理论与方法研究

  • 多核学习SVM在发动机故障诊断上的应用

    曹惠玲;薛成;薛鹏;

    为了从小样本的发动机性能参数故障数据中提取故障信息,准确而快速的识别故障数据,支持向量机具备的诸多优点使其逐步的应用到发动机的故障诊断中。目前,已有不少利用支持向量机进行发动机故障诊断的研究,但对核函数的选用大多使用单一核函数对数据进行训练,在没有先验的情况下,往往不容易选择出最优的核函数。通过对核函数的研究,提出将基于多核学习构建的组合核函数作为支持向量机新的映射函数,通过故障实例演示了多核学习SVM在发动机故障诊断上的应用,说明了组合核函数的构建方法和相比于单一核函数的优越性。

    2019年05期 No.339 1-4+9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1065K]
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  • 电磁加热硫化热板的方案设计

    翟子程;贺建芸;安瑛;谭晶;

    针对目前硫化设备中热板耗能严重的问题,提出一种由缠绕磁芯组合排布的电磁加热方案替代原有热板的加热方式。为此设计正三角形和正方形两种缠绕磁芯排布方案,通过模拟确定单个缠绕磁芯的涡流产生范围,并采用实验研究,对两种排布形式作用于热板的升温情况、达到稳态时的周向温度分布、径向温度分布以及加热区域内温度分布的离散度进行了研究,结果显示加热方案在传热区具有较小的周向温差与径向温差,合理设定的排布距离和缠绕磁芯个数可以有效的减小温度的离散程度,有利于形成均匀的温度场,为电磁加热在热板上的改造与应用做出了一定参考。

    2019年05期 No.339 5-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1212K]
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  • 液压伺服系统建模与无模型控制研究

    刘昱;王安;王展鹏;刘昌龙;

    液压伺服系统广泛存在着非线性、强耦合、时滞等现象。并随着液压伺服系统复杂度增加,控制系统要求越来越高,传统的液压伺服控制策略(如PID)的控制性能很达到系统的要求。针对液压阀控非对称缸系统,首先分析并建立了阀控缸位置控制系统的动态数学模型。之后,引入改进型无模型自适应控制器,基于MATLAB仿真平台对该系统实现位置控制。仿真结果表明,相比较于传统PID控制器,改进型无模型自适应控制器的控制效果更为优越,在保证系统稳定性的前提下提高了系统输出响应速度。

    2019年05期 No.339 10-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 587K]
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  • 静压径向气体轴承静态特性数值分析

    王新宽;许乔;张连新;阳红;

    对静压径向气体轴承的静态特性进行了详细的理论研究,采用二阶有限差分方法数值求解无量纲雷诺方程,编制Matlab迭代程序计算轴承的气膜压力分布。仿真分析了各种轴承结构参数和工作参数下静压气体轴承的承载、刚度和质量流量等静态性能的变化规律。仿真结果表明轴颈的转速对静压气体轴承的承载、刚度和质量流量等静态特性施加着重要影响,在分析轴承性能时必须考虑轴颈的旋转效应。当轴颈的转速不断增大时,轴承的气膜压力、承载能力和稳态刚度等静态性能能够得到显著提升。

    2019年05期 No.339 14-17+21页 [查看摘要][在线阅读][下载 955K]
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  • 玻璃纤维层合板低能量冲击试验研究

    蒋万乐;孙耀宁;王国建;王晓宁;

    为研究玻璃纤维层合板抗冲击性能,利用落锤冲击实验机,以两种不同能量,对两种预制裂纹的玻璃纤维复合材料层合板进行低能量冲击;对实验中的冲击载荷、能量、位移和速度进行采集;对冲击损伤进行力学分析和对比;并对损伤形貌进行了SEM观察。结果显示:在相同能量冲击下,预制裂纹层合板冲击后的损伤程度与预制裂纹的大小和面积成线性关系;在不同能量冲击下,复合材料层合板具有不同的破坏结构,其主要损伤为基体开裂和层间分离。

    2019年05期 No.339 18-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1242K]
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  • RV减速器中针摆传动等效扭转啮合刚度分析

    任军;严子成;吴正虎;赵大兴;

    针对RV减速器中的针摆传动,建立了一种考虑摆线轮齿廓曲率半径变化的等效扭转啮合刚度计算模型,分析了输入力矩的变化对针摆传动等效扭转啮合刚度的影响。基于Hertz公式,推导了RV减速器中摆线轮与单个针齿啮合刚度随啮合点位置变化的函数关系式,利用摆线针轮传动模型计算实际参与啮合的齿数,进而建立针摆传动等效扭转啮合刚度模型。通过MATLAB软件对模型进行数值仿真,分析了3种不同输入力矩条件下等效扭转刚度曲线的变化规律,分析结果对RV减速器动力学模型研究有一定的理论和工程价值。

    2019年05期 No.339 22-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 627K]
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  • 风力机制动系统摩擦片的振动特性研究

    殷玉枫;郑瑶;李闯;高崇仁;

    为了降低风力机制动系统的制动振动,研究了风力机制动系统摩擦片的振动特性,针对某型风力机盘式制动器,考虑制动盘与内外摩擦片的接触耦合,以多自由度振动力学理论为基础,并结合库伦摩擦模型,建立了制动盘-摩擦片的六自由度动力学模型,研究了制动力和摩擦片材料对制动振动的影响,得到了内外摩擦片沿制动盘旋转切向方向和法向方向的振动位移曲线图和相图。结果表明:风力机在制动工作过程中,制动力越大,内外摩擦片在两个方向的振幅越大,振动趋势越强;在相同的制动力下,三种摩擦片中C/C纤维复合材料摩擦片的性能最好,振动幅度最小,达到振动稳定状态所用的时间最短。

    2019年05期 No.339 26-29+33页 [查看摘要][在线阅读][下载 3331K]
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  • 频率法测量带张紧力的理论与实验研究

    刘璞;张小龙;东亚斌;闫浩;

    带传动是一种重要的机械传动形式,张紧力大小是保证带传动正常工作的重要因素。在基于自由振动固有频率测量张紧力方面,国内外的专利和产品较多,缺乏相应的基础理论研究。在考虑带抗弯刚度的情况下,将张紧的带简化为两端简支的索,理论解析出带张紧力与带自由振动固有频率的理论关系式,用于计算带的张紧力;设计了带固有频率的测试系统,对理论关系式进行了实验验证,并根据实验数据对理论关系式进行修正,得到了修正系数的计算式,提高了理论计算式的精度。研究结果表明,基于频率计算张紧力的方法可行,理论关系式及修正系数为基于频率法设计张紧力测量装置提供了理论依据。

    2019年05期 No.339 30-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 629K]
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  • 基于客户需求的产品平台设计研究

    邓体立;容芷君;曹云飞;

    现今市场,客户的个性化定制需求日益增长,采用产品平台进行产品开发是满足大批量定制需求的重要方法。从分析产品客户需求出发,首先确定核心客户需求,然后应用质量功能展开(QFD)方法将核心客户需求映射为产品物理结构部件。依据物理结构部件特征的相似性分析,确定通用部件,构建出通用化对象的特征矩阵,运用自组织神经网络(SOM)算法对特征矩阵进行计算,可以得到满足不同产品的产品平台通用部件,并以此为基础构建了产品平台。最后以自行车为例,验证了该方法的有效性。

