理论与方法研究

  • 地铁列车曲线碰撞仿真研究

    杨皓杰;肖守讷;李铎;

    为对比分析地铁列车在曲线和直线轨道上碰撞后的结果,以某4节编组地铁列车为研究对象,建立了有限元模型,使用LS-Dyna显示动力学软件模拟列车分别在曲线和直线上以25km/h速度碰撞另一列相同的静止列车的3种碰撞场景,分别是直线轨道(碰撞场景1)、半径为800m的曲线轨道(碰撞场景2)和半径为600m的曲线轨道(碰撞场景3)。研究表明,地铁列车在曲线和直线上的碰撞结果存在一定的差异。随着轨道半径的减小,车辆加速度变大,车体前端和底架变形越严重,变形位置所承受的弯曲力矩越大。依据对脱轨系数和车轮抬升量的判断,车辆在曲线轨道碰撞时更接近于发生脱轨行为。

    2019年03期 No.337 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 1394K]
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  • 采煤机设计知识本体表示研究

    王瑶;丁华;李娟莉;

    采煤机设计知识种类繁多,合理表示设计知识,是采煤机智能设计的关键技术之一。为实现采煤机设计知识的共享和重用,提出一种基于改进七步法的采煤机设计知识本体表示方法。通过分析采煤机设计过程,以过程知识为核心,划分设计知识类别,提取关键术语,定义类和类的属性约束,完成采煤机设计知识本体建模。在本体模型基础上,研究设计知识存储方法,构建知识库系统,实现采煤机设计实例查询与扩充。以采煤机截割部设计知识系统构建为例,验证了该方法有效可靠。

    2019年03期 No.337 5-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1141K]
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  • 钢丝绳套环连接的结构分析及优化设计

    袁蕾舒;刘满禄;张俊俊;张华;

    基于对钢丝绳套环结构的高可靠性实际工况,通过分段分析,得出了钢丝绳不产生滑动的因素和条件。利用有限元软件对传统套环结构进行仿真分析,仿真结果表明:钢丝绳与套环的脱离处存在应力集中,且钢丝绳压板的螺栓在长期使用中存在松动的可能。以此为优化目标,优化结果表明:结构的最大应力减小了25%;套环最大应力减小了37%,螺栓应变差减小了50%,在长期使用中的松动情况得到了改善。并且,由于套环的压力可以调节,改进后的结构可连接不同类型的钢丝绳,适应性更强。

    2019年03期 No.337 8-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1678K]
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  • 材料匹配对高压轴向柱塞泵滑靴副干摩擦性能影响的研究

    倪斯亮;吴怀超;赵丽梅;杨绿;

    高压轴向柱塞泵滑靴副在高速、高压条件下工作,当接触面油膜失效时,转化为干摩擦,导致磨损严重。零件的材料匹配对滑靴副的抗磨损性能有着重要的影响。通过有限元分析法,对不同材料匹配,但工况相同的35MPa高压轴向柱塞泵滑靴副接触面进行了应力和温度分析。研究表明:选择合适弹性模量、密度小、泊松比小的滑靴材料与泊松比小,弹性模量大的斜盘材料匹配时,能获得良好的接触应力分布;选择密度、比热及导热率较大的斜盘材料对改善滑靴底部温升有显著作用。

    2019年03期 No.337 12-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1683K]
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  • 巡检机器人行驶轨迹定位方法

    胡鹏;吴功平;曹琪;杨松;

    针对机器人在架空地线上的无人监控的自动巡检,提出了一种在杆塔档间测绘巡检机器人行驶路径轨迹并定位的方法,为自动巡检任务奠定了基础。依赖优化后的里程计及倾角传感器实时测量由重力或张力引起的具有悬链线附加弧垂的行走里程与倾角数据并融合,得到机器人在悬链线上运行时不同时刻不同位置相对于杆塔基准点的位姿关系。为了提高定位精度,根据地线的悬链线特征对倾角数据进行平滑处理,降低外在因素对定位的影响程度。通过多次模拟实验以及现场实际运行结果发现该定位方法满足现场自动巡检的应用。

    2019年03期 No.337 16-19+24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1573K]
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  • 法兰自动对接空间位姿综合误差建模技术研究

    侯增选;杨修伟;黄磊;

    以某火箭发动机尾喷口与燃烧室法兰端口自动对接为例,设计TTTRRR六自由度对接机构,结合海克斯康Leicaprobe自动激光跟踪仪获取位姿信息,并求解位姿调整参量。分析六自由度对接机构的X/Y/Z三个平动导轨,A/B/C三个转动轴的制造误差、安装误差、运动误差等共计42项误差,并分别对每个运动单元进行误差运动学分析,通过齐次坐标变换技术对尾喷口法兰位姿建立空间位姿实际与理想空间位姿变换模型,推导空间位姿综合误差模型及尾喷口位姿误差,并通过算例仿真验证方法。

    2019年03期 No.337 20-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1514K]
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  • 钻柱振动作用下的定向井井眼轨迹分析模型

    田家林;周韬;姚宇;杨勇文;

    针对定向井井眼轨迹研究现状和横向振动对钻柱受力影响,进行了钻柱振动作用下的定向井井眼轨迹分析。首先,结合定向井钻井过程,建立钻柱横向振动模型,在此基础上,得到钻柱振动下定向井井眼轨迹分析模型,以及钻头侧向力和钻头转角的关系式。然后,利用钻井现场的有关参数,结合算例分析分析,验证计算方法和分析模型的可靠性。研究结果表明:钻柱中点处横向位移、钻柱与井壁的接触力、钻头侧向力和钻头偏移角有着密切的联系,它们有着相同的变化周期。当钻柱中点处横向位移处于正方向最大值时,钻头转角达到正方向最大值,而钻柱与井壁的接触力、钻头侧向力达到负方向最大值。

    2019年03期 No.337 25-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1581K]
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  • 微车上部结构强度仿真效率提升设计与验证

    刘昌业;莫易敏;韦勇;梁永彬;

    建立某微型车有限元整车模型,根据GB/T 17578上部结构强度(侧翻)法规及试验方法,进行整车上部结构强度仿真计算。由于整车系统涉及多种接触,网格数量级数较大;同时整个侧翻过程属于准静态翻滚过程,倾翻角速度较小,整个过程持续时间几秒到几十秒,仿真计算效率偏低。基于上述,须对微车侧翻仿真计算效率进行提升,采用能量守恒法、多刚体法、变形体转刚体材料三种效率提升方案设计。通过仿真实验计算与实验结果对比表明,三种效率提升方案在一定误差范围内,分别提升仿真计算效率58%、61%、34%。

    2019年03期 No.337 29-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1813K]
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  • 风力发电机组试验台系统设计与实验

    单梦晨;刘文艺;李雨;苏媛媛;

    风力发电机组近年来在我国发展较为迅速,针对风力发电机组运行状态监测与维护展开的相关研究逐渐成为行业热点。因风力发电机组故障维护成本较高,许多研究者开始通过故障模拟试验平台对其进行理论和实践研究。在此背景下,设计完成了一套风力发电机组传动链故障模拟试验台,可进行风力发电机组传动链故障模拟实验及仿真研究。试验台由三相异步电动机、减速器、发电机和变频器等控制元件组成。通过变频器控制电动机模拟不平稳风速的输入,进而研究发电机输出电量参数。同时可以通过模拟传动链系统不同的故障研究其电量输出变化。试验及分析结果表明,试验台转速控制平稳,符合理论计算;且可以有效地模拟不同工况下风力发电系统的运行状态。

