• 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。沈阳中泽智能装备有限公司专注于民用、车用空调设备的研发设计和生产安装,有强大的技术力量和研发能力,产品和技术在国内外处于领先水平,曾先后获得国家科技进步二等奖、辽宁省科技进步一等奖等多个奖项,填补了多项国内该领域空白。处于国内外领先水平的家用空调设备及生产线的智能控制系统性能进一步升级,业务领域从空调拓展到冰箱、热水器、洗衣机等多个生产线;产品品种从专机生产发展为由机器人和机器手有机结合的智能制造生产线。

    2020年08期 No.354 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 2320K]
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理论与方法研究

  • 人人都可挖掘的巨大潜能——谈科学方法论的应用效果

    闻邦椿;

    本章首先举出如何利用辩证唯物主义及全局形态的普适型的科学方法论的体系和规则,来挖掘可以被人们利用的巨大潜能。作者通过亲身实践,在人生奋斗的道路上,通过对总结出的科学方法论体系和规则的学习与运用,挖掘出了能被利用的巨大潜能。

    2020年08期 No.354 1-2+6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1070K]
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  • 开放式架构产品的稳健性能匹配设计方法

    武士祺;向东;王翔;游孟醒;

    制造业技术的不断发展和市场竞争使用户对产品的个性化需求不断增加,传统的产品结构难以支撑高度个性化产品的开发。开放式架构产品由开放的产品平台和个性化模块组成,其中个性化模块可以由不同的企业设计和开发,能够实现较高程度的个性化。对开放式架构产生的不确定性对产品性能的影响进行研究,基于稳健设计方法,提出了开放式架构产品的稳健性能匹配方法。将不同个性化模块参数的变化作为产品平台的噪声因素,以降低噪声影响下的产品性能衰减为目标,实现产品平台覆盖范围内性能的综合优化。通过开放式架构冰箱为例验证了方法的可靠性。

    2020年08期 No.354 3-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1127K]
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  • 低氧文物实验舱的环境控制方法研究

    车守全;卢剑锋;杨肖委;李宜汀;

    提出用于考古现场的低氧文物实验舱,在舱内搭建低氧富氮环境用于文物的存储和现场研究。对抽气-充气以及充气-排气两种舱内环境控制方式进行了对比。根据管道一维定常等熵理论建立了系统的流体模型。以调节舱内氧气浓度为目标,同时保证舱内压力的变化趋势,综合舱体设计考虑得出了合适的过程控制方式。最终实验表明,设计过程在较短时间内使实验舱达到了误差范围内目标结果。控制过程可靠,操作简便,设备在考古现场具备可行的操作性和实用性。

    2020年08期 No.354 7-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1694K]
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  • 减振器支柱总成衬套对整车NVH性能影响的研究

    徐劲力;郭园园;褚金丽;

    悬架总成中的橡胶衬套作为悬架系统各构件的连接元件,对悬架及整车的NVH性能有很大影响。建立含减振器支柱总成橡胶衬套及不含相应衬套的整车振动系统数学模型,求解得到,橡胶衬套可有效地改善整车的NVH性能;基于ADAMS/CAR建立整车平顺性仿真模型,仿真结果验证了数学模型及分析结果的准确性;基于该数学模型采用灵敏度分析方式研究不同连接处衬套刚度对整车振动响应的影响并进行优化设计,结果表明,优化衬套刚度可进一步提升整车的NVH性能。研究结果对整车NVH性能的优化设计具有一定的参考意义。

    2020年08期 No.354 11-14+20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1834K]
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  • 基于操作信号和眼动信号的驾驶员技能等级评价模型

    宋晓琳;费宏亮;

    利用驾驶员在环仿真实验平台,搭建了较为真实的交通场景,采集驾驶员眼动信号和操作信号,利用眼动信号关于感兴趣区域(车内区域、车辆前方近处区域、远方区域)注视时间占比的结果给驾驶员贴标签,以减少标签错误的可能性;采用支持向量机(SVM)方法,比较研究基于单一操作信号(转向盘转角中心、速度、侧向加速度)和多操作信号组合评价驾驶员的技能等级。结果表明:采用纵向速度和侧向加速度信号组合比单一操作信号以及其他操作信号的组合对驾驶员技能等级分类正确率高。同时,通过比较多种驾驶员技能等级评价模型,得出最佳驾驶员技能等级评价的经验模型0.3*exp(6*V)+0.7*(8*Ac),其分类正确率达到了90%。

    2020年08期 No.354 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 2053K]
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  • 利用投影变换的平面度误差评定

    孙烁;赵凤霞;辛传福;张琳娜;

    提出了一种利用投影变换的平面度误差评定方法。研究了用投影变换将平面度误差转化为直线度误差,简化了计算量的同时又能对平面度误差进行准确的评定。首先,用最小二乘法对原始测量点进行拟合得到最小二乘面作为评定基面,找出评定基面的最优法平面。然后,将原始测量点投影到最优法平面上。最后,在法平面上对投影后的点进行直线度误差的最小区域评定。用该方法对参考文献中的多组数据进行了验证分析,结果表明该方法不仅能够快速、准确的对平面度误差进行评定,而且结果比凸包法、改进遗传算法等更加优化,为平面度误差的评定提供了一种新思路。

    2020年08期 No.354 21-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1925K]
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  • 内、外混合激励下风力机主传动系的扭振响应分析

    张建宇;李加军;杜晓钟;胥永刚;

    针对某1.5兆瓦双馈风力发电机组,采用集中质量法建立了其主传动链的平移-扭转耦合动力学模型,通过傅里叶级数模拟各齿副的时变啮合刚度,并综合考虑轴承支撑刚度、轴的扭转刚度等内部激励,以及时变风速引起的叶轮扭矩激励,仿真获得了各级传动齿轮的扭转振动响应特征。结果发现,各齿轮副的啮合频率在扭振响应谱中均清晰可见,数值与施加的刚度激励相吻合,表明仿真结果真实、可信。通过对比各级齿轮的响应幅值和变化趋势,发现风力机的结构振动由低速级向高速级逐渐增大,其中以高速轴齿轮的扭振响应最为突出。

    2020年08期 No.354 25-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 2379K]
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  • 新型双定子永磁游标电机电磁性能研究

    马媛;李建贵;

    提出一种在结构上由内、外双定子以及中间转子构成的新型永磁游标电机拓扑结构,永磁体采用内嵌的方式安装在转子内部。在该电机内、外定子上设计有起磁场调制作用的调磁齿,实现对内、外双重气隙磁场的调制作用,提高磁场的利用率,使电机能够输出较大较平稳的转矩。详细阐述该新型双定子永磁游标电机的工作原理,给出具体的设计参数以及二维、三维结构示意图,并运用电磁有限元软件完成对该电机模型的建立,针对其电磁性能进行仿真分析,结果显示该新型双定子永磁游标电机具有有效的谐波调制作用,并能实现较大较平稳转矩输出。

    2020年08期 No.354 31-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 2657K]
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  • 内燃机各缸功率损失的代理模型诊断方法研究

    张艺宝;黄燕;王群;闫兵;

    目前针对内燃机各缸功率损失的诊断方法有很多,但均存在各种局限不能实现实时在线诊断。基于此,在FS诊断方法的基础上提出利用代理模型代替复杂的轴系参数模型的方法并进行功率损失反算,该方法既不需要提取瞬时转速信号的特征故障参数,也不需要复杂的轴系结构参数,仅通过某一测点瞬时转速的各谐次组合就能够精确判断内燃机各缸故障情况,得到满足工程需求精度的诊断结果。通过对比分析反算各缸功率损失与仿真设定功率损失的结果表明:两者相差甚小,完全能够用于工程实际的故障诊断。该方法为快速在线诊断内燃机各缸功率损失提供参考。

    2020年08期 No.354 36-39+44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1858K]
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  • 多目标产品配置优化研究

    詹钧凯;石宇强;陈柏志;蔡跃坤;