    2019年05期 No.339 34-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 495K]
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  • 基于任务约束的变胞机构改进基因建模构型方法

    王延祥;杨先海;

    随着我国老龄化问题的越来越严重,为了解决老年人出行困难的问题,通过采用‘轮番填补’楼梯的新思路,提出了一种新型的爬楼梯轮椅。该新型爬楼梯轮椅具有适应性高、稳定性好以及对台阶无损伤等优点。基于基因建模理论,通过引入隐性基因‘、拼接聚合’方法,进而提出变胞机构的新构型方法。基于上述理论并将变胞机构引入到该轮椅的零部件设计中,进而设计出了一种具有变胞功能的垫块安放机构。并采用ADAMS软件对垫块安放机构的设计方案进行运动学仿真验证。

    2019年05期 No.339 38-41+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 607K]
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  • 卷筒式伸杆机构展开过程仿真实现方法研究

    吴健;王春洁;李广耀;

    以卷筒式伸杆机构为研究对象,研究了其展开过程的动力学仿真方法。首先,建立卷筒式伸杆机构展开过程的原理样机与理论计算模型,基于样机试验数据与MATLAB数值计算结果,确定机构在不同展开高度下的伸展运动状态。之后,在机构运动状态分析结果的基础上,利用有限元方法与MATLAB-VC进行混合编程方法建立了机构展开过程的参数化动力学仿真模型,并利用OpenGL的双缓存模式实现了仿真结果的可视化。最后,综合模型建立、数据传递、仿真结果可视化等方面建立了卷筒式伸杆机构的动力学仿真平台,有效提高了机构的设计效率与质量。

    2019年05期 No.339 42-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 816K]
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  • 人字闸门底枢摩擦副磨损试验台的设计

    徐翔;袁泽坤;赵新泽;郭文涛;

    实践证明磨损是底枢摩擦副失效的主要原因。为了研究人字闸门底枢摩擦副的磨损机理及其影响行为,以三峡闸门为研究对象,深入分析其底枢的受力及应力分布情况,通过计算闸门运行时的各项力矩确定启闭方案,以相似理论作为理论计算依据,完成了试验台的基本结构尺寸设计;通过启闭液压缸、加载液压缸和摩擦阻尼装置模拟实际闸门的启闭、实际闸门的重量以及水压对闸门的影响;通过测定液压缸两端的油压能够较好地测量闸门底枢的实际摩擦系数。通过测控系统,该试验台能在设定参数下完成底枢摩擦副的往复摩擦实验,从而为人字闸门底枢的设计和维护提供了试验分析数据。

    2019年05期 No.339 47-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 973K]
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  • 深海超高压模拟装置液压加载控制设计与仿真

    杨槐;陈春俊;周建容;强克勇;

    深海设备的可靠性需要模拟试验装置检验,随着海洋资源的深度开发,对模拟试验装置的可靠性提出了更高的要求,急需为模拟试验装置设计一套精确性与可靠性高的压力加载系统。对此设计了一套全海深背景下大容积、超高压模拟装置的液压加载控制系统,其最大试压能力可达180MPa;通过多系统建模软件AMEsim建立液压控制系统模型并与Simulink建立的控制器模型联合仿真,对设计的液压加载控制系统的可靠性与精度进行模拟。模拟了试验舱压力以2MPa/min速度上升的压力加载过程,采用迭代学习控制算法,控制精度在总体时间的1%秒以内便能达到设计要求,随着时间的增加,压力误差越来越小。验证了所设计的深海超高压模拟装置液压加载控制系统的可靠性与高精确性,为全海深压力试验提供支撑;同时AMEsim与Simulink联合仿真的方法对液压控制系统的设计优化提供了便捷与依据,具有重要的工程意义。

    2019年05期 No.339 52-55+59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1030K]
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  • 基于传递矩阵法的碳纤维复合材料传动轴模态分析

    丁国平;代子伦;朱勇;谭健;

    以某汽车传动轴为参考对象设计出碳纤维复合材料(CFRP)传动轴铺层方案,采用传递矩阵法(TMM),把CFRP传动轴离散为若干个盘轴单元,建立集中质量圆盘左右截面的点传递矩阵,建立轴段的场传递矩阵,进而构建整根轴的传递矩阵。根据传动轴两端自由的边界条件,推导出其转子频率方程,利用MATLAB编程求解出CFRP传动轴的一阶临界转速及其对应的振型,并与传统的经验公式及有限元仿真软件Abaqus计算出的结果作比较。结果表明,对于传动轴一阶弯曲固有频率,传递矩阵法相比于有限元仿真计算误差为1.6%,一阶振型的最大偏差为0.015。表明传递矩阵法能较精确的计算CFRP传动轴的固有频率以及对应的模态振型。

    2019年05期 No.339 56-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 440K]
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  • 有害功能形成机理研究

    孔兵兵;曹国忠;檀润华;杜春云;

    从前端预防的角度识别并消除潜在有害功能是提高产品设计质量的有效途径。有害功能形成机理研究是有害功能识别与消除的基础。首先基于风险理论定义了有害功能因子、有害功能实现原理、有害功能流、有害功能诱因、有害功能传导路径、有害功能受体等有害功能形成要素,其次利用隶属函数确定了有害功能受体的阈值,并在分析有害功能形成要素的属性和作用规律的基础上建立了有害功能形成机理分析方法。最后应用该方法识别自动扣圈设备设计过程中的有害功能。研究表明,该方法较好地完成了设计过程中有害功能的识别,具有一定有效性与可行性。

    2019年05期 No.339 60-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]
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  • 模拟热瞬态螺钉变形行为试验研究

    丁宗华;郑焱;

    螺钉联接是机械设备中广泛使用的联接方式,不仅可拆装,而且不会损毁被联接件的任何部位,故大量螺钉使用于反应堆堆内构件零部件的联接。为了研究反应堆堆内构件联接螺钉因反应堆运行热瞬态温差引起的变形行为,本试验采用了在常温下施加等效滑移量的方法来观察螺钉变形情况。通过试验发现当被联接件发生相对滑移时螺钉头存在转角和滑移现象,并得到了螺钉在不同规格和不同预紧扭矩下螺钉变形规律,为工程实际螺钉设计优化和有限元分析提供试验依据。

    2019年05期 No.339 64-66+71页 [查看摘要][在线阅读][下载 645K]
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  • 基于EEMD-CC和PCA的风电齿轮箱状态监测方法

    马越;陈捷;洪荣晶;潘裕斌;

    齿轮箱是风力发电机组的核心传动部件,不仅结构复杂制造成本高,而且故障率高维修费用巨大,对其进行状态监测具有重要意义。针对风电齿轮箱在复杂工况下运行所产生的非线性、非平稳振动信号,提出了一种基于EEMD-CC和PCA的风电齿轮箱状态监测方法。该方法先对含有大量噪声的风电齿轮箱振动信号进行集合经验模态分解和相关系数(EEMD-CC)降噪处理。然后,将降噪后的正常信号数据进行主分量分析(PCA)建模,并以T~2统计量和SPE统计量作为信号异常的评判指标。最后,把降噪后的测试数据带入PCA模型中,分别判断T~2和SPE值是否超出阈值,实现风电齿轮箱的状态监测。试验结果证明,该方法能够有效地监测风电齿轮箱的状态。

    2019年05期 No.339 67-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1444K]
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  • 抑制倒立摆测量噪声的反演控制器设计