    2019年03期 No.337 33-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1582K]
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  • 冗余双臂机器人实时协调避碰方法研究

    杨冬;李继强;董跃巍;沈永旺;

    对冗余双臂机器人的实时协调避碰规划进行了分析,提出了一种利用杆间最短距离作为避碰距离指标的避碰方法,利用胶囊体包围壳对机器人进行简化建模,然后计算机器人连杆间的最小距离,另外,为了减小障碍物对机器人动作的影响及降低机器人控制运算量,引入了一个权值函数以实现机器人手臂避碰算法的动态规划,通过调整避障运动幅度,提高机器人的避碰效率,在此基础上确立了一种改进的距离函数法。最后通过仿真验证了改进后的距离函数法的有效性及可靠性。

    2019年03期 No.337 36-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1825K]
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  • 残损航空器搬移拖车液压悬架参数分析及优化

    许致华;韩叶辉;洪振宇;田炜;

    为了合理选择残损航空器搬移拖车液压悬架参数使整车具有较好的动态性能,建立了两自由度液压悬架模型,推导出液压悬架的刚度和阻尼方程;根据工程实际应用建立了搬移拖车多体动力学模型、液压系统模型,进行联合仿真,分析得出了悬挂液压系统主要参数对搬移拖车动态性能的影响规律;并以车架加权加速度均方根值最小为优化目标,基于遗传算法对液压悬架主要参数进行优化设计。优化结果表明:在随机输入和脉冲输入下车身垂直加速度均方根值分别降低了26.1%和31.6%,有效提高了搬移拖车行驶过程中的稳定性。

    2019年03期 No.337 41-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 2034K]
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  • 一种应用平面约束的直角坐标机器人标定方法

    刘玉;隋春平;张洪瑶;

    针对某逆流萃取串级实验装置的精准操作作业需求,对其中的直角坐标机器人的运动学标定方法展开了研究。采用DH参数法建立了运动学模型,并推导了位置误差模型;根据直角坐标机器人的构型特点,结合球面约束,提出了应用已知姿态平面约束的标定方法,并基于位置误差模型建立了该方法的求解模型;给出了基坐标系和平面姿态的确定方法;采用基于奇异值分解的广义最小二乘法迭代求解;最后借助Matlab对该方法进行了仿真验证。仿真结果表明了所提出的标定方法有效地提高了机器人的操作精度。

    2019年03期 No.337 45-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1555K]
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  • 轻型客车车内振动传递路径的试验与仿真研究

    商国旭;周亮;史文库;范朝梦;

    应用传递路径分析方法,对某国产轻型客车驾驶员座椅的振动进行分析与优化。首先,建立15输入1输出的振动传递路径模型,通过整车道路试验获取工况数据,并通过室内锤击试验获取传递函数;其次,对每条传递路径进行贡献量分析,得到每条传递路径对响应点的贡献量;然后,建立整车刚柔耦合动力学模型对座椅的振动水平进行仿真分析,与试验结果具有很好的一致性,并且通过二次回归组合试验建立响应点振动水平与优化变量之间的数学关系;最后,建立一个考虑驾驶员座椅振动水平和动力总成悬置系统解耦率的综合目标函数,利用遗传算法优化得到每条传递路径刚度最优解,并对动力总成悬置解耦率与驾驶员座椅振动水平改进效果进行验证,结果表明:悬置系统解耦率有很大程度提高并且各个车速下驾驶员座椅振动水平均有较大程度的降低。

    2019年03期 No.337 49-53+57页 [查看摘要][在线阅读][下载 2124K]
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  • 肌电信号选择对下肢关节连续运动估计的影响

    李文锋;余志刚;胡心韵;

    介绍了利用肌电信号实现人体运动识别的发展状况和相关方法。针对肌肉选择对下肢关节角度预测性能的影响这一问题,构建了肌电信号组合集,并建立了高阶多项式模型以及提出的改进模型实现对肌电信号子集到关节角度的映射。利用最小二乘法对模型参数进行了辨识,并对比验证了这两种模型的有效性,确认了最佳肌电信号组合与模型自由度。结果表明,提出的改进高阶多项式模型对不同肌电信号组合实现关节角度预测具有更稳健的效果,同时,下肢关节连续运动识别的最佳肌肉选择不一定与关节运动直接相关。

    2019年03期 No.337 54-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1850K]
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  • 运用FFT分析自振脉冲射流振荡特性

    侯帅豪;邵云鹏;赵韡;黎相孟;

    针对目前煤岩破蚀与煤层割缝困难等问题,可利用自振脉冲射流振荡特性辅助其进行开采。通过快速傅里叶变换(FFT)方法对不同结构参数下喷嘴流场仿真结果进行幅频转换,探究腔体结构对振荡频率与振荡峰值的影响规律。通过频域分析发现,在特定参数(d_1=1.2mm,D=10.5mm,d_2=1.4mm,L=2.4mm,α=120°)下,自振脉冲射流的振荡峰值最大,有利于增强喷嘴振荡。与此同时,随腔径L、腔径D、前后喷组腔径比d_2/d_1增大,射流振荡频率与振荡峰值变化成正相关,与碰撞角α成负相关。相关结果及方法可为自振脉冲射流振荡特性的研究提供参考。

    2019年03期 No.337 58-60+65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2034K]
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  • 整体壁板式长桁端部斜削结构疲劳预估与试验

    任翔;刘马宝;王晓阳;张彦军;

    针对国产大型运输机结构耐久性设计需求,对整体壁板式长桁端部斜削结构的疲劳特性进行了分析和试验。基于有限元模拟并设计标准正交仿真试验,分析各关键几何因素的影响,提出了计算该型结构应力集中系数的二元函数经验公式。充分考虑大张角与根部圆角的影响,建立适用于长桁端部斜削结构的大张角缺口应力场方程,计算表明缺口热点附近应力场解析结果与有限元分析结果吻合良好,可精确描述该区域Ⅰ、Ⅱ混合型应力场。根据应力场计算结果,结合材料特性和结构几何,提出了关键控制区域应变能密度疲劳寿命预测方法。设计长桁斜削结构试验件并进行疲劳试验,试验结果表明应变能密度法可更为精确地预估端部斜削疲劳寿命,从而为相关工程提供重要参考。

    2019年03期 No.337 61-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2070K]
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  • 一种MEMS的微小滚动体动平衡测试系统

    崔咏;李济顺;隋新;

    针对微小滚动体质量小、驱动难度大、不平衡量微小等特点,提出了基于MEMS的微小滚动体动平衡测试系统,分析摆架参数对动平衡测试系统振动特性的影响,把MEMS加速度传感器对称嵌入到摆架支撑上,来测量摆架振动加速度,并用经打孔处理的电路板直接作为摆架支撑,优化后的摆架质量更小,测试系统的成本更低,灵敏度更高,操作更加简便。试验数据表明,该测试系统能够实现微小滚动体动平衡检测,且具有性能稳定、灵敏度高、成本低、适用范围广等特点。

    2019年03期 No.337 66-69+73页 [查看摘要][在线阅读][下载 2253K]
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  • 汽车滑移门约束策略及对感知质量影响研究

    周杰;黄歆明;龙建云;