    针对多目标产品配置优化问题,考虑实例关系和个性化等约束,构建了以性能、成本和交货期为目标的产品配置模型。设计了一种改进的非支配排序遗传算法(Non-Dominated Sorting Genetic AlgorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)进行配置模型求解,并根据顾客偏好推荐配置方案。该算法采用动态罚函数处理约束问题,采用自适应交叉和变异概率提高算法收敛速度,对变异操作结果进行模拟退火操作,避免了算法陷入局部最优解,并针对多目标问题改进了Metropolis准则。通过算法验证与实例应用,证明本模型有效可行,改进NSGA-Ⅱ算法在配置问题求解上优于NSGA-Ⅱ算法。

    2020年08期 No.354 40-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1819K]
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  • 剃齿过程中重合度对啮合接触特性的影响

    蔡安江;耿晨;李文博;刘立博;

    剃齿啮合接触特性是影响工件齿轮表面成形质量的核心因素之一。考虑剃齿加工工艺过程,基于啮合原理建立剃齿啮合的数学模型和力学分析模型,提出并利用剃齿啮合接触分析算法,计算得到不同重合度下的剃齿啮合接触特性曲线,应用有限元法验证了剃齿啮合接触分析算法。结果表明:剃齿啮合时,工件齿轮齿面法向接触力的最大值在节圆附近;随着剃齿啮合重合度减小,被剃齿面的法向接触力增大,导致更大的啮入冲击和剃齿齿形"中凹"误差。

    2020年08期 No.354 45-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2019K]
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  • 打压透流式屈曲检测器结构设计及分析

    彭飞;田奕丰;李红亲;程龙生;

    屈曲检测器是一种用于检测海底管线在海上铺设过程中管道是否发生屈曲变形的专用设备。目前屈曲检测器主流安装方式为用吹风机在管口通过密封盲板将屈曲检测器打压推送至指定位置,然而对于采用铺管船法铺设且需要边注水边铺设的海底管线,需要实现先打压到指定位置再透流过水的功能,传统的屈曲检测器已不再适用该类管道的铺设。设计的打压透流式屈曲检测器采用透流屈曲检测器本体与法兰夹持式低压爆破片相结合的思路,既保留了打压推送安装工艺高安装效率的优点,又兼具实现了着泥点定位后的透流功能。此外,重新设计了盲板打压机构,并进行了相应的力学分析,在此基础上提出了新的安装工艺,并成功应用于广东省海管铺设项目,有效的缩短了海上安装的施工周期,节约了施工费用,经济效益显著。

    2020年08期 No.354 50-53+58页 [查看摘要][在线阅读][下载 3176K]
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  • 沉没辊湿模态分析与试验研究

    王兴东;涂琪瑞;李友荣;鲁光涛;

    准确分析热镀锌线沉没辊的湿模态固有频率对该类部件的设计和振动控制具有重要意义。对沉没辊进行了自由模态、约束模态以及流固耦合下湿模态的计算与试验,较高的一致性表明耦合模型合理。进一步对比试验和仿真结果表明,当沉没辊浸没水中,整体模态频率降低,且不同阶数的固有频率的降幅相差较大;前7阶中3阶模态与轴端约束无关。在此基础上,采用有限元方法分析沉没辊的壁厚、辊身长和外径对固有频率的影响,结果表明:随着的壁厚的增加,固有频率值成线性增长;随着辊身长度和外径的增加,固有频率值均会降低,但不同的振型降幅会不同。

    2020年08期 No.354 54-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 2349K]
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  • 基于Web和专利统计分析的用户需求获取及预测方法研究

    张凤伟;曹国忠;刘帅;朱玉宁;

    针对用户需求获取及预测模糊性、抽象性等问题,提出基于Web评论数据和专利知识获取及预测用户需求的方法。首先,采用SAS软件基于特征提取技术获取用户显性需求;然后,通过结构方程模型(SEM)分析显性需求与马斯洛需求层次的潜在关系,并确定需求权重;最后,挖掘专利知识单元结合需求等级,挖掘用户隐性需求;依据Kano属性对用户需求分类,结合需求进化定律确定用户需求进化方向。以儿童用双轮智能平衡车为例,论证此方法的可行性。

    2020年08期 No.354 59-63+67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2161K]
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  • 阻尼结构减振性能的测试及分析

    熊志远;王士军;张龙;宋瑞祥;

    车身壁板的振动和噪声影响车辆NVH性能,在车身壁板粘贴阻尼衬层能够起到减振降噪的作用。利用强迫共振法测试基板(钢板)、自由阻尼结构(钢板+纯橡胶)、约束阻尼结构(钢板+纯橡胶+约束层)以及多层阻尼结构(钢板+纯橡胶+约束层+纯橡胶)四种阻尼结构试样。分析试样频谱图共振曲线得到如下结论:钢板附上衬层后的共振频率均要比原钢板试样的共振频率小;自由阻尼结构、约束阻尼结构、多层阻尼结构相对于基板的减振百分比分别为64.19%、71.77%、73.66%,减振效果依次增强;钢板、自由阻尼结构、约束阻尼结构、多层阻尼结构的阻尼因子分别为0.008、0.019、0.030、0.032,阻尼因子越大,阻尼性能越好,减振性能越强。并且从微观力学角度,对自由阻尼结构、约束阻尼结构、多层阻尼结构的减振机理进行了分析。

    2020年08期 No.354 64-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2469K]
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  • 不平衡影响下外圈故障滚动轴承振动特征研究

    韩兆楠;东亚斌;张小龙;寇盼;

    在外圈具有单一缺陷滚动轴承二自由度动力学模型基础上,引入不平衡激励,建立不平衡影响下外圈具有单一缺陷的滚动轴承的动力学模型。通过数值计算,分析了不平衡对外圈具有单一局部故障滚动轴承振动特征的影响。结果表明,当不平衡载荷远小于径向载荷时,外圈缺陷轴承的振动特征变化不明显,其特征频率为滚动体通过外圈故障的振动频率及其倍频。当不平衡载荷逐渐增大至接近径向载荷时,轴承的振动出现了调制现象,其特征频率为轴的旋转频率、滚动体通过外圈的频率以及它们形成的边频。

    2020年08期 No.354 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 3371K]
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  • 某汽车座椅头枕静强度仿真分析与优化

    赵民;孙晶;王宇;王铮铮;

    应用HyperMesh前处理软件建立了某国产汽车中排座椅的有限元模型,按照法规GB11550-2009的加载要求运用Ls-dyna求解器对座椅头枕的静强度进行仿真试验。经过仿真分析可知该座椅结构中头枕杆超过了评判面,有很大的失效风险,不满足法规要求,因此需要对座椅头枕杆骨架进行改进。提出了在头枕杆中间位置处增加一个加强筋和更改头枕杆骨架形状两种方案,通过对改进后座椅头枕杆骨架的应力、应变、最大位移量的分析,在轻量化的前提下选定方案2为最优,其各项指标均满足GB11550-2009国家法规的要求。

    2020年08期 No.354 73-75+79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2549K]
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  • 传递矩阵法分析FBG加速度计的动态性能

    仇磊;梁磊;蔡彦璞;王慧;

    为了分析基于柔性铰链的FBG(fiber Bragg grating)加速度计的力学传递关系和动态性能,建立了加速度计的传递矩阵法力学模型。柔性铰链主要考虑其变形而忽略质量影响,应用材料力学相关理论建立其传递矩阵。质量块主要考虑其刚体运动而忽略变形,应用理论力学相关理论建立其传递矩阵。通过分析计算,设计了一种灵敏度高于29pm/g,固有频率约为1950Hz的加速度计。测试结果表明该加速度计的灵敏度高于26pm/g,固有频率约为1850Hz。实验结果表明了所建模型的正确性。

    2020年08期 No.354 76-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2000K]
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  • 轴压载荷下夹层圆柱壳结构屈曲承载力优化

    唐其琴;李伯阳;丁志伟;胥馨尹;

