- 张杉杉;王玫;周航;黄思思;
针对手机用铁芯马达在跌落测试中良品率过低的问题,对振动马达的结构进行优化设计。通过NX建立了马达的仿真模型,求解得出马达在跌落过程的中的所受应力最大的部分为轴承与轴的接触部位。优化设计方案将马达的轴承宽度加大0.2mm,这一改进可以加大轴承与轴的接触面积。再次使用仿真模拟出优化后的马达与原始马达相比所受最大应力减小了25.7%。最后通过跌落实验表明优化后的马达在摆锤偏移值,噪声值,以及轴承孔变形情况上均有改善,证明了优化设计的合理性。
2020年03期 No.349 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 1492K] [下载次数：154 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：209 ] - 曲智勇;徐加宝;
六自由度轴耦合道路模拟试验台是一种结构复杂的串并联结构,杆系的特殊布局和结构尺寸设计,使得只有在一个或者是两个液压缸做主动运动时就能实现台架在某个自由度上的运动。但是在大行程工况下,主要驱动液压缸和其余液压缸之间存在着比较大的耦合。以轴耦合道路模拟试验台的一个角为研究对象,在逆运动学分析的基础上,对单自由度运动时各杆系之间耦合程度的大小进行了分析,得出了在不同自由度运动时主要产生耦合运动的杆系。
2020年03期 No.349 5-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1323K] [下载次数：35 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：133 ] - 王博翰;杨斌;陈铭;
为深入探究报废汽车破碎残余物及其塑料组分在以氧化镍为催化剂的热裂解试验中的产物及其活化能变化关系,通过一套实验室级的催化裂解试验平台进行了相应的催化裂解试验并通过Kissinger法进行热解动力学分析。利用热重分析仪得出在有无催化剂的两种条件下反应物随温度变化的失重百分比及反映速率曲线,利用改良后的管式炉对反应物进行阶段式变温加热进而得到裂解气体及残余物,利用气相质谱仪分析裂解气体组分含量,最后利用气相色谱-质谱联用检测法对固体残余物进行了多氯联苯检测。研究表明:氧化镍降低了报废汽车破碎残余物在热裂解反应时的活化能,提高了部分裂解气体产量,固体残渣中亦未出现多氯联苯;在热解动力学分析中发现报废汽车破碎残余物及其塑料组分在裂解过程中的活化能变化趋势基本一致,这一发现为解决报废汽车破碎残余物因成分复杂,理化性质不一致而导致的热解处理工艺难统一的问题提供了理论研究方向。
2020年03期 No.349 9-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1238K] [下载次数：29 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：68 ] - 徐格宁;张永才;张魏唯;
针对铸造起重机服役过程中金属结构安全性问题,提出从疲劳破坏的角度分析其裂纹扩展情况。以铸造起重机金属结构为研究对象,调研分析铸造起重机的工艺流程,结合金属结构理论和雨流计数法,得到一年内主梁危险点的两参数二维应力谱,根据线弹性断裂力学,应用Paris公式对裂纹扩展情况进行预测,根据疲劳裂纹扩展尺寸进行预测相对应的疲劳剩余寿命。以此为基础,通过Msc.Fatigue仿真软件模拟裂纹扩展增长趋势,从而预测焊接箱形梁结构的疲劳剩余寿命。以100/40t-28.5m四梁偏轨铸造起重机焊接箱形梁结构为例,其理论计算结果与仿真结果的相对误差为1.44%。结果表明:通过理论与仿真相结合的方式可较为准确的分析疲劳裂纹扩展情形,确保了疲劳剩余寿命计算结果的精确性。
2020年03期 No.349 13-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1518K] [下载次数：65 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：114 ] - 罗怡澜;邹益胜;王超;邓佳林;
经典聚类算法在机车异常轴温诊断应用中存在判别阈值参经验化设定与漏判率、误判率较高的问题。利用机车轴温测点的关联性、异常温升特征分布特点,提出一种基于Kmeans-DBSCAN融合聚类的轴承异常温升诊断模型。首先将轴承异常温升的诊断转化为多组关联序列中少数持续离群子序列的检测问题,再根据温度序列特征空间分布位置和局部密度差异性,通过Kmeans-BSCAN融合聚类分离出离群子序列,并实现了DBSCAN邻域判别阈值参数的自适应选取。基于某型机车履历数据的实例验证结果发现:该模型对异常温升诊断的准确率达100%,与Kmeans算法保持一致,比DBSCAN算法提高22.4%;误报率低至0.5%,比Kmeans算法降低18.5%,比DBSCAN算法降低12%。
2020年03期 No.349 18-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1798K] [下载次数：102 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：55 ] - 焦博;王晓笋;王爱华;巫世晶;
建立含齿侧间隙、时变啮合刚度、制造误差和安装误差的2K-H行星轮系及复合行星轮系非线性动力学模型后,采取模块化和参数化设计思想,基于C#语言,运用MATLAB动态链接库技术,开发了一套行星轮系动力学特性仿真系统。系统具有良好的人机交互性和可扩展性,集成了2K-H行星轮系及复合行星轮系动力学建模、求解和后处理分析等功能。可通过时间历程曲线、相轨线、Poincare截面等分析方法研究各种不同工况下行星轮系的非线性动态特性;通过各类构件参数对均载特性的影响分析寻求最佳均载性能参数配置。仿真过程操作简便,降低了求解难度,极大地提升了轮系动力学特性分析效率,能够快速准确地为优化行星齿轮传动系统动态特性和均载特性提供理论参考。
2020年03期 No.349 24-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1930K] [下载次数：43 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：118 ] - 董飞;俞啸;丁恩杰;吴守鹏;
为提高滚动轴承故障诊断的性能,结合故障敏感特征的选择,提出了一种基于小波包变换(WPT)和监督NPE的滚动轴承故障诊断模型。首先,WPT对原始振动信号进行处理,利用终端节点的单支重构信号得到多域统计特征,构成原始特征集。然后,为减少特征集中的冗余信息和干扰特征,提出一种基于朴素贝叶斯的故障敏感特征选择方法(FSNB)。为了进一步降低冗余信息和运算复杂度,提出一种基于类别标签的监督邻域保持嵌入(SNPEL)方法,实现对高维特征集的低维表示。最后,利用K近邻(KNN)算法实现滚动轴承的故障诊断。采用12种轴承故障数据来验证提出的故障诊断模型的性能,结果表明,提出的模型可以实现较高的故障诊断准确度和较好的适应性。