    汽车滑移门关闭状态的静态定位和动态约束策略直接影响到客户感知质量,比如约束太紧容易造成开关门力大问题,约束太松又使得滑移门模态不达标从而造成坏路异响,外观匹配不稳定等问题。深入研究了中支架形状、滚轮与导轨配合间隙以及密封条和缓冲块刚度等因素对定位和约束的影响,识别出了滑移门前后方向定位和约束的关键影响点及控制手段,从而平衡了滑移门静态定位和动态约束两个矛盾体,确保滑移门模态达标消除坏路异响的同时平衡开关门力,提升了滑移门的客户感知质量。

    2019年03期 No.337 70-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1959K]
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  • 散乱点云的孔洞识别和边界提取算法研究

    王春香;孟宏;张勇;

    针对逆向工程中已有孔洞识别算法执行效率低、孔洞边界点提取不完整等问题,提出一种新的基于KD树和K邻域搜索的点云孔洞识别及边界提取算法。该算法首先利用KD树建立散乱点云的拓扑关系。其次,计算点云密度、定义距离阈值作为判别参数,利用K邻域搜索计算每个点与其K个邻域点的距离,距离大于阈值的点即为边界点。再次,采用单坐标搜索法去除外边界,保留孔洞边界。最后,利用边界追踪算法获取完整的孔洞边界点。以涡轮叶片和挖掘机斗齿为研究对象,对点云上的自然孔洞利用该算法进行识别。结果表明,该算法能够快速地识别出散乱点云中孔洞,并能完整地提取出孔洞边界点,实用性强。

    2019年03期 No.337 74-76+81页 [查看摘要][在线阅读][下载 2452K]
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  • 糊底机托辊机构摇臂优化设计

    张伟;殷红;张楠;董海棠;

    为实现纸纱复合袋糊底机托辊机构核心部件摇臂的轻量化设计,提高其力学性能,以摇臂质量、疲劳安全系数和等效应力为优化目标完成摇臂的多目标优化设计。建立摇臂参数化有限元模型,根据受载工况,完成静力分析和疲劳分析。引入灵敏度分析方法,根据分析结果确定优化设计变量,并采用目标驱动优化中的筛选法得到Pareto最优解集,确定最优解集中的1个Pareto最优解作为最终优化方案,并完成试制。结果表明:优化后摇臂质量降低19.28%,疲劳系数提高3.29%,等效应力降低3.15%,试制机构的力学性能得到了显著提升,满足现场要求。

    2019年03期 No.337 77-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 2163K]
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  • 不同路面工况下的整车振动模态能量分析

    陈双;包黎明;於胜军;

    对七自由度整车振动模型进行研究,并搭建了包含随机平直路、斜坡路、连续减速带三种路面特征的多工况路面模型。利用车辆振动模态分析理论,对不同工况下的整车振动模态能量进行分析,得到三种工况下的模态能量比及模态能量比变化率。通过MATLAB/simulink仿真分析可知,各阶模态能量比及其变化率的数值在三种路面下分布在不同的数值段,若将模态能量比与模态能量比变化率相结合能够实现对不同路面工况的区分。仿真分析结果可以为汽车行驶路面特征识别研究奠定基础。

    2019年03期 No.337 82-85+90页 [查看摘要][在线阅读][下载 2259K]
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  • 一种少自由度飞行模拟运动平台误差分析

    许致华;张亚伟;洪振宇;

    将一种少自由度并联机构3-PRS用作飞行模拟运动平台,为使该平台运动精度满足系统要求,对其进行误差分离与灵敏度分析。通过研究平台运动学逆解模型获得驱动雅克比矩阵与约束雅克比矩阵,采用空间闭环误差矢量链的误差建模方法,对运动平台进行误差建模,获得各个几何误差源与终端输出位姿误差之间的映射函数,在所建立的全误差源模型的基础上,利用解析法去除冗余误差源后,借助驱动雅克比矩阵与约束雅克比矩阵将影响该平台末端可补偿位姿误差的误差源和不可补偿位姿误差的误差源分离。最后,在整个运动空间内,借助灵敏度分析,获得影响末端不可补偿位姿误差源的全局灵敏度影响系数。根据灵敏度影响系数可指导前期设计阶段各零部件公差等级的选择以及装配阶段装配公差的确定,研究结果对同类少自由度并联机构具有指导意义。

    2019年03期 No.337 86-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1942K]
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  • TiAlN涂层刀具切削性能及磨损机理研究

    赵晟琪;刘雅荣;

    为研究Ti Al N涂层刀具的切削性能和磨损机理,首先采用304不锈钢球对Ti Al N涂层进行摩擦磨损试验,对其磨损形态和摩擦系数进行分析比较。同时,釆用电弧离子镀技术基于YT15硬质合金刀具制备了YT15-TiAlN涂层刀具,并利用该刀具对40Cr钢进行了切削试验;同时,将涂层摩擦磨损特性、切削力以及刀具磨损机理作为衡量指标进行讨论研究,并与未涂层刀具进行对比。结果表明,YT15-TiAlN涂层刀具的切削性能大幅提高,Ti Al N涂层改善了刀具的摩擦特性,抗磨损能力大大增加,刀具的使用寿命提高了约1倍左右。

    2019年03期 No.337 91-93+97页 [查看摘要][在线阅读][下载 2100K]
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  • 基于加工特征的注塑模加工费估算研究

    孙辉;侯斌魁;黄志高;

    随着塑料模具的发展,模具报价水平直接关系着模具企业的发展。注塑模加工费用的估算对模具成本评估具有重要意义。为了提高注塑模加工费估算的效率和准确度,提出了基于加工特征的注塑模加工费估算方法,并给出了加工费估算数学模型。在NX7.0平台通过图的特征识别技术,完成主要加工特征的识别和特征参数的提取。建立工艺模板完成特征到工艺的推理,进而确定零件加工方案。结合数据库技术完成了加工工时及加工费用的估算。最后通过一个底壳零件的模具实例对方法进行了验证。

    2019年03期 No.337 94-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1783K]
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  • 中雷诺数下叉排圆柱列流动特性的可视化实验

    周杰;赵亮;史晔;喜冠南;

    为了研究叉排圆柱列的流动规律,针对本实验搭建了开式循坏水槽,并设计叉排管束实验模型,从而对以叉排形式分布的管束列的换热效果提供理论性指导。利用染色法及PIV技术对叉排圆柱列进行可视化实验研究。在确定横向及纵向间距的情况下改变雷诺数,以及在确定雷诺数及纵向间距的情况下改变横向间距,从而对叉排圆柱列的瞬时场及时均场进行实验研究。实验结果表明在一定的雷诺数下,横向间距足够小时,第二列圆柱具有整流作用。增加横向间距后,上游圆柱及下游圆柱尾流均有涡的形成及脱落。同时叉排圆柱列的分布具有加速作用。

    2019年03期 No.337 98-100+105页 [查看摘要][在线阅读][下载 2420K]
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  • 微造型在机械密封作用机理研究中若干关键问题的探讨

    张红欣;阿达依·谢尔亚孜旦;张建杰;

    为探讨端面微造型在机械密封中的作用机理,以形成动压效应的几何楔空间为切入点,分析了端面微造型在摩擦副表面中的几何构成。分析结果表明:端面微造型使摩擦副表面几何形貌不平,并借助压差流和剪切流形成动压效应,而表面微观几何形貌是一种特殊的微造型。实验结果的分析表明,表面微观几何形貌不平可影响动压效应,经电化学光整加工的表面微观几何形貌使润滑膜增厚。机械密封中的摩擦副表面微造型不仅具有润滑与密封的作用,而且还具有速度式泵送与容积式泵送的效应。表面微造型的不平度、分布密度以及形状等因素对润滑膜厚度及其稳定性等影响的研究将有助于机械密封理论和技术的进一步发展。

