的孔隙率与吸油率分别达到42.7%和45.2%;该无纺布能够满足生产新型复合材料辊的要求。

    2016年07期 No.305 135-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 135K]
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  • 3-TPT并联机构静刚度特性分析与仿真

    朱春霞;刘威;赵志宇;

    以3-TPT并联机构为研究对象,从静力学分析入手,利用逆运动学雅可比矩阵获得机构的力雅可比矩阵,基于新刚度守恒矩阵,对机构的静刚度矩阵进行分析和求解。分析机构的工作空间以避免无关数据对分析结果的影响,以静刚度性能商为评价指标,利用Matlab软件对该机构静刚度进行仿真。通过机构静刚度仿真结果,可以清楚地观察刚度的分布情况,并获得刚度薄弱区域与最大刚度区域的位置,进而分析机构静刚度的变化趋势。这一研究对并联机构的静刚度性能评价指标的建立具有重要意义,其结论也可以用于并联机构尺寸设计及其结构优化。

    2016年07期 No.305 138-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 281K]
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  • 海洋平台嵌入式升降控制系统的开发

    齐继阳;王凌云;李金燕;孟洋;

    为满足操作人员对海洋平台升降控制系统的实时性和便携性要求,方便对海洋平台随时随地的监控,设计并实现了基于安卓移动终端的海洋平台嵌入式升降控制系统。该系统以安卓移动终端为上位机,PLC为下位机,上位机主要负责人机交互,下位机主要负责对海洋平台的升降过程实时控制,上位机与下位机之间通过TCP/IP协议进行通信。该系统对海洋平台进行升降控制和自动调平,并对海洋平台升降过程的实时数据监控和视频影像监控。实际运行试验表明,该系统运行稳定,操作简单,能够满足海洋平台升降控制系统的要求。

    2016年07期 No.305 142-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 308K]
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  • 基于动态轧制力的轧机垂扭耦合系统非线性振动机理研究

    张瑞成;马寅州;

    针对轧机垂扭耦合系统非线性振动机理研究还不完善的问题,考虑轧辊与轧件间动态轧制力因素影响,建立了垂直振动系统和主传动系统的动态轧制力模型。在此基础上,考虑轧辊摩擦力的动态分量,建立了基于动态轧制力的轧机二自由度垂扭耦合振动系统模型。利用相平面法和Poincare映射方法分析了垂直振动系统发生主共振的情况下,垂直振动系统的线性阻尼、外扰力和主传动系统的线性阻尼变化对轧机垂扭耦合振动的影响。研究结果表明当参数变化时系统呈现周期运动、准周期运动和混沌运动等多种运动状态,可通过调整参数值避免系统产生混沌现象,提高系统的稳定性。分析结果为工程中解决轧机垂扭耦合系统的振动问题提供了一种参考。

    2016年07期 No.305 146-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 450K]
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  • 挖掘机非对称动臂油缸动态特性检测分析

    陈刚;胡勇;

    对液压挖掘机在给定负载工作时,运用便携式压力、流量综合特性测量仪,对挖掘机的非对称动臂油缸压力变化进行了测试。并将测试结果导入MATLAB中,绘制了动臂油缸压力的动态变化曲线,分析了工作油缸的压力损失。结合流体力学等理论知识对非对称动臂缸进行了数学建模,从原理上分析了响应阶段和工作阶段影响非对称油缸稳定性的因素,并对此提出了改进方法。对油缸制动后的稳定性控制,可通过改进液压系统回路得到改善。该研究对从事挖掘机领域的设计人员具有一定的参考价值。

    2016年07期 No.305 150-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 222K]
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  • 蓖麻收获机负载敏感驱动系统动态特性分析及优化

    赵华洋;吴晓强;