    夹层圆柱壳结构在导弹、火箭、船舶舱体结构及飞机机身结构上有着广泛的应用前景,此类结构承受轴压或弯曲载荷时极易屈曲和结构失稳,主要的失效形式表现为总体和局部屈曲。采用解析方法对轴压载荷下的夹层圆柱壳结构进行了受力分析,获得了影响结构承载效率的设计参数。采用有限元方法建立了参数化建模、屈曲分析和优化设计一体化分析与设计模型,通过解析和有限元结果比对分析验证了优化模型的准确性,并利用优化模型对夹层圆柱壳结构进行了承载力效率优化。数值算例结果表明:优化后结构承载效率从4.397×106N/kg增加到5.687×106N/kg,提升了29%,表明通过在可行设计域内对设计变量进行合理取值,能够获得承载性能更高效的结构,可为夹层圆柱壳结构设计应用提供参考。

    2020年08期 No.354 80-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 2671K]
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  • HS-RNN在机械主轴振动预报方法中的研究

    片锦香;智杰峰;

    机械主轴在高速运行过程中由于转子质量分布不均,造成主轴振动,从而影响其加工精度,因此常常采用动平衡方法来降低此类原因造成的振动。由于机械主轴长时间工作在变化频繁的工况条件下,难以在较短的时间内对主轴振动值进行准确调节,因此机械主轴振动预报模型对动平衡调节有着重要意义。机械主轴振动预报模型机理复杂,振动幅值具有随转速变化而非线性变化的特性,难以建立精确的机械主轴振动预报模型。且内置平衡块位置的选择忽略了变化工况对位置更新参数的影响,导致机械主轴振动预报模型精度较低。采用RNN(Recurrent Neural Network)递归神经网络建立机械主轴振动预报模型,对内置平衡块不同位置和主轴转速下的振动幅值预报,并引入HS(Harmony Search)和声搜索算法对平衡块位置参数通过自学习更新,从而提高机械主轴振动预报模型的精度。实验结果表明,提出的基于HSRNN的机械主轴振动预报方法能够自动确定网络结构,并对机械主轴的振动幅值进行准确预报。

    2020年08期 No.354 85-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 2674K]
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先进制造技术

  • 齿面微观几何形貌对齿轮啮合振动影响的研究

    申传鹏;阿达依·谢尔亚孜旦;王晓岗;

    为探讨齿面微观几何形貌对齿轮啮合振动特性的影响,基于真实齿面的统计特性,借助分形几何理论以及Herz公式,建立了基于真实齿面微观几何形貌的法向接触阻尼的近似数学模型。在此基础上,对比磨削加工和电化学光整加工所得齿面微观几何轮廓的分形参数,分析了加工方法对齿面法向接触阻尼特性的影响,并进一步研究了齿面法向接触阻尼对齿轮啮合振动特性的影响。结果表明:齿面微观几何形貌影响齿轮的啮合振动;加工方法影响齿面法向接触阻尼的变化率;与磨削加工相比,电化学光整加工齿面的法向接触阻尼更大,可减小齿轮啮合振动,有助于提高振动的稳定性。

    2020年08期 No.354 90-93+98页 [查看摘要][在线阅读][下载 3094K]
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  • 概率行为树模型转化为模型检测模型方法研究

    侯翌;杨培林;徐凯;

    将概率模型检测方法运用到机电系统可靠性评价中,可以有效提高可靠性分析特别是FMEA分析的准确性与效率。利用概率模型检测对机电系统进行可靠性评价需要对机电系统进行形式化建模,直接利用模型检测语言对系统进行形式化建模直观性较差,建模难度大。对机电系统的概率行为树建模进行了介绍,分析了概率模型检测工具PRISM提供的形式化建模语言,定义了从概率行为树模型到PRISM形式化模型的转换规则,实现了机电系统概率行为树模型向模型检测形式化模型的转换。以数控机床工作台系统为例验证了转换方法的可行性。

    2020年08期 No.354 94-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 2312K]
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  • 海水淡化整体式板片设计及仿真

    侯如山;张小萍;缪红建;

    针对目前海水淡化装置占用体积大、成本高、拆装不方便等问题,在现有海水淡化装置及其换热板片的基础上设计了一款集蒸发、冷凝、过滤于一体的整体式板片。对其进行了体积、产水量的理论计算,并在CFX平台上进行了海水淡化过程热力学仿真分析。结果表明,整体式板片大大缩减了海水淡化装置的体积与成本,提高了淡水产量,板片上温度与流体流速分布满足要求。与此同时整体式板片解决了原先蒸发板片、冷凝板片分开安装拆卸清洗困难的问题,拆卸安装更加方便。因而,整体式板片海水淡化具有明显的优越性。

    2020年08期 No.354 99-102+107页 [查看摘要][在线阅读][下载 2998K]
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  • 纯水射流流场分布及冲击换热数值模拟研究

    李超;贺占蜀;李大磊;

    纯水射流冲击换热过程是自由水射流对固体壁面的冲击,由于水流直接冲击被冷却的表面,喷射距离短且被冲击的表面上的对流边界层薄,从而使冲击区域产生很强的对流换热效果。首先对纯水射流流场分布进行分析,然后基于Fluent软件对不同参数下的射流冲击区域的对流换热过程建立射流冲击换热模型进行有限元仿真,系统地分析了射流水的射流速度、射流角度和喷嘴直径对纯水射流冲击换热过程的影响。结果表明:纯水射流流场一般分为自由射流区、滞止区和壁面射流区;随着射流速度的增大、射流角度的减小和喷嘴直径的增大,对流换热系数的数值增大,对流换热性能增强。

    2020年08期 No.354 103-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 3151K]
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  • 减速齿轮箱试验台监控系统设计及实现

    黄帅;洪荣晶;崔君君;潘裕斌;

    为提高减速齿轮箱试验台监控系统自动化程度和通用性,设计了基于Labview的减速齿轮箱试验台监控一体化系统。根据减速齿轮箱试验台系统总体结构,结合试验要求,完成了监控系统硬件选型,采用Labview开发了一套具备主电机控制、自动控制、数据保存和报警信息等功能的模块化监控软件,并对软件功能界面和实现进行详细介绍。经过长期试验和现场运行情况表明,该减速齿轮箱试验台监控系统稳定性好,自动化程度高,达到设计预期。

    2020年08期 No.354 108-111+116页 [查看摘要][在线阅读][下载 3328K]
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  • 不同切割方式对零件断面成像精度的影响研究

    王璐瑶;李文斌;董志国;

    反求工程中能否获取清晰的断面图像是决定反求精度的重要因素。用CCD相机对线切割、车削、铣削和磨削四种加工方式获得的零件断面的进行拍摄试验,通过对不同光源强度下的成像质量进行试验研究,确定了本试验中的最佳光照强度为电压输入1V时的弱光照。拍摄断面后,利用matlab软件提取图像中的零件轮廓,并在imageware软件中进行轮廓拟合并测出轮廓尺寸,发现不同切削方式产生的断面对于成像质量及得出的轮廓尺寸精度影响很大。试验发现,线切割加工的零件断面拍照后求出的尺寸更精确。

    2020年08期 No.354 112-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 3308K]
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  • 仿生表面织构参数对血管支架内血流动力学特性影响的仿真分析

    蔡芸;朱诗文;傅连东;

    为优化支架植入后血管内血流动力学参数分布,改善支架内近壁区的血流特性,降低支架内再狭窄发生率,依据仿生学原理,将血管支架内表面的仿生减阻形貌抽象为三角形和矩形,采用ICEM CFD软件和FLUENT软件建模并仿真分析,在入口血流速度一定时,表面织构参数对血流速度、压强和壁面剪切应力等血流动力学特性的影响。结果表明支架内表面织构化后,血管内的血流特性有了很大改善,不同的织构结构及其尺寸对血流动力学参数分布的影响不同,当尺寸处于(0.025~0.06)mm范围内时,三角形沟槽结构的综合特性优于矩形沟槽结构。该结果对优化血管支架内表面的仿生沟槽结构及其参数具有一定的指导意义。

    2020年08期 No.354 117-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 2625K]
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  • 概念设计阶段产品轻量化设计与评价方法研究

    朱玉宁;曹国忠;刘帅;张凤伟;