    2019年03期 No.337 101-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 2340K]
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先进制造技术

  • 走刀路径对多型腔薄壁件加工变形的影响

    贺旭东;明伟伟;郭国强;陈明;

    薄壁结构件质量轻,可以大幅减少航天设备的重量和油耗,故而在航天工程中得到了广泛的应用。但薄壁结构件刚性差,在加工过程中容易引起变形,导致废品率升高。针对此种问题,以多型腔薄壁结构件为研究对象,走刀路径作为切入点,结合试验与物理仿真模型研究了走刀路径与变形之间的关系。试验结果表明:由工件中心开始加工且走刀路径具有较好对称性时,工件加工变形可得到明显改善。原因在于由工件中心弱刚性区域开始加工时,周围的未加工区域可以给中心弱刚性区域提供支撑,减小变形;另一方面,对称的走刀路径可使工件变形更加均匀,进一步改善了工件变形。最后总结出了针对此类零件加工的最优走刀路径,可使变形得到有效的改善。

    2019年03期 No.337 106-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 2308K]
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  • 磁场辅助电火花加工放电间隙数学模型的建立

    贾建宇;王燕青;杨胜强;

    与微细电极正交布置的磁场通过影响放电通道,扩大放电间隙改善放电环境并且增大放电能量,有效提高了电火花加工效率。为了预测及调控磁场辅助电火花加工(MF-EDM)的放电间隙,采用部分析因试验设计方法,应用数学优化分析软件1stOpt,基于正交磁场辅助单脉冲电火花放电的试验数据进行非线性多项式拟合,建立了放电间隙的数学模型,并通过进一步试验验证模型的可靠性,实际值与估算值误差控制在8%以内。

    2019年03期 No.337 110-112+117页 [查看摘要][在线阅读][下载 2076K]
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  • 皮带导轨梳齿式挑膜机构的设计与试验

    刘祖国;张大斌;余朝静;卢泽;

    针对烤烟苗期地膜回收问题,设计出一种皮带导轨梳齿式挑膜机构。首先,通过建立挑膜齿的运动轨迹方程并结合挑膜齿在挑膜瞬间的受力分析,得到卷膜滚筒上单侧的挑膜齿数设计为齿为最佳的齿数排列和确定了卷膜辊转动的最佳转速范围是。然后,利用Matlab分析得到挑膜齿与皮带间的夹角90°时的余摆线为最佳的地膜运动轨迹曲线。最后,通过试验验证了皮带导轨式挑膜齿的排列、安装角度及地膜铲的最佳入土深度的可靠性,表明了当横向行走速度是0.3m/s为最优且稳定性较高。

    2019年03期 No.337 113-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 2415K]
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  • 性能驱动的转向架构架结构设计方法

    王立功;王超;邹益胜;姜杰;

    传统的轨道车辆转向架构架结构设计方法采用基于实例的"经验设计-性能验证"的反复迭代设计模式,耗时长,难以获得同时满足多个互斥性能指标的最优解。提出一种性能驱动的构架结构设计方法,通过输入构架的多个性能指标,直接获得一组优化的构架结构设计参数,避免了对设计经验的过度依赖和反复迭代。首先基于专家知识获得构架结构的设计空间,采用拉丁超立方抽样方法生成设计样本,并利用有限元仿真数据构建构架性能指标计算的Kriging代理模型,再采用强度帕累托进化算法(SPEA2)建立构架性能指标-结构参数映射模型。然后基于该模型输入构架的性能指标集,便可获得多组可行的构架结构设计参数,再应用集合理论对可行解进行优选,即可获得一组满足所有性能指标要求的优化解。最后,以某型转向架构架为实例,验证了该方法的可行性。该方法为构架的结构设计提供了一种新的解决思路,也可推广应用于相关领域产品的结构设计。

    2019年03期 No.337 118-121+126页 [查看摘要][在线阅读][下载 2053K]
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  • 液压挖掘机动臂应力谱获取与其疲劳寿命预测

    章翔;赵刚;张华;秦威;

    针对挖掘机疲劳寿命预测中缺乏实验数据支持、获取关键节点应力谱不准确、S-N曲线修正过于保守等问题,文中采用理论计算结合实测油缸推力变化得出齿尖挖掘阻力,应用ADAMS与ABAQUS联合仿真得到符合真实情况下动臂各节点应力谱,并用实测数据验证其准确性;通过对应力谱进行雨流计数统计,并引入DFR法对标准S-N曲线进行修正,结合Miner疲劳累积准则对动臂结构疲劳寿命进行预测。根据预测结果表明,预测寿命符合实际设计要求。该方法不仅提高了仿真结果的真实度,而且提供了一套精确的疲劳寿命预测方法。

    2019年03期 No.337 122-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 2382K]
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  • MFZ离合器扭矩磨损性能试验设计与测试

    何学群;邓耀力;李冰;曹淼龙;

    针对特定离合器在离合器试验系统平台上变转速工况高频离合时分别进行扭矩传递、耐磨损等试验测试。在扭矩传递实验中以变转速和试验时序为试验因变量,在一定输入转速时,扭矩是随着试验时序进行而增加的,转速500r/min时扭矩峰值增加到155.39N·M;在合适转速的匹配下可以传递更高的扭矩实现高效传递长效使用;在耐磨损特性试验中,摩擦衬片的磨损量与起步扭矩峰值呈非线性关系,磨损会随着转速增大而明显。故得出离合器常见工况下的扭矩传递效率与衬片寿命间的平衡策略,对离合器试验测定与设计开发具有指导意义。

    2019年03期 No.337 127-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 2220K]
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  • 压裂车车架集成化设计系统开发

    林相宇;高媛;吴迪;单东升;

    为了攻克超高压页岩气压裂车车架设计难题,降低产品开发成本,基于轻量化设计原则提出了应用CAE技术的压裂车车架现代化先进设计流程。将C#与CAE技术相结合并应用模块化设计方法开发压裂车车架集成化设计系统,研究软件间接口及数据传输等关键技术,实现车架多工况多目标的拓扑优化设计和应用灵敏度分析的结构尺度优化设计。以2500型压裂车车架设计应用为例,验证了系统实现车架参数化设计及设计流程智能化的可行性,提高了系列化产品开发设计的效率。

    2019年03期 No.337 131-134+139页 [查看摘要][在线阅读][下载 2647K]
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  • 压电陶瓷驱动器建模与控制技术的研究

    于保军;司苏美;林洁琼;靖贤;

    由于压电致动器(PA)具有高带宽、高纳米位移分辨率和零机械摩擦等优点,其广泛应用于微/纳米操作、微/纳米定位和光学系统。然而,压电致动器的迟滞非线性却严重影响了其跟踪定位精度,甚至引起闭环系统失稳。为了模拟具有不对称特性的压电致动器的滞后特性和频率相关性,使用广义Bouc-Wen模型来描述压电致动器的滞后性并对该模型进行了参数辨识。然后,使用基于该模型的线性化反馈滑模控制器来改善压电致动器的迟滞非线性,最后采用MATLAB对压电致动器的位移与速度进行跟踪控制仿真,并对其位移误差进行仿真,以验证该模型的有效性,其显著提高了压电致动器的位移控制精度,有效提高了系统的鲁棒性,进而可显著提高双光子聚合加工系统的定位精度。