2020年03期 No.349 29-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1616K] [下载次数：98 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：49 ] - 雷蕾;丁海春;轩亮;
根据刚度定义分析出变形量与刚度的线性关系,从啮合刚度的角度出发计算牵引齿轮的变形量,分别总结出以石川公式为基础的直齿轮啮合刚度求解方法以及以局部到整体或者傅里叶级数拟合为基础的斜齿轮啮合刚度求解方法。以SS8-Ⅱ型机车牵引齿轮为例通过分段法求解出时变啮合刚度、齿间载荷分配量以及最终所需的变形量,计算结果表明齿间载荷分配与已有根据经验公式及大量实验数据所得的曲线图大致一致,也表明这种方法对机车牵引齿轮的变形量的计算具有非常好的效果,为后续的牵引齿轮齿廓修形打下重要的基础,也对研究机车牵引齿轮传动平稳性具有重要的理论现实意义。
2020年03期 No.349 34-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1747K] [下载次数：28 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：97 ] - 曹付义;李金龙;崔梦凯;李豪迪;
在Hyperworks软件中建立汽车起重机车架有限元模型,经过静强度和模态分析,其最大应力值大于材料的屈服极限值,经结构改进,车架静强度远小于材料的屈服极限,低阶模态值较低,影响乘坐舒适性。为解决改进后起重机乘坐不舒适性,建立以车架强度、刚度和振动模态等学科的多学科优化设计,采用响应面方法构件各学科结构响应的近似优化模型,最后将响应面近似模型导入ISIGHT优化软件,并用多岛遗传算法对车架进行协同优化。结果表明,车架质量减少129kg;车架的强度和刚度均满足材料要求;振动模态有所提高,达到了起重机工作状态下乘坐舒适性和车架轻量化的目的。
2020年03期 No.349 39-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1907K] [下载次数：61 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：71 ] - 张伟;白鑫林;徐志刚;
针对空间转位机械臂在太空舱转位对接过程中受到的超大转动惯量,提出了一种全物理的仿真模拟方法。该方法主要是由模拟太空舱的质量块,转位机械臂实物,安装机械臂的基座,使质量块和机械臂连接的中间连接梁,让质量块持续跟随机械臂进行转动的跟随机构以及为整个全物理实验提供微重力环境的气浮机构组成。实验在气浮提供的微重力环境下进行,机械臂在其肩关节和腕关节驱动下进行转动,通过带动中间连接梁从而带动质量块跟随其转动,这就模拟出机械臂在太空转位时所受转动惯量。为了验证全物理方法的有效性对该方法建立了模型,并对模型进行动力学建模,获得各个关节处所受的力,进一步通过这些数据对模型进行受力分析,结果表明全物理实验方法具有可行性同时机械臂也满足设计要求。
2020年03期 No.349 43-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1717K] [下载次数：41 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：95 ] - 李贾宝;谷立臣;孙昱;
为了研究油液体积弹性模量对轴向柱塞泵动力源输入端转速波动程度的作用规律,以机电液系统多能域耦合软件AMEsim为仿真平台,建立了轴向柱塞泵的动力学仿真模型,在综合考虑油液有效体积弹性模量影响的基础上,研究了油液的含气量、温度、压力与泵端转速波动之间的关系。仿真结果表明:随着油液含气量的增大、温度的升高以及负载压力的降低,油液的体积弹性模量减小,使得泵端转速波动程度增大。为开展轴向柱塞泵的故障诊断、状态监测以及以液压系统的性能退化机理等方面的研究提供了新的研究思路。
2020年03期 No.349 47-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1796K] [下载次数：27 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：49 ] - 王松岭;甄猛;吴正人;刘梅;
雾化特性是影响喷雾冷却效果的重要因素之一。基于DPM模型,采用数值模拟方法分析液滴速度、直径和雾化液滴数量通量与压力之间的关系。模拟结果表明:工作压力较高时,液滴在计算域内平均停留时间短,速度越大;同一压力条件下,液滴速度主要集中于一定范围之间。液滴直径SMD、VMD及NMD均随压力增大而减小,且其减小的趋势逐渐变缓。液滴数量通量与流量成正比,且与液滴直径呈三次方关系,有益于液滴在指定位置分布更加均匀,雾化效果更好。研究结果得到了压力对于喷嘴雾化的影响规律,为喷雾压力的设定和喷雾效果的优化提供了理论依据。
2020年03期 No.349 51-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 2133K] [下载次数：127 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：107 ] - 彭杰;杨小光;尚守锋;
对变截面柔性板机构的输入输出关系进行了理论分析,得出了一定受力条件下柔性板机构的输出位移。通过有限元仿真分析得出了输出位移,并进行了相应的实验验证,结果表明理论计算结果与仿真结果误差为1.4%,与实验结果的误差为7.5%,证明理论计算方法是有效的。运用理论计算方法分析了柔性板机构的切割半径、最小厚度、曲柄长度、宽度等关键参数对其输出位移的影响,为后续柔性板机构关键参数的优化设计提供了指导,为研究运动范围更大的柔性板机构提供了技术支撑。
2020年03期 No.349 55-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1986K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：41 ] - 史丽晨;李坤;王海涛;刘洋;
行星齿轮箱的诸多传动优点使其越来越广泛地被应用于诸多机械设备中,其振动响应比定轴齿轮箱更为复杂,相应的动力学模型建立及故障诊断成为近年来的研究难点和热点。目前对行星减速轮系的建模分析大多都是建立在正常状态下,缺乏对故障状态下的行星轮系建模研究;对行星轮系进行故障特性分析时,缺乏振动机理方面的研究。针对现有研究的不足,建立了考虑振动传递路径时变效应的行星齿轮系统动力学模型;推导了太阳轮断齿故障下的时变啮合刚度表达式,通过对行星齿轮系统动力学模型的求解,分析得到了太阳轮断齿时系统的频谱响应特性;最后通过试验信号的对比,验证了动力学模型分析结果的准确性。
2020年03期 No.349 59-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1842K] [下载次数：37 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：102 ] - 甘国栋;孟婥;李培;周健;
