理论与方法研究

  • 行星轮转轴等宽曲线泵设计与仿真实验分析

    邱林宾;金纯;

    目前国内大部分微型泵都是进口国外的,微型泵的设计技术被垄断,为了解决工程机械、海洋船舶、航空航天、医疗等行业的需求,设计了一种微型大排量的等宽曲线泵。依据莱洛三角形在等边正方形内旋转运动时,每时刻都有四个位置与正方形相交且交点不断变化原理,分析运动过程轨迹,设计出了行星轮传动机构,并应用ADMAS软件创建模型分析机构运动轨迹,验证设计可行性。同时分析计算与实验对比出泵流出流体体积的理论值是泵腔容积的1.83倍,可实现泵的小型化。

    2021年04期 No.362 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1540K]
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  • 工程车辆动力传动系统节能方案与试验研究

    赵成喜;陈金萍;张富;

    在保证动力输出的前提下,采用降低发动机的转速来降低重型车辆的能耗是目前切实可行的重要手段。通过建立传动系统的动力学模型,研究传动系统改进方案的动态特性,分析低转速发动机与新型大能容变矩器的匹配合理性。通过样机测试发现,优化后车辆工作效率最高的工作点大部分分布在发动机的最佳燃油效率区,起到了节能的目的;改进方案换挡过程压力变化平稳,换挡冲击较小。当油门开度维持在70%时发动机的燃油率最高约为38%;采用新的匹配方案后,前进一挡的节能效果最好,节油率提高了14.3%。试验结果为改进传动系统的控制策略设计提供了数据参考。

    2021年04期 No.362 6-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2322K]
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  • 卧式螺旋离心机操作参数对粉煤气化灰水分离特性的影响

    谈志超;刘雪东;郭文元;张炜;

    基于mixture模型,采用CFD数值模拟方法,研究某型卧螺离心机转鼓转速、处理量及转速差等参数对气化灰水分离过程的影响。研究结果表明,出渣含固率随着转鼓转速增加而快速增加,转鼓转速达到2000r/min之后,继续增加转速,出渣含固率增加趋缓;出渣含固率随着处理量的增大无明显变化,但在50.75m~3/h之后继续增大处理量,出渣含固率会有一定下降;转鼓与螺旋推料器之间的转速差对卧螺离心机的分离性能影响不明显。采用相同型号离心机进行气化灰水的现场分离试验,试验结果与模拟数值结果吻合较好。研究结果对卧式螺旋离心机的优化设计具有一定指导意义。

    2021年04期 No.362 11-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 813K]
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  • Kriging和距离因子辅助的全局优化方法

    白政民;李耀辉;

    基于Kriging元模型的优化方法通常存在优化效率较低、收敛速度较慢、昂贵估值次数较多且难以有效平衡Kriging模型的局部与全局搜索行为等弊端。为此,提出一种序列Kriging和距离因子辅助的全局优化方法。其实现过程主要包含两个阶段:一是利用Kriging模型近似复杂昂贵的黑箱函数;二是利用Kriging模型与距离因子的乘积构造加点采样法则,并通过免于求导的DIRECT算法优化该法则,以获取新的昂贵估值点。六个数值函数测试和一个摆线泵仿真实例验证所提出方法的有效性。

    2021年04期 No.362 15-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 3548K]
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  • 基于Recurdyn的某无人平台悬架系统优化设计

    吴天;任志英;刘岩;郑文彬;

    应用多体动力学仿真软件Recurdyn研究悬架系统对无人平台的操纵稳定性的影响,选取某种6X6轮式无人平台双横臂独立悬架为研究对象,使用Recurdyn进行参数建模,再对悬架进行运动学仿真分析,选取筛选后的参数点作为优化变量,使用Recurdyn/AutoDesign模块,对定位参数进行优化设计,根据仿真结果对悬架结构进行优化,使前束角与侧倾角的振动幅度减小30%左右,以便拥有更好的运动性能,最终达到改善其操纵稳定性的目的。利用现有理论与仿真平台克服了传统悬架优化设计难,效率低等问题,减少大量的设计成本,经过适当改进可适用于其他类型悬架优化。

    2021年04期 No.362 19-22+28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1504K]
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  • 高精度无心车床主轴系统动力学建模研究

    史丽晨;杨帆;王海涛;

    针对无心车床加工时主轴系统的振动导致加工精度不足的问题,该文以无心车床主轴系统为研究对象,考虑了实际加工中存在的棒料s弯问题,建立了主轴系统动力学模型,并在simulink中进行了动力学分析,得到了主轴在径向1(x向),径向2(y向),轴向(z向)振动信号。通过对主轴参数轴承游隙的改变来观察主轴x方向,y方向,z方向振动的变化趋势,以及改变轴套磨损量来观察主轴z方向的振动变化趋势。分析结果表明,主轴在三个方向上的振动z向最大。最后将试验信号与模型信号进行对比分析,振动实验值与理论值的误差均在5%以内,所得实验结果与模型结果基本一致,z向振动最大,可通过调整主轴参数来提高加工精度,验证了所建立模型的准确性。

    2021年04期 No.362 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1543K]
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  • 模糊及PID控制在变转速液压动力源流量控制中的应用研究

    谷立臣;祁泽林;李贾宝;

    针对变转速液压系统存在动态响应慢、非线性、控制精度低等问题,特别是负载快速多变时,流量和压力之间产生强耦合,流量控制会出现时变性和不稳定性,采用常规PID控制无法取得理想控制效果。因此结合模糊控制原理,基于LabVIEW测控平台,提出以液压动力源输出流量为控制量的模糊控制策略,对不同典型工况下流量的精确控制进行实验研究,并将液压动力系统在两种控制方法下的动态响应特性、控制精度和稳定性等进行了对比分析评价。结果表明:所提模糊控制策略实际控制效果较好,两种控制方式下的动态响应特性相近,但模糊控制具有更好的鲁棒性。

    2021年04期 No.362 29-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1308K]
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  • 针对几种元启发式算法的应用性能对比研究

    尚正阳;顾寄南;唐仕喜;孙晓红;

    随着智能制造和精益生产的推进,元启发式算法(智能算法)已经在实际工业和生活中得到了广泛应用。然而,由于其自身结构所带来的不确定性,如何针对具体目标快速选择一个高效的特定算法,仍然需要进一步的研究与探讨。为此以具有代表性的NP-hard问题—TSP问题为例,针对典型的元启发式算法:遗传算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法和蚁群算法进行了不同维度的实验与对比。并结合算法的不同求解思想,通过对其计算结果和计算过程的定量分析,给出了四种算法的特点与异同,以此来为相关算法的选择、应用以及改进提供基础与参考。

    2021年04期 No.362 34-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 570K]
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  • 基于电机电流经验模态分解的行星轮故障诊断

    门兰城;庞新宇;李峰;刘利平;

    在故障诊断领域,电机电流信号分析法(MCSA)已经逐渐应用于齿轮故障诊断中,但该方法在诊断行星轮缺齿故障时由于电流基频干扰较大,导致故障特征不明显,难以实现故障诊断。因此提出一种基于电流信号经验模态分解(EMD)的故障诊断方法。通过对电机电流信号进行EMD分解,选取合适的IMF分量经傅立叶变换求其频谱图,根据频谱图中是否存在与故障特征频率相关的频率,实现了对行星轮缺齿故障的有效诊断。并通过实验分析,验证了该方法的有效性。

    2021年04期 No.362 39-42+47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1140K]
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  • 具有微织构形貌的结合面法向接触刚度分形模型的研究

    朱春霞;方超;刘曦宏;胡成柱;