    曹伟;孙明;

    针对存在随机测量噪声的单级倒立摆系统,提出了一种带有低通滤波的反演控制方法。该方法将倒立摆系统输出的摆角作为低通滤波器的输入信号,低通滤波器的输出作为滤除测量噪声之后系统输出的摆角。即将倒立摆系统和低通滤波器看作一个整体的被控系统,并根据该系统逐步推导出反演控制律。设计的控制器能够有效滤除测量噪声,增强了系统的鲁棒性,提高了倒立摆系统的跟踪精度,并且该控制器结构简单,便于工程实现。最后,通过仿真实验进一步验证了该控制器的有效性。

    2019年05期 No.339 72-74+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 484K]
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  • 小口径TC4焊接管件端口电磁校形研究

    聂鹏;李聪;朱树峰;

    TC4焊接管件由于制造时管件端口夹持及材料自身应力的存在,往往造成管件端口圆度不满足要求,目前采用校圆的方法生产效率慢、自动化程度低并且精度不够。为此针对内径23mm,壁厚1mm的TC4焊接管件,采用电磁校形的方法进行管件端口校圆。应用Ansoft Maxwell有限元分析软件,对放电回路电流及电磁力大小、分布进行研究,将仿真结果与实验情况进行比较,结果表明:电磁校形可以明显改善TC4焊接管件的端口圆度;放电能量一定时,合理选择电容可以提高电磁成形效率;对TC4等低导电率材料的电磁校形,驱动片能够明显提高感应电流密度,并且驱动片厚度过大与过小都会影响电磁校形的效果;带铁芯的线圈虽本身消耗一定的能量,但可以显著提高磁场强度,改善管件端口电磁校形精度。

    2019年05期 No.339 75-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1760K]
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  • 声阵列超指向性形成及数值分析

    李燕超;刘志红;仪垂杰;王文明;

    首先对超指向性的形成进行了分析,得出了声阵列的最大信噪比超指向性的一般数学模型。然后对声阵列的超指向性的数值模拟仿真进行了研究。利用指向性图分别从阵列形状、阵元数目以及阵列孔径上对规则阵列中的矩形阵列和圆形阵列以及非规则阵列中的阿基米德螺旋阵列和对数螺旋阵列进行了指向性分析与比较,同时,经研究提出了规则传声器阵列在运动声源测试及应用中的不足之处,并给出了一种随机生成的随机阵列的方法,并经过仿真和实验测试证明此方法能够获得超指向性良好的阵列,实现了利用有限的传声器数量来得到最佳的指向性效果。

    2019年05期 No.339 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 2409K]
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先进制造技术

  • 基于HALCON在钢筋绑扎过程中定位测量的研究

    王慧艺;樊航;吉建佳;

    在建筑、桥梁、隧道等包含大量钢筋混凝土作业,其中钢筋的绑扎是必不可少的环节,由于人工操作费时费力,并且在一些盲区操作时,受空间的阻碍,人工无法顺利完成工作。目前在市场上还没有可以在盲区操作的钢筋绑扎的工具。为解决这一难题,方便工人在盲区的操作,研究出一种基于HALCON的盲操作区域钢筋绑扎的技术。工具通过摄像头采集盲区图像,借助HALCON做图像处理并识别定位铁丝圈,建立合适的模型计算出工具到铁丝圈的距离。并将相对距离显示在屏幕上面,引导操作人员将工具移动到目标位置绑扎钢筋。这种方法显著提高钢筋绑扎效率。

    2019年05期 No.339 84-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 408K]
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  • 叠螺机静环的有限元分析与结构改进

    王雪鹏;高贵军;

    静环作为叠螺机动静环过滤网的重要部件,其结构性能直接决定了设备的脱水效果正常运行。为了保证静环能正常工作和设备的脱水效果,需对其不同工况下应力应变进行分析与结构改进。分析了0.02MPa和0.03MPa两种工况下原静环的应力与应,确定了在保证工作要求的情况下,浓缩段与脱水段静环的最小厚度分别为3mm和5mm,根据分析结果与实际工作情况提出了相应的改进方案。改进后的静环,在保证正常工作要求的情况下,不同工况下所需厚度变薄,质量变小。经计算,在原静环基础上质量可减少17%。而且,采用改进后的静环可大大减小安装和维修的工作量。结果表明,改进后的静环较原静环有较大的优势。

    2019年05期 No.339 88-90+94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1053K]
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  • 结合相位一致性的行人检测

    曹继;黄智;

    针对行人检测中利用方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient,HOG)特征进行训练时耗时长,检测速度慢的问题,提出一种改良算法。该算法结合相位一致性(phase congruency,PC),利用局部能量与Log-Gabor滤波器,计算提取行人正样本图像的边缘,以边缘像素点处的局部能量值最大值与对应的相位值做为特征,以HOG滑动块形式生成特征描述子,此文称之为PC-HOG特征,利用AdaBoost级联分类器算法训练学习此特征,并在INRIA数据库中测试此算法分类效果。测试结果表明该算法明显减少了训练时间,提升了行人检测速度,较HOG+SVM速度提升40%以上,较HOG+AdaBoost提高了8%左右,也改善了检测准确性。

    2019年05期 No.339 91-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1566K]
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  • 集成多目标遗传算法在货位分配中的应用

    蔡安江;蔡曜;郭师虹;耿晨;

    根据效率优先原则、稳定性原则建立适合同端式出/入库立体仓库的多目标货位分配模型。基于向量评估、非支配排序、小生境Pareto等理论方法设计了三种多目标遗传算法(MGA)。根据集成学习理论,将若干多目标遗传算法集成,构建集成多目标遗传算法(EMGA),使优化算法适应搜索过程的任意阶段。以某铝厂实际工况进行仿真验证,结果表明,集成多目标遗传算法受问题规模影响小,收敛速度快,较单独其他多目标遗传算法性能更优越,是适用于立体仓库调度研究的高效算法。

    2019年05期 No.339 95-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 533K]
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  • 圆截面梁结构中裂纹局部柔度的测量

    何育民;程婉莹;张小龙;朱宝慧;

    作为梁类结构动力学特性分析和损伤识别的重要参数之一,裂纹局部柔度可以有效地反映结构的损伤程度和特征。通过对梁结构进行动力学建模和振动测试,给出了一种基于固有频率的圆截面梁结构中裂纹局部柔度的测量方法。首先为了获得裂纹梁故障数据库,建立了圆形截面裂纹梁结构的有限元模型,进而绘制结构的前两阶固有频率影响曲面。然后对裂纹梁结构进行振动测试,采用测试所得的结构前两阶固有频率去截取结构的前两阶固有频率影响曲面,绘制出裂纹位置和裂纹局部柔度所对应的结构前两阶固有频率影响曲线,利用其交点测量出裂纹局部柔度。这种方法可以被用于圆截面梁中不同类型和形状裂纹的局部柔度测量。

    2019年05期 No.339 99-101+105页 [查看摘要][在线阅读][下载 722K]
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  • 2-DOF汽车悬架系统非线性动力学分析

    陈晓建;李琦;高占忠;