为了得到某气动连杆升降机构的运动规律,使其在满足工作要求的基础上结构参数更加合理,对其进行了运动学仿真分析与优化。首先,运用复数矢量法建立气动连杆升降机构的运动学分析数学模型,再基于此在MATLAB中建立机构的Simulink仿真模型,通过仿真获得机构的运动规律曲线。然后运用速度瞬心法推导升降部件的速度关于升降高度的表达式,建立了以升降部件速度平稳性为优化目标的单目标优化模型,实现了结构参数的优化。最后,通过多组数据对比分析了气缸参数对优化的影响。结果表明:优化后的机构有更好的运动特性,气缸速度对优化结果没有影响,气缸初始长度对优化结果有明显影响。
2020年03期 No.349 63-67+71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1884K] [下载次数：81 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：51 ] - 张建立;叶平坤;孙深深;
利用工业摄像机对传送带上的矿石图像进行采集,将图像导入计算机利用matlab软件进行图像处理。对图像进行滤波处理、形态学运算、形态学重构、分水岭分割、矿石颗粒像素标定以及像素面积检测,然后统计矿石粒度的大小及不同粒级所占的比例,最后与人工筛分的矿石粒度作对比。实验表明通过图像处理得到的粒级比例与人工筛分的粒级比例两者差别较小,因此利用图像处理的方法能够较为真实反映矿石粒度的分布,提供矿石参数信息,准确性和实用性很高。
2020年03期 No.349 68-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 2148K] [下载次数：83 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：97 ] - 贾富淳;孟宪皆;
提出一种用于主动式动力吸振器的开环控制方法,使输入主系统的净功率流最小。首先,基于叠加原理,推导输入主系统净功率流的解析表达式,针对特定的系统,计算净功率流值,搜索各激励频率下净功率流的最小值及其对应的主动控制力,对主动控制力进行曲线拟合,得出主动控制力与激振频率的函数关系,即为主动力控制率;最后,对主动式动力吸振器进行频域和时域仿真,结果表明,采用该控制方法的主动式动力吸振器相比于被动式动力吸振器,具有更好的吸振效果和更宽的抑振带宽。对功率流理论及动力吸振器主动控制的研究提供了一种新的思路和方法,具有一定的参考价值。
2020年03期 No.349 72-75+80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1933K] [下载次数：33 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：40 ] - 徐靖鉴;张杰;姚新改;郭文亮;
抗性消声器的一个重要缺陷是壳体振动产生的结构声辐射,为了探究其声辐射特性,从而提高使用性能,采用FEM-BEM法对抗性消声器进行了声辐射影响因素分析及优化。首先对抗性单腔消声器分析了不同形状结构、流速及安装约束对其声辐射的影响,结果表明:圆形截面扩张腔、内插管式消声器产生的辐射噪声最小;流速增大会使辐射噪声变大;进出口同时约束可降低低频阶段的辐射噪声。其次对抗性多腔消声器进行结构声辐射计算及优化,结果表明:通过对振动速度显著部位进行不同方式的组合优化,并增加出口约束,消声器整体辐射声功率级降低18.2dB,降噪效果明显并且传递损失没有受到影响。
2020年03期 No.349 76-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 2041K] [下载次数：27 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：91 ] - 唐焱;赵宇鹏;蒋占四;肖蓬勃;
为满足车辆动力学控制日趋复杂的控制需求,亟待探索鲁棒性更强的非线性控制算法与之相适应。针对常规模糊控制存在隶属度函数无法随车辆行驶条件的变化而自动修改适应的缺陷,设计了模糊神经网络控制器。其利用神经网络的学习机制,可优化模糊隶属度函数与控制规则。在MATLAB/Simulink中建立了车辆稳定性控制系统模型,并利用联合仿真技术搭建了MATLAB/Simulink与Carsim的虚拟联合仿真平台,验证了控制算法的有效性。仿真结果表明,模糊神经网络控制器具有更强的自适应性与鲁棒性,更能适应复杂多变的车辆动力学控制。
2020年03期 No.349 81-84+89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1973K] [下载次数：135 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：35 ] - 朱天军;胡伟;王林;
针对传统遗传算法优化串联式混合动力汽车时燃油经济性和排放性不佳、优化运行时间过长的问题,提出一种基于特征选择遗传算法的串联式混合动力汽车系统参数和控制策略参数的多目标优化算法,并建立以动力性能指标为约束的混合动力汽车参数优化的非线性模型,其中目标函数包含最佳的燃油消耗和排放等指标。首先对目标函数的可行解空间进行特征选择,筛选出与目标函数相关度较高的可行解,并将基于特征选择的优化方法与传统遗传算法相结合,对其控制参数进行优化。其次通过ADVISOR仿真程序,计算出目标函数的最佳燃油消耗量和排放值。仿真结果表明:与传统的遗传算法相比,燃油经济性提高9.96%,CO、HC和NOX的排放分别降低18.07%、26.71%以及15.61%,同时优化运行时间降低62.14%。
2020年03期 No.349 85-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1985K] [下载次数：59 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：96 ] - 刘永红;曹宇;姚新改;董志国;
磁力滚压是一种将磁技术和滚压技术结合的新技术用以提高长不锈钢管内表面质量。为了实现电磁式磁力滚压加工,研发出一套新型磁力滚压工具。通过对磁力滚压加工机理进行分析,得到电磁式磁力滚压加工滚压力的有效范围;基于滚压力的范围和工件的结构设计磁力滚压工具;利用Ansoft对系统磁路进行优化,确定出磁力滚压工具结构以及与之相匹配的滚压加工频率;搭建电磁式磁力滚压加工系统,对长不锈钢管进行磁力滚压加工试验。结果表明:电磁式磁力滚压工具有良好的加工特性,工件的有效滚压加工频率为(4～9)Hz,系统的最佳加工频率为9Hz。
2020年03期 No.349 90-94+98页 [查看摘要][在线阅读][下载 2606K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：36 ] - 张旺;陈磊;陈超宇;韩捷;
由于旋转机械工矿复杂,传统的诊断预测方法往往用单通道信息采集,不仅包含大量噪声而且易造成有效信息的缺失,而且例如神经网络等预测方法需要大量的训练样本,不能对故障进行及时有效的诊断和预测。结合隐马尔科夫链(HMM)训练样本少,识别精度高以及全矢信息融合技术克服单通道信息采集不全的优点。提出基于Hilbert-全矢HMM预测方法,首先对双通道信号、分别进行Hilbert包络解调去除噪声,对处理后的、信号进行全矢融合提取主振矢,采用趋势向聚类方法对主振矢信号进行聚类分析,利用GHMM模型与每一类的匹配度作为识别预测结果。并通过对轴承内圈剩余寿命的预测进行验证,其预测精度达到90.64%,表明该方法的有效性。