    以负载敏感泵为主要部件的负载敏感驱动系统在农用机械中广泛应用,但由于管路效应的存在通常使系统的压力和流量出现波动现象,使整机的工作性能受到很大影响。本研究对蓖麻收获机的负载敏感驱动系统进行深入分析,通过数学模型找出影响系统动态特性的因素,并针对系统工作过程中压力波动较大的问题,以不影响系统可靠性为原则,采用在变量油缸无杆腔的进油口以及负载反馈口增加不同直径阻尼孔的方法进行系统稳定性测试。结果表明,所用优化措施能有效解决系统的压力波动问题,在一定范围内,随着阻尼孔直径的减小,压力波动的幅值逐渐衰减,提高了系统的动态性能,具有一定的实际应用价值。

    2016年07期 No.305 153-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 335K]
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  • 蚁群参数寻优自适应PID控制实验研究

    邢峰;

    应用蚁群参数寻优自适应PID控制,进行了基于随机激励的非线性结构振动控制实验研究。通过蚁群算法转换、性能指标函数建立、路径构建和信息素更新等详细阐明了蚁群参数寻优PID控制的具体实现步骤。建立基于蚁群寻优PID控制的实验控制系统,对压电作动器和传感器在系统中的优化选位进行了分析。对汽车车身板件振动进行控制实验,对板件分别施加随机持续激励和脉冲激励,观测控制前后的振动情况,验证了控制系统的有效性。

    2016年07期 No.305 157-159+163页 [查看摘要][在线阅读][下载 342K]
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  • 小型典型焊件焊接工作台控制系统的设计

    曾昭文;卓雪艳;曾盛绰;林义忠;

    研究设计了一种适用于小型典型焊件自动化焊接生产的柔性焊接工作台的控制系统。根据所设计的控制系统方案,控制系统硬件采用了可编程控制器、伺服电机及驱动器、触摸屏、电磁阀、磁性开关和信号转换器等;控制系统软件采用了主程序模块化编程,子程序状态编程思想。并以空调电机支架的焊接生产为例,给出了一个生产周期内的控制要求,以及相应的软硬件设计,介绍该控制系统在实际生产中的一个应用案例,实际运行效果良好。

    2016年07期 No.305 160-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 207K]
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  • 浆体膨胀复合材料储料仓设计与分析

    李凯;魏修亭;石建新;魏振先;

    为实现浆体膨胀复合材料自助化制浆装置安全生产与高效制浆,创建了一个包含膨胀复合粉料相关参数的储料仓力学模型,根据充填浆体浓度配比及实际生产的相关要求进行了关键参数设计,确定出了仓体流型、容积、最大半顶角、最小卸料口径。并利用有限元法对储料仓进行结构强度分析,得出其在全载下位于圆柱圆锥连接处的最大应力、应变。工程应用表明,该储料仓可实现混料、储料、卸料等功能,保证了制浆装置的连续制浆与浆体质量,并为储料仓系列化生产提供了理论依据。

    2016年07期 No.305 164-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 285K]
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  • 盘式制动器支架疲劳分析及优化

    谭雪龙;周通;张建;朱永梅;

    取盘式制动器摩擦块的标准试样进行压缩试验,建立制动盘-摩擦块制动过程的数值模型,根据计算结果分析支架受力分配,并利用疲劳台架试验对数值模型进行验证;基于支架应力测试试验,建立支架有限元分析数值模型,研究盘式制动器支架的应力应变分布规律,结果表明:支架应力最大值出现在较细拱桥一侧,大于屈服强度,数值解与试验值吻合程度较好,说明模型可靠;基于20万次疲劳台架试验,建立盘式制动器的疲劳分析模型,研究盘式制动器支架疲劳寿命的影响因素;结合有限元分析和疲劳分析的结果,对盘式制动器支架进行形状优化,优化后支架应力得到明显改善,解决了目前盘式制动器支架易出现疲劳破坏的关键性问题。

    2016年07期 No.305 168-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 402K]
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  • 基于MAC与PSO的自动机测点优化

    田园;潘宏侠;马凌芝;张媛;

    针对某型高射机枪自动机机箱的外表面形状比较复杂,传感器的布置受到结构形状的限制,自动机构件运动的敏感点难以获取,提出了基于模态保证准则与粒子群算法的自动机测点优化配置方法。根据对某型高射机枪自动机的ANSYS有限元模态分析,并针对机枪的模态试验结果,建立了基于模态保证准则的适应度函数,并通过运用粒子群算法优化传感器的配置,解决了自动机机箱振动信号采集过程中测点的选择和优化以及传感器布置数量难以估计和定位困难的问题。