    为了研究外部激励作用下悬架系统的动态特性,建立了考虑非线性弹簧力和非线性阻尼力的二自由度四分之一车辆动力学模型。采用增量谐波平衡法分析了激励比和非线性刚度系数对悬架系统的动态特性的影响,并得到了各次谐波响应的幅频特性曲线。研究结果表明,在不同的激励比和非线性刚度系数作用下悬架系统表现出超谐波共振、主共振、多解、硬式/软式非线性以及跳跃不连续等强非线性行为。与此同时,悬架系统的超谐波共振响应对激励比具有明显的敏感性。除此之外,各参数对系统的主共振峰值及硬式非线性具有较大的影响。在一定范围内减小激励比和增大非线性刚度系数能够有效地降低悬架系统的振动幅值。

    2019年05期 No.339 102-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 693K]
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  • 主辅弹簧式恒力支吊架凸轮曲线研究

    沈建锋;乐柱;向兵;张郑芳;

    凸轮作为主辅弹簧式恒力支吊架的核心元件,其设计的精确度直接影响到装置的性能。根据恒力支吊架的运行原理,对文献所述凸轮曲线计算方程进行了修正,并对文献方程和修正方程的计算结果进行了比较。在此基础上,深入分析了两坐标系相对转角、滚轮半径和滚动摩擦系数对装置性能(恒定度和载荷偏差度)的影响。最后,通过实验测试验证了修正方程计算结果的准确性。研究结果表明:在凸轮曲线计算过程中,应充分考虑两坐标系相对转角和滚轮半径对计算结果的影响,滚动摩擦系数考虑与否对计算结果基本无影响。修正方程应用范围明确,可为该类恒力支吊架的合理设计提供理论基础。

    2019年05期 No.339 106-109+113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1071K]
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  • 恒切削力2D轮廓铣削刀路优化研究

    朱林;石浩哲;

    针对零件轮廓曲率半径和精加工余量对切削力的影响,通过正交切削实验,获得轮廓曲率半径、精加工余量与峰值切削力之间的相互影响关系,提出了一种适用于变曲率轮廓铣削的恒切削力2D轮廓铣削刀具路径生成算法。通过生成一条新的偏置路径,即修正的半精加工刀具路径,调节精加工路径各处余量。将此算法应用于包含自由曲线轮廓的不规则型腔加工,结果表明,该算法可以使精加工中的峰值切削力维持在一个恒定的状态,从而改善了加工质量。

    2019年05期 No.339 110-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 615K]
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  • 甲醇/PODE预混合引燃模式在防爆柴油机上的研究

    耿新;朱建军;谢玉峰;吴子龙;

    为了改善防爆柴油机的燃烧和排放特性,在一台防爆改造后的柴油机上,进气道喷射甲醇,缸内直喷聚甲氧基二甲醚,研究甲醇质量比对聚甲氧基二甲醚/甲醇预混合引燃模式的影响。试验结果表明:采用聚甲氧基二甲醚/甲醇预混合引燃模式的防爆柴油机,随着甲醇质量比增加,燃烧始点晚于采用单燃料压燃模式时的燃烧始点,但是燃烧速度快,压升率峰值升高,放热率曲线呈现单峰形,放热率峰值与原机相比提高142%。同时,随着甲醇质量比增大预混合引燃模式对NO_x和碳烟排放的trade-off关系明显缓解,当质量比大于40%时,与原机单燃料模式相比碳烟和NO_x排放大幅降低。

    2019年05期 No.339 114-116+120页 [查看摘要][在线阅读][下载 671K]
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  • 改进教与学算法在圆度误差评定中的应用

    杨洋;李明;顾京君;韦庆玥;

    为了提高圆度误差的评定精度和计算收敛速度,提出了一种改进教与学算法的圆度误差评定方法。首先,通过圆度误差最小区域原则的数学模型,建立算法的目标函数。其次,在标准教与学算法的基础上,设计了两阶段爬山搜索策略增强局部开发能力,进一步提高算法精度和收敛速度。最后通过三坐标测量的圆度测量数据进行求解验证,并将计算结果与常用的最小二乘法,遗传算法,粒子群算法等进行对比。实例表明,改进教与学算法在圆度误差评定上的计算精度和收敛速度都优于传统算法,体现了其优越性。

    2019年05期 No.339 117-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 273K]
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数控与自动化

  • 地铁列车低速脱轨动态响应分析研究

    李苗;王晨;马卫华;

    为研究我国地铁车辆车场线脱轨原因,应用赫兹非线性接触理论和轮轨接触几何关系,研究了不同等效摩擦系数、曲线参数、空簧故障等对某地铁列车低速脱轨动态响应问题。结果表明,某六节连挂地铁车辆以不超过12km/h限速通过5号道岔(简化为S曲线)时,轮轴横向力、脱轨系数、轮重减载率等指标均未超过标准限值;较小的轮轨摩擦系数能够抑制轮对爬轨的发生,通过涂油能够抑制轮对爬轨;空簧失气工况下,车辆以应急橡胶弹簧制支撑情况下,对应脱轨系数、车轴横向力等均有不同程度的增大,对曲线通过不利,应尽力避免该情况发生。

    2019年05期 No.339 121-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 916K]
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  • 液压机械无级变速器实验台的设计与试验

    彭晓睿;倪向东;王琦;徐国杰;

    为缩短设计周期,提高变速箱换段品质,根据非道路车辆动力换挡变速箱实验要求,设计开发大型非道路车辆动力换挡变速箱试验台。基于模块化设计方法,设计以动力装置、HMCVT、加载装置、泵控马达系统、支撑机构组成的机械系统。基于传动系统,分析作业工况下的工作速度要求,结合车辆行驶阻力公式,确定液压系统设计要求。根据试验台测控要求,开发了以工控机、数据采集卡、转矩转速传感器和控制器、执行器组成的测控系统。试验结果表明:本课题设计的液压机械无级变速器传动方案连续可行;离合器在不同阶段呈现不同充油特性,换挡离合器的油压升高可缩短换段时间。

    2019年05期 No.339 125-127+132页 [查看摘要][在线阅读][下载 645K]
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  • A25汽车仪表板性能分析及轻量化研究

    马其华;孙冬鸣;吴坡;陶超;

    仪表板作为汽车的集成操控中心,是最重要的汽车内饰件之一。在保证基本功能性要求的前提下,还需要满足相应的法规和性能要求。在HyperMesh平台下建立仪表板的有限元模型,以自由状态下的模态试验验证模型可靠性,对A25仪表板进行约束状态下的模态分析和2倍重力加速度下的刚度分析。基于以上分析结果,以模态性能和刚度性能为约束函数,以仪表板总成质量最小为优化目标对其进行轻量化设计,并对优化后的仪表板进行刚度验证,结果表明优化后的仪表板在性能方面满足要求,达到轻量化的效果。

    2019年05期 No.339 128-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1356K]
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  • 某电动客车动力总成悬置系统优化

    丁吉;周亮;孟涛;陈志勇;

    对先对某电动客车电机悬置系统的振动传递率进行了测量,在某些工况下,传递率超过了10%,对电机悬置系统进行固有特性分析和优化是很必要的。对电机悬置系统进行固有特性分析后,采用多岛遗传算法,通过改变悬置的位置和刚度对电机悬置系统的能量解耦率进行了优化。原悬置系统只有RX、RZ方向上的能量解耦率在90%以上,X、Y、Z三个方向仅在50%左右,优化后,悬置系统在固有频率的分布上满足要求,各个方向的能量解耦率均在90%以上,提高了悬置系统的隔振性能。

    2019年05期 No.339 133-137+142页 [查看摘要][在线阅读][下载 452K]
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  • 微型客车车身参数对翻滚性能的影响研究