    概念设计阶段主要进行产品原理解构建,是决定产品性能的重要阶段。针对现有确定方案在后端进行轻量化的现状,在概念设计阶段进行产品的轻量化方案设计并评价其轻量化结果,形成一种轻量化前端设计与评价方法。首先根据需求、EE-FBS功能模型求解产品的原理结构,然后从原理结构中界定轻量化操作单元—原理构件,之后基于原理构件的理想化水平选择轻量化对象,接着基于Inspire(仿真驱动设计软件)对轻量化对象进行拓扑优化,并基于轻量化对象的理想化水平变化率建立轻量化评价体系以评价轻量化结果的合理性;最后以便携式阻车器的轻量化过程验证了理论的实用性和有效性。

    2020年08期 No.354 121-125+130页 [查看摘要][在线阅读][下载 3482K]
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  • 转动热源作用下的制动盘顺序热机耦合分析

    潘公宇;王继业;

    当对制动器进行设计时,需对像循环制动工况等重负荷工作条件下的制动盘热机耦合现象进行研究。考虑到采用完全热机耦合方法存在求解时间长、且不容易收敛的缺点,不适合分析制动时间较长的重负荷制动工况,同时传统的基于固定热源的顺序热机耦合又不能很好地模拟热源转动的真实情况。因此,提出基于转动热源的顺序热机耦合法,在验证该方法的可行性后,将其运用至循环制动工况的热机耦合仿真分析中,仿真结果令人满意,具有工程价值意义。

    2020年08期 No.354 126-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 2837K]
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  • 起重机主梁轻量优化精确建模与智能求解方法

    郜少波;程精涛;

    为了减轻起重机主梁自重,提出了基于多进化行为粒子群算法的主梁轻量化设计方法。建立了主梁轻量化设计模型,使用罚函数将约束优化问题转化为非约束优化问题;以粒子群算法为基础,制定了向群体最优学习、向自身学习、向其他粒子学习等多渠道信息来源方法,提出了四种粒子进化方法,以不同进化方法的即时价值和未来价值为依据,构造了粒子选择不同进化行为的概率,从而提出了多进化行为粒子群算法的优化模型智能求解方法。经测试函数验证,对于低维和高维寻优问题,多进化行为粒子群算法均具有超强的寻优的能力;与企业生产主梁相比,多进化行为粒子群算法优化后主梁面积减少了10.86%,且经有限元分析可知,优化后主梁仍满足约束条件,负荷设计要求。

    2020年08期 No.354 131-135+139页 [查看摘要][在线阅读][下载 2572K]
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  • 微惯性组件多传感器数据融合测姿方法研究

    王磊;孟志敏;关英;宋博;

    针对微惯性测量组件在微型机器人、小型无人飞行器等微惯导领域应用为研究背景,开展了微惯性组件中融合多种传感器信息的姿态测量方法研究。通过陀螺仪,加速度计,磁阻传感器等微惯性传感器的测姿方法,对不同传感器组合测试得到结果进行数据融合,选择融合测姿结果作为观测数据,随后联合无迹卡尔曼滤波器进一步准确估计载体姿态。采用研制的微惯性组件与商用AHRS系统搭建了实验平台,开展了不同算法下的人体姿态测量实验,实验结果验证了算法的有效性。

    2020年08期 No.354 136-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 2690K]
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  • 复杂曲面五轴加工全局干涉检测

    孙胜博;杜娟;陈峙;智红英;

    针对环形铣刀五轴加工复杂曲面的全局干涉问题,提出了一种基于参数曲面网格划分与刀具包围盒的全局干涉检测算法。首先将加工参数曲面沿参数方向进行网格划分,得到若干离散网格点;然后将环形铣刀的圆柱面用六个平面包围形成刀具包围盒,并通过曲面离散点与形成刀具包围盒的六个平面的位置关系判断曲面离散点是否落入刀具包围盒内;最后判断落入刀具包围盒内的曲面离散点是否在环形铣刀的圆柱体内,若曲面离散点在环形铣刀的圆柱体内则存在全局干涉,否则不存在全局干涉。该方法与传统方法相比极大的提高了全局干涉的检测效率,通过实例验证该方法是可行的。

    2020年08期 No.354 140-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 3082K]
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  • 一种距离特征融合的机械三维模型检索方法

    杨岩;张红;何苗;路世青;

    三维模型检索技术可提高产品设计效率,减少设计时间。针对形状分布算法(D2)只适用于全局特征检索而对局部特征描述不足的缺点,文中提出一种融合局部特征和全局特征的三维模型检索方法。首先,运用蒙特卡洛算法在模型表面随机取点,计算随机点对间的D2距离和协方差距离,然后联合统计两种特征距离的分布概率,形成距离分布矩阵。最后采用Manhattan距离度量距离分布矩阵的相似性。实验结果表明,该算法可实现机械三维模型检索,检索性能明显优于两种经典算法。

    2020年08期 No.354 144-146+150页 [查看摘要][在线阅读][下载 2784K]
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  • 小波基最优化在齿轮箱振动信号中的应用分析

    张奥;姜宏;章翔峰;

    为了提高齿轮箱低频振动信号准确表征其运行状态和高频振动信号表征故障特征的效果,通过对小波原理及小波基优化理论进行分析,选取适用于处理齿轮箱振动信号的小波基进行小波变换,将均方根误差及信噪比作为除噪性能的评价标准,获取最优小波基。基于小波变换对振动信号多层分解的特性,将最优小波基运用其中,分别重构出近似齿轮箱运动状态的低频信号,以及能够表征故障细节特征的高频信号。实验结果表明:最优小波基的应用有利于提高齿轮箱低频信号表征其运行状态频率的准确率和高频信号细节特征提取的效果,为工程实际中齿轮箱的故障诊断提供了理论基础。

    2020年08期 No.354 147-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 2384K]
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  • GH4169高温合金电火花线切割加工质量预测研究

    马军;冯士浩;曹阳;李晓科;

    针对镍-铬-铁基高温合金GH4169电火花线切割加工质量预测问题,通过正交实验设计并结合方差分析,分析放电电流及脉冲宽度、放电间隙、管数、加工限速对GH4169高温合金电火花线切割加工表面粗糙度和线切割速度的影响规律。在实验数据基础上训练BP神经网络,建立脉冲宽度、放电间隙、管数、加工限速对表面粗糙度和线切割速度影响的预测模型,预测结果表明,将正交实验与BP神经网络融合应用在GH4169高温合金电火花线切割加工中,不仅减少了工艺参数优化选择的盲目性,也提高了加工质量的预测精度和效率。

    2020年08期 No.354 151-154+158页 [查看摘要][在线阅读][下载 2703K]
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  • 片层体积无损测量装置体积测量系统研究

    甘勇;宋涛;文永森;

    研究了在基于片层体积测量的三维无损测量装置中,体积测量系统的总体设计、各零部件的选型和设计、以及体积测量系统的误差分析和补偿。根据体积测量系统功能需求,设计高精度溢出容器的溢出口、溢出管角度。同时经过理论分析可得被测物体的周长与片层体积测量误差呈线性关系,通过实验建立体积测量系统输入端与输出端之间的联系,并通过测量的实验数据拟合出体积测量系统总误差补偿公式,实现被测物体在体积测量系统中的分层误差补偿,经过误差补偿的片层误差均值由0.0842cm3优化到0.0071cm3,误差补偿效果明显。

    2020年08期 No.354 155-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 2317K]
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  • 微型旋流器溢流口结构参数对SCR废催化剂分离性能的影响

    袁惠新;吴敏浩;付双成;方勇;

    TiO2(钛白)以其优越的白度和稳定的物理化学性质被广泛应用于涂料、橡胶、塑料、日化等行业。采用旋流分离法从SCR废催化剂中分离出TiO2,以提高净化效率为目标,通过试验和模拟研究考察了微型旋流器溢流管的结构对分离效率的影响。数值模拟上采用了雷诺应力模型和离散型模型模拟,试验上使用直径为20mm的微型旋流器来分离粒度分布为(1~56)μm的颗粒物料。结果表明,在相同的处理量下,溢流口直径为4.5mm、溢流管伸入深度为10mm时,旋流器对物料的净化效率最高。