    2016年07期 No.305 173-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 214K]
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  • 晶闸管水冷散热器的热仿真与实验

    丁杰;张平;

    为协调散热性能与流动阻力的矛盾关系,开发了一款基于阿基米德螺旋流道结构的晶闸管水冷散热器。分别利用Hyper Mesh和FLUENT软件划分高质量网格与求解计算,得到了流速分布与温度场分布,可以看出冷却水在水冷散热器中间部位出现流速不均,导致中心部位的温度最高。通过分析冷却水流量、温度和发热量等因素对温升与压降的影响可知:入口流量不变时,温升随发热量增大而提高;发热量不变时,温升随入口流量增大而降低,流量增大至一定程度,温升受入口流量的影响很小;入口流量不变时,温升随冷却水温度升高略有下降;压降随入口流量增大而急剧上升;压降随冷却水温度提高而小幅度下降。建立了样品测试环境,测量了不同入口流量下的试验数据,对比分析可知仿真结果的准确性。对水冷散热器中间部位的流道进行改进后,最高温度降低了7.8%。

    2016年07期 No.305 177-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 335K]
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  • 一种主动液压激振系统空间振动的混沌化

    张慧贤;苗灵霞;禹定臣;

    为研究一种液压激振系统的振动特性,开发了基于振动筛板的液压激振测试系统。建立了系统三维空间不同频率合振动的振动方程,数值模拟了不同频率比的振动信号在空间振动的合成,表明振动轨迹随时间演化的复杂性。为研究振动信号的混沌特性,以傅里叶变换为基础,采用五点滑动平均法对振动筛板实测振动信号的随机干扰进行了滤除,降低了带来的类混沌化。然后对振动筛板实测的振动信号进行了空间合成,合成轨迹非常复杂并与数值模拟吻合。为定性判断振动轨迹的混沌性,对实测振动信号的时间序列进行了相空间重构,Poincare截面出现了奇怪吸引子,表明系统出现了典型的混沌运动。最后采用功率谱分析验证了系统的混沌性,显示出振动的混沌化明显,为分析及预测物料在振动筛板上的运动轨迹提供了理论依据。

    2016年07期 No.305 181-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 547K]
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  • 一种数码迷彩喷涂机器人快速控制算法

    初苗;田少辉;高扬;

    数码迷彩伪装技术是一种新型军事工程伪装技术,其将不同颜色方块按照一定规律排列组合后形成,在应对高空侦察方面具有更加卓越的效果。但目前已有技术仍采用人工喷涂的方式,无论是喷涂效果还是喷涂效率都无法适应军事工程伪装的当前需求。然而为达到高效、高速实现喷涂,传统喷涂控制方法难以满足需求。鉴于此,在自行研发的直角坐标喷涂机器人基础上,提出了一种基于潜在颜色变化点的机器人快速控制算法。该算法仅需在有限的潜在颜色变化点处对喷枪状态进行控制,即可实现对数码迷彩图案的高速、高效喷涂。实验验证了该算法的可行性。研究结果可为数码迷彩军事伪装技术的理论研究和工程实施提供重要参考。

    2016年07期 No.305 186-188+192页 [查看摘要][在线阅读][下载 268K]
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  • 便携式红外甲烷传感器硬件设计与实现

    李晓辉;

    针对传统红外甲烷传感器体积大、操作繁琐等问题,设计出了一种便携式红外甲烷传感器,实现了气室小型化的要求。该红外甲烷传感器是以MSP430系列单片机为核心,具有实时测量、数字显示以及超限报警等功能。阐述了差分吸收法的工作原理,设计了气室结构并进行了仿真分析,分析结果表明该气室反射光分布均匀,不仅有利于探测器的接收,而且延长了光程;同时也设计了该传感器的电路系统。实验结果显示,该红外甲烷传感器可进行全量程范围浓度的检测、精度高、灵敏度好,还具有体积小,便于维护以及操作简单等的特点,非常适合随身的携带和在野外条件下的使用。