    研究微织构结合面上的表面形貌参数对结合面法向接触刚度的影响。根据微织构表面的形貌特征,将微织构表面分为织构前表面和织构区域两部分,由分形接触理论计算出织构前表面上微凸体的基本参数,忽略织构区域底部未接触部分,将微凸体在接触载荷作用下的变形分为三个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段。由接触力学理论,首先建立织构前表面上单个微凸体的法向接触刚度模型。然后由微观到宏观,结合微织构表面的织构形貌特征,构造整个宏观微织构结合面的法向接触刚度计算模型,研究不同的表面形貌参数对于微织构界面上法向接触载荷、微凸体因载荷产生的变形以及法向接触刚度的影响。经过仿真分析之后,结果表明,当微织构结合面的法向接触载荷不断增大时,结合面的法向接触刚度总体呈单调上升趋势;并且随着织构密度的增加,结合面上由于织构形貌的存在,使得一部分微凸体未产生变形,从而减小结合面的法向接触刚度,并且当法向载荷增加时,这种效果会更加明显;在相同的接触载荷下,塑性指数越高,处于塑性变形状态的微凸体就越多,从而使具有微织构形貌的结合面的法向接触刚度变大。

    2021年04期 No.362 43-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 529K]
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  • 汽车消声器的声学性能分析与结构优化

    顾倩霞;左言言;赵海卫;宋文兵;

    针对某三缸发动机排气噪声超出目标限值,将声学性能作为评价指标,利用Virtual.Lab声学有限元模块对排气消声器的声学性能进行仿真分析,对比传递损失试验结果对该声学软件的仿真精度作出评价:Virtual.Lab软件在整个频段与试验值较为接近,能准确的反映消声器的声学性能。根据原排气消声器的传递损失分析结果,提出亥姆霍兹共振腔结构及阻抗复合型结构等参数设计的前后端消声器优化方案。最终对优化后的排气消声器进行尾管噪声试验,确认排气噪声达标。

    2021年04期 No.362 48-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1801K]
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  • 基于ASRCKF算法的锂电池SOC估算

    朱浩;段洋;

    针对平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)估算SOC时需要准确获得系统状态及测量噪声协方差这一缺陷,将基于电池模型输出电压残差序列的协方差匹配思想引入平方根容积卡尔曼滤波,提出了自适应平方根容积卡尔曼滤波算法(ASRCKF)。以18650型锂电池为实验对象,建立了戴维南等效电路模型,采用递推最小二乘法辨识电池模型参数,最后,利用UDDS电池实验数据对ASRCFK算法进行了仿真。实验结果表明,传统的SRCKF算法估算SOC产生的均方根误差为3.41%;而提出的ASRCKF算法估算SOC产生的均方根误差仅为0.97%,与传统算法相比具有更高的精度,对噪声的适应能力更强。

    2021年04期 No.362 53-55+61页 [查看摘要][在线阅读][下载 901K]
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  • 结合噪声估计的NRLBP铆钉表面缺陷检测

    杨飞;罗建桥;李柏林;熊鹰;

    针对铆钉表面缺陷纹理形态复杂多变,传统纹理特征提取方法难以获取准确纹理信息、铆钉缺陷识别率较低的问题,提出一种自适应阈值抗噪LBP的铆钉表面缺陷检测算法AT_NRLBP。首先,将铆钉图像均匀分块后提取铆钉子块;然后,基于PCA分解铆钉子块的协方差矩阵,估计子块图像的噪声水平。根据图像噪声强度计算NRLBP阈值,编码铆钉子块得到NRLBP纹理特征。最后,训练SVM单分类器分类铆钉子块,检测并标记出缺陷子块。实验结果表明,这里算法能有效地检测出铆钉表面缺陷,误检率明显降低;与其他纹理分类算法相比,这里算法在KTH-TIPS数据集上的分类准确率较高。

    2021年04期 No.362 56-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1398K]
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先进制造技术

  • 改进Yolo V3算法在工件缺陷检测中的应用

    石振华;陈杰;

    为快速、准确地检测工业生产中工件表面产生的缺陷,提出了一种基于Yolo V3的工件表面缺陷检测方法。该方法以DarkNet卷积模型作为特征提取网络,通过引入数据增强方法防止产生过拟合现象,并针对工件表面缺陷形状单一、缺陷尺寸普遍偏小的特点改进了Yolo V3网络的特征融合方式,减少了冗余候选框的数量,提升了算法性能。以环形工件作为检测对象搭建了实验平台。实验结果表明,所提方法能克服人工提取特征的局限性,检测精度和检测速度均满足实际生产要求。

    2021年04期 No.362 62-65+69页 [查看摘要][在线阅读][下载 779K]
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  • 面向加工特征的工件制造过程能耗预测方法

    饶立群;张华;鄢威;

    在工件的制造过程中,具有多个特征的工件在加工时,其加工特征的能耗属性不同,为了研究在工件不同的加工特征对能耗的影响,创建了面向加工特征的工件制造过程能耗预测模型。首先,将工件看成单个加工特征的集合体,其次对工件特征切削功率的分析,创建有关切削功率的能耗数学模型;然后采用GM(1,1)模型完成工件加工时其切削功率的灰色建模,实现整个工件能耗的预测过程,最后通过对冲床顶支座的加工过程为例,说明了该模型的准确性。

    2021年04期 No.362 66-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 289K]
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  • 车用铝合金铣削参数优化及表面质量研究

    赵向阳;吴启斌;

    LY12铝合金是一种常见的汽车轻量化材料,为了实现铝合金材料的高效高质量制造,以铣削过程中铣削用量的选取范围为约束条件,建立以材料去除率最高和表面粗糙度最低为目标的多目标优化模型。通过铣削加工正交试验,采用回归分析方法,建立表面粗糙度预测模型;利用多目标线性规划法求出多目标优化模型的最优解。最后通过分析铣削用量对表面质量的影响得出:在给定的铣削参数范围内,主轴转速和进给速度对表面粗糙度的影响最为显著,侧吃刀量次之,而背吃刀量影响最小。

    2021年04期 No.362 70-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1390K]
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  • 高效感应重熔自动化设备的研制与应用

    解芳;翟长生;张欣;翟群智;

    为了解决传统涂层制备工艺不能兼顾涂层质量和生产效率的难题,基于PLC控制技术,研制了高效感应重熔自动化设备,实现了感应加热温度的自动化控制及感应重熔的高效化。利用该自动化设备制备了镍基感应重熔涂层,分别与采用火焰喷焊、等离子喷焊技术制备的涂层进行了微观组织、显微硬度对比分析,并对三种制备工艺的经济性及生产效率进行了对比分析。结果表明,与火焰喷焊涂层和等离子喷焊涂层相比,感应重熔涂层的微观组织更加致密细腻、孔隙率较小、显微硬度较高;其直接生产成本仅为火焰喷焊、等离子喷焊的30.6%、46.3%,而生产效率远高于其他两种工艺。因此,设计的高效感应重熔自动化设备不仅能够保障涂层质量,而且具有较高的生产效率和较好的经济性。

    2021年04期 No.362 74-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1124K]
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  • 高压水射流辅助掘进机截齿截割实验研究

    李烈;江红祥;

    高压水射流辅助掘进机截齿破岩能有效降低截齿受力,在分析适合掘进机截割头水射流配置方式的基础上,建立水射流辅助截齿破岩试验台,选定水射流前置式、后置式、中心式三种方式进行辅助破岩实验,分别得到不同水压下的截齿受力减小率和载荷方差,研究表明前置式和中心式射流辅助破岩效果好,后置式射流效果较差,当水压为40MPa时,三种方式截割力分别减少10.97%、13.67%和1.86%,载荷振动都有一定改善。三种截齿中,射流前置式截齿在低水压区出现截割力增长现象;射流中心式截齿旋转密封件易失效,齿尖易磨损;射流后置式截齿截割后,截槽破碎效果最好,可为后一个截齿截割提供便利。

    2021年04期 No.362 78-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 2499K]
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  • 薄壁微细铣削参数与工艺试验研究

    王飞;程祥;郑光明;刘原勇;