2020年03期 No.349 95-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1871K] [下载次数：36 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：92 ] - 胡淼;
采用Pro/E三维设计软件,建立了车辆减速器制动钳组件的有限元分析模型,提出基于RANSAC算法的加载条件计算方法,并与基于附加制动力系数的加载条件计算方法进行对比,指出了两种算法下的应力集中区域以及应力分布和变形情况。同时,对在不同质量的货运车辆通过车辆减速器时,制动钳的疲劳强度进行仿真。通过现场应力试验和现场作业数据分析,得到车辆减速器制动钳实际的应力数据,以及车辆质量对制动钳疲劳寿命的影响。结果表明,基于RANSAC算法的加载条件计算方法更能反映车辆减速器制动钳实际受力情况;货运车辆中大质量车辆数量越多,制动钳越容易发生疲劳损坏。
2020年03期 No.349 99-102+106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2116K] [下载次数：20 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：45 ] - 王婷;傅连东;湛从昌;姜耀文;
为研究正弦状非对称织构表面的动压润滑性能,对单个织构建模,设置周期性边界,运用CFD软件FLUENT计算仿真并分析。选取非对称型织构与对称型凹坑进行对比,求解织构表面对油膜的压力,雷诺数变化,织构上表面的运动方向变化对非对称织构承载力的影响。结果表明:对称织构在往复运动中表现出相同的动压性能,非对称型织构上表面运动方向相反时的动压润滑性能相差较大,且在某一运动方向上比单一织构表现出更大的承载力。织构承载力与壁面运动速度在一定范围内成线性关系。
2020年03期 No.349 103-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2020K] [下载次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：83 ]
- 刘治华;陶德岗;汤清;张银霞;
对游乐飞碟驱动半轴进行了疲劳寿命预测。运用ANSYS Workbench得到驱动半轴危险点的位置及该处的应力集中系数,设计相应的扭转试样,进行拉伸试验与扭转疲劳试验,得出材料的抗拉强度并修正材料的S-N曲线,进一步修正得出构件的S-N曲线,导入到NCODE软件中,结合设备满载与偏载载荷时间谱,通过小试样试验来实现对大型结构件的寿命预测。通过进行不同存活率P下疲劳寿命预测,得到在99%的存活率下,驱动半轴的疲劳寿命大概为2.9年。此数值可以作为游乐飞碟驱动半轴检修与更换的依据。
2020年03期 No.349 107-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1865K] [下载次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：51 ] - 朱亚坤;寇子明;李俊飞;
拖拉机田间作业时,不同田地的地头环境存在差异,为了提高无人驾驶拖拉机在不同田地的适应能力,解决无人驾驶拖拉机在有限的转弯空间内,以尽量少的前进后退次数完成符合作业幅宽要求的掉头问题。以后轮驱动前轮导向的拖拉机为研究对象,依据阿克曼转角几何原理,通过对拖拉机车身几何关系的分析建立运动方程。考虑转弯空间限制和作业幅宽要求,以前进、后退交替次数和作业幅宽误差为评判基准,基于Matlab编写了包括搜寻和寻优的转弯路径算法。可以规划出拖拉机地头转弯路径,作业幅宽误差可以保证在合理范围内,结果表明:建立的运动方程和算法可行。
2020年03期 No.349 110-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1925K] [下载次数：23 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：81 ] - 朱粤;刘放;薛齐豪;梁成;
基于电磁学理论分析了永磁涡流制动的基本原理,推导了感应盘在扇环形磁铁组中旋转产生的涡流制动力矩计算公式,并与起重机起升机构的结构特点相结合提出一种新型永磁涡流防坠落装置。结合某20UMQ门式起重机,建立了负载坠落永磁涡流制动的动力学模型。利用Ansoft Maxwell进行有限元仿真分析,探究了磁铁组与感应盘之间的空气间隙大小对制动效果的影响。仿真结果显示磁铁组能在负载无初速坠落和以额定速度超载坠落时达到制动效果,为起重机起升机构永磁涡流防坠落装置的设计提供依据。
2020年03期 No.349 114-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 2174K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：32 ] - 戴恩亮;万卉;简斌;胡国明;
对双螺旋输送机进行了离散元仿真,研究其在运输不同黏度物料时,不同参数和结构对其性能的影响并对现象产生的原因进行分析。分析结果表明:适当的增大双螺旋输送机的螺旋转速和填充率可提高其输送能力;当输送机运输黏性物料时,两螺旋叶片间应采用大交叠量,错位量为半螺距的结构设计;当输送机运输无黏性物料时,两螺旋叶片间应采用无交叠量,错位量为半螺距的结构设计;双螺旋输送机更适合运输黏性物料;由于颗粒间的团聚作用,使得颗粒间碰撞以及颗粒和外壳间摩擦作用减小,颗粒的轴向平均速度增大,使得输送机整体功率消耗下降,输送量上升;颗粒间的团聚作用会在输送机底部形成空穴,所以其填充率不宜过大。以上结果可为双螺旋输送机工况选择和结构设计提供参考。
2020年03期 No.349 118-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 2115K] [下载次数：50 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：82 ] - 莫以为;陈建波;
"电机能效提升计划"的实施,重点任务之一是开展电机高效再制造。为了提高低效异步电机的能效水平,通过对电机损耗的分析,设计出了一种电机再制造方案,将原旧电机的定子铁心采用电磁性能优良的电工用新硅钢片进行了替换,基于低谐波绕组的设计理论对定子绕组进行了再设计,为了进一步降低损耗,利用田口方法对定子槽型进行了优化。经有限元分析计算,与原电机对比,再制造电机的效率提高了2.04%,达到了国家规定的能效标准,而电机的其他性能也有相应的改善,对电机的再制造提供一定的参考价值。
2020年03期 No.349 123-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1996K] [下载次数：24 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：33 ] - 赵玉田;邵云鹏;祝锡晶;成全;