    2016年07期 No.305 189-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 293K]
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数字化设计与制造

  • 发动机罩的结构轻量化设计

    徐聪;徐国艳;张立玲;

    应用拓扑和形貌联合优化,以及基于DOE灵敏度分析的尺寸优化对发动机罩进行轻量化设计。分析了原发动机罩主要承载状态的刚度和一阶约束模态。两种优化设计方法均以体积最小为目标,弯曲刚度、扭转刚度、侧向刚度和一阶约束模态频率为约束条件。根据优化设计结果,给出了两种轻量化方案。对比优化前后的结构性能,从刚度和一阶约束模态频率角度验证轻量化方案的可行性。CAE分析结果表明,两种方法均可以达到降低发动机罩质量且满足结构性能要求的目的,而且,对此发动机罩尺寸优化的轻量化效果更好。

    2016年07期 No.305 193-196+200页 [查看摘要][在线阅读][下载 381K]
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  • 幂函数形复合变幅杆谐振频率的瑞利修正

    李井;丁艳红;梁欣;

    在设计幂函数形复合变幅杆时,变幅杆的频率仿真值往往小于频率设计值;这种偏差会随着变幅杆截面尺寸的增加不断扩大。根据瑞利近似修正理论,对这种现象产生的原因进行了理论分析;理论推导了幂函数形复合变幅杆谐振频率的修正公式。借助有限元分析软件workbench对一组半径不同的变幅杆进行模态分析;获取不同半径变幅杆的谐振频率仿真值。按照修正公式,计算频率修正值。分析比较设计值、修正值与仿真值;结果表明,修正值与仿真值的变化趋势基本吻合。相对于设计值,修正值与仿真值的偏差更小。这对于大截面幂函数形变幅杆的理论设计有一定指导意义。

    2016年07期 No.305 197-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 250K]
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  • 前后驱汽车低速转向受力分析对比研究

    廖林清;陈荣中;任志鹏;李楠;

    建立了前、后驱汽车低速转向时的受力模型并用解析法列出其方程。运用图解法对其进行分析得到了前、后驱汽车的驱动力、轴向力的表达式;表明运用图解法比运用解析法去解各力更简单、更直接、更易懂。得到了各力随转向角的变化规律;从各力的研究分析表明前驱汽车转向将会引起转向不足,后驱汽车转向会有转向过度。前后驱汽车侧偏刚度相等时后驱汽车的侧偏程度比前驱汽车更严重;得到了汽车低速转向时的侧偏力和转角之间的关系,为求低速状态下的汽车转向中心奠定了基础。

    2016年07期 No.305 201-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 278K]
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  • 某太阳能无人机复合材料机身结构梁选型与优化

    曹岩;沈冰;刘红军;

    以某新型太阳能无人机作为研究对象,利用ABAQUS有限元软件,针对最大载荷工况对该型太阳能无人机的复合材料机身结构进行了有限元分析。首先利用有限元方法对所使用的蜂窝结构等效为正交各向异性层,并对其力学特性进行等效计算。然后分别针对管梁、箱型梁、工字梁三种形式机身主梁结构的静强度进行计算,并对结果加以对比,结合实际情况选择更为合理的主梁形式,计算该型梁的设计参数对强度的影响趋势,为该机身结构的深入设计与后续优化提供参考。

    2016年07期 No.305 205-208+212页 [查看摘要][在线阅读][下载 391K]
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  • 桥塞中金属密封套筒的有限元分析与实验研究

    尚晓峰;金平;王志坚;陈岩;

    针对目前深层开采石油导致的井下工况越来越恶劣的难题,为了替代原有的橡胶密封组件,设计了一种新颖的金属密封套筒结构。简要介绍了该密封工具的主要结构及密封原理。通过有限元方法,分析了密封组件在外层套管约束下的变形和受力情况,得出了套筒径向变形、接触应力和外加载荷之间的关系。根据所设计的套筒结构进行了坐封试验。实验结果表明外加载荷与下压位移的关系与仿真结果大致吻合,验证了模拟参数的准确性,初步验证了该结构的可行性。