    2020年08期 No.354 159-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 2399K]
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  • GH4169合金高温变形过程本构方程

    吴昊;孔祥伟;罗平;

    使用MMS-300热模拟实验机对GH4169合金在变形温度950℃,980℃,1000℃,1020℃,1040℃,1060℃,1100℃及变形速率0.01mm/s,0.1mm/s,1mm/s,10mm/s条件下进行压缩实验。其中,压下率为50%。在热压缩变形过程中,当温度升高或变形速率减小时,流变应力降低。根据不同的热变形参数对流变应力的影响,利用线性回归的方法分析了Arrhenius形式的本构方程,并求出激活能Q=505.649kJ/mol。最终,建立描述GH4169合金热变形规律的本构方程并分析其预测精度。结果表明:在不同热变形参数下,其流变应力的预测值与实验值的符合程度良好,平均相对误差为5.13%,线性相关度为0.977。

    2020年08期 No.354 163-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 2907K]
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数控与自动化

  • 基于COPRAS方法的汽车保险杠多工况耐撞性能研究

    徐威;李光耀;郑刚;

    考虑汽车低速碰撞中的,使用复杂比例评价方法(COPRAS)对不同截面构型的汽车保险杠的耐撞性能进行综合评估与研究。首先,分别在对中碰撞和角度碰撞工况下,建立等质量的六种不同防撞梁截面构型的保险杠的有限元模型并进行仿真分析,选取碰撞加速度、碰撞时间、保险杠最大变形量和保险杠系统吸收能量为评价指标,然后,使用COPRAS评价方法对六种不同防撞梁截面构型的保险杠的综合耐撞性能进行评估,最后,得到具有最优综合耐撞性能的保险杠设计并进行耐撞性能分析。由此得出,COPRAS方法可以高效、合理地用于汽车保险杠的安全设计。

    2020年08期 No.354 168-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 2218K]
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  • 激光制备微热管传热分析与沸腾实验研究

    魏昕;李成彬;谢小柱;胡伟;

    电子自动化理论研究逐步深入以及电子产品更新速度加快,散热问题日益严峻。为了研究激光制备针翅平板微热管的传热性能,首先采用理论建模确定针翅结构,然后使用MATLAB软件计算出其最优解,再通过激光制备针翅平板结构,最后通过沸腾单因素实验验证其计算出的最优解对针翅平板微热管传热性能的影响,并以温差作为评价针翅平板微热管传热性能指标。结果表明:当针翅结构高为0.3mm,宽为0.2mm,横向间距0.3mm,纵向间距0.3mm时,平板微热管的传热性能最佳。

    2020年08期 No.354 172-174+179页 [查看摘要][在线阅读][下载 2778K]
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  • 高速列车头车气动噪声的控制方法研究

    姜世杰;杨松;张博宏;闻邦椿;

    提出了高速列车头车远场气动噪声的改进方案,并进行了仿真研究。首先完成了9组不同车头形状的全尺寸头车模型和流场流域的创建,并通过k-ε湍流模型计算稳态流场;其次在稳态流场的基础上,采用宽频带噪声模型计算了头车表面的气动噪声源;利用大涡模拟(LES)方法计算瞬态流场,进而获取车身外表面的压力;再基于瞬态流场,采用Lighthill声比拟理论研究了头车的远场气动噪声的计算。最后,将不同形状头车的气动噪声的仿真分析结果相对比,验证改进方法的可行性。这里的研究,将对高速列车噪声的有效控制提供一定的技术支持,有着较重要的科学意义和实际研究价值。

    2020年08期 No.354 175-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 2986K]
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  • 仿蝼蛄运动特性的土壤挖掘机构设计

    张峻霞;张凯凯;张琰;朱曰莹;

    凭借前足"挖-扩"式掘进方式,蝼蛄可以实现高效、快速的地下掘进。为了更好的利用这一优良特性,使用高速运动采集系统对蝼蛄前足的挖掘运动进行采集,使用Didge与Matlab软件对其进行运动学分析,并构建运动轨迹曲线。根据蝼蛄前足运动特性及运动轨迹,设计了一种基于曲柄滑块机构的仿生挖掘机构。仿真模拟结果表明,该机构的运动轨迹、速度及加速度特性等与蝼蛄相似,可以实现"挖-扩式"运动,证明了机构的可行性。其结果为触土工作机构的仿生设计提供了一种新方案。

    2020年08期 No.354 180-183+187页 [查看摘要][在线阅读][下载 3317K]
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  • 飞机机电系统关键部件性能趋势分析方法

    崔建国;徐昕明;于明月;蒋丽英;

    飞机发电机作为飞机机电系统的关键部件之一,为飞机提供主要的电力来源,其运行状态在飞机的使用过程中至关重要。为改善和提升飞机发电机的性能变化趋势的预测精度,更好实现对飞机发电机性能变化的趋势分析,以某型真实飞机发电机为研究对象,提出一种由多项式趋势预测模型和ARMA模型相结合的组合预测方法来对该型飞机发电机进行性能趋势分析。首先,在专业试验平台上对该型飞机发电机进行了长期大量试验,获取了大量性能表征信息。在此基础上,将多项式趋势预测模型和ARMA模型进行组合,综合运用多项式趋势预测模型良好的趋势拟合能力和ARMA的时间序列分析功能,对该型飞机发电机进行性能趋势分析。试验验证结果表明,这种组合预测方法优于传统单一模型的预测方法,具有很高的预测精度,能够更好地实现对飞机发电机的性能趋势分析效能,具有较高的工程应用价值。

    2020年08期 No.354 184-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 2342K]
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  • 压铸模型腔曲面铣削表面粗糙度GA-ELM预测

    孙全龙;梅益;杨幸雨;

    应用球头铣刀对压铸模具型腔曲面铣削精加工前,通过预测其表面粗糙度,可以辅助工艺人员合理配置铣削工艺参数组合。依托GA算法强大的全局寻优能力,优化ELM固有缺陷,建立遗传算法-极限学习机(GA-ELM)模型,并应用该模型预测压铸模型腔曲面铣削精加工表面粗糙度。训练本模型需要选定输入参数及输出参数,选定输出参数为表面粗糙度,输入参数选定为与之相关的铣削工艺参数,通过可变轴精加工铣削实验获得训练集和测试集数据样本,并将本模型预测结果与其他模型对比,对比模型选择未优化的ELM模型及GA-BP模型,对比结果验证了本模型的优越性。最后,再次通过可变轴精加工铣削实验验证本模型预测结果的可靠性,并基于MatLab环境开发可视化的表面粗糙度预测系统。结果表明:本模型相比ELM模型及GA-BP模型,在铣削精加工表面粗糙度预测方面,预测精度及效率优势明显。

    2020年08期 No.354 188-191+196页 [查看摘要][在线阅读][下载 2578K]
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  • 机械臂运动的智能自适应模糊控制策略

    赵娟;杨慧中;

    为了提高机械臂轨迹跟踪控制精度同时节省驱动能量,提出了机械臂运动的智能自适应模糊控制策略。介绍了双连杆机械臂结构并建立了其动力学模型;设计了机械臂系统控制方案和智能自适应模糊控制器的实现方案;在粒子群算法基础上增加了多策略进化方法和多子群协同搜索方法,提出了多策略协同进化粒子群算法;以机械臂轨迹跟踪误差和驱动力矩最小为目标,以多策略协同进化算法为寻优算法,设计了具有智能自适应调节能力的模糊控制器。经仿真验证,自适应模糊控制器的跟踪误差幅值为PID控制误差幅值的26%左右,同时模糊控制器驱动力矩的平均振动幅值不足PID控制器力矩振动幅值的17%,充分证明了智能自适应模糊控制器能够以更小的力矩实现更小的跟踪误差。

    2020年08期 No.354 192-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 2345K]
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  • 基于正交试验的高频电磁泵单向阀优化设计

    吴永海;包海涛;