    周廷美;饶思敏;莫易敏;刘昌业;

    车身参数对车辆翻滚安全性能的影响很大。为给车辆概念设计阶段提供有效意见,研究了车辆的质心高度、车身高度、车辆轮距这三项车身参数对微型客车翻滚性能的影响。基于FMVSS208平台翻滚试验标准,利用多刚体仿真软件MADYMO建立了微型客车多刚体动力学模型,并验证了仿真模型的可靠性。采用单因素试验设计方法分别研究各车身参数对翻滚中车辆运动参数的影响规律。得出车辆质心高度与翻滚性能呈负相关;随着车身高度的增加,翻滚性能呈先变差后变好的趋势;车辆轮距与翻滚性能呈正相关的结论。

    2019年05期 No.339 138-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 662K]
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  • 仿昆虫柔性翼的空间柔度及模态特征设计

    李诗雷;侯宇;华兆敏;屠凯;

    仿生扑翼飞行机器人具有体积小、重量轻、飞行灵活等特点,目前微型飞行机器人研究的热点领域之一。在昆虫飞行仿生学原理研究的基础上,提取出昆虫翅翼的主要结构特征,分别建立了蝴蝶、黄蜂、家蝇翅翼结构的有限元模型。通过静力学分析,研究了昆虫翅翼的整体空间柔度分布规律及其与飞行中翅翼柔性变形之间的联系。通过模态分析研究了翅翼的固有频率及振型与扑翼运动规律之间的关系。在此基础上,提出一种综合考虑空间柔度分布及模态特性的仿生柔性翼优化设计方法,为仿生扑翼飞行机器人的翅翼研制提供了理论指导。

    2019年05期 No.339 143-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1095K]
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  • 四轮独立转向/独立电驱动汽车四轮转向与横摆力矩集成控制研究

    李刚;李高超;雷永强;陈静;

    四轮独立转向/独立电驱动汽车具有四轮转角、四轮驱动力矩独立可控的优势,易于实现整车集成控制,针对其驱动转向集成控制问题,论文研究了四轮转向与横摆力矩的集成控制方法。采用比例四轮转向控制方法,建立二自由度参考模型,应用最优控制理论设计了四轮转向与横摆力矩集成控制器,通过对后轮附加转角控制和驱动力矩合理分配提高汽车操纵稳定性。应用CarSim与Matlab/Simulink搭建了整车模型、编写了控制程序,选取紧急避障双移线工况进行了仿真试验验证。试验结果表明研究的四轮独立转向/独立电驱动汽车集成控制方法能够保证汽车在紧急转向工况下具有良好的操纵稳定性。

    2019年05期 No.339 147-150+154页 [查看摘要][在线阅读][下载 549K]
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  • 磨加工主动测量控制仪尺寸预报功能研究

    田雪豪;张琳娜;郑鹏;

    磨加工主动测量控制仪应用于磨削中,提高了磨削精度、磨加工效率与磨削的自动化水平。在深入研究主动测量与误差补偿控制的基础上,研究拓展主动测量控制仪的磨加工尺寸预报功能,预报磨加工过程中的超差,为机床系统修正加工状态提供指引。通过对磨加工过程进行分析,对尺寸预报理论的适用性进行研究,构建了磨加工尺寸灰色补偿式滑动平均组合预报模型。通过实验验证分析,模型平均相对误差为0.0067,均方根误差为0.3173,关联度为0.7682,尺寸预报应用于磨加工主动测量控制仪中,提高了主动量仪的精度与智能化程度,提高了磨加工系统地尺寸测量、预报与误差补偿控制的精度。

    2019年05期 No.339 151-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 438K]
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  • 移动质量载荷作用下的悬臂梁振动计算方法

    方宇;秦俊奇;狄长春;杨玉良;

    对受移动质量载荷作用的梁的振动规律进行精确研究,一直以来是振动领域的难点问题。以移动弹丸激励下的身管为研究对象,基于Euler-Bernoulli梁理论,建立了具有一般性的移动质量-悬臂梁耦合振动方程。根据模态叠加原理,采用广义坐标变换的方式编写了分析程序,求解移动质量载荷作用下的悬臂梁振动。该方法计算量小,精度高。在ABAQUS软件中建立有限元模型,通过联合ADAMS软件刚柔耦合数值分析验证了求解结果。最后,讨论了不同弹丸速度和弹丸质量对炮口处的振动影响规律。结果表明,炮口振动幅值随弹丸速度的增大而减小,随弹丸质量的增大而增大。该建模计算方法,亦可应用于移动质量载荷作用下的悬臂梁振动以及其它相关工程振动问题的求解。

    2019年05期 No.339 155-157+162页 [查看摘要][在线阅读][下载 744K]
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  • 电容器固定剂自动上料机及其控制系统设计

    高志来;郑天池;王璐璐;邱自学;

    针对电容器固定剂上料工序中存在的工人劳动强度大、生产效率低、自动化程度低等缺陷,设计了电容器固定剂自动上料机及其控制系统。对电容器固定剂自动上料机的机械结构进行了详细设计,包括链条提升组件、胶箱开闭组件、固定剂存储翻转组件、翻转限位组件等;控制系统以PLC作为主控制器,实现自动翻转卸料;以触摸屏作为人机交互界面,实现设备调试及系统运行状态监测等功能。该设备已投入实际使用,应用效果表明:该设备性能稳定,操作简单,自动化程度高,生产效率高,为企业带来了良好的经济和社会效益,具有一定的推广价值。

    2019年05期 No.339 158-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1155K]
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  • 基于LMD和SVDD的滚动轴承健康状态评估

    杨艳君;魏永合;王晶晶;刘炜;

    为了提高滚动轴承健康状态评估的分类精度,提出了基于局部均值分解(Local mean decomposition,简称LMD)和具有故障样本的支持向量数据描述(Support Vector Data Description,简称SVDD)相结合的滚动轴承故障状态识别方法。该方法首先将利用LMD方法进行滚动轴承振动信号的分解,得到一系列PF(乘积函数,product function)分量之和并具有物理意义,接下来对含有主要故障信息的PF分量进行能量计算并构造特征向量,最后将其输入SVDD分类器,进行滚动轴承的健康状态评估。实验结果证明该方法的可行性和有效性。

    2019年05期 No.339 163-166+170页 [查看摘要][在线阅读][下载 594K]
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  • 场协同理论在硫化机热板上的应用

    杨传远;管业峰;

    介绍了轮胎硫化机热板的发展现状和在流-固耦合状态下温度场数值模拟的方法。为了研究轮胎硫化机热板工作表面的温度分布均匀性,对47"轮胎硫化机上热板进行温度场和内部蒸汽速度场的数值模拟,通过分析热板温度场和速度场的模拟结果得出引起热板温度分布不均匀的主要因素是热板内蒸汽的流速不均匀。再从对流换热的本质出发,运用场协同理论对热板内热量传递过程进行分析,针对热板内蒸汽速度场与温度梯度场协同性较差和热板表面的温度分布不均匀现象,在热板的低温处布置三角形翅结构的涡发生器,利用二次表面产生使速度场和温度梯度场协同性提高的二次流强化低温处的对流换热,提出了改善热板温度分布均匀性的创新性方法。

    2019年05期 No.339 167-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1542K]
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数字化设计与制造