    为了获得高精度的微型薄壁,并揭示铣削参数与走刀次数对薄壁加工质量的影响,文章展开了微细铣削薄壁的参数与工艺试验研究。通过设计并开展单因素对比试验与薄壁制造试验,递进地探究了走刀次数与轴向切深对薄壁尺寸误差的影响。结果显示,多次走刀时,铣削力基本不改变,而薄壁的尺寸精度却能提高;轴向切深越大,增加走刀次数对薄壁尺寸误差的影响越明显;当薄壁高度一定时,存在最佳的走刀次数,使得薄壁尺寸误差最小。这表明,多次走刀所引入的误差影响,可以用来制衡参数等其他因素带来误差影响,从而减小薄壁尺寸误差。因此,实际生产时,通过选择优化参数以及合适的走刀次数,可以有效的提高薄壁尺寸精度。

    2021年04期 No.362 82-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1053K]
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  • 超高导热陶瓷复频超声加工的基础试验研究

    霍瑞超;王时英;吕明;李一;

    超高导热陶瓷基板作为新一代大规模集成电路的理想封装材料,其硬脆特性为加工带来了极大的困难。在工程陶瓷传统超声加工理论的基础上,针对因超声波发生器功率有限造成的传统单频超声加工振幅难以提高的问题,通过添加自由质量块引入低频大振幅振动的方法,实现了复频超声加工;针对因自由质量块的非正常碰撞造成复频超声加工单元频率不稳定的问题,对自由质量块进行优化设计,有效提高了装置的稳定性;针对因低频大振幅振动引入造成工件出入口处崩边现象加剧的问题,设计了自由质量块捕捉装置,搭建了"刚柔并济"的复频超声加工试验系统;针对影响其加工效率的工艺参数进行了试验研究,试验结果表明:与传统超声加工方法相比,在合理选择自由质量块和轴向静压力的条件下,该方法在保证加工精度的同时,可大幅提高加工效率。

    2021年04期 No.362 86-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1010K]
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  • 剃齿安装误差对传动特性的影响研究

    蔡安江;李文博;刘磊;刘立博;

    针对剃齿安装误差导致剃齿加工平稳性和齿面精度降低的问题,基于剃齿加工原理建立了含安装误差的剃齿分析模型,构造新的坐标转换,推导了含安装误差引起的补偿位移量。定量研究了剃齿安装误差对传动特性的影响规律,获取剃齿加工的传动误差和传动比曲线。并应用有限元法验证了模型和理论的正确性,为提高剃齿加工质量和效率提供理论依据。结果表明:轴交角误差对传动特性的影响比中心距误差大,实际生产中可通过轴交角误差来调整机床更有效地控制安装误差所带来的影响;随着轴交角误差绝对值增大,传动误差向负方向偏移越明显表明轴交角误差引起了较大的接触变形。

    2021年04期 No.362 90-94+99页 [查看摘要][在线阅读][下载 2276K]
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  • 锂离子电池切分机构仿真与试验研究

    田万智;杨金堂;金磊;

    与传统的整体破碎工艺相比而言,锂离子电池机械化拆解工艺可以在预处理阶段实现电芯和其他部分的分离,降低化学萃取成本,提高贵重金属元素的回收效率,具有重要的研究意义。为此设计了一种可以适应不同型号锂离子电池的切分机构,并提出了将可视为复杂装配下的复合材料的锂离子电池材料模型替代成简单均质的Johnson-Cook本构材料模型的等效替代理论,并通过理论计算、Abaqus仿真以及试验研究的方法进行分析,结果表明:所设计的切分机构能够完成锂离子电池的切分,切口和变形情况均满足要求,提出的等效替代理论可以满足切分试验的要求,并得到参数修正后的本构模型方程用于指导切分仿真计算。

    2021年04期 No.362 95-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1430K]
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  • V型球阀阀芯的设计优化

    张皓男;王国峰;赵巧男;

    为了解决V型球阀在相对较小开度下等百分比特性较差的问题,首次提出了一套对V型球阀阀芯的设计优化流程。该流程采用数值模拟、样本均值评估及面积平均等效法来计算DN50V型球阀阀芯等百比特性系数RQ,并用实验来验证流程的合理性,进一步推广到其他型号的球阀中。结果表明,原始DN50V型球阀阀芯在开度28.6%到7.1%区域不符合等百比特性,经优化设计后球阀阀芯的等百比特性系数RQ得到了有效改善,提升水平接近一倍多,并且通过试验测量所得等百比特性系数超出优化设计结果;进一步在DN80V型球阀阀芯中进行推广,可知这种优化设计方法具有普遍适用性;V型球阀阀芯设计优化方法效率高、数值可靠,能够提升阀芯流量控制水平,提高阀芯设计能力。

    2021年04期 No.362 100-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 587K]
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  • 液压缓冲无杆牵引车刹车工况下的仿真研究

    张威;房体会;王伟;

    在飞机地面牵引移动的过程中,无杆式飞机牵引车因遭遇突发事件等因素造成单独刹车时,通常会产生过大的牵引载荷,又因常规无杆式飞机牵引车与飞机连接所组成的牵引系统在纵向上只有飞机前起轮胎是柔性体,不能够起到良好的缓冲作用。因此,提出一种具有抗冲击的动刚度液压缓冲无杆式飞机牵引车方案,以A320-200为例,基于Adams建立"无杆牵引车(车架-缓冲器-夹持举升机构)-飞机"多体系统模型,牵引车单独制动进行仿真,对常规无杆式飞机牵引车和液压缓冲无杆牵引车在最大刹车力及相同刹车距离下的牵引载荷变化情况对比。结果表明,在以上两种情况下,选择合适的缓冲距离,液压缓冲无杆牵引车都能够降低牵引载荷到限制的范围内。

    2021年04期 No.362 104-107+111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1447K]
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  • 滑套定位器有限元结构分析与试验

    赵建军;张文平;朱玉杰;

    拖动式无限级滑套分段压裂技术成功解决了常规滑套分段压裂工具后续储层改造困难的技术难题,为中石化打造上游长板技术提供了有力支撑。滑套定位器作为无限级拖动压裂管柱的重要结构,用于对预置滑套的精确定位。以5-1/2″液压式平衡滑套压裂施工为例,根据滑套定位器上提和下放载荷设计要求,确定了弹性爪割缝数量、割缝长度、割缝宽度和凸台角度等重要结构尺寸,建立了滑套定位器三维模型。基于ANSYS Workbench软件平台,进行弹性爪与滑套本体间的动态接触分析,计算得到上提和下放载荷分别为2.4t和1.4t,此外,通过搭建滑套定位器试验装置,完成滑套定位器力学性能试验,验证了有限元分析结果的正确性,满足通过载荷变化判断工具在井内位置的现场要求。

    2021年04期 No.362 108-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 998K]
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  • Cu-Cr粉体致密化及颗粒流变三维数值模拟分析

    王永滨;王发展;郭阳阳;吕勤良;

    利用MSC.Marc有限元软件对Cu-Cr粉体致密化及颗粒流变行为进行了三维数值模拟。分析了不同颗粒排列方式压制载荷下Cu-Cr颗粒致密化、颗粒与节点的流动规律。首次再现了Cu-Cr颗粒在致密化过程中的三维流变行为。结果表明,六角形排列的Cu-Cr颗粒不仅流动性高,而且均匀性也好于方形排列的Cu-Cr颗粒。温粉冷模比温粉温模(恒温环境)在100℃条件下的致密度高0.36%,在800℃条件下高2.87%。六角形排列的Cu-Cr颗粒致密度在摩擦系数为0.1时最高为95.6859%,方形排列的Cu-Cr颗粒致密度在摩擦系数为0.5时最高为97.5343%。无摩擦理想状态下的Cu-Cr颗粒致密化并没有达到最大致密度。

    2021年04期 No.362 112-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 2716K]
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  • 600Wh飞轮转子形状优化设计