为了提高电火花加工TC4合金的加工效率、表面质量,在混粉电火花加工的基础上设计了一套工具电极超声振动装置。以工件去除率MRR和表面粗糙度Ra为工艺指标设计了Box-Behnken试验,应用响应面法建立了加工参数与工艺指标之间的二次回归模型,分析了加工参数对工艺指标的影响;通过对比试验,得出电极超声振动使混粉电火花加工去除率平均值提高了29%;粗糙度Ra值降低22%。对去除率及表面粗糙度进行了多指标优化,参数最优组合为:电极直径为4mm,峰值为20A,脉冲间隔为39μs,铝粉浓度为15.3(g·L~(-1))。试验表明:在大脉冲环境下,电极超声混粉电火加工花仍能获得较好的表面质量。
2020年03期 No.349 127-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 2346K] [下载次数：42 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：85 ] - 赵雪峰;杜宇超;吴志鹏;
刀具刃口钝化通过消除刃口上的微观缺口,改变切削刃的微观形貌,实现增加刀具的寿命,提升刀具的切削性能,使已加工零件获得更好地表面质量的目的。基于立式旋转钝化特点,获得了刀具刃口的运行轨迹。对硬质合金刀具采取立式旋转钝化的方式进行钝化,通过刀具钝化实验,并通过扫描电子显微镜对钝化后的刀具刃口钝圆半径进行测量,研究刀具转速和钝化时间对刀具刃口钝圆半径的影响规律,为优化刀具钝化工艺参数和提高刀具刃口钝化效率提供依据。
2020年03期 No.349 131-133+137页 [查看摘要][在线阅读][下载 2065K] [下载次数：31 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：40 ] - 杨启梁;姚思敏;
首先概述了闭式柴油发电机组的结构形式,然后针对某380kW闭式柴油发电机组噪声过大的问题,按国际标准对机组噪声进行了测试,结合柴油发电机组的声源特性和传播特点,通过频谱分析和声源分离方法,确定了发电机组的主要噪声源和声源贡献量。从噪声源本身和噪声传递路径两方面对噪声进行控制,采取降低风扇转速、更换减振垫、增加吸音棉厚度和改善消声器性能等降噪措施,使机组噪声下降显著,声功率级降低至98分贝,最终满足欧盟法规要求。
2020年03期 No.349 134-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 2072K] [下载次数：20 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：84 ] - 郭慧栋;姚新改;李冬生;李亚锋;
磁性珩磨系统由于在工作过程中温升较大,导致无法长时间稳定地加工,限制了磁性珩磨技术的应用,工作过程中的内部损耗是磁性珩磨系统发热的主要原因。建立磁性珩磨系统的模型,从温度场仿真的角度入手,对各种损耗进行计算分析,探究其变化规律及影响因素;加入水冷循环装置优化散热,并对磁性珩磨头进行设计改进,结合损耗分析对系统温度分布进行仿真;通过磁性珩磨系统温升实验,结果表明:加入水冷循环装置及改进的二代磁性珩磨头,在转速600r/min条件下,磁性珩磨系统工作的最高温度为69.3℃,满足稳定加工要求。
2020年03期 No.349 138-140+145页 [查看摘要][在线阅读][下载 2291K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：32 ] - 张海强;杜俊斌;赵建华;陈晓佳;
分析研究了决定FDM工艺3D打印机打印模型精度和成型稳定性的关键问题:成型空间加热保温系统。提出了相应的解决方案:给出了成型空间热风双循环加热保温系统的设计方案,并创新设计了"六边形"风琴防护罩,为大尺寸成型空间的均匀加热保温提供新的设计思路。给出了成型空间保温防护系统关键元件的选型计算方法,为加热器的选型提供科学依据。经过实际生产中的应用和测试,证明了研究方案是可行的,具有实际应用价值,为后续的大尺寸工业级3D打印的工艺研究提供实现基础。
2020年03期 No.349 141-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 2360K] [下载次数：62 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：84 ] - 路发帅;武志斐;张瑞亮;
为了验证重型商用车减振器具有较高的能量回收潜力,对商用车筒式减振器进行了动力学建模与实车路试。通过建立汽车悬架的车身-车轮双质量模型,分析了悬架的动速度、动位移和能量回收效率,并通过实车路试验证了仿真模型的正确性。同时,分析了刚度比、阻尼比、质量比等整车参数对能量回收效率以及动力学性能的影响。结果显示重型商用车具有较高的能量回收潜力,最高瞬时能量值达到1310.6W。这为重型商用车设计液电式馈能悬架提供了参考意义。
2020年03期 No.349 146-150+154页 [查看摘要][在线阅读][下载 2498K] [下载次数：16 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：43 ] - 吴海兵;王昆;许兆美;陈前亮;
研究了ZA型蜗轮的建模与修形技术,为蜗轮五轴数控加工编程提供精确的三维模型。建立车刀、蜗杆、蜗轮的坐标系,在此基础上得出车刀坐标系到蜗杆坐标系、蜗杆坐标系到蜗轮坐标系的转换公式;推导得出车刀刃口方程,根据车刀坐标系到蜗杆坐标系转换公式可得出蜗杆齿面方程;根据齿轮啮合原理,推导得出蜗杆蜗轮啮合方程;将蜗杆齿面方程、蜗杆蜗轮啮合方程、蜗杆坐标系到蜗轮坐标系的转换公式联立即为蜗轮齿面方程;根据蜗轮副啮合区的要求,对蜗轮齿面方程计算出来的齿面点集进行法向向内偏移,使得蜗轮齿面修鼓。最终的啮合区图表明:修形蜗轮与标准蜗杆的啮合性能符合使用要求。
2020年03期 No.349 151-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 2150K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：78 ]
- 梁博士;任天平;管士聪;
为解决自然沉降法微粉分级方式无法高效分级细粒度微粉的问题,设计了基于水力溢流法的单桶微粉分级系统。以斯托克斯沉降定理为分级原理,通过控制溢流速度在溢流分级区产生一个速度可控的均匀上升流场来实现微粉分级,采用模糊PID控制算法来解决溢流速度控制过程中的非线性和延时性的问题。在完成微粉分级系统设计后进行了立方氮化硼的分级实验,实验结果表明:水力溢流法微粉分级可以通过控制溢流速度来限定微粉分级的粒度上限,该方式能实现对两微米以下的微粉进行分级,分级后的微粉粒度分布很集中。
2020年03期 No.349 174-176+180页 [查看摘要][在线阅读][下载 2282K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：103 ] - 韩磊;赵津;肖光飞;胡秋霞;