  • 往复式压缩机轴系扭振参数优化设计

    孙晓东;刘健;陈雅琪;侯小兵;

    往复式压缩机轴系的扭转振动是影响其可靠性的重要因素,而轴系各部分扭振参数的合理配置对其扭振特性具有较大的影响,因此对其扭振参数优化设计具有重要意义。基于刚柔耦合多体动力学理论,以飞轮的转动惯量、联轴器的转动惯量及其扭转刚度为设计变量,分析其对轴系扭振特性的影响。采用最优拉丁超立方试验方法进行采样,获取25组样本点,建立刚柔耦合多体动力学模型,通过仿真计算其扭振响应;根据试验结果建立最大扭振角位移和一阶扭转固频与倍频程的中心频率分开裕度的二阶响应面模型;采用多目标遗传算法对建立的近似模型寻优,得到前沿解集。结果表明,所建立响应面模型能够有效的描述影响因素与目标间的关系,且优化后的轴系扭振特性得到了有效的改善。

    2019年05期 No.339 171-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 698K]
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  • 改善镍氢动力电池包温度均匀性的研究

    戴峰;倪培永;朱建新;储爱华;

    新能源汽车电池包内温度不均匀严重影响动力电池的电化学性能、循环寿命、安全性和使用可靠性,将电池包内温差控制在5℃内对上述关键技术问题的解决至关重要。文章主要通过UG软件绘制电池包三维几何模型,使用CFX软件对温度场进行仿真模拟,并通过试验进行验证。仿真结果表明,原方案中电池包内最大温差为12.7℃;优化方案1包内的最大温差为7.5℃;优化方案2的最大温差6.5℃;优化方案3最大温差4.3℃。试验结果表明,原方案最大温差为12℃;优化方案3最大温差为5℃。计算得原方案温差的试验与仿真结果相似度为94.5%,优化方案3的相似度为86%。综合考虑,优化方案3的结构设计符合要求。

    2019年05期 No.339 175-177+181页 [查看摘要][在线阅读][下载 1343K]
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  • 最优共振带提取与1.5维谱的滚动轴承早期故障诊断方法

    郭俊;黄慧杰;王新;王洪波;

    滚动轴承的振动信号反映到频谱图中,会出现共振带,能够有效并准确提取共振带加以分析是滚动轴承故障诊断常用方法。为了准确提取出共振带,采用巴特沃斯带通滤波器对共振频带进行提取,为了得到最优共振带,将采用特征频率强度系数这一指标来反映提取的共振带效果,然后利用具有高强降噪特性的1.5维谱来对滤波信号进行特征提取.通过仿真信号以及试验信号对该方法进行验证,结果表明,该方法能够在强噪背景下对特征的提取以及实现滚动轴承早期故障诊断。

    2019年05期 No.339 178-181页 [查看摘要][在线阅读][下载 1367K]
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  • 变速器倒档齿轮断齿故障的仿真研究

    徐劲力;夏飞凡;夏兵;

    针对某型微MPV车倒档爬坡试验时,变速器产生较大振动与噪声,有倒档齿轮发生折断现象,以倒档齿轮系统为研究对象,对倒档齿轮的齿根弯曲强度以及接触疲劳强度进行理论校核,同时结合LS-DYNA对倒档齿轮系统进行了动态啮合仿真,研究了倒挡中间轴的弯曲和齿轮的不完全啮合对中间惰轮齿根弯曲应力的影响,得到倒挡轴的弯曲和齿轮的不完全啮合的共同作用是主动齿轮和中间惰轮断裂的最主要原因,为提高变速器质量以及结构优化提供了理论依据与仿真参考。

    2019年05期 No.339 182-185+188页 [查看摘要][在线阅读][下载 1220K]
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  • 基于机械手送料的级进冲压技术及其应用

    张凌峰;胡道春;

    针对四周均存在折弯成形的特殊金属制件在冲压成形过程中存在的技术难题,对此类特殊金属制件的冲压工艺性进行了深入的分析,确定了工艺方案及排样设计方案,并提出一种基于机械手送料的级进冲压方法。通过优化模具结构、分析送料机械手的动作原理,合理协调送料机械手、模具、冲床三者之间的配合关系,实现特殊金属制件的基于机械手送料的级进冲压成形。经试模生产验证,该工艺方法合理,产品质量稳定,可为类似金属制件的模具结构设计及其批量制造提供参考。

    2019年05期 No.339 186-188页 [查看摘要][在线阅读][下载 877K]
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  • 军用汽车多点悬置设计研究

    党潇正;卫晓军;周良生;褚晓玉;

    军用车辆上装厢体多与车架固接,使得上装厢体的平顺性差。提出在上装厢体与车架之间多点布置悬置的方法,以改善上装厢体的平顺性。将某军用运输车辆振动系统简化为十三自由度模型,并利用拉格朗日方程法建立了车辆的振动方程。首先根据具体车型,确定悬置元件的安装位置和安装方式,设计符合实际应用的悬置结构,并选用金属橡胶作为悬置的弹性阻尼元件。以各元件的刚度和阻尼为设计参数,在多种路况条件下,综合上装厢体垂向加速度、俯仰角度和侧倾角度以及驾驶员座椅处垂向加速度为加权优化目标,采用改进的粒子群算法进行参数寻优计算。根据所设计的悬置结构和计算所得金属橡胶元件参数,试制悬置样件,经样件装车台架实验表明,所设计的弹性支撑悬置能够有效降低上装厢体的垂向、俯仰和侧倾振动,同时,对驾驶员座椅处的垂向振动影响不大。

    2019年05期 No.339 189-193+198页 [查看摘要][在线阅读][下载 1969K]
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  • 微驱动定位进给系统结构优化设计研究

    王明强;奚浩;周赟;纪飞飞;

    当前宏微双驱动定位进给系统中微驱动平台力学性能差、精度低,且柔性铰链作为微驱动平台关键部分,直接影响着微驱动平台的定位精度等各项性能。为此,采用OptiStruct软件对微驱动定位进给系统的柔性铰链进行结构拓扑优化后,以工程塑料(ABS)为原材料通过3D打印进行加工。利用有限元对整个微动平台系统进行模态分析并通过模态试验进行了验证。最终获得柔性铰链以及整个微动平台的最优结构,在保证结构刚度、精度的同时达到了结构轻量化的目的。

    2019年05期 No.339 194-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 1104K]
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  • 复杂环境下智能汽车自动驾驶系统研究

    李盛福;

    为了提高智汽车的驾驶安全性,研究了智能汽车自动驾驶系统,包括路径规划和跟踪两个方面。对于路径规划,在传统RRT算法基础上,将路径转角引入度量函数中,实现了对距离和平滑性的综合度量;将目标偏向策略和相向扩展策略引入到扩展方法中,将随机扩展改进为启发扩展,从而提出了CE-RRT算法,经仿真验证,CE-RRT算法不仅提高了路径规划成功率,而且缩短了规划时间。对于路径跟踪,建立了车辆路径跟踪的线性时变误差模型,设计了线性时变模型预测控制器,通过仿真验证,控制器可以实现对直线路径的完全跟踪,对圆形路径也有很高的跟踪精度。

    2019年05期 No.339 199-203+207页 [查看摘要][在线阅读][下载 1251K]
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  • 基于EtherCAT总线的簇绒地毯机提花控制系统

    赵乾聪;季诚昌;孙以泽;彭成阳;