    任正义;赫鹏;杨立平;

    介绍了极限转速为15000r/min,储能量为600wh的空心飞轮转子的优化设计方法,根据飞轮储能系统设计要求利用三维软件SolidWorks对飞轮模型进行建模与有限元软件ansys workbench进行仿真分析与优化,首先进行初步建模,然后通过改变其模型轮辐曲线找到更优的飞轮形状并提取其轮辐曲线的结构参数,再通过多目标遗传算法对飞轮转子进行优化设计及研究,以飞轮质量更轻,极转动惯量更大以及应力应变更小为约束条件,提取其飞轮结构几何尺寸为设计变量进行优化,得出一种更优的飞轮结构形式。结果表明,优化后得到的飞轮转子形状较原模型相比性能更佳。

    2021年04期 No.362 117-120+125页 [查看摘要][在线阅读][下载 3570K]
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  • 电动自卸车轮边驱动电机输出转矩控制分析

    崔丹丹;崔高伟;

    电动自卸车采用电传动系统驱动轮边电机,实现短距离高效运输,轮边驱动电机的输出转矩非平稳而是存在一定波动,在某些工况下车身会出现抖动现象,对整车运行及其不利。根据电传动系统结构特点,基于驱动系统原理,搭建轮边双电机控制模型,对轮边电机输出转矩波动进行分析,并对控制方法进行设计分析,基于Simulink搭建动力传递系统模型,并对轮边电机驱动及转矩控制模块进行封装,基于Pharlap系统,利用NI PXI做目标机,对三种不同工况下通过调整相关参数对转矩波动幅度进行控制。结果表明:影响转矩波动的因素较多;通过调整脉冲发生器中误差宽度、转子磁链给定值等可有效控制波动幅度,波动幅度得到明显降低;基于Pharlap系统和NI PXI硬件对不同工况实时仿真大大缩短分析时间,提高了效率,表明了分析结果的可靠性,减小转矩波动对于后续研究以及减小部件的冲击有实际意义,为此类设计控制提供参考。

    2021年04期 No.362 121-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 2325K]
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  • 内冷式高压冷却车刀切削性能的研究

    于叶强;刘润爱;郭文亮;

    研究中对关于切削温度和切屑折断方面新型内冷式高压冷却车刀的切削性能进行了仿真和实验分析。研究结果表明,在切削过程中喷射的高压冷却液可以最大限度地带走刀-屑-工件系统中的热量,使冷却更高效,还可以通过改变润滑摩擦条件和剪切角度(剪切性能)来改善切削状况,迫使切屑卷曲折断并强烈控制切屑的形成。最终在高压射流的热效应和机械效应的综合作用下,改善切削温度的同时得到较小弯曲半径的碎屑,从而增强了切削过程中的工艺稳定性和加工安全性。

    2021年04期 No.362 126-128+132页 [查看摘要][在线阅读][下载 604K]
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  • 改进扰动观测优化轮毂电机无位置控制

    赵九九;闫洁;

    为提高车体内置式轮毂永磁同步电机驱动系统的控制可靠性,针对传统扰动观测造成的噪声放大问题,提出基于改进扰动观测器的反电动势电机无位置传感器控制算法,算法将电流反电动势作为观测干扰量进行建模,以实现扰动准确估计,进而通过反正切估计转子的精确位置,同时基于转子速度进行位置误差补偿,实现无位置传感器电机的鲁棒控制,仿真实验表明,改进算法在在电机不同工况和负载下能准确估计转子位置,具有较好的适应能力和位置跟踪补偿能力,验证了算法的有效性。

    2021年04期 No.362 129-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 444K]
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数控与自动化

  • 基于改进蚁群算法的桥式起重机路径规划问题研究

    周浩;曹旭阳;王殿龙;陈敬涛;

    通过研究桥式起重机路径规划问题,提出一种改进的蚁群路径规划算法。针对传统蚁群算法收敛速度慢,容易陷入局部最优的缺点,借鉴A*算法和狼群分配原则改进自适应启发函数、信息素更新机制。根据桥式起重机的运行特征,通过运动学动力学分析抽象出两个仿真因子:路径长度和节点数量,提出以路径长度、运行时间和稳定性等性能参数为代价的新的评价标准。栅格环境下的桥式起重机路径规划仿真结果表明,改进的蚁群算法提高算法的收敛速度,避免搜索陷入局部最优,可以得到较优的工程应用路径。

    2021年04期 No.362 133-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1227K]
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  • 机床用永磁同步电机预测电流控制方法研究

    门延会;陈方周;曾鹏;代艳霞;

    近年来,随着数字信号处理器和先进控制理论的发展,模型预测控制得到越来越多的关注和应用。针对数控机床用永磁同步电机常规单矢量模型预测直接电流控制方法存在电流谐波较大的问题,基于两电平电压源逆变器的基本电压矢量构造了6个虚拟电压矢量,并基于所构造的虚拟矢量建立了扩展电压矢量集。然后,设计了一种基于扩展电压矢量集的永磁同步电机预测电流控制方法。与常规的单矢量法相比,所提方法可明显降低电流的谐波,改善永磁同步电机的稳态控制性能。仿真和实验结果均验证了该方法的有效性,能够为同步电机在数控机床或相近的应用场合提供较好的理论支撑。

    2021年04期 No.362 137-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 971K]
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  • 核主泵螺栓检测装置的环形轨道平台位姿调控并联机构综合

    马超群;杭鲁滨;周路生;张宝军;

    主泵中空法兰螺栓在线检测装置轨道平台作为整个装置的运行基准,其位姿调控是实现精准超声检测的核心技术;将装置末端超声探头定位、倾摆、偏航误差映射为轨道平台的几何形态误差;提出基于形位测度思路的轨道平台调控机制。即将环形轨道、主泵筒体映射为并联机构的动、静平台,轨道平台与主泵主体六自由度相对位姿调控过程分解为具有几何意义的水平度、同心度有序调节过程;基于方位特征理论构型组合方案,综合出对应水平度调节的一平移两转动(1T2R)并联机构及同心度调节两平移一转动(2T1R)并联机构构型。所综合并联机构构型确保了轨道平台安装调整过程具有可调性、解耦性,其研究思路及可操作性设计方法可为多自由度调节机构设计提供思路。

    2021年04期 No.362 141-144+149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1264K]
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  • 汽车大灯调节器加载测试系统的设计

    管士聪;任天平;

    为实现对汽车大灯调节器模拟负载以及夹爪位置的精确控制,设计了一种直线式力加载的测试系统。该系统以STM32F103微处理器为控制核心,交流伺服电机作为加载装置,设计了机械结构,信号调理电路,RS232、RS485通讯电路,伺服电机驱动电路等硬件部分。在加载系统中,采用模糊PID算法解决加载过程中多余力和位置干扰等因素的影响,以及调节速度快、超调小难以兼得的问题。实验结果表明:该加载系统能够精确控制模拟负载大小以及夹爪位置,在设置负载(10~100)N,夹爪位置(0~10)cm,满足负载精度5%,夹爪位置精度0.5%。

    2021年04期 No.362 145-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1170K]
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  • 轻型货车电动助力转向系统控制策略研究

    刘清;林慕义;陈勇;

    针对货车EPS系统控制精度不足及整车操纵稳定性有待提升的问题,以某轻型货车为研究对象,设计了高精度的EPS系统控制策略并分析了该系统对车辆控制稳定性的影响。建立了整车动力学模型并在特定工况下对控制策略进行仿真和分析,结果表明控制效果良好,验证了控制策略的正确性;在加入回正、阻尼控制之后,整车稳定性得到了显著提高,有效抑制了回正超调和回正不足。基于dSPACE搭建了EPS系统的快速控制原型仿真试验台,对设计的EPS系统控制策略进行了实时仿真测试试验,结果表明基本助力控制、回正控制及阻尼控制性能均达到了要求,对后续轻型货车EPS系统的进一步开发提供了参考依据。