针对某客车集团一辆插电式混合动力客车在实车实验时出现的锂离子动力电池组温度过高的问题,在AMESim软件中搭建了该客车锂离子电池组的串联风冷散热模型,得到了锂离子电池组的实时温度变化情况,分析了电池组温度过高的原因,提出优化该客车原有电池组散热结构的必要性;针对原因进行散热结构的优化设计,利用Fluent软件仿真分析锂离子电池组的温度场和速度场,验证优化效果。结果表明所提出的优化方案能够解决本客车出现的散热问题,达到良好的散热效果。
2020年03期 No.349 177-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 2428K] [下载次数：52 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：32 ] - 王猛松;张二亮;李大磊;
对称循环加载是疲劳试验中常用的加载方式,该加载方式的试样振动信号具有循环平稳特性,通过采集试样疲劳过程中的振动信号并进行循环平稳性分析,提取二阶循环统计量的特征参数可描述试样损伤状态。研究目的是提取循环加载疲劳试样的循环平稳性指标,反映试样疲劳损伤累积规律。开展疲劳过程中循环加载试样振动信号的循环平稳性分析,基于提取的二阶循环统计量,建立监测变量在线描述试样损伤状态。开展疲劳试验和仿真分析,验证了该疲劳损伤检测方法的可行性。
2020年03期 No.349 181-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 2652K] [下载次数：16 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：83 ] - 宁伟;孙文磊;
由于风力机所受风力来流的随机性和风力机结构的复杂性,风力机在随机风载荷下的动力学行为分析一直是风电行业急需解决的难题之一。采用刚体有限元法,将柔性塔架与叶片通过刚体单元与弹性阻尼节点进行离散,建立了风力发电机结构动力学新模型,利用模态叠加原理与Newmark法对动态特性进行了求解计算,编制相应的MATLAB仿真程序。以某型NERL 1.5MW风力发电机组为例,研究了固有频率及振型,湍流风条件下的位移、速度响应。计算结果同风力机软件GH-Bladed数据对比。结果表明:刚体有限元法建立的动力学模型准确可靠,适用于风力发电机的动力学分析计算。
2020年03期 No.349 185-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 2449K] [下载次数：48 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：36 ] - 周韶泽;杨文庆;聂春戈;张海峰;
在我国高速动车组迅速发展的背景下,针对传统动车组检修培训成本高、效率低、周期长等问题,提出了虚拟检修视点模拟方法和改进的漫游碰撞检测算法模拟动车组检视检修,采用关键帧插值方法模拟检修拆装过程,开发和实现了基于虚拟现实技术的动车组虚拟检修培训系统。系统测试结果表明系统设计的可行性,能够满足检修人员在虚拟检修环境中目测和拆装仿真的要求,使虚拟检修仿真效果更加逼真,为提高动车组检修技术培训效率提供有效工具。
2020年03期 No.349 190-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 2175K] [下载次数：50 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：88 ] - 崔红伟;李隆;刘伟;
为了更好地解决刮板输送机在双电机驱动下的功率不平衡问题,采用模糊PID对控制器进行了设计。应用AMESim和MATLAB/Simulink建立了可控启动装置液压伺服控制系统联合仿真模型,分析了顺序启动机头和机尾启动时间差对双机功率平衡的影响。结果表明:顺序启动对双机驱动下功率不平衡现象有直接关系,随着双机驱动机头机尾启动时间差的逐渐增加,驱动过程的功率不平衡现象会先减弱后增大,当启动时间差为2s左右时可以明显改善功率不平衡现象。相比于PID控制,模糊PID控制在软启动过程能更好地改善双机驱动过程功率不平衡现象。因此,采用模糊PID控制策略,可以实现双电机驱动刮板输送机功率平衡的快速调节,具有较好的跟随性和鲁棒性。
2020年03期 No.349 194-197+202页 [查看摘要][在线阅读][下载 2612K] [下载次数：12 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：32 ] - 蔡芸;董大伟;闫兵;李福平;
某前置后驱微型客车存在中低转速下车内轰鸣声的问题,分析研究表明该轰鸣声由传动系统扭振引起。首先建立传动系统扭振当量模型并进行自由振动计算和强迫振动计算,开展传动系统扭振测试,并将仿真计算结果与试验数据进行对比,以此验证模型的准确性。然后在此模型基础上对该车型传动系扭振特性进行分析和研究,基于遗传算法对传动系扭振问题进行优化,提出两种降低扭振幅值的方案:优化传动系统关键参数;加装双质量飞轮。对优化得到的数据制作样件并进行试验验证,结果表明加装双质量飞轮方案对降低扭振幅值效果更加明显。上述工作对解决同类问题具有一定指导意义。
2020年03期 No.349 198-202页 [查看摘要][在线阅读][下载 2383K] [下载次数：60 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：84 ] - 任正义;周元伟;张绍武;黄同;
飞轮转子系统的结构布局对其高速旋转的稳定性有至关重要影响,以600Wh飞轮储能转子系统作为研究对象,通过建模及理论分析得到了转动惯量比与旋转运动稳定性之间存在的关系,采用转子动力学专业分析软件SAMCEF Rotor分析了两种不同转动惯量比转子的涡动频率振型,临界转速等。有限元分析结果和理论建模分析结果互为验证,结果表明:当转动惯量比接近1时,对工作转速超过一阶临界转速的飞轮转子系统,转动惯量比小于1时稳定性较转动惯量比大于1时更有优势,研究结果对以后大容量飞轮储能转子系统结构设计有重要参考依据。
2020年03期 No.349 203-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 2466K] [下载次数：57 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：32 ] - 栾孝驰;沙云东;
研究降转速工况下滚动轴承微弱故障特征信号的提取,提出了一种基于计算阶次分析、三次样条插值分析与包络谱分析相结合的新方法。基于滚动轴承微弱故障实验测得的降速工况下的转速信号和振动信号,首先对转速信号在时域内积分获得角位移-时间信号,再对该信号进行线性插值获得等角度间隔的角位移-时间信号,然后利用该时间序列对振动信号进行三次样条差值获得等角度间隔分布的重采样振动信号,最后对重采样振动信号进行包络分析及快速傅里叶变换获得阶次包络谱。通过对滚动轴承微弱故障实验信号分析,表明该方法能有效提取出滚动轴承微弱外圈故障和滚动体故障特征信息。该方法为轴承微弱故障特征信号提取提供了一种重要手段,具有广泛的应用前景。