    2019年03期 No.337 135-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 2362K]
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  • 胶管与多通接头自动装配方法与装备设计研究

    郭帅印;邓耀国;卓雪艳;廖小平;

    针对汽配制造行业中胶管与多通接头装配工序存在的落后的生产方式,从胶管和接头特性出发分析装配特点,研究自动化装配方法,进而设计一种用于胶管与多种类多通接头装配的自动化生产设备。采用多种复合机构和联动装置,通过多工位设计实现多通接头一次性装夹后即可完成所有通位的胶管安装,采用电气-气动控制模式降低设备成本。利用虚拟样机技术建立三维模型,并通过软件SolidWorks和ADAMS对设计进行干涉检测以及运动仿真进行优化,通过样机试制验证实际效果。

    2019年03期 No.337 140-143+148页 [查看摘要][在线阅读][下载 2255K]
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  • 电磁阀控制脉宽对发动机可变气门系统压力波动的影响

    吴学舜;胡明艳;赵家辉;韩志强;

    液压油压力波动现象直接影响电-液式可变气门系统气门附加升程的启-闭特性,进而间接影响缸内气体状态参数。基于自主研发的DK4A柴油机电-液式可变气门系统工作过程,建立了压力波动系统化评价参数,并通过该评价参数,分析了电磁阀的控制脉宽(8~20)ms对柴油机可变气门系统压力波动的影响规律。试验研究结果表明:波峰峰值压力P_2随控制脉宽的增加而增加,而峰值相位α_5后移;控制脉宽≥12ms时,液压腔内液压油在波动区间β_5内出现了压力波动维持阶段,且控制脉宽越大,波动维持阶段越长,波动率及波动方差均出现了先增加后减少的趋势;区间β_6的压差及压力突变率和β_7的波动率及波动方差均呈现出先增大后减小的变化规律;区间β_8波动始点压力值逐渐降低,始点相位α_8及波动消失点相位α_9逐渐滞后。

    2019年03期 No.337 144-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 2768K]
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  • 数字图像相关法变形测量系统的研究与应用

    孙轩;王雅萍;王博怀;

    数字图像相关测量技术(DICM)是二十世纪末提出的一项现代化光测量技术,历经几十年各国学者的不断研究改进,日前相关技术也已有了很大进展,但由于各种原因,该技术的推广及在工程应用方面还存在着一系列问题。首先介绍了散斑技术的基本原理,总结出与传统变形测量方法相比,其具有非接触、测量全面、精度高以及操作简洁等优点,其次,根据其数学模型和理论并借助Visual Studio和matlab平台,结合相关硬件设备,研制了变形测量软件系统MicroGauge,先以数字模拟散斑图模拟真实环境对软件系统进行初步验证,再以散斑测量系统和传统千分表测量方法对电木板材料梁进行三点弯曲中心挠度值测量试验,并与ABAQUS有限元数值模拟值进行对比。结果表明,三种测量方式的相对误差均不超过0.5%,从而验证了该方法和整个测量系统在实际应用中的可靠性,结合计算结果,为校核结构强度提供了依据,同时为变形测量的自动化和高效化提供了可行性依据。

    2019年03期 No.337 149-152+157页 [查看摘要][在线阅读][下载 2366K]
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  • 外部环境变化对气动测量精度影响的实验研究

    宁会峰;孙博;王宇航;朱腾飞;

    针对差压式气动测量在珩磨加工中的特点,建立了差压式气动测量的数学模型;运用能量守恒法,分解了测量气体的能量损失,建立了能量损失系数与喷出量流量系数的关系;运用数值分析法,分析了珩磨液在狭缝内的运动情况;通过实验测定了不同工况条件下影响因素对测量间隙的改变,用极差分析法找出了影响测量的主次因素。结果表明,在诸多外部环境影响因素中,温度为影响测量准确度的主要因素,并对针对主要因素的影响运用MATLAB建立了补偿模型,提高测量准确度。本研究为提高差压式气动测量在珩磨机床上测量的准确度,提高珩磨机发展水平和珩磨气动测量精度提供必要的理论依据和技术支持。

    2019年03期 No.337 153-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 2264K]
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  • 轴承材料弹塑性损伤本构模型的研究

    张占立;鲁欣;倪艳光;单瑞虎;

    为了准确描述往复载荷下轴承材料的特性,利用Lemaitre损伤理论,将损伤耦合到本构方程中,建立了能较好模拟轴承材料性能的耦合损伤本构模型。利用完全隐式返回映射算法求解本构方程,并推导出与本构方程相对应的一致性切线刚度矩阵。运用有限元分析软件ABAQUS对用户子程序接口UMAT进行二次开发,利用FORTRAN编程语言编写了耦合损伤本构模型的子程序。最后通过算例,对模型和程序进行了验证。结果表明建立的本构模型可以正确地模拟轴承材料的塑性变形。

    2019年03期 No.337 158-161+165页 [查看摘要][在线阅读][下载 2208K]
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  • 矩形通道内沸腾换热特性及可视化研究

    张飞朋;郭晨海;张朝烛;顾萌;

    考虑到内燃机缸盖结构的复杂性,其内部冷却通道的换热特性及沸腾状态难以用试验手段进行准确的分析与监测。以简化的矩形流道作为有效的研究对象,针对于流速、压力、温度等流动参数对沸腾换热的影响展开试验研究,并利用高速相机监测不同过热度下的沸腾现象。研究表明:适当的降低流速可以在不影响换热的情况下优化冷却系统的结构尺寸,而提高冷却介质的温度和压力反而会降低沸腾换热效率。气泡的数量、尺寸均可反应出不同的沸腾换热状态,同时气泡的演化行为(生成、滑移、聚合、脱离、消失)可以在冷却介质中造成扰动,从而促进换热的发生。为内燃机缸盖沸腾换热方式的设计提供一定的理论参考。

    2019年03期 No.337 162-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 2376K]
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  • 一种较高回转精度的电脑裁板锯主轴结构设计与有限元分析

    李俊清;

    通过减少主轴相关回转零件的数量以及改变旋转运动布置方式的思路设计了一种新的电脑裁板锯主轴结构,计算了主轴所受载荷力,然后用ABAQUS软件对该主轴进行了有限元分析,分析结果显示主轴部分在实际工况力的作用下最大变形量为0.00187mm,结构刚性好,无共振发生,满足设计要求。另外,通过对制造出的多批次该主轴用千分表测得其平均圆跳动为0.0088mm,回转精度远高于行业标准≤0.020mm,合格率也由原来的98%提高到了99.5%,进一步验证了该设计的合理性,同时降低了生产制造成本,较大地提高了经济效益。

    2019年03期 No.337 166-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 2500K]
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数控与自动化

  • 复杂机电产品柔性模块识别方法研究

    李易峰;韩鑫;黎荣;丁国富;

    快速、多变需求使得复杂机电产品面临不断创新的挑战,然而由于其结构集成、耦合度高,使得设计变更周期长、研发质量难以得到保证。在模块划分基础上,提出一种柔性模块的识别方法。首先通过分析需求与模块之间的映射关系得到模块变异指数,然后定量化分析模块与模块之间的变更影响关系得到模块的传播指数,最后综合考虑模块变异指数和传播指数确定出柔性模块及其变化形式。实例证明,该方法运用到高速列车转向架设计中,不但保证了产品对需求的快速响应,也提高了研发效率及质量。