    针对高频电磁泵的单向阀配流问题,对单向阀进行优化来提升电磁泵的性能。通过应用Fluent的UDF程序和动网格技术对整个电磁泵进行瞬态仿真计算,以电磁泵净输出流量最大为目标,同时利用正交实验设计的方法研究单向阀径孔比、行程、刚度对泵流量性能的影响。研究结果表明,通过优化单向阀参数能够有效地提升泵净输出流量,流量同比提高了17.65%。搭建了高频电磁泵试验平台,试验测试结果与仿真相吻合,验证了模型的正确性,同时为高频电磁泵性能的提升提供理论基础。

    2020年08期 No.354 197-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 3437K]
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  • 基于惩罚函数法车辆冷却风扇数值优化设计

    贾磊;李威;赵澄东;

    冷却风扇是发动机正常散热的重要保证,同时也是耗能单元,在满足散热模块对风量、风压要求的前提下,降低冷却风扇对发动机的能量消耗。针对车辆用冷却风扇相关性能参数进行分析,根据结构特点建立数学模型,参考设计空间尺寸和其他参数要求,设定优化设计的目标函数和约束条件,基于惩罚函数法对冷却风扇进行结构优化设计。基于冷却风扇风洞试验和发动机冷却系统台架试验,对比优化前后冷却风扇的性能差异。结果可知,冷却风扇的能耗降低,而效率提高,散热效果基本不变;优化设计达到提高效率降低功耗的目的,风扇效率提高约6%,静压变化小于1%,可认为基本无变化;发动机台架试验表明应用该优化设计方法后,冷却风散与发动机匹配性良好,散热效果达到优化前设计要求;可以在保证风量风压要求的前提下,通过优化风扇相关性能参数,降低冷却风扇自身能耗。

    2020年08期 No.354 201-205+210页 [查看摘要][在线阅读][下载 2885K]
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  • CFRP汽车防撞梁结构/材料一体化优化设计

    臧杰;周金宇;邱睿;

    针对复合材料汽车防撞梁结构布局和层合板铺层优化问题,提出以防撞梁强度最大为目标,宏观结构与层合板铺层角为变量的结构/材料双尺度优化设计方法。结构层面采用B样条对防撞梁轮廓曲线进行参数化表达,并改变防撞梁截面关键尺寸,构建几何模型;材料层面考虑铺层角对层合板性能带来的影响,采用0°、±45°、90°四种标准铺层角进行铺设。通过自适应遗传算法对结构与材料两个层面的设计变量进行初始化,实现了适用于复合材料汽车防撞梁的结构/材料一体化优化设计。结果表明:防撞梁结构的强度较优化之前升幅为81.41%,且最大等效应力下降至64.885MPa,小于CFRP材料的极限强度,优化结果达到预期效果。

    2020年08期 No.354 206-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 3063K]
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  • 自适应连续集稀疏分解声音识别算法

    李丹鹤;陈晓东;

    为实现公共环境复杂背景中异常声信号识别以辅助公共场所安全监控,提出基于连续完备集的自适应MP稀疏分解声音识别算法,算法通过相关参数改进实现自适应PSO算法,然后借助PSO算法的连续空间搜索优势对MP稀疏分解进行连续集优化,从而提高稀疏分解获得的最优原子的匹配度,最后提取重构声信号的时频参数特征以SVM算法实现异常声音事件的快速准确识别。实验结果表明,与已有算法相比,所提识别算法显著降低了计算量,并取得了最优的声音识别率和识别鲁棒性。

    2020年08期 No.354 211-214+219页 [查看摘要][在线阅读][下载 2671K]
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  • 空冷器风机的可靠性研究

    裴峻峰;王丝雨;任明晨;彭剑;

    为了延长空冷器风机的使用寿命,减少停机次数,运用可靠性分析方法对其进行了相关分析研究。通过收集整理某石化公司的维修历史记录,计算出它的无故障运行时间,运用K-S检测法进行拟合优度检测,得出风机的无故障运行时间服从威布尔分布,在此基础上求得了风机无故障运行时间的概率密度函数、可靠度函数、失效率函数等可靠性指标。同时根据风机的故障情况对其进行了可靠性增长趋势和失效模式的分析。结果表明:该类风机的平均寿命为10308h,现阶段定期维修的时间多集中在3600h左右;在可靠度为0.9时,预防性维修周期为2230h。经过适当的维修后该类风机的可靠性有显著增长的趋势,特别是在大修后增长得最为明显。引起风机主要故障部位是皮带/皮带轮/轮毂处,且故障多数会引起噪声和振动异常。

    2020年08期 No.354 215-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 3051K]
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数字化设计与制造

  • 近断层地震激励下门机响应研究

    蒙健平;程文明;

    建立某门机有限元模型,采用时程分析法研究门机在近断层地震激励下的响应,选取21组近断层地震动记录分别研究速度脉冲效应、竖向效应及PGV/PGA值对门机位移响应及应力响应的影响。研究结果表明:速度脉冲效应会造成门机的位移响应、应力响应显著增大,双向速度脉冲地震动激励下门机最大应力比单向速度脉冲地震动大7.15%,比无速度脉冲地震动大12.41%;竖向效应会导致门机在竖直方向的振动加剧,存在钢丝绳断裂和小车脱轨的危险;门机的位移响应和应力响应均与PGV/PGA值呈正线性相关。因此门机若位于近断层区域,不可忽略近断层地震特性对门机抗震的影响。

    2020年08期 No.354 220-223页 [查看摘要][在线阅读][下载 2666K]
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  • 推焦装置刚柔耦合模型动力学仿真分析

    孟爽;孙桓五;向瑾;

    针对大型焦炉推焦装置在推焦过程中工作部件推焦杆经常出现振动,可能影响推焦装置工作稳定性、降低焦炭成品率甚至对焦炉造成破坏等问题,采用通过刚柔耦合动力学模型分析来确定振动激励源的方法,以推焦装置为研究对象,应用多软件联合仿真建立了推焦装置刚柔耦合模型,通过实验测试振动信号对仿真模型进行了验证,并进而通过动力学仿真得出推程中推焦杆振动主要是由于滑靴与炭化室地面存在摩擦引起的,获得了随着动摩擦系数的减小,推程中推焦杆的振动加速度均方根值变小,振动明显减弱等规律。研究结果可为推焦装置后续减振及优化设计提供重要参考。

    2020年08期 No.354 224-227+231页 [查看摘要][在线阅读][下载 3697K]
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  • 基于CFD的汽车水泵性能优化设计

    曹占龙;曾振宇;何理;龚青山;

    在汽车水泵研发制造过程中,根据水泵的性能设计参数,利用CFD分析软件PumpLinx,对水泵产品的设计模型进行性能仿真分析,预测水泵在规定转速和流量下的扬程值和效率,并根据分析结果对水泵模型性能进行优化,根据优化的模型制造水泵实物样机,并对实物样机进行了相关试验,将仿真分析结果与实物样机试验结果进行对比,试验得到的水泵扬程值和效率与仿真分析结果基本吻合,表明这种应用CFD分析软件PumpLinx对水泵性能的设计及优化的方法可以有效指导汽车水泵的制研发造,具有很高的应用价值。

    2020年08期 No.354 228-231页 [查看摘要][在线阅读][下载 2904K]
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  • 永磁同步电机定子振动特性分析

    路文开;张卫;唐杨;

    为了研究永磁同步电机电磁力导致电机振动与噪声问题,采用有限元法对电机气隙磁密进行分析,得到电机在空载运行时的气隙磁场和径向电磁力;接着对永磁同步电机定子系统进行模态分析,获得电机定子系统结构固有频率,分析了径向电磁力对电机模态振动影响;同时采用模态试验,并将有限元仿真数据与模态试验数据进行对比,验证了有限元模态分析的可靠性。结果表明:该永磁电机定子径向电磁力波频率与定子结构模态频率相差较大,不会因电机径向电磁力产生共振.,相关研究工作为永磁电机设计与优化提供参考。

    2020年08期 No.354 232-234+238页 [查看摘要][在线阅读][下载 3273K]
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  • 延长内曲线液压马达导轨疲劳寿命的研究

    孙龙;曾良才;方明;湛从昌;