2020年03期 No.349 207-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 2381K] [下载次数：33 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：84 ] - 刘建;吴波;
针对硅棒在切割加工过程中加工精度不足、效率低等问题,研发了一款用于硅棒加工的金刚石切割夹具。为了使夹具系统的性能更好,使用Workbench软件对夹具进行了的静力学分析,求解出夹具的应力应变云图;根据夹具的频率方程,得出夹具前20阶自由模态固有频率,将求解结果与其工作频率进行对比分析;通过选择合适的设计变量,对夹具进行轻量化设计,获取夹具的最优结构尺寸。由于夹具在不同工况下所受的载荷不一样,所以结合VB和ANSYS软件设计了夹具工况分析系统,用于夹具的快速分析和优化,可有效提高夹具的设计效率。
2020年03期 No.349 211-213+219页 [查看摘要][在线阅读][下载 2271K] [下载次数：58 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：42 ] - 张珂;牛长青;刘思源;翁晓明;
以线束自动化加工过程中线束接插件变形情况为研究对象,提出了一种用于线束接插件这种类型薄壁异形件的自动化夹具的优化方法。使用有限元分析方法对线束接插件的夹紧过程进行有限元静力学分析和动力学分析,研究尼龙材质的接插件的塑性变形情况。以线束接插件不发生塑性变形为目标,通过静力学分析得出接插件在夹紧状态下能承受的最大静载荷为250N;通过动力学分析得出夹紧过程中夹具允许使用的最大冲击速度99mm/s,从而确定夹具中气缸允许使用的最大缸径为23mm和气缸使用速度的选择范围。然后对自动化夹具进行优化设计,气缸缸径选择为16mm,气缸使用速度为50mm/s,并且制造出物理样机,设计实验来验证优化设计的可行性。实验表明,基于此方法对自动化夹具进行优化,可以将原加工中0.2mm的变形量降低到0.1mm以下,达到企业对线束产品的质量要求。此方法在加工对象为薄壁异形件的同类型夹具设计中均可作为参考。
2020年03期 No.349 214-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 2790K] [下载次数：45 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：92 ] - 唐强;袁卫锋;
介绍一种利用元胞自动机思想求解二维弹性力学问题的方法。该算法将问题求解域离散成随机分布的场节点,每个场节点被定义为一个元胞,而其位移则为元胞的状态量。算法规定,每一个元胞都有一个多边形的邻域,此邻域内包含其它元胞。借助于有限元插值思想,算法建立了任意一个元胞状态量和相邻元胞状态量的关系,将二维弹性力学问题的求解转化为元胞状态量的演化。本研究中的演化规则考虑了遗传因素,演化过程具有并行性,因此可提高计算效率。通过随机分布点建立的元胞自动机是一种无网格算法,但在二维问题边界附近可以与有限元网格无缝连接,因此在固体力学计算中具有较好的应用前景。数值算例验证了算法的合理性和可行性。
2020年03期 No.349 220-223+228页 [查看摘要][在线阅读][下载 2551K] [下载次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：38 ] - 代巧;彭剑;刘浩浩;
局部减薄缺陷会降低压力管道的承载能力,影响管道的安全运行。通过应力强度评定、极限载荷分析及安全评定标准三方面对含局部减薄缺陷压力管道的承载能力进行系统研究,研究了缺陷尺寸(缺陷相对轴向长度,缺陷相对环向角度,缺陷相对深度)对许用载荷、极限载荷和安全评定载荷的影响规律。结果表明,在内压作用下,缺陷相对深度对管道的承载能力影响最大,缺陷相对轴向长度次之,缺陷相对环向角度的影响最小。对比分析发现许用载荷和安全评定载荷基本吻合,极限载荷值高于许用载荷值34.92%左右;许用载荷与安全评定载荷的比值会在一定范围内波动,存在缺陷尺寸相关性;极限载荷值与许用载荷值的比值和局部减薄缺陷的尺寸无关。相对于极限载荷,许用载荷、安全评定载荷是安全的,符合工程应用的要求。
2020年03期 No.349 224-228页 [查看摘要][在线阅读][下载 2399K] [下载次数：20 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：81 ] - 李进;董海防;马良涛;胡勇;
针对由两种力学性能不同的金属材料组成的双层厚壁圆筒推导出在过盈装配时的最佳设计应力解析解。探讨了内外径比、材料的屈服强度比值的影响特性。结果表明:最佳界面半径与内外径、外内层材料屈服强度比值有关。最佳界面压力只与内外径比、外层材料的屈服强度及外内层材料的屈服强度比值有关;与材料的弹性模量和泊松比无关,最佳界面压力随着和外层材料的屈服强度的增大而增长,增长的幅度同时也随值的增大而显著增大。最佳过盈量与内外径比、外层材料的屈服强度及外内层材料的屈服强度比值、界面半径、材料的弹性模量和泊松比有关。针对海洋核动力平台示范工程项目中使用的系泊头轴承的算例分析,计算出该双层组合厚壁圆筒的最佳界面半径为870mm、最佳界面压力为8.31MPa、最佳过盈量为0.4048mm。
2020年03期 No.349 229-232页 [查看摘要][在线阅读][下载 2403K] [下载次数：32 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：30 ] - 章鸿;
通过五轴机床的运动学方程,可以逆解刀轴矢量与两个旋转轴转角的数学关系,在CAM软件后处理过程中,A、C的角度解可能存在多个取值。通过定义最短旋转圆路径,限制C轴的转动角度范围为[-180°,180°],以改进C轴的转角运动。仿真和实验证明,所提出的后置处理旋转角改进方法能够避免A-C轴转动角度的突变,使A、C轴旋转运动连续、平稳,避免发生过切与干涉,对于五轴机床的实际加工应用有非常明显的意义。
2020年03期 No.349 233-235+240页 [查看摘要][在线阅读][下载 2523K] [下载次数：19 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：83 ] - 王邦祥;陆金桂;王京涛;
针对风力机翼型优化计算量大的问题,提出了一种基于计算流体力学和神经网络气动性能近似计算的翼型优化方法。首先根据茹科夫斯基翼型理论构造了翼型参数化表达方法,以多工况条件下的翼型气动性能为目标函数,选取翼型表达式中的12个参数为设计变量,建立了翼型气动性能优化模型。然后用优化拉丁方采样方法获得翼型样本设计空间,通过计算流体力学方法获取每个样本的气动性能,利用神经网络对样本集进行非线性拟合,构建神经网络翼型气动性能近似计算模型。遗传算法在寻优时,用近似计算模型代替耗时的流场计算,最终得到最优解。并通过此方法对FFAW3-301翼型进行优化,优化后翼型具有更佳的气动性能,优化结果表明此优化方法具有可行性。
2020年03期 No.349 236-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 2355K] [下载次数：46 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：45 ] - 韩书葵;节茂岩;林传熙;张胜杰;