    2019年03期 No.337 171-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 2262K]
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  • 箍筋多边形成型建模及分析

    苏成志;陈保胜;康小建;晏春;

    为明确箍筋多边形成型过程中其成型状态与箍筋拉力的关系,将箍筋拉弯过程分成先大挠度弯曲变形后拉直两个阶段;首先建立箍筋大挠度弯曲变形的悬臂梁力学模型,分析自由端上的压力与成型参数的关系;然后建立箍筋拉直的力学模型,得出箍筋拉力与位移的关系。根据上述力学模型,计算得到了在成型参数一定的情况下成型状态与成型拉力的关系图,给出了保证箍筋成型的拉力值。拉力波动方程分析表明在多边形箍筋角速度一定的情况下拉力的波动对箍筋成型状态的影响较小可以忽略不计。仿真表明:将箍筋拉弯过程看成先大挠度弯曲变形后拉直两个阶段,是获得箍筋成型状态与箍筋拉力定量关系的有效途径,建立的成型状态与成型拉力的关系图对多边形成型具有理论指导意义。

    2019年03期 No.337 176-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 2358K]
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  • 应用S7-1500的激光熔覆成形装备控制系统设计

    赵凯;赵维刚;李鹏;杨萍;

    航天航空等领域存在对大型复杂金属结构件短周期、高性能直接制造与柔性化修复的迫切需求,而激光熔覆成形技术是满足这一需求的有效途径。基于S7-1500控制器,进行了大型构件柔性化激光熔覆成形装备控制系统的设计。该系统利用PROFINET通信方式实现对大功率激光器、机器人等关键部件工艺参数的监测与调节;选用TIA博途编程软件实现硬件组态和人机交互界面等软件设计;同时采用多种传感器和闭环调节方式对工作环境进行控制,从而保证零件的成形质量。基于以上研究,设计出了能够满足大型复杂金属构件激光熔覆成形装备要求的中央控制系统。

    2019年03期 No.337 180-182+186页 [查看摘要][在线阅读][下载 2308K]
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  • 采用回旋线的Delta机器人轨迹优化

    韩艳东;黄博;邢志广;赵建文;

    机器人末端轨迹优化时通常采用圆弧来连接两段直线,但直线与圆弧的切换过程中加速度存在突变,进而导致惯性力的突变,引起振动。为避免惯性力的突变,对采用回旋线-圆曲线-回旋线连接两段直线的方式进行了研究,进而避免了门形抓放轨迹中法向加速度的突变。此外,为使末端沿着既定轨迹运动时切向加速度波动最小,利用3-4-5次多项式的运动规律来优化末端速率的变化曲线。以末端执行器的最大加速度最小为优化目标,获得运动轨迹的优化参数。实验结果表明,利用此优化算法得到的轨迹与常用的圆弧处理门形轨迹比较,提高了运动平稳性,并减小了机器人执行器的残余振动。

    2019年03期 No.337 183-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 2220K]
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  • 螺旋给料流量系统单神经PID控制及仿真研究

    李雪梅;刘诗文;陈综艺;汤长波;

    螺旋给料流量控制系统是一个精度要求高、易受干扰、响应滞后的复杂系统,很难建立一个精确的流量控制系统模型来对流量进行有效地控制。针对螺旋给料过程的不稳定性、响应滞后、易受干扰等问题,提出了一种单神经PID的螺旋给料流量控制方法。通过分析螺旋给料流量系统实时采集的信号,并反馈至有监督的Hebb性能学习指标的单神经元PID控制系统,通过不断学习,自动调节PID控制器的权值提高流量稳定性,并对密度变化进行了补偿。仿真实验表明,该基于单神经网络的PID方法自适应性强,稳定性高,能够有效提高系统的跟踪精度和响应速度。

    2019年03期 No.337 187-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 2276K]
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数字化设计与制造

  • 考虑多载荷工况和应变率效应的焊点失效强度预测研究

    秦兴元;朱平;刘钊;

    因受焊接过程电流热效应影响,车身焊点区域材料力学性能高度非线性。当焊点受复杂载荷作用或处于动态工况时,其失效强度的预测变得十分困难。针对该问题,本研究对焊点结构所受外力在热影响区的应力分布做了分析,研究了母材强度、板厚、焊点直径等对焊点静态失效强度的影响,提出了一个焊点静态强度失效准则及考虑应变率效应的焊点动态强度失效准则并根据试验数据拟合得到失效参数;将失效准则程序化,通过落锤冲击仿真结果与试验结果对比验证了失效准则的正确性。

    2019年03期 No.337 191-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 2436K]
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  • 转子叶数对转子泵性能影响研究

    陈作炳;邹远志;

    针对目前国内在研究转子泵时只对单一模型进行分析的不足,建立不同叶数的多个转子泵模型进行对比分析。由Pro/E参数方程生成转子的二维轮廓,再导入到AutoCAD中绘制出转子泵的二维模型,通过ICEM进行网格划分后,最后导入到Fluent进行边界条件的设置和瞬态计算。分析了不同转速、不同进出口压差以及不同粘度下转子泵内的流场分布和出口质量流量,可以得到:在其它条件相同时转子泵容积效率随进出口压差的增大而减小;转子泵容积效率随转速的增大而增大;转子泵容积效率对低粘度介质比对高粘度介质敏感;多叶转子在泵高速运行时会使转子泵总体容积效率下降。

    2019年03期 No.337 196-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 2449K]
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  • 梯形截面梁弯曲吸能特性研究及优化

    吕俊成;莫易敏;王峰;徐芳;

    以梯形截面梁为研究对象,建立了梁的准静态三点弯曲试验仿真模型,提取仿真结果的加载力峰值、比吸能和平均加载力作为梁弯曲吸能的评价指标,并通过拉丁超立方试验设计方法选取参数样本点并进行了有限元分析,从而构建梁截面尺寸参数和梯形截面梁弯曲吸能之间的近似模型;在此基础上,结合理论分析,研究了截面宽高比和倾斜角对梁的弯曲吸能的影响规律。设计一优化函数,利用序列二次规划优化方法对梁的弯曲吸能特性求优化解。

    2019年03期 No.337 200-203+207页 [查看摘要][在线阅读][下载 2644K]
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  • 风力机叶片气动外形与主机运行特性耦合优化设计

    郭小锋;郭士锐;杨树峰;车江宁;

    在叶片的优化设计中,叶片的气动外形与风力机主机的稳态运行特性存在耦合设计关系,一方面叶片的外形形状决定主机的稳态运行特性;另一方面对不同外形形状的风力机叶片应设计与之相匹配的风轮转速、叶片桨矩角等主机稳态控制策略,进而才能准确的计算和提高叶片在低风速条件下的气动性能。基于高阶贝塞尔曲线和粒子群算法构建了叶片气动外形的优化设计模型,在最大叶根弯矩和风轮推力的约束条件下,以年发电量最大为目标对某1.5MW叶片进行了优化设计。结果表明,提出的优化设计方法可实现风力机叶片气动外形和稳态运行特性的一体化优化设计,提高了风力机在低于额定风速下的气动性能,研究方法可运用于低风速超低风速风力机叶片的设计中。

    2019年03期 No.337 204-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 2232K]
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  • 非线性P~αD~β控制器的差分进化算法优化