    内曲线径向柱塞式液压马达因柱塞的加速度惯性力的变化对导轨产生冲击,容易导致导轨形变与疲劳点蚀,甚至出现滚柱脱离导轨的现象,极大的降低了液压马达导轨的使用寿命。考虑到滚柱脱离导轨的因素,对其产生的冲击力与液压马达导轨的使用寿命的关系进行定量的分析,根据液压马达工作原理建立动力学仿真,解出滚柱脱离导轨的具体位移数据,建立滚柱冲击导轨的有限元模型,求出导轨所受的冲击力。考虑到滚柱对导轨的冲击是交变载荷,应用Goodman算法预测导轨的疲劳寿命。研究结果表明:通过优化导轨结构参数可以有效的降低滚柱对导轨的冲击力。本篇论文的研究内容为从事内曲线液压马达研究设计人员提供了一定的参考。

    2020年08期 No.354 235-238页 [查看摘要][在线阅读][下载 2870K]
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  • 行星齿轮高速干式滚切工艺参数优化设计

    刘志;卢红;夏亮;黄锋;

    齿轮的高速干式滚切加工工艺参数与常规滚切加工有显著差异,为获取行星齿轮干式滚切加工最优工艺参数组合,提出其工艺参数优化方法。以滚刀转速、机床X轴进给速度和Z轴进给量等参数作为优化变量,选取滚切能耗和时间为优化目标,分析了滚刀转速等优化变量对滚切能耗和时间的影响,建立了协调考虑滚切能耗和时间的多目标优化模型,并建立优化模型的约束条件。应用遗传算法对建立的多元非线性多目标优化模型进行最优解搜索,获取最优工艺参数组合。优化实例和加工实验验证了优化模型和模型求解算法的有效性。

    2020年08期 No.354 239-242页 [查看摘要][在线阅读][下载 2590K]
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  • 4-RRRPP并联机构工作空间解析分析

    罗建国;赵韵秋;邱杰清;

    通过对串联机构、并联机构工作空间分析方法的梳理,提出一种基于支链关节运动能力逆向综合的解析作图分析新方法。提出将并联机构分解成串联支链,然后把串联支链从输出末端到固定端以关节插件形式逆向组装,将每一次组装后得到的关节或串联机构的末端工作空间运动能力的空间几何形体作为母线/母体/母面,以组装关节轴线为基线,借助三维CAD软件工具,得到整个支链末端工作空间运动能力域,并给出其一般方法和步骤。将各支链末端工作空间运动能力域在固定坐标系下的空间位置进行重置,求取其交集,从而得到并联机构输出末端参考点的可到工作空间。并以机构为实例证明该方法的有效性,当改变并联机构静平台尺寸保持不变,动平台各关节距离其形心的尺寸参数发生改变时,并联机构输出末端工作空间形状相似,但体积大小随着距离的增大而减小。当改变并联机构动平台尺寸保持不变,静平台各关节距离其形心的尺寸参数发生改变时,并联机构输出末端工作空间形状也发生改变,体积随着距离的增大而减小。

    2020年08期 No.354 243-246+251页 [查看摘要][在线阅读][下载 2897K]
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  • 航空液压管道支撑参数优化及试验分析

    李瑞;张劲夫;

    针对航空液压管道系统减振降噪设计需求,以某固定翼机型的液压管道为研究对象,以支撑参数(刚度、阻尼)为设计变量,以提高系统一阶频率、同时降低管道结构振动应力为目标,进行了动力学优化。优化结果表明,在一定范围内,提升支撑刚度可以提高管道系统一阶频率,避开危险共振区,但同时会增大管道结构应力;通过支撑刚度和阻尼的联合优化,可以在提升系统一阶频率的同时有效降低管道结构应力。根据优化方案结果,进行了管道模态试验,结果表明该优化设计有效提高了管道系统一阶固有频率、避开危险共振区域,提高了管道系统抗振能力。

    2020年08期 No.354 247-251页 [查看摘要][在线阅读][下载 3161K]
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  • 乘用车操纵稳定性的灰色关联评价

    任成龙;王俭朴;赵素芳;

    为了提高乘用车操纵稳定性评价的准确性和客观性,参考国家相关标准,分别从稳态回转性、转向回正性、转向轻便性、抗侧倾能力、抗干扰能力和瞬态响应性6个方面筛选15个评价指标。根据各指标对乘用车操纵稳定性的实际影响程度,确定了各指标的权重。以实车试验获得的指标参数为实例,采用基于灰色关联分析的方法,对试验汽车进行操纵稳定性评价。对比国标法评价结果,并参考驾驶员主观评价,证明了运用灰色关联法进行乘用车操纵稳定性评价的可行性。

    2020年08期 No.354 252-254页 [查看摘要][在线阅读][下载 2140K]
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  • 汽车前防撞系统的结构设计与优化

    吴凯佳;苏小平;鲁宜文;

    为解决汽车低速正面碰撞时,防撞梁变形过大超过极限空间,吸能盒吸能不足等问题。重建汽车前防撞系统原始结构,利用混合元胞自动机对其实施碰撞拓扑优化,获得了最佳的材料分布,将防撞梁设计成截面为"目"字形的铝型材,并带有侧翼加强的吸能盒新结构。对新结构方案进行三维模型重建,并将其参数化,搭建了基于ISIGHT优化平台,对设计变量自动寻优求解。研究结果表明:新结构设计方法可以得到合理的前防撞系统形状和尺寸,提高汽车低速碰撞的耐撞性指标。

    2020年08期 No.354 255-258+262页 [查看摘要][在线阅读][下载 3835K]
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  • 行李箱冲击某汽车后排座椅的仿真分析与优化

    刘宇;赵民;王宇;范燊;

    为满足法规GB15083-2006要求,设计安全优质的后排座椅骨架结构。应用Hypermesh前处理器对某款车型建立座椅行李箱冲击试验的有限元模型,并利用Ls-dyna求解器对冲击过程进行仿真分析。分析结果表明该座椅在行李箱冲击试验中不满足法规要求。选取行李箱冲击后排座椅过程中变形量较大的靠背管并对其结构进行优化。提出了将靠背管横截面由圆形改进为椭圆形和将靠背管改进为钣金件两种方案。通过分析优化后座椅靠背管应力、应变最大值以及座椅头枕及靠背与评判面之间的距离,在轻量化的前提下选定方案2为最优。该方案提升了后排座椅的抗冲击能力,座椅头枕及靠背与评判面之间的距离曲线峰值明显降低,座椅结构满足法规要求。

    2020年08期 No.354 259-262页 [查看摘要][在线阅读][下载 3186K]
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  • 基于响应面法的升降机滚筒线支架轻量化设计

    伍建军;王子宁;任崇轩;辛曼玉;

    为了降低重量,减少成本,提高市场竞争力,基于响应面法对某型具有弯曲导轨的连续式升降机进料滚筒线支架进行了轻量化设计。采用中心复合试验设计方法进行样本点的采集,利用有限元数值模拟技术获取样本点的响应值。根据所得数据,构建了支架质量和最大等效应力的二阶多项式响应面模型,并进行了精度检验,验证了所构建响应面模型的精确性。以支架质量为目标,强度为约束,基于所构建的响应面模型,建立了支架轻量化设计数学模型,采用序列二次规划算法进行求解,并对优化结果进行了仿真验证。结果表明,优化后的支架强度满足要求,质量减少了11.7kg,减重率达42.5%,轻量化效果显著。

    2020年08期 No.354 263-266页 [查看摘要][在线阅读][下载 2610K]
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  • 基于3D打印的减速机传动系统实验模型

    邱海飞;

    为降低减速机产品研发的技术难度与实验成本,以某型二级减速机系统为依据,设计开发了基于SolidWorks平台的数字化样机,并利用正弦函数构建电机驱动表达式,通过Simulation/Motion模块对其传动系统进行运动学仿真分析。在此基础上,利用C语言编程和STC12C5A60S2单片机开发,设计建立了二级齿轮传动系统控制模块,并借助3D打印构建了齿轮三维制件,最终搭建形成了一套针对减速机传动系统控制的机电一体化模型。可方便快捷地实现不同工况转速下的齿轮传动特性测试与实验验证,为减速机产品的设计开发提供了有效的实验思路与支持平台。