    为了提高簇绒地毯机提花控制的实时性和通讯速度,将实时工业以太网技术EtherCAT应用于提花控制系统。该系统选择倍福PLC作为主控制器,采用步进电机带动提花轮的提花方式,通过实时改变各步进电机的转速来控制提花轮的喂纱量。提花系统中每根纱线由一个独立的步进电机控制,提花的分辨率精确到了1针,可以织出满幅循环的地毯花型。硬件上设计了基于LAN9252的EtherCAT通讯接口模块和基于STM32F103RCT6的步进电机提花控制器,并在STM32中移植了从站协议栈代码,实现了通过EtherCAT总线对多步进电机的同步群控。

    2019年05期 No.339 204-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 1176K]
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  • 基于链接模型的设计质量特性免疫控制方法研究

    王琳;向伟杰;盛步云;罗瑞平;

    针对于产品设计过程中质量特性繁多、耦合度高、不断传递而难以控制的问题,提出了基于产品设计质量特性链接模型的设计质量免疫控制方法。通过研究产品设计质量特性之间的耦合关系,建立了设计质量特性链接关系的物理模型和数学模型;通过分析这种链接关系在设计过程中的传递,以及设计质量特性与产品结构树之间的映射,借鉴仿生学中细胞免疫的原理,将设计质量特性控制分为感应阶段-抗原识别、反应阶段-记忆细胞作用、效应阶段-产生抗体,实现了对设计质量特性的有效控制。以对变速器设计质量特性的控制为实例,验证了上述方法的有效性。

    2019年05期 No.339 208-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 1875K]
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  • 计入温度场的万向节轴孔与滑动轴承数值分析

    李进;董海防;吴国东;李丽;

    针对塔架软刚臂单点系泊系统所采用的万向节轴孔与滑动轴承之间的接触应力进行有限元分析。万向节的工作环境温度为(-40~80)℃,接触面之间的接触应力与工作环境温度、外部载荷及轴承厚度等参数有关。该文对万向节的接触应力在不同工作温度、外部载荷、不同的滑动轴承厚度下进行了数值分析。在仿真模拟分析中采用子模型技术以节省计算时间,摩擦力采用经典的库仑摩擦模型。结果表明:万向节的接触应力与工作环境温度、外部载荷及滑动轴承厚度等参数存在非线性关系。在过盈量相同的情况下,随着工作环境温度、外部载荷及滑动轴承厚度的增加万向节的接触应力增大。

    2019年05期 No.339 213-216+221页 [查看摘要][在线阅读][下载 1099K]
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  • 偏转式永磁同步风力发电机电磁建模与瞬态分析

    李争;张令伟;于潇雪;王群京;

    针对分布式能源系统风力发电的应用,提出了一种偏转式永磁同步风力发电机。介绍了偏转式永磁同步风力发电机的基本工作原理,并根据经验计算确定电机的结构尺寸。通过利用三维有限元建模仿真,分析了风力发电机的磁场云图、自转转矩和偏转转矩,并利用解析法对气隙磁场进行分析计算。另外,还对发电机在偏转前和偏转后的电压、电流、磁链及反电势波形及其谐波做了对比分析。分析结果表明,偏转前后,风力发电机的特性影响不大,可短暂工作在偏转状态以实现初步转向调节,为分布式能源风力发电机的研究和该类发电机的优化提供了新的思路和参考。

    2019年05期 No.339 217-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 1539K]
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  • 绿色制造模式下多目标柔性工艺规划问题研究

    文笑雨;孙海强;魏新龙;李浩;

    为保证生产效率的同时减少制造过程中的碳排放量,对绿色制造模式下的柔性工艺规划问题进行了研究。建立了绿色多目标柔性工艺规划问题数学模型,设计了包含机床碳排放量、冷却器碳排放量、运输工具碳排放量的最小化总碳排放量目标函数。针对建立的模型,提出了基于NSGAⅡ的求解方法,使用多维编码方法分别处理工艺规划问题的多种柔性因素,设计了基于非支配等级和拥挤距离的适应度评价方法处理多个优化目标。设计了绿色制造模式下多目标柔性工艺规划问题测试实例,并对实例进行求解,计算结果验证了该模型和求解方法的有效性。

    2019年05期 No.339 222-227+231页 [查看摘要][在线阅读][下载 556K]
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  • 一种FFT的Hu矩的番茄形状特征提取

    王建潭;木合塔尔·克力木;

    目前基于机器视觉的番茄形状检测算子检测到的形状特征单一,相关的深入研究较少,为进一步探索合适的形状特征参数及检测算子,将Hu矩作为特征参数并利用支持向量机实现了番茄的形状检测分类,准确度较高。首先设计采用Laplacian算子与Sobel算子进行算法融合对采集到的番茄图像进行自适应增强处理;然后采用最小错误率贝叶斯决策算子对平番茄图像进行图像分割得到番茄目标二值化图像。然后对得到二值化后的番茄图像进行归一化处理,使得归一化后的图像具有平移、旋转、尺度缩放不变性的Hu参数,通过提取目标番茄的7个Hu矩特征值参数,最后将这些特征值输入支持向量机中,完成番茄无损分级检测。试验采用VS2010验证算法,对正常果形、轻度畸变果形、重度畸变果形共计1000个样本进行了训练测试,结果表明经过改进增强图像以及改进Hu矩算子对番茄正常果形的分级精度达到93.3%,符合实际番茄检测精度的要求。

    2019年05期 No.339 228-231页 [查看摘要][在线阅读][下载 365K]
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  • TC4钛合金高速铣削表面粗糙度研究

    王晓明;韩江;

    TC4钛合金被广泛地用于航空航天等众多领域,为了提高钛合金零件的表面加工质量和加工效率,对TC4钛合金高速铣削表面粗糙度进行研究具有十分重要的意义。切削参数是影响TC4钛合金加工表面粗糙度的重要因素,采用了正交试验分析主轴转速n、铣削深度ap、铣削宽度ae和每齿进给量fz等4个试验因素对表面粗糙度的影响规律,运用了极差分析法绘制出铣削参数对表面粗糙度的影响趋势曲线。利用了多元线性回归分析计算出表面粗糙度的数学模型,采用F值检验法对数学模型和模型参数进行了显著性验证:F>F0.01(4,11),证明了模型和参数都是高度显著的。利用了表面粗糙度预测模型对另外8组切削参数进行粗糙度预测,并将预测结果与实际实验结果时行对比,最大误差为8.9%,验证了表面粗糙度预测模型的有效性,为TC4钛合金加工提供了理论依据。

    2019年05期 No.339 232-236+240页 [查看摘要][在线阅读][下载 847K]
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  • 基于BP神经网络电动轮汽车行驶状态监测分析

    肖健;曾令全;

    行驶状态监测是电动轮汽车整车控制的基础,也是整车网略技术发展的基础。针对电动轮车辆行驶状态监测评估分析,设计分析系统,在此系统中实现了对总线数据的实时监控研究,总线的时间特性与占用率的评估,总线通信数据的存储。通过分析判定车辆行驶状态所需要的数据以及数据的测量方法,并且利用Matlab使用BP算法建立了BP神经元三层网络模型,预测出判定车辆行驶状态的参数,并与实际理论公式判定参数进行比较,结果表明相对误差在范围内,由此可见用BP神经元网络来实现判定车辆行驶状态参数的方法是可行的,可以作为设计使用的参考。