    史乐珍;王华;刘荣;

    针对分数阶控制器数字实现的复杂性,提出一种与分数阶控制器概念不同的整数阶变指数控制器,将指数α和β分别加入PD控制器的比例、微分环节。通过阶跃响应实验建立直流电机伺服系统传递函数,根据ITAE性能指标设计适应度函数,应用进化算法整定直流伺服系统位置控制器参数。硬件在环半实物仿真结果表明,当被控对象的增益或惯性时间常数发生变化时,加入"指数"的非线性P~αD~β控制器相比于线性PD控制器具有更好的鲁棒性。在整数阶微积分概念的基础上使用差分进化算法整定出控制器的增益系数和指数,为非线性控制器的设计提供了新的思路。

    2019年03期 No.337 208-211页 [查看摘要][在线阅读][下载 2315K]
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  • 汽车高低温散热器连接方式对散热影响的研究

    王俊昌;王飞;

    散热器是汽车冷却系统的核心,对整车正常运行具有重要影响。现代汽车冷却系统多由高温、低温散热器组成,而两部分串联、并联不同的布置形式对冷却系统散热效果和流场分布具有重要影响。基于以上特点,搭建了不同布置形式的散热器二维仿真模型,对比两种形式散热器的散热效率、散热特点等;搭建三维模型,分析内部温度场、速度场等分布及出入口温度变化;搭建车辆冷却试验系统平台,对模型仿真结果进行验证分析。分析结果可知:串联式散热器散热效率略高,但由于发动机一泵两路的散热形式,并联形式散热器适用范围更广,对高温恶劣情况的耐用性更好;而并联式散热器进水口位置不佳,散热器没有充分利用冷却资源;试验验证模拟分析的准确性,分析结果对改进冷却系散热器的设计有重要指导意义。

    2019年03期 No.337 212-216页 [查看摘要][在线阅读][下载 2709K]
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  • SA-PSO算法在动力吸振器参数优化中的应用

    陈哲明;王鹏;付江华;陈宝;

    针对某7座中型SUV在2档节气门全开工况下存在的噪声问题,采用噪声振动测试和有限元分析相结合的方法进行分析,发现在214Hz频率附近存在明显的共振带,且在四阶次激励下尤为明显。该共振带频率与副车架二阶模态固有频率接近,需消除此共振带,降低车内噪声;采用副车架上加装吸振器的方案,使副车架二阶模态避开该共振频率。引入模拟退火算法与粒子群优化算法相结合对动力吸振器进行参数优化。采用优化参数设计了一款动力吸振器并进行仿真验证及实车安装,经验证所设计的动力吸振器消除了214Hz共振带,明显地降低车内噪声。

    2019年03期 No.337 217-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 2688K]
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  • 麻花钻锥面后刀面线切割成形试验研究

    高飞;白海清;沈钰;

    为解决传统麻花钻刃磨法在刃磨难加工刀具材料时存在的问题,采用一种基于电火花线切割加工成形麻花锥面后刀面的新方法,分析了麻花钻锥面后刀面线切割成形原理,研制了线切割成形装置;通过成形试验及成形麻花钻钻尖几何角度的测量,验证了该线切割成形方法的可行性;采用单因素试验,研究分析了脉冲宽度、脉冲间隔、功放管数、加工限速四个线切割工艺参数对线切割成形麻花钻后刀面表面粗糙度的影响规律,为后续超硬材质刀具的成形加工提供了一种新思路。

    2019年03期 No.337 221-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 2318K]
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  • 基于电功率的抽油机示工图测试系统研究

    吕志忠;姜铖;蒋林;钟功祥;

    建立了基于电参数推导悬点示功图的模型,选用一系列测试仪器进行数据采集实验。建立起基于电参数的悬点载荷和位移的求解模型。通过数据处理得到了变频器效率、惯性扭矩、电机到曲柄轴总传动效率等数据。基于实测参数以及结合总传动效率曲线计算出多组示功图,将计算出的示功图与实测示功图对比,并分析了影响示功图计算精度的因素。编写了基于电功率的抽油机示功图计算软件,实现数据采集、数据处理、示功图计算、平衡度测试与指导等功能。

    2019年03期 No.337 225-228页 [查看摘要][在线阅读][下载 2465K]
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  • 喷油器流量对非道路用小型柴油机燃烧和排放影响

    刘胜吉;徐康;王建;

    为了研究喷油器流量对小型非道路柴油机燃烧过程及排放的影响,以某1115柴油机为研究对象,利用Hydism软件研究不同流量喷油器的喷油特性并进行整机性能和排放试验。结果表明:标定工况下,随着喷油器流量的增加,喷油速率峰值有所增加,喷油持续期略有缩短,瞬时放热率峰值和整机NO_X排放增加,但增幅减缓,燃油消耗率和烟度先减后增;中小负荷工况下,喷油器流量对整机CO和HC排放的影响较明显。因此需依据非道路柴油机排放测试要求匹配柴油机的喷油器流量,试验用柴油机匹配优化后,CO、HC和PM分别下降35.7%、45.1%和23.1%,NO_X上升8.9%,但HC+NO_X仍下降5.7%。结果表明合理匹配喷油器流量对小型非道路柴油机排放有较大影响,对小型柴油机满足排放标准是非常有效的技术措施。

    2019年03期 No.337 229-233页 [查看摘要][在线阅读][下载 2824K]
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  • 轧制铜板带承载辊缝凸度影响因素分析

    韩子东;刘晓波;袁光前;

    分析了轧制力、弯辊力对辊缝凸度的影响,结果显示:随着单位轧制力的增大,辊缝的负凸度也明显增加;弯辊力变化与辊缝凸度变化成反比。同时也分析了轧制力、弯辊力对辊缝二次变形凸度和四次变形凸度的影响,不同铜板带宽度对轧制力辊缝变形凸度的影响和弯辊力辊缝变形凸度的影响,结果显示:单位宽度轧制力和辊缝的二次变形凸度、四次变形凸度基本呈正比例关系;弯辊力和辊缝的二次变形凸度、四次变形凸度基本呈反比例关系;随着铜板带宽度的增加,辊缝二次凸度的轧制力影响因数明显降低,而辊缝四次凸度的轧制力影响因数则逐渐增加;随着铜板带宽度的增加,辊缝二次变形凸度和四次凸度的弯辊力影响因数增加。

    2019年03期 No.337 234-237+241页 [查看摘要][在线阅读][下载 2483K]
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  • 一种新型导流式喷嘴的Fluent仿真分析

    焦一航;彭淑玲;刘牧原;郭峰;

    基于两相流基本理论,建立了新型导流式喷嘴与普通孔式喷嘴的计算流体力学模型,并使用Ansys ICEM对计算域划分了网格。根据实验中油气润滑系统所使用的工作参数,通过Ansys Fluent流体分析软件对两种喷嘴的射流特性进行了仿真计算。结果显示:在入口同速同压条件下或实测入口条件下,新型导流式喷嘴在射流出口速度以及供油均匀性上都比普通孔式喷嘴要好;仿真结果与在实验室中测量的数据有较好的相关性。数据为油气润滑系统中喷嘴的设计及优化提供了依据。

    2019年03期 No.337 238-241页 [查看摘要][在线阅读][下载 2463K]
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  • 塔机多工况有限元分析并行求解的研究

    高崇仁;田文磊;殷玉枫;杜赫;