    2021年04期 No.362 150-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 1455K]
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  • 网格布断裂缺陷检测方法的研究

    方利华;郤志星;房昭辉;伏燕军;

    针对传统自动化设备在网格布断裂缺陷检测方面的不足,提出了一种基于机器视觉的网格布断裂缺陷检测方法。首先,获取网格布的高对比度图像,利用中值滤波去掉图像中的噪声,采用Otsu阈值分割算法实现目标和背景的分离。根据网格部分断裂和完全断裂的两种缺陷特点,分别设计针对性算法。网格部分断裂的特点是由背景生成的凸包区域内包含有目标物体,因此采用Blob分析和凸包检测相结合的方式,实现对此种缺陷的检测。当网格完全断裂时,缺陷区域与相近区域的位置信息会发生变化,通过分析网格骨架交点生成的圆形区域内连通区域的数目,可以完成网格完全断裂缺陷的识别。实验结果表明,该方法可以应用于网格布的断裂缺陷检测,缺陷识别率在97%以上,可以满足检测要求。

    2021年04期 No.362 155-157+161页 [查看摘要][在线阅读][下载 580K]
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  • 采用改进灰色神经网络的铣床热误差补偿研究

    沈明秀;陶涛;

    数控铣床在铣削零件过程中,主轴会受到温度变化影响而发生热变形,导致铣削零件误差较大,从而降低产品精度。对此,采用一阶线性微分方程推导GM(1,1)模型,创建灰色预测模型。将神经网络模型与灰色预测模型进行组合,建立灰色神经网络预测模型。引用粒子群算法,在粒子群算法中增加变异操作和修改惯性权重系数,给出改进粒子群算法优化灰色神经网络预测模型的具体操作步骤。采用实验测试铣床铣削过程中所产生的热误差,并与预测模型进行比较。结果显示:在铣床主轴X、Y、Z轴三个方向上,灰色神经网络预测模型对铣床主轴补偿后,得到的残差较大;而改进灰色神经网络预测模型对铣床主轴补偿后,得到的残差相对较小。采用改进粒子群算法优化灰色神经网络预测模型,能够提高铣床主轴铣削精度。

    2021年04期 No.362 158-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 728K]
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  • 风机齿轮箱状态监测与故障诊断系统设计研究

    胡亚威;孙文磊;

    针对风力发电机组地处偏远、人工巡检排故困难,利用物联网技术开发了远程状态实时监测和故障诊断系统,分析了总体框架,构建了故障诊断规则库,阐述了工作流程。该系统可实现对风机齿轮箱运行状态的远程实时监测,通过分析风机齿轮箱运行状态信息触发自动故障诊断系统和基于规则的故障诊断,生成故障诊断报告,并将其导入专家经验库。经风电机组齿轮传动实验台实验检验,系统界面友好,能为维修工程师进行故障排查提供解决方案,提高排故效率,缩短排故时间,降低排故难度。

    2021年04期 No.362 162-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 1272K]
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数字化设计与制造

  • 复合材料构件MBD模型规范化检查系统研究及应用

    王凯;

    随着MBD技术在航空复合材料构件设计当中的应用,三维模型成为产品几何与非几何信息的唯一载体,是生产制造过程中的主要依据。由于复合材料构件结构多样性以及设计表达的复杂性,仅靠设计人员经验不能保证三维模型的质量,需要建立全面的建模规范以及面向设计/制造的检查系统来实时指导和规范复合材料构件全三维建模。为了实现对复合材料构件MBD模型的质量控制,研究了基于检查模板的构件模型规范性检查技术,对复合材料构件建模过程进行了规范性分析,并设计了构件MBD模型规范化检查系统,保障了三维模型定义的规范性、完整性和工艺性。基于B/S和C/S混合模式进行了系统开发,将其应用到某航空制造企业复合材料构件建模过程,并以某复合材料构件三维模型的检查为例验证了系统的可行性。

    2021年04期 No.362 167-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1485K]
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  • 扩张式封隔器性能分析及试验研究

    田宗正;谷磊;尹慧博;程光明;

    针对具有单向护肩结构的大扩张比封隔器入井测试问题进行了研究,由于该封隔器扩张比达到40%,远高于常规封隔器,为防止封隔器胶筒坐封过程中发生大的挤压变形和向上位移,在封隔器胶筒上端设计了护肩机构,而常规封隔器上环空试压方法不能验证护肩功能,并容易导致封隔器解封。为此对大扩张比封隔器实际坐封状态进行了有限元计算和地面测试,在此基础上设计了能够实现下环空测试封隔器性能的管串结构和试验工艺,并完成了入井试验。试验结果表明封隔器下环空试压达到18MPa,封隔器护肩坐封过程中能够胀开保护胶筒并在上提解封时实现收缩。研究所形成的计算及试验工艺方法实现了对封隔器工作状态的有效测试,为封隔器功能完善、结构改进提供了参考依据。

    2021年04期 No.362 171-173+178页 [查看摘要][在线阅读][下载 1457K]
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  • 挂钩式防电梯层门靴脱槽装置摆锤冲击有限元分析

    李寒冰;卫小兵;张召军;王敏星;

    针对《GB7588-2003电梯制造与安装安全规范》及其第1号修改单生效前国内已经投入运行的约400万台未考虑层门防撞性能的老旧电梯,设计了一种挂钩式防电梯层门靴脱槽装置,通过摆锤冲击有限元分析和试验结合的方式对比了加装前和加装后电梯层门的抗冲击性能,提取了挂钩式防层门脱槽装置结构的关键区域碰撞组件的载荷曲线,分析了该装置的抗撞原理,结果表明,加装挂钩式防脱槽装置后的电梯层门能够显著的限制撞击时层门竖直方向的变形趋势,从而提高层门的抗撞击性能,耐撞击力提高了2.16倍,同时,摆锤试验进一步验证了分析结果的正确性。

    2021年04期 No.362 174-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 1710K]
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  • 不同因素对汽车传动离合器接合过程影响分析

    李盛福;

    离合器是汽车传动系统的重要组成部分,其接合过程直接影响到车辆起步性能和动力传递,并影响系统各单元的使用寿命。针对离合器接合过程的特点,对滑摩状态和接合状态进行动力学分析,建立系统的动力学模型;从滑摩功和冲击度两个方面对离合器接合过程进行评价,获取影响换挡品质的评价指标因素;根据动力模型和数学模型,基于Simulink建立离合器接合过程的分析模型;研究不同坡度及载重等因素对离合器接合过程中摩擦片的角速度、滑摩功及冲击度的影响,获取各因素的影响规律。结果可知:随着油门开度和油门变化率的逐渐增大,离合器接合角速度和接合时间都有所增大,接合过程产生的滑摩功也不断增多;随着起步坡度、载重的增大,离合器接合角速度逐渐减小,接合时间逐渐增大,接合过程产生的滑摩功也不断增多;分析过程和结果为此类设计提供参考。

    2021年04期 No.362 179-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 2181K]
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  • 面向神经网络的智能测量与加工集成研究

    喻彩丽;

    面向神经网络的智能测量与加工一体化集成是多学科交叉和综合集成的先进制造技术。五维柔性框架式激光加工机器人系统使智能测量与激光加工一体化得以实现。文章通过神经网络的智能控制研究,从自适应测量所得到的离散点到数据智能化处理,并通过集成分析,对加工轨迹数据的生成进行了研究和加工面重构。为高精复杂产品实现智能测量与加工一体化集成指明了方向,成为一种高新技术迅速发展并构成多学科交叉的知识创新工程新领域。

    2021年04期 No.362 184-187+194页 [查看摘要][在线阅读][下载 720K]
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  • 基于虚拟正交试验的发动机冷却风扇设计参数优化

    张若楠;韦朋余;姜超文;周舒豪;