    2016年07期 No.305 209-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 309K]
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  • 风力机塔架瞬态响应分析

    尹尧杰;廖明夫;吕品;王四季;

    风力机累积装机容量增长,单机容量变大,使得风力机塔架瞬态响应更加突出。为分析风力机塔架的瞬态响应,利用二节点3D Timoshenko梁对塔架进行了有限元离散化建模,考虑塔架的剪切效应,重力钢化效应,分析了塔架振动的固有属性。建立了塔架动力学运动方程,分析了塔架所受的时变载荷。以某型1.5MW风力机的三种塔架(刚性、柔性、混合式)作为算例,分别计算了这三种塔架在阵风与电网电压发生跌落时所受的时变载荷,考虑了风轮的气动阻尼,利用模态叠加法与Newmark积分法求解塔架动力学方程得到塔架的瞬态响应。结果表明,阵风与电网电压跌落都会对塔架产生冲击效应,尤其是塔架前后方向,影响机组的稳定运行,其中混合式塔架的冲击位移最小。

    2016年07期 No.305 213-217+221页 [查看摘要][在线阅读][下载 580K]
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  • 针对轮胎磨损问题的双横臂悬架K&C特性及优化

    孙涛;孟祥平;陈文越;

    针对某公司某款车型存在行驶中车轮定位参数变化不合理,因追求运动性造成前轮轮胎内外侧磨损不均匀的问题,利用ADAMS软件,建立了该车型的前双横臂刚柔耦合模型,通过与实车悬架K&C试验的结果对比分析,验证了模型的正确性,找到了轮胎磨损原因,同时,采用MINITAB试验设计,进行多目标的优化分析,对定位参数进行优化,使该车型的轮胎磨损情况得到了改善,也为正向开发经济舒适型新车的提供了参考。

    2016年07期 No.305 218-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 313K]
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  • 汽车驱动桥壳有限元分析与轻量化设计

    王开松;许文超;王雨晨;

    以某重型卡车后驱动桥壳为例,基于Solid Works建立了桥壳的三维参数化模型,运用Workbench对其进行了静力强度、振动模态和疲劳寿命的有限元分析,得出桥壳的应力分布、前5阶固有频率和振型以及疲劳寿命图。有限元分析结果表明:桥壳在刚度和强度上存在较大的裕度。在此基础上,采用目标驱动优化方法,建立了以桥壳质量最小为设计目标,以强度和变形量为约束条件的优化模型,进行了轻量化设计。优化结果显示:桥壳质量减轻了18.03kg,减轻约7.6%,轻量化效果明显。最后对轻量化后的桥壳进行了振动模态、疲劳寿命的有限元验证,以及桥壳的台架试验验证,验证结果共同表明桥壳的轻量化设计是可行的。

    2016年07期 No.305 222-225+231页 [查看摘要][在线阅读][下载 380K]
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  • 基于电测法铲运机后车体结构强度分析

    何春霞;郑帅;张洛明;

    车体是铲运机的承载基体,既承担各部分总成的质量,又承受各种力和力矩,对整车性能的好坏其重要作用。14吨混合动力铲运机由同等承载的柴油铲运机改造而成,主要对后车体内传动系统和承载系统进行改造,对新结构形式下车架强度进行分析。在对铲运机典型工作循环分析的基础上,结合铲运机中央铰接处的结构特点,对混合动力铲运机整车进行受力分析,建立铲运机后车体有限元分析分析模型,对其结构强度进行分析。采用电测法对车体结构的插入、联合铲装过程进行应变测试,获得此过程应力变化情况,选取关键位置与有限元分析结果进行对比分析。结果表明:改造后车架强度满足要求;铲运机在后轮离开地面时,后车体出现应力最大值点,设计中需加以重点分析;有限元分析与试验测试结果的一致性,证明分析结果的可靠性,可以作为实际设计的参考依据。

    2016年07期 No.305 226-231页 [查看摘要][在线阅读][下载 516K]
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  • 基于虚拟装配的微型电动汽车前脸装配质量分析