    对塔机不同工况条件进行有限元分析有利于确保塔机可靠性与安全性。有限元法是结构分析重要的方法,但目前主流的商业有限元软件一次仅能加载一个工况,多工况加载需要按载荷步分批次进行,当工况数量很大时批量工况求解费时费力,难以实现。利用Fortran语言结合APDL参数化语言开发了塔机多工况有限元分析求解器,对同一塔机模型,同时读取任意多个载荷工况文件,利用多线程并行计算方法实现了同一塔机模型同时加载求解任意多个工况。可大大缩短工况数量庞大的塔机有限元分析求解速度,可获得不同工况下塔机任意杆件的内力和应力值,并建立数据库。大规模工况下的求解结果可为塔机安全评估提供大量数据。

    2019年03期 No.337 242-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 2526K]
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机器人

  • 基于运动学橡胶衬套对独立后悬架性能影响

    黄丰云;刘路;徐劲力;

    利用空间机构运动学和数值计算方法建立刚性连接的H臂型独立后悬架系统,分析不考虑衬套特性的悬架性能参数;简化衬套为线弹性模型,建立含衬套特性的悬架数学模型,并改变衬套刚度,利用MATLAB计算,对比分析悬架参数变化。理论计算表明,衬套刚度对悬架的操纵稳定性有一定影响,可通过适当的增加衬套的刚度,从而增加悬架的操纵稳定性。利用ADAMS/CAR建立仿真虚拟样机,仿真结果验证了数学模型的准确性。研究结果为悬架衬套的优化设计提供了参考。

    2019年03期 No.337 248-251页 [查看摘要][在线阅读][下载 2556K]
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  • 巡检机器人穿越的OPGW线路结构设计与分析

    熊一飞;吴功平;曹琪;杨建东;

    针对现有OPGW线路存在的悬垂、耐张等阻碍了巡检机器人行驶的问题,提出了一种将OPGW线路改造成可供巡检机器人行走的线路的设计。分析了自主巡检机器人的本体结构及现有OPGW地线的道路结构,研究了悬垂过桥与耐张过桥的理论轨迹,设计了组合悬垂过桥与耐张过桥的关键零部件。并对改进后的悬垂线夹的OPGW线夹挂板进行了静力学建模分析与模态分析,并在此基础上对OPGW线夹挂板做了拓扑优化。并通过现场试验,证明了改造的合理性、可行性与实用性。

    2019年03期 No.337 252-255+260页 [查看摘要][在线阅读][下载 3145K]
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  • 两阶段方法处理多并行机多缓冲炼钢连铸生产调度问题

    吴玲;唐秋华;张利平;韩大勇;

    针对炼钢连铸生产调度问题具有多并行机、多缓冲、多约束的特点,提出了两阶段求解浇次序列的最小完工时间,并用启发式和遗传算法进行优化的方法。在第一阶段,以浇次为单位进行单个浇次内各炉次的分配、排序及定时,并通过有限、无限和可加工缓冲区的三类缓冲能力进行调整,获得单个浇次的初始调度;第二阶段对多个浇次调度进行合并重组,以最小完工时间为目标,运用三类缓冲区的储存能力,对各炉次的加工时间改进,优化浇次的最优序列,获得更好的调度方案。最后根据某钢厂的实例用启发式和遗传算法可获得可行性优化解。

    2019年03期 No.337 256-260页 [查看摘要][在线阅读][下载 2474K]
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管理与综述

  • 赛车悬架设计及疲劳可靠性研究

    钟剑锋;黄瑞;陈晓强;刘震涛;

    针对中国大学生方程式赛车容易出现悬架失效的情况,首先设计了双横臂式独立悬架和多连杆式独立悬架,通过仿真比较两者在三种特定工况下的受力,确定双横臂式独立悬架为最佳方案。然后进行实车试验,验证了仿真结果的准确性。紧接着,设计两种不同结构形式的双横臂后悬架下控制臂,在蛇形工况下分别进行疲劳可靠性分析,结果表明焊接钢板结构比套筒焊接结构的可靠性要更佳。最后对焊接钢板结构的下控制臂进行轻量化设计,优化目标为保证其疲劳可靠性不发生降低的情况下减重(15~20)%,再次分析的结果表明设计方案达到了优化目标。

    2019年03期 No.337 261-264页 [查看摘要][在线阅读][下载 2674K]
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  • 并联式PHEV模糊控制策略研究

    夏长高;周雯雯;魏婕;

    针对并联式PHEV两个动力源之间合理分配能量的问题,设计了一种基于理论SOC参考轨迹的模糊控制策略,并研究了预设行驶里程的准确性对该控制策略控制效果的影响。该模糊控制策略以提高PHEV的燃油经济性为目标,在准确预设行驶里程的情况下充分发挥PHEV大容量电池的优势。使用ADVISOR对该控制策略进行仿真验证。结果表明:设计的模糊控制策略在准确预设行驶里程的情况下能够达到最佳的控制效果,与传统的电辅助控制策略相比,有效提高了车辆的燃油经济性。当预设行驶里程不准确时,燃油经济性会变差,但仍优于传统的电辅助控制策略。

    2019年03期 No.337 265-268+272页 [查看摘要][在线阅读][下载 2409K]
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  • 面向制造的汽车零部件设计方案评价

    张健;张袁婷;郑彬;

    针对传统汽车零部件设计制造过程中,设计人员主要进行汽车零部件的结构及其功能设计,对其制造性考虑得较少,导致设计方案对制造性考虑不足等问题。为了使汽车零部件设计方案更加适用于制造,并便于对其进行一种面向制造的评价,提出了一种面向制造的汽车零部件设计方案评价方法。建立了可制造性的评价指标体系,引入了将熵权法和层次分析法相结合的动态权重确定法,结合模糊综合评价法建立了评价模型,从而对设计方案进行排序,获得满足可制造性的最优设计方案。以汽车覆盖件设计方案为例,应用该方法进行评价,证明该方法有效,有较好的可行性和实用性。

    2019年03期 No.337 269-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 2146K]
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广告索引

  • 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》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35元/期,420元/年。面对事业单位、各大院校和个人月均可接受订阅。

    2019年03期 No.337 274页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K]
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  • Brief Introduction on Magazine

    <正>The magazine Machinery Design and Manufacture,which started its initial publication and issue both at home and abroad in 1963,is a kind of periodical science magazine in mechanical industrial area. In decades,the magazine which is published over 20,000copies per issue attracts and forms a large number of readership and writers from science and research institute,

    2019年03期 No.337 7页 [查看摘要][在线阅读][下载 610K]
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  • Instructions to Overseas Authors

    <正>Machinery Design and Manufacture (ISSN 1001-3997), is a famous science magazine in China in the field of Machinery. Now we welcome overseas scholars to contribute enthusiastically to increase the international distribution,including the recent academic reports,research achievements and the latest discoveries,in English or in both Chinese and English versions,thus to enhance the academic exchange and com-

    2019年03期 No.337 7页 [查看摘要][在线阅读][下载 610K]
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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。3、为提高来稿质量,本刊实行有偿审稿,投稿须缴纳审稿费,退稿不退费。4、稿件须具有创新性、学术性和前沿性。论点明确、论据可靠、论证严密。文字简练、结构完整、层次分明。5、稿件为原创,未在国内外公开出版物上发表过,非一稿多投。!!!!!!!!!!!!!!!

    2019年03期 No.337 247页 [查看摘要][在线阅读][下载 37K]
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