    汽车冷却风扇的设计参数决定其工作性能,进而对整车散热性能有直接影响。采用计算流体力学的方法,分析风扇轴向伸入距离、风扇与风扇罩径向间隙和风扇旋转中心偏移距离三种不同参数对散热器进风量和风扇有效功率的影响规律。在此基础上,通过虚拟正交试验的多目标耦合分析,得到风扇设计参数的优化方案。并通过数值仿真与整车热平衡试验对优化方案进行验证。结果显示,优化后车型在模拟爬坡工况下,散热器,冷凝器进风量和风扇有效功率分别提升10.89%、4.08%和12.78%,发动机表面温度降低0.91℃,发动机舱散热性能显著提升,内部温度分布状况明显改善。

    2021年04期 No.362 188-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1890K]
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  • 连续梯变拉胀蜂窝面内冲击动力学性能研究

    邓小林;

    研究了一种连续梯变拉胀蜂窝结构,对该结构的相对密度公式进行了推导,采用Abaqus/Explicit建立了蜂窝结构的数值模型,研究了蜂窝结构在不同冲击速度下的变形模式并获得了变形模式分类图,对不同厚度的蜂窝结构在不同速度下的动力学响应和能量吸收情况进行了研究。研究结果表明,蜂窝结构变形模式主要分为准静态模式、转换模式和动态模式,正梯度变化(Positive gradient vary,PGV)蜂窝结构相比负梯度变化(Negative gradient vary,NGV)蜂窝结构的转换模式区域覆盖范围更大,在冲击的初始阶段,PGV蜂窝结构的初始峰值应力相比NGV蜂窝结构更高,蜂窝结构的比能量吸收则随着壁厚的增加和冲击速度的提高而增加,NGV蜂窝结构相比PGV蜂窝结构具有更好的能量吸收能力,并且随着冲击速度的增加,优势更为明显。

    2021年04期 No.362 195-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 4199K]
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  • 利用超体素中心点连线可见性的图像分割算法

    陈十力;罗双奇;刘冠峰;

    当图像中存在阴影、低对比度边缘和模糊区域时,传统算法利用纹理、颜色等信息难以准确分割物体。以点云图为研究对象,依据盒状、柱状物体在三维空间中的几何形状,提出一种基于超体素中心点连线可见性的图像物体分割算法。该算法首先对点云图进行过分割,得到具有相邻关系的超体素,接着依据其中心点法向量平行准则以及中心点连线可见性准则共同判断相邻超体素是否融合,然后过滤噪声,并利用遮挡关系进一步考察同一物体平面超体素的融合情况。实验结果表明:在OSD-v0.2公开数据集上,文章提出的算法误识别率为6.9%,漏识别率为4.6%,比单一结合法向量的凹凸性判断方法更好,整体误差更小。利用本算法对物体进行分割,更容易计算物体的抓取位姿,有助于机器人执行抓取任务。

    2021年04期 No.362 201-205+210页 [查看摘要][在线阅读][下载 1401K]
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  • 基于workbench平台的涡旋压缩机涡旋齿瞬态流固耦合分析

    吴臻;冯治国;苏亚锋;廖飞龙;

    在workbench平台下提出一种涡旋压缩机流场气体力对涡旋齿边界受力变形影响的瞬态流固耦合计算方法,建立了涡旋压缩机三维流场模型,采用RNG k-ε湍流模型对其工作过程进行模拟从而得到流场分布,流场压力分布沿齿高方向不均匀,曲轴转角90°时涡旋齿内外侧压差在齿头处最大。将流场边界压力载荷加载到涡旋齿边界上,得到任意曲轴转角下的涡旋齿的受力和变形分布,分析了流场变化对涡旋齿受力、变形的影响。得到了涡旋齿的受力和变形规律,此压力载荷施加方法与实际工作状态更接近,计算结果更贴近实际情况。

    2021年04期 No.362 206-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 2184K]
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  • 车门铰链倾角对车门关闭力影响的研究

    包涛;习俊通;徐武彬;许培星;

    汽车关闭力直接影响到整车质量的评价结果,它的好坏往往也反映了车门感知质量的优劣,而车门铰链倾角是影响关闭力的关键因素之一。在分析影响车门关闭力的各种影响因素的基础上,重点分析了铰链倾角对车门关闭力的影响。通过Adams仿真软件对各种倾角下关闭力进行仿真确定最佳倾角的参数。然后基于速度法测试车门关闭力构建物理试验平台,并且根据仿真确定参数的基础上在物理试验平台上进行试验,并最终确定车门关闭力最小时铰链倾角最佳参数值。

    2021年04期 No.362 211-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 695K]
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  • Modelica/MWorks的盾构液压推进系统建模与仿真

    秦东晨;周鹏;张强;李帅远;

    盾构推进系实现了盾构机的前进及转弯功能。针对盾构推进系统的结构特点,对系统中的各元器件进行原理结构分析并建立数学模型。基于Modelica语言在多领域仿真平台MWorks中建立推进系统动态特性分析的通用模型组件库,对推进系统的仿真模型进行动态特性分析。分析结果表明,换向过程中系统压力出现突变,系统震荡加剧,不利于系统的稳定;而系统中流量的波动变化较小,对系统稳定性影响较弱;减小压力波动对实现系统稳定意义重大。该模型符合盾构机在实际工况下推进系统的工作特性,在模型中能获得时域范围内系统的压力和流量脉动情况。

    2021年04期 No.362 215-218页 [查看摘要][在线阅读][下载 1279K]
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  • 基于大数据分析的变频器异常检测方法

    闫会玉;郑泽宇;宋宏;高原;

    变频器设备机理复杂、设备监测数据异常样本少,导致在实际应用中基于经验和基于模型的异常检测方法操作性难、常规的数据驱动方法可行性差。针对上述问题,结合密度峰值聚类与时序运行数据的转移特点,提出一种基于大数据分析的变频器异常检测方法。该方法首先通过密度峰值聚类将运行数据聚类,然后将时序过程数据在不同类簇间的动态变化规律用概率表示,并基于聚类结果和转移概率提出异常检测体系框架,最后通过异常案例验证该方法的有效性,表明该方法能够正确识别变频器异常行为。

    2021年04期 No.362 219-222页 [查看摘要][在线阅读][下载 839K]
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  • 基于正交试验不同截面汽车前纵梁特性分析

    冯如只;秦颖;

    前纵梁是汽车发生正面碰撞时重要的能量吸收结构,对汽车碰撞安全和乘员保护具有重要作用。根据前纵梁结构特点,对其进行简化为薄壁梁结构,采用试验分析和模型仿真相结合的方法对矩形截面前纵梁的吸能特性进行对比分析;试验表明模型仿真结果的准确性。以仿真和试验分析结果的结论作为参考依据,选取影响前纵梁吸能特性的材料、厚度、截面形式、引导槽倾角等作为正交试验的4个因素,截面形式为6水平,其他因素为3水平,设计了L18正交试验表,将结构总质量、碰撞过程最大支反力作为约束,单位质量最大支反力作为目标进行不同截面前纵梁对比分析;分析结果可知:试验分析与建模仿真结果曲线的误差在10%以内,表明模型的准确与可靠性;前纵梁的截面形式为十字形、无设计倾角,材料则选择高强钢,厚度为1.6mm时,前纵梁的吸能性能最优,可以作为实际设计的参考。

    2021年04期 No.362 223-226+230页 [查看摘要][在线阅读][下载 1267K]
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  • 无心外圆磨削能耗建模及优化研究

    丁成;张华;鄢威;

    无心外圆磨削广泛应用各类棒料工件的精加工,其在加工过程中会产生巨大的能量消耗,为提高无心外圆磨削过程的能量效率,主要对磨削过程的工艺参数进行了优化。在考虑磨削功率、表面粗糙度及磨削用量约束的基础上,将砂轮线速度、导轮线速度、导轮架进给速度选为优化变量,以最小能量消耗为优化目标来建立数学模型;提出了蜜蜂进化型遗传算法并结合MATLAB软件对模型进行优化求解,将结果与传统遗传算法进行对比实验,验证了蜜蜂进化型遗传算法的有效性。