    路春光;张富明;王辉;于玉真;

    前脸是微型电动汽车车身的主要结构,其装配质量的好坏是决定整车质量的重要环节。主要针对装配质量偏差进行分析;运用正逆向设计相结合的建模方法,建立车身前脸的数字化模型;对前脸模型进行虚拟装配,并进行相关的装配分析,运用蒙特卡罗法对前脸装配偏差的分布进行统计分析,得到最优的公差分配方案。对产品的装配进行模拟、分析及其可装配性研究,可以有效的提高产品的装配质量,降低产品研发成本,缩短产品研发周期。

    2016年07期 No.305 232-235页 [查看摘要][在线阅读][下载 253K]
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  • 压曲机压曲横梁振动分析与改进

    邵良锋;卫进;黄镇;

    针对圆盘回转式压块机,为了分析压曲横梁的振动与液压油缸油腔内压力波动之间的关系,利用DASP V10振动测试系统对压曲横梁的振动进行检测,利用液压万用表5060对油腔内的压力进行检测,得到了压曲横梁的振动曲线和对应的液压油缸内的压力波动曲线,并对两组数据进行分析。根据分析结果,提出在压曲横梁的液压系统上增加单向节流阀的改进方案,重新测定横梁振动和油缸压力波动。两次试验结果对比表明,该改进方案有效的解决了压曲横梁振动问题。

    2016年07期 No.305 236-238页 [查看摘要][在线阅读][下载 250K]
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  • 气弹耦合作用下旋转对海上风力机叶片振动特性的影响

    张建平;施锋锋;韩熠;

    针对大型风力机叶片,采用UG软件完成了叶片的实体建模,利用ANSYS开展了气弹耦合作用下旋转叶片振动特性的模拟和分析。结果表明:旋转不但显著增加了叶片位移和应力响应峰值,而且加剧了响应曲线的波动,旋转效应的贡献先减小后增大且随来流风速的增加呈现相同的变化;随着转速或来流风速的增加,叶片最大位移及其增幅沿翼展方向均呈非线性增长趋势,叶片根部和中部应力峰值的增幅均较为明显。结果可为风力机叶片优化设计提供技术参考。

    2016年07期 No.305 239-242页 [查看摘要][在线阅读][下载 438K]
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  • 用于隧道图像快速采集的多轴调节平台设计与分析

    刘晓;

    针对隧道快速检测系统研发中存在的关键技术问题,提出了一种应用多轴调节平台解决图像采集质量的技术方案。面向实际需求制定了多轴调节平台的机型综合原则,设计了一种新型三自由度并联机构,在分析机构运动特征的基础上建立并定义了机构的输入—输出映射关系及工作空间约束条件。最后对试验样机进行硬件选型及伺服控制方案设计,开展样机试验以测试和验证模型,并给出了多轴调节平台的转角—位移工作空间。将并联机构应用于机器视觉领域,研究成果为研发隧道快速检测系统提供了一种新方法和新思路。

    2016年07期 No.305 243-247+251页 [查看摘要][在线阅读][下载 423K]
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  • 特殊结构起重机用PMSM转子和主梁的刚强度分析

    韩雪岩;许冬;李生祥;马鑫;

    提出了一种起重机用永磁同步电动机的特殊结构,研究卷筒电机一体化结构下,细长型永磁电机和起重机主梁的机械特性。利用ANSYS Workbench有限元软件对电机的转子(卷筒)及主轴进行刚强度分析,并研究不同壁厚及长度对卷筒刚强度的影响规律,在有限元分析的基础上,减小卷筒壁厚以减轻自重,以降低生产成本。并对其对应的主梁结构进行刚强度分析,计算最危险工况(小车满载位于跨中)时的应力位移分布,并提出可行的措施以解决应力集中问题,为后续主梁的结构优化提供帮助。

    2016年07期 No.305 248-251页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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  • 深海行星轮式采矿车液压驱动系统建模分析

    陈轶辉;李洪星;