    2019年05期 No.339 237-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 433K]
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  • 车载电源DC/DC变换器的热分析

    张战杰;徐文静;刘志刚;王贺武;

    针对电动汽车DC/DC变换器散热效率较低影响内部电子器件工作的稳定性的问题,设计了高效的水冷式散热系统。基于板翅式结构的换热机理,采用遗传优化算法得到了冷却流道的最优结构尺寸。采用计算流体动力学的方法模拟了优化后流道内部的流场和温度场的分布情况。研究表明:实验结果与仿真结果基本一致;在要求的散热范围内,当流道高度为15mm、宽度为24mm时冷却系统的工作性能最佳;流道两端会产生强烈的湍流导致较大的压降;冷却液流量与压降呈指数函数关系,与散热量呈一次函数关系。研究方法对DC/DC冷却系统优化设计具有实际的指导意义。

    2019年05期 No.339 241-244页 [查看摘要][在线阅读][下载 1555K]
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机器人

  • 基于两轮自平衡小车的H_∞和LQR控制方法对比研究

    刘满禄;韩帅;张俊俊;张华;

    基于两轮自平衡小车平台,针对目前欠驱动系统较成熟的控制方法对比缺乏的问题,应用仿真对比、实物验证的方法,对目前较为理想的H_∞控制和LQR控制两种控制方法进行了理论上的对比,证明了H_∞控制策略在理论上是更具实际意义的控制系统。通过在相同的初始条件和控制结构下进行联合对比仿真,对仿真结果的角度、角速度、位置、速度四个指标进行了对比分析。最后用实物实验进行了验证,得出了"针对欠驱动系统H_∞控制优于LQR控制"这一结论,对以后欠驱动系统的控制具有一定的参考价值。

    2019年05期 No.339 245-248页 [查看摘要][在线阅读][下载 577K]
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  • 基于目标路径规划无人驾驶设备导航控制分析

    毛德彩;

    目标路径规划是无人驾驶设备导航与控制的基础。利用三偏差导航控制器具备的轨迹精确推算模型,研究地下无人驾驶设备在巷道内轨迹规划问题和避障问题;根据巷道导航的特点,定义了包括偏离角、偏离角偏差、横向位置偏差、目标路径等轨迹参数;建立各轨迹参数的关系模型和轨迹推算模型,在轨迹推算模型的基础上进行了轨迹跟踪研究。结果可知:沿着巷道中心线行走不能保证在障碍点和弯道处设备与巷道壁保持最大相对距离;在弯道处应根据弯道特性和车辆结构,在弯道中心线内侧以不同圆弧曲线作为目标路径,在障碍物处以简单的阶跃函数作为避障规则,同时由于无人驾驶设备的结构特点,正反向行驶时轨迹曲线不相同,在弯道处应分别规划正反向目标路径。

    2019年05期 No.339 249-252+256页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K]
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  • 电动公交车车架轻量化优化设计及评价

    张健;龙旭东;

    根据电动公交车车架的结构,采取拓扑优化方法和车架轻量化系数评价方法相结合的方案,对电动公交车车架进行减重优化设计。以某型电动公交车车架为研究参考样本,建立车架模型。在ANSYS中对设计的电动公交车车架进行有限元分析,并在满足材料基本性能的前提下采用变密度法对车架有限元模型进行拓扑优化。最后利用车架轻量化系数评价方法对优化前、后的车架进行轻量化评价。结果表明,轻量化系数由优化前的0.104降低为优化后的0.0058,较好地实现了电动公交车车架轻量化设计目标。

    2019年05期 No.339 253-256页 [查看摘要][在线阅读][下载 769K]
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  • 正交并联六维力传感器数学模型及参数优化

    贺静;王志军;崔冰艳;李占贤;

    针对六维力传感器实际应用中所完成的任务不同,提出一种基于工况函数模型的并联结构六维力传感器结构参数优化方法,该方法所得到的优化结果更有利于传感器的受力和测量性能。首先介绍正交并联六维力传感器结构,并进行静力平衡方程求解,然后提出了基于工况函数模型的并联结构六维力传感器参数优化方法,以测力分支量程最小为优化目标,得到满足要求的结构参数及对应的测力分支最小量程。最后对正交并联六维力传感器进行结构参数优化,来验证该优化方法的可行性。

    2019年05期 No.339 257-260页 [查看摘要][在线阅读][下载 812K]
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管理与综述

  • 空气弹簧帘线参数对刚度特性影响的显著性

    李阿午;张翠平;周维;

    基于某重卡车用悬架空气弹簧,针对其材料、几何、接触、气固耦合等非线性力学特性,采用Abaqus软件建立空气弹簧的有限元模型,对其垂向静态力学特性进行仿真分析,并采用正交实验法分析帘线材料、帘线布置角度、帘线网格间距、帘线横截面积和帘线层数对其垂向刚度的影响。结果表明:帘线材料及结构参数对空气弹簧的垂向刚度有很大的影响,其中帘线布置角对空气弹簧的垂向刚度影响最显著,帘线截面面积和帘线层数对其刚度影响一般,帘线弹性模量和帘线间距对其刚度影响较小。

    2019年05期 No.339 261-264页 [查看摘要][在线阅读][下载 848K]
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  • 不对称滞回振动系统频率俘获情况下的同步现象

    张楠;陈志刚;邱艳超;任吴晗;

    对具有不对称滞回性的自同步振动系统在频率俘获情况下的同步特性进行研究。建立不对称滞回模型和具有不对称滞回特性的自同步振动系统的非线性动力学模型,利用Matlab/Simulink仿真呈现频率俘获情况下的系统双激振电机的同步运行和系统的同步运行稳定特性。通过仿真分析系统可实现频率俘获现象以及在频率俘获情况下仍能实现同步特性。研究表明具有不对称滞回性的非线性振动系统仍能实现频率俘获情况下的双激振电机的同步运转和系统的同步稳定性。

    2019年05期 No.339 265-267+272页 [查看摘要][在线阅读][下载 456K]
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  • 基于混合神经遗传算法的扩胀管吸能特性预测

    袁成标;肖守讷;李铎;

    由于结构参数对吸能元件的吸能特性具有重要影响,将填充了泡沫铝的扩胀管与混合神经遗传算法相结合,对不同结构参数下扩胀管吸能特性进行分析预测。首先,基于泡沫铝填充机理设计出泡沫铝填充的扩胀式吸能装置,并建立有限元模型;然后利用非线性有限元软件LS-DYNA对不同参数变化情况下的扩胀管进行准静态轴向碰撞仿真;最后将胀管壁厚、诱导锥角、泡沫铝密度作为BP神经网络输入,扩胀管吸能特性参数作为网络输出,利用遗传算法优化网络权重和阈值,建立3层BP神经网络预测模型,经样本数据训练得到合适的网络。研究结果表明,网络预测值与期望值很接近,平均压溃载荷的误差值为3.02%,比吸能的误差值为4.82%,压缩力效率的误差值为0.92%,说明了该网络模型能够有效地预测扩胀管的吸能特性,并具有较高的精确度。

    2019年05期 No.339 268-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 1016K]
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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。

    2019年05期 No.339 87页 [查看摘要][在线阅读][下载 57K]
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  • 2019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:2019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。订阅通道:电话咨询订阅。订阅专线024-8689912018512480200

    2019年05期 No.339 274页 [查看摘要][在线阅读][下载 4000K]
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