    2021年04期 No.362 227-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 391K]
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  • 基于参数化方法的圆碟形水下滑翔机结构轻量化设计

    甄春博;王强;王晓旭;英扬;

    圆碟形水下滑翔机结构质量大小对其性能影响较大。为提高圆碟形水下滑翔机结构分析效率,在圆碟形水下滑翔机耐压壳结构分析的基础上,对圆碟形耐压壳结构进行参数化设计及优化研究。运用ANSYS参数化设计语言APDL对圆碟形耐压壳进行参数化建模与分析,采用零阶与一阶相结合的优化方法,对圆碟形水下滑翔机耐压壳结构进行轻量化设计。结果表明,参数化分析方法有效地提高了分析效率,优化后所得最优解与初始值相比,质量减轻了29.4%,圆碟形水下耐压壳轻量化效果明显。

    2021年04期 No.362 231-234+239页 [查看摘要][在线阅读][下载 1378K]
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  • 扇形静压转台结构设计与仿真分析

    王永柱;戴惠良;冯星鑫;韩凯凯;

    为解决平面二次环面蜗杆数控磨床加工中出现形位超差和精度不足的问题,通过研究磨床的整体结构和转台工况确定了扇形静压转台的主体结构方案和设计参数,通过理论计算推导出承载力与位移率和面积比的关系和刚度与压力比与面积比的关系,根据面积比最优计算得到油垫的承载力和刚度,并利用FLUENT软件分别对口字型和工字型油腔结构的油垫进行流体力学仿真分析,证明计算得到的油腔尺寸参数可以使转台产生足够的承载力,满足磨床设计要求,分析了矩形油垫中不同的油腔内部结构,得到口字型油腔结构比工字型油腔结构产生的更大承载能力且承载更均匀,油腔内部无内壁阻隔更适合于静压油腔选型的结论。

    2021年04期 No.362 235-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 1612K]
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  • 新型微电机驱动开关阀仿真与试验研究

    夏光;郑友;唐希雯;孙保群;

    针对农用车辆动力换挡系统,设计了一种采用微型直流电机驱动和丝杠进给机构传动的新型开关阀,阐述了开关阀内部结构及其工作原理,基于Matlab/Simulink建立了微型直流电机和丝杠进给机构耦合的动力学模型,分别对阀的阶跃响应特性和静态流量特性进行了仿真,并在动力换挡试验台架上进行了试验研究。结果表明,试验结果与仿真结果基本吻合,验证了模型的有效性。该新型开关阀能够实现油路通断控制和流量调节,为进一步研究新型开关阀提供了理论参考。

    2021年04期 No.362 240-243页 [查看摘要][在线阅读][下载 1292K]
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  • 基于碰撞安全性汽车前防撞梁总成轻量化设计

    王雪梅;薛振国;刘一扬;

    前防撞总成是汽车正面碰撞时最重要的承载件,起到吸收能量和保护乘员的作用,也是轻量化设计的重要结构。根据前防撞梁总成的结构特点,选取横梁和吸能盒作为研究对象,选择材料、厚度、截面形式等方面进行轻量化方案设计,选择最大加速度、侵入量、能量吸收和单位质量承载力等作为优化设计目标,对不同结构的零件进行优化设计。并对优化设计前后总成的性能进行对比分析,选择正面100%重叠工况和40%偏置碰撞工况进行对比分析,获取加速度、承载力等变化曲线。结果可知:优化设计后横梁材料DP980D+Z,厚度1.3mm;吸能盒的截面形式为十字形、无设计倾角,材料则选择高强钢DP780D+Z,厚度为1.6mm;轻量化后总成的加速度、侵入量、最大承载力均无明显变化,变化趋势基本一致;最大侵入量满足设计要求,最大承载力与实际值偏差为2.3%,满足要求;表明总成轻量化设计方案的可行性,为实际应用提供参考依据。

    2021年04期 No.362 244-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 727K]
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  • 珩磨加工中运动仿真分析与工艺实践

    闵浩晨;宁会峰;龚俊;师志鹏;

    珩磨的运动参数一直依靠着加工经验进行选择,这种经验是通过长时间反复实践而得出的,其效率较低、自由度大,为了能够快速的分析和确定运动参数,提出一种将理论仿真与实验加工相结合的方法。首先,以珩磨头作为研究对象,分析轨迹的运动原理,利用MATLAB构建珩磨加工中的三维轨迹,分析珩磨加工中运动参数对于轨迹的影响。其次,以珩磨头上的油石作为研究对象,利用ABAQUS建立珩磨的有限元模型,根据运动参数制定不同的参数方案,将参数方案导入模型之中,仿真分析后计算出珩磨孔圆柱度并进行对比,选出最理想的运动参数方案,并通过实验验证方案的可行性。

    2021年04期 No.362 248-252页 [查看摘要][在线阅读][下载 2546K]
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  • 三维工艺设计中的工艺模型创建方法

    黄丰云;刘小磊;徐劲力;刘伟腾;

    针对目前机加工零件三维工艺设计存在的工序模型可读性及建模通用性差,生成效率低的问题,提出一种基于半空间相交法的工艺模型创建方法。首先对工艺MBD模型进行定义并确立了求解表达式。接着根据逆向建模思维,从设计MBD模型开始,对各道工序中的加工特征,进行特征识别与设计信息提取。然后运用改进的半空间相交及参数化建模方法,创建各道工序的制造特征体和工序MBD模型,并将最终生成的工艺MBD模型作为工艺文件输出保存。最后,以后桥差速器壳零件为例,对所提方法的可行性进行了实例验证。

    2021年04期 No.362 253-255+262页 [查看摘要][在线阅读][下载 761K]
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  • 考虑定位特征的公差规范本体化研究

    江佳炜;黄美发;赵宇飞;黄劲;

    针对现阶段的公差规范设计很少涉及对定位连接优先级的考虑,将本体引入到公差规范自动生成的研究中。从装配特征面之间的约束关系出发,给定定位连接优先级关系、基本配合约束与自由度之间的关系、公差类型的生成与定位特征面之间的关系等信息,建立公差规范表示模型。基于所建模型,通过Protégé构建公差规范信息本体,并以本体规则的形式显示地表示知识和经验的语义。基于装配体定位连接优先级与公差规范的内在推理机制,实现公差规范设计。通过实例验证所提出方法的可行性。

    2021年04期 No.362 256-262页 [查看摘要][在线阅读][下载 1886K]
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  • 圆柱形锂离子电池组强制风冷性能研究

    郭健忠;吴佳锦;许小伟;张华伟;

    随着新能源汽车的发展,动力电池成为纯电动汽车的核心技术之一。为使电池热管理系统对车用电池组温度的控制过程更加节能高效,采用合适的电池布置间距尤为重要。以26650圆柱形锂离子电池组为对象,通过Fluent仿真模拟了顺排与叉排两种布置形式下28mm、31mm、34mm、37mm、40mm五种电池间距对应的电池组强制风冷过程。分析了五种电池布置间距下电池综合换热性能、电池最高温升、电池温度一致性、所需风扇功率及电池组体积利用率随电池间距的变化规律。研究表明权衡考虑各项性能的最优电池间距对于顺排布置为35mm,对于叉排布置为36mm。

    2021年04期 No.362 263-266+271页 [查看摘要][在线阅读][下载 1414K]
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  • 基于CAN总线电传动车辆辅助电气系统设计分析

    滑娟;翟二宁;