    针对传统履带式海底行走机构结构复杂、机动性差、耗能大等缺点,采用静液压驱动对海底车的驱动系统进行设计分析。根据驱动系统的结构特点和对负载分析,设计驱动方案,并对驱动系统的执行元件即液压马达相关参数进行设计。搭建基于AMESim的系统仿真分析模型,选取平稳加速、方向变化、单轮打滑、执行系统举升后下降等四种典型的常用越障工况进行模拟分析。分析结果表明采用静液压驱动系统越障时整车的运行工况良好;马达扭矩最大值出现在由静止转为运动的瞬间,动作缓和可减小峰值;可以平稳实现预期要求。设计分析过程可以为海底车液压驱动系统的设计优化及其他研究提供依据和参考。

    2016年07期 No.305 252-256页 [查看摘要][在线阅读][下载 523K]
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模具

  • 几种轴肩过渡曲线优化形状的比较研究

    高帅;吴志学;

    将参数化优化技术与有限元分析技术相结合,以降低应力集中为目标,对轴肩过渡曲线的优化设计进行了分析,采用了参数方程的方法来描述轴肩过渡曲线,对几种不同形式的参数方程描述的轴肩过渡曲线进行了仿真分析,结合已有圆弧蜕变曲线的优化结果和上述曲线的分析结果在优化效率、加工难易程度和实用性方面进行了综合比较。结果表明,用圆弧蜕变曲线和超椭圆曲线是目前描述轴肩过渡曲线较好的方式,且对比结果对轴肩过渡曲线设计方法的合理选择提供了有益的参考。

    2016年07期 No.305 257-259页 [查看摘要][在线阅读][下载 233K]
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  • 数字样机在核工业设备全生命周期的应用研究

    范凯;余思佳;吴志赞;何英勇;

    相较于传统的机械系统开发模式,数字样机技术应用于核工业设备这类对安全性、可靠性要求高的复杂装备的开发具有显著的优势。论文明确了数字样机在产品全生命周期不同阶段的作用;针对核工业设备这类复杂机械系统以统一的关系矩阵建立了多层次、多过程的全数据模型,并以三维视图组织数据保证样机的完备性;提出了两种实现异构系统数字样机数据集成的方法;然后以水泥固化线上一种精密的核工业设备自动开封盖装置为例,实现了数字样机的快速创建,及样机对产品后续生命周期的支持;最后在数字样机的支持下完成了物理样机的试制,试验测试证明物理样机技术指标能够满足设计要求。

    2016年07期 No.305 260-264页 [查看摘要][在线阅读][下载 316K]
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管理

  • 太阳能热泵热水装置性能实验研究

    魏翠琴;高志宏;贾少刚;王丽萍;

    开发利用新能源与节能技术是解决能源与环境问题的重要途径,太阳能热泵装置因其显著的环保性与节能性具有广阔的发展前景。结合浙北地区的气象条件,构建了并联式太阳能热泵热水装置。该文简单介绍了太阳能热泵热水装置试验台的组成,着重介绍了该装置制取热水性能的实验研究,测试了装置整体性能及主要部件的工作性能,分析讨论了各种参数变化对装置性能的影响,结果表明装置联合运行时节能效果更为显著,此研究可为太阳能热泵系统的优化设计提供参考。

    2016年07期 No.305 265-268+272页 [查看摘要][在线阅读][下载 399K]
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  • 抽油机井系统效率提升研究

    刘莹;张进;

    针对目前大部分抽油机井系统效率整体不高的情况,论述了提高抽油机井系统效率的重要性和必要性。从组成抽油机的井上及井下设备入手,对设备的效率以及设备效率对整体抽油机井运行系统效率的影响进行量化研究,分析抽油机井系统效率的影响因素,提出了一种新的基于ISM-ANP方法的系统效率影响指标体系。首先利用ISM法进行影响因素指标体系结构的构建,通过布尔运算搭建系统框架模型,而后对各指标的相对重要程度性予以比较赋值,利用ANP法创建新的赋权影响因素指标体系。最终根据影响因素的权重给出了高效节能的提高抽油机系统效率的对策及建议。

    2016年07期 No.305 269-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 201K]
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