    2020年08期 No.354 267-269页 [查看摘要][在线阅读][下载 3262K]
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机器人

  • RV减速器的寿命计算与加速寿命试验

    张跃明;冀永虎;纪姝婷;赵飞;

    RV减速器作为工业机器人关节核心部件正日趋发展成熟,但与其寿命相关的研究相对较少,RV减速器寿命是影响其可靠性的关键因素,目前却没有行之有效的计算和检测方法。针对此问题,以S-N疲劳理论、Miner理论为基础,结合对影响RV减速器寿命的关键零件—滚针轴承的寿命分析,推导了RV减速器的寿命计算公式。并以一款RV-40E-121型减速器为例,计算了其在额定负载、转速下的寿命,结果与Nabtesco公司标定的额定寿命相差14%。为了验证这里RV减速器寿命公式的正确性,搭建了一种加速寿命试验平台,并进行了近700小时的加速试验得出了一台RV减速器的寿命,其与理论计算结果相差8%。结果表明:所提出的RV减速器寿命计算公式符合实际,并进一步验证了所设计的RV减速器加速寿命实验平台能够较为准确、快速的检测RV减速器寿命。

    2020年08期 No.354 270-274页 [查看摘要][在线阅读][下载 2795K]
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  • 一种新的摄像机线性标定方法

    姚阳;张磊;徐冰辉;姚兴田;

    传统摄像机线性标定Faugeras方法具有简单易实现的优点,然而其模型在求解时未考虑摄像机的特性,只当成一般数学问题求解,造成误差较大,特别是求解的图像中心点与实际的图像中心有较大偏差。为此提出一种新的摄像机线性标定方法,把图像中心作为光轴中心点,在认为该参数已知的情况下,可有效避免其他参数产生较大误差。将参数分开求解,分步获得摄像机参数,并对部分参数进行优化。实验结果表明,提出的这种新的线性标定法相较于Faugeras方法有了一定提升,标定精度较高且计算速度较快。

    2020年08期 No.354 275-278页 [查看摘要][在线阅读][下载 3014K]
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  • 蜂巢栅格下机器人导航路径的动态分组蚁群规划

    李海;杨小柳;徐凌桦;

    为了减少机器人导航路径的长度和算法运行时间,同时提高算法规划稳定性,提出了蜂巢栅格环境下的动态分组蚁群算法规划方法。分析了方形栅格四叉树和八叉树工作模式的弊端,提出了改进蜂巢栅格的环境建模方法,蜂巢栅格避障时的有效路径比、安全性、转弯角大小、对圆形障碍物覆盖的有效面积比等多个角度均优于传统栅格。参考猫群算法的分群思想将蚁群分为跟踪蚁和搜索蚁,提出了动态分组蚁群策略和信息素的自适应扩散策略,从而给出了动态分组蚁群算法的执行步骤。经过算法的多样性和规划性能仿真分析,动态分组蚁群算法的路径多样性在迭代过程中保持较高水平,在相同环境下动态分组蚁群算法规划的最优路径长度比ACS蚁群算法减少了9.99%,搜索到最优路径时的迭代次数远远小于ACS蚁群算法,且从最优路径长度和迭代次数标准差看,动态分组蚁群算法稳定性好于ACS蚁群算法。

    2020年08期 No.354 279-283+287页 [查看摘要][在线阅读][下载 3034K]
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  • 3-SPS/1-S张拉整体并联机构的研究与应用

    郭京波;张海东;纪志飞;李杰;

    为满足盾构管片姿态微调需要,提高拼装精度及效率,提出基于3-SPS/1-S张拉整体并联机构设计管片拼装微调机构。给出总体方案及构型分析,机构仅有3个转角自由度,可实现管片横摇、俯仰及偏转动作。重点研究机构位置反解、正解及工作空间。运用RPY法推导旋转矩阵,得到位置反解表达式;给出位置正解的变步长搜索求解法;基于工作空间约束方程,分析体积求解方法。数值验证结果表明:(1)位置反解易求且具有唯一性;(2)位置正解不唯一,共有29组解值;(3)给定球铰最大转动值为35°,工作空间体积为0.768rad3。该机构可满足管片姿态微调要求,具有一定指导意义。

    2020年08期 No.354 284-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 2506K]
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管理与综述

  • 类桁架点阵多孔材料的研究进展

    任晓雨;肖丽英;郝智秀;

    多孔材料可以减轻零件重量,同时也具有良好的传热和能量吸收性能。随着增材制造技术的发展,依照需求设计的类桁架点阵结构多孔材料的制造变得十分方便。基于类桁架点阵结构(lattice structure)多孔材料开展的零件设计和传统的零件设计不同,它具有参数众多导致设计空间庞大的特点。就常见类桁架点阵结构的单元结构类型,常见类桁架点阵结构的力学分析方法和利用类桁架点阵结构进行零件设计过程中的优化方法进行了总结并提出了对未来研究方向的思考。

    2020年08期 No.354 288-291+295页 [查看摘要][在线阅读][下载 2889K]
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  • 一种含复合球副4-dof并联机构运动学研究

    张灿果;耿明超;路懿;

    设计了一种新型含复合球副4-dof并联机构,求解了该机构的自由度。根据机构的结构特点,基于矢量法分析了该并联机构中各构件的运动。针对少自由度并联机构部分驱动分支中存在的约束力/矩,利用观察法判断这种并联机构中存在的约束力/矩。基于约束力/矩建立了此类机构的Jacobean矩阵,并推导了机构的Hessian矩阵,建立了含复合球副4-dof自由度并联机构的运动学模型。利用先进CAD软件对机构的运动学模型进行了验证。为含复合球副少自由度并联机构动力学分析和刚度分析奠定了基础。

    2020年08期 No.354 292-295页 [查看摘要][在线阅读][下载 3087K]
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  • 摩托车轮毂表面缺陷检测研究

    李飞;唐亚健;苑玮琦;

    摩托车轮毂表面缺陷可能会造成摩托车在行驶过程中发生交通事故,危及驾驶者的生命,因此,对于摩托车轮毂的表面缺陷检测就显得尤为重要。针对摩托车轮毂表面缺陷检测,提出使用支持向量机(SVM)的方法,在特征选择上使用不同的灰度特征和纹理特征相结合。剖析了样本数量的多少与不同特征维度对支持向量机分类结果造成的影响。当提取灰度特征和纹理特征作为特征变量的时候相较于单独的灰度特征分类精度具有明显的提高,当样本数量为100时,识别精度可以高达93%。研究结果表明,在灰度特征的基础上加入纹理的特征可以大幅度提高支持向量机在摩托车轮毂表面缺陷检测的识别精度。

    2020年08期 No.354 296-299页 [查看摘要][在线阅读][下载 2729K]
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  • 电动缸传输效率测试系统的设计与试验研究

    龚中良;金可;

    针对现有电动缸试验测试系统不能满足电动缸特有性能的测试,且有操作比较复杂,系统不稳定等缺点。研发了一套基于PC端作为上位机,C420 CAN控制器为核心控制元器件,液压缸及工作站作为额定载荷加载装置,结合伺服驱动器的伺服电机数据采集,以及轮辐式压力传感器作为电动缸加载反馈装置的测试系统。根据对电动缸的额定载荷测试和传输效率测试的功能,开发了基于QT界面开发和C++程序语言的上位机电动缸测试系统,可实时监测电动缸的电流、电压、载荷,并根据后台数据处理计算绘制出电动缸电流、电压、载荷、传输效率的图形,作为电动缸的检测的依据。使用该测试系统对三级电动缸进行效率测试的试验验证,试验数据符合理论计算,试验方法和设备合理。该测试系统已成功用于公司新产品的测试,并为研发生产提供了重要的试验验证。

    2020年08期 No.354 300-303页 [查看摘要][在线阅读][下载 3110K]
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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。

    2020年08期 No.354 304页 [查看摘要][在线阅读][下载 2057K]
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  • 2020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:2020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

    2020年08期 No.354 306页 [查看摘要][在线阅读][下载 1996K]
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