    电传动自卸车辆的辅助电气主要完成车辆仪表、灯光、雨刮、液压逻辑等控制功能以及为整车弱电设备提供电源,主要采用点对点模式,原理简单但存在着整车线束数量多、检修困难、难以维护保养等诸多弊端。针对存在的问题,提出分布集中式的辅助电气模式;对系统布线进行设计,根据各部分功能和布置的不同,采用分布式和传统点对点连接方式相结合的方法,降低整车线束的复杂程度;对辅助电气系统进行设计,设计控制器和端口程序,并对主控制器线路和液压控制器线路进行设计,使其满足整车的使用需求;对辅助电路进行仿真实验,选取机油压力检测和整车紧急双移线试验进行各辅助电路测试。结果可知:机油泵转速、机油温度和机油压力的检测准确度高,误差小于1%;整车实际运行轨迹与理想双移线运行轨迹有较好的吻合;辅助电路能够实现设计的控制机理,顺畅的信号流,CAN总线的网络能够保证正确的通信,准确性和实时性得到实现;为此类设计提供参考。

    2021年04期 No.362 267-271页 [查看摘要][在线阅读][下载 1205K]
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机器人

  • 阀口袋自动上袋机器人系统设计研究

    陈燕明;李雪梅;董龙刚;朱召阳;

    阀口袋包装方式是粉体的主要包装方式之一,但在上袋环节普遍依赖人工操作来完成,效率低,粉尘危害大。针对这一问题,设计了一种阀口袋自动上袋机器人集成系统。该系统主要由阀口袋输送装置、机器视觉系统、工业机器人和控制系统组成。通过视觉系统在线采集阀口袋局部图像,利用二次开发的图像处理程序对图像进行处理,完成阀口袋的识别定位;然后PLC与机器人通信,工业机器人在视觉引导下通过上袋末端执行器完成阀口袋的拾取、开袋、套袋等一系列上袋工序。该系统视觉识别定位速度快,上袋末端执行器运行稳定,配合机器人较好地完成了阀口袋的自动上袋作业。

    2021年04期 No.362 272-276页 [查看摘要][在线阅读][下载 1757K]
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  • 一类三平移3-RRC并联机构的运动学

    罗建国;邱杰清;赵韵秋;

    介绍了一类具有三平移的3-RRC并联机构,并对该机构的自由度、位置正逆解、工作空间、奇异位形进行分析计算;利用基于螺旋理论(反螺旋)的自由度分析原理结合动平台约束分布给出了机构在任一位形下的自由度,并获得了运动奇异产生的几何条件;给出了位置分析的逆解析解,导出了位置正解的公式,并给出具体求解步骤;利用有逆解的充分必要条件推导出了工作空间;对主动件锁住后形成的新机构进行自由度分析从而得到约束奇异产生的几何条件。

    2021年04期 No.362 277-281页 [查看摘要][在线阅读][下载 947K]
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  • 并联机器人正运动学与NURBS轨迹规划

    张皓宇;刘晓伟;任川;赵彬;

    并联机器人是一种具有高载荷自重比的封闭式运动结构,针对并联机器人运动控制和NURBS轨迹问题进行了深入的研究,首先从并联机器人的逆运动学问题进行了解析方法的求解。其次,针对正运动学(FKP)在数学上是难以解决问题,提出了一种多层感知器进行反向传播学习的神经网络进行实时求解。再次,开发了基于NURBS的通用插补器,它可以处理任何类型的几何图形使得机器人运动轨迹平滑。最后利用实验验证了运动学和NURBS曲线求解并联机器人模型的正确性。该策略在少数迭代和很少执行时间内,位置和方向参数的精度分别接近0.01mm和0.01°,验证了算法的有效性和正确性。

    2021年04期 No.362 282-286+292页 [查看摘要][在线阅读][下载 1014K]
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  • 全方位装配机器人的刚度误差分析

    叶长龙;万缯齐;于苏洋;姜春英;

    为了提高工作效率并节约劳动力,设计了一种可执行装配任务的全方位装配机器人,此机器人能在实际工程中执行一些简单的装配任务。为提高机器人在执行装配作业任务时的装配精度,对其刚度误差进行分析。根据机器人的结构特点并结合旋量理论对并联机构各支链进行建模,推导出机器人的刚度模型。通过仿真分析得出了支链长度以及载荷对系统刚度的理论影响。结合实验测试对刚度矩阵进行修正,得出不同姿态下系统刚度引起的误差。详细分析误差的产生的原因,提出了减小误差的改进方案。

    2021年04期 No.362 287-292页 [查看摘要][在线阅读][下载 1387K]
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  • 柔性双臂医疗机器人无传感器零力控制算法研究

    曹燕;尚万峰;张潇云;

    提出了一种无传感器零力控制算法,来实现机器人的牵引示教功能。首先,根据机器人的结构特点建立机器人动力学模型;其次,将采集的混杂有高频噪声的驱动器数据进行滤波得到了可供辨识使用的有效信息数据;再次,结合摩擦力数据分布不规律的特性,采用切比雪夫拟合法对摩擦力模型进行辨识,模拟牵引到停止过程中完整的加减速过程中的摩擦力补偿变化,并分析了其相对于传统的最小二乘法的优势;最后,通过拟合实验证明本算法的准确性,验证机器人本体在工程上的有效性,并根据操作的实际情况分析了拟合次数对于摩擦模型准确度的影响。

    2021年04期 No.362 293-295+300页 [查看摘要][在线阅读][下载 588K]
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  • 不确定性双臂空间机器人自适应模糊优化控制

    陈花卫;

    考虑空间环境存在惯性参数未知及外部扰动等不确定性因素,针对自由漂浮双臂空间机器人(DFFSR)关节角运动控制问题,提出了一种自适应模糊优化控制方法。首先,基于系统动量守恒关系及Lagrange方法,建立DFFSR系统关节空间的动力学方程;而后,考虑系统惯性参数未知导致惯性矩阵无法求解问题,利用模糊控制理论的万能逼近特性,通过在线参数辨识建立系统自适应模糊模型;由此,同时考虑系统存在外界扰动以及输出力矩的优化问题,基于SDRE优化控制理论,设计一种自适应模糊优化控制方法,实现了DFFSR系统关节角的精确运动控制。一组对比仿真验证了所提控制方法的可靠性。

    2021年04期 No.362 296-300页 [查看摘要][在线阅读][下载 1331K]
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  • 三胺板车间双排生产线布局优化设计

    赵晏林;陈昱熹;唐周;

    三胺板车间布局以双排生产线布局形式为主,目前的车间双排生产线布局是按历史经验进行,缺乏科学的建模分析。为尽可能地提高企业生产效率,缩短物料在生产过程中的搬运距离,以三胺板车间为研究对象,对该车间的现有双排生产线布局进行现状分析,构建数学模型,设计求解算法,进行Matlab编程等,设计出最优的双排生产线布局,最终,优化设计后的布局比原有布局降低物流强度25520kg·m,物流效率提升18.15%。结果表明,合理的双排生产线布局对三胺板车间的生产物流具有积极的作用。

    2021年04期 No.362 301-304页 [查看摘要][在线阅读][下载 945K]
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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。

    2021年04期 No.362 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 1275K]
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  • 沈阳智勤机器人系统工程有限公司

    <正>沈阳智勤机器人系统工程有限公司于2016年10月成立,是一家专业的数字化智能机器人系统集成商。公司以"专注技术,用心服务"为核心价值理念,致力于为用户提供专业、系统的全套设备解决方案,公司核心技术骨干均具有丰富的机器人系统开发应用经验。目前公司已进入10多个行业领域,产品覆盖领域遍及汽车、家电、工业、建材等行业,为海尔、格力、新松、美的等国内知名企业提供了优质的产品生产线及服务。

    2021年04期 No.362 305页 [查看摘要][在线阅读][下载 4655K]
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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。订阅通道:电话咨询订阅。订阅专线024-8689912018512480200网站下载订阅表。www.jsyz.cbpt.cnki.net发送电子邮件至3250874602@qq.com订阅

    2021年04期 No.362 306页 [查看摘要][在线阅读][下载 3762K]
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