"双8字"无碳小车是以重力势能为动力,按照预定轨迹进行运动,可以实现连续避障的三轮小车。首先对于小车机构及轨迹进行分析,针对"双8字"无碳小车的运动轨迹设计了"双8字"小车中曲柄摇杆机构和不完全齿轮机构,并根据小车的运动速度和运动特点设计了差速机构,同时为补偿加工及装配误差设计出了小车微调机构,给出微调机构的调节方法,最后基于设计方案对"双8字"无碳小车轨迹进行了仿真,验证小车在行走过程中的重要部件与小车运动轨迹之间的关系,为小车的设计与分析提供了可靠依据。
2020年03期 No.349 241-245+249页 [查看摘要][在线阅读][下载 2899K] [下载次数：186 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：90 ] - 刘光伟;王巍;祁贤雨;李明博;
为提高移动机器人自主探索室内未知环境的能力,基于实时获取的里程计和激光雷达数据,提出了一种面向室内环境的主动SLAM算法。首先利用激光雷达高精度特性,进行高频率的扫描匹配,提高了机器人定位和建图精度。同时基于实时地图,通过边界探索算法实现了机器人自主、高效遍历室内环境,并建立全局地图。鉴于室内环境通常是动态的,在全局路径规划的基础上引入局部路径规划,实现了机器人运动过程中的实时避障。使用Kobuki移动机器人平台在室内环境中进行了实验验证,实验结果表明该算法在小规模室内场景下的建图精度约为5cm,全程用时约为人为遥控方式的1.5倍。
2020年03期 No.349 246-249页 [查看摘要][在线阅读][下载 2526K] [下载次数：229 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：34 ]
- 廖丹;高宏力;邱德军;应宏中;
针对一种非完整约束的典型欠驱动系统对象球形机器人,计算系统二阶非线性微分方程形式的动力学模型并验证其正确性,为非线性控制器的设计与研究提供基础。设计一种并联非线性PID控制方法,该方法将球形机器人系统看做两个单输入系统的组合,并针对每个单输入系统设计并联非线性PID控制器。在Simulink仿真实验中,证明了该控制策略能够实现机器人在平衡点附近的平衡控制与运动控制,同时在存在外界干扰情况下该控制器仍具有较好的响应特性和稳定性。
2020年03期 No.349 250-253页 [查看摘要][在线阅读][下载 2722K] [下载次数：104 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：84 ] - 杨书建;侯宇;卢蒙;
现有的爬杆机器人在研究中常侧重于越障能力或负载能力某一方面,无法同时满足实际生产对这两方面提出的高要求,为此设计了一种新型关节—轮式爬杆机器人,兼具了轮式机器人较强的负载能力和关节式机器人良好的越障能力。建立了爬杆机器人在轴向、周向、翻转运动姿态下的整体力学模型和基于稳态侧偏理论的弹性车轮力学模型,研究了夹紧力对运动方向和稳定性的影响。根据理论计算结果,在ADAMS中对爬杆机器人虚拟样机进行动力学仿真,实现了三种姿态下的稳定运动,验证了机器人设计及力学模型的正确性。
2020年03期 No.349 254-257页 [查看摘要][在线阅读][下载 2435K] [下载次数：61 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：42 ] - 李铁军;董跃巍;杨冬;
为了提高主从异构型遥操作系统的安全性,提出了一种混合控制方法。首先,对机器人与力反馈设备间的运动学映射方法进行研究以实现主从异构型机器人的运动控制。其次,为了提高机器人与环境交互的安全性和稳定性,采用导纳控制实现对机器人末端接触力的控制。同时,采用角色分配的方法在线调整运动映射和导纳控制的角色因子,实现两种控制方式的融合。实验结果表明,与采用力反馈的位置控制相比,该方法在操作效率和安全性上具有更高的性能。
2020年03期 No.349 258-260+264页 [查看摘要][在线阅读][下载 2553K] [下载次数：79 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：87 ] - 郑涛;刘满禄;
针对工业机械臂在运动过程中的角速度与角加速度突变引起的机械系统冲击问题,结合五次B样条曲线和五次多项式的高阶连续性,提出了一种新的分段插值轨迹规划算法即"B-5-B算法"。通过SOLIDWORKS建立样机模型,利用Adams进行虚拟样机的运动学仿真,得到关节的角位移、角速度、角加速度以及关节力矩图。通过与"3-5-3算法"所得到的图进行比较,表明了该算法提高了工业机械臂的角速度和角加速度曲线的平滑性,并降低了机械系统的冲击力,同时由于B样条具有局部支撑性,为轨迹优化提供了一种新的方法,也为机械臂实物验证做了充分的理论支撑。
2020年03期 No.349 261-264页 [查看摘要][在线阅读][下载 2434K] [下载次数：100 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：37 ] - 肖雄亮;方月娥;
针对矿井非结构化环境中人工搜救困难、危险性高的问题,提出了一种仿多腿动物的液压驱动轮式救援机器人。机器人由主体和轮腿机构组成,轮腿机构在摆动马达的作用下可绕固定铰点摆动,控制机器人四摆臂的摆动动作,可实现机器人的姿态调节,实现矿井复杂地形的适应性。对机器人在台阶和壕沟两种典型障碍下的通过性进行了分析,得到机器人的设计参数;在此基础上,基于GA算法对机构参数进行优化,并基于ADAMS进行了越障运动学仿真。研究表明,液压轮式救援机器人具有良好的地形适应能力,为新型煤矿救援设备提供了一种新的设计思路。
2020年03期 No.349 265-268页 [查看摘要][在线阅读][下载 2554K] [下载次数：57 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：95 ] - 张营;巩永光;田涛;
针对机器人姿态变换时伺服电机位置控制中惯量和负载转矩的变化,提出了一种PI Ziegler-Nichols预测并行控制策略。设计了PI Ziegler-Nichols控制器与预测控制器,PI Ziegler-Nichols控制可对传统PI控制器的比例、积分系数进行在线调整,抑制了参数变化和负载扰动,预测控制在误差较大时能够提高收敛速度并具有较好的跟踪能力。仿真结果表明,并行控制策略具有较好的稳定性和动态跟踪精度,当系统参量产生变化时,PI Ziegler-Nichols预测控制器可自适应调整,在机器人伺服系统中可实现较好的位置控制精度和较快的响应速度。
2020年03期 No.349 269-271页 [查看摘要][在线阅读][下载 2252K] [下载次数：38 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：34 ] - 蔡永超;
针对机械臂关节空间轨迹的时间最优规划问题,提出了基于膜计算-粒子群算法的轨迹规划方法。建立了机械臂关节空间轨迹规划模型,使用3次样条曲线构造了轨迹基元函数。提出了膜计算-粒子群算法,通过设计处理器处理膜传递的信息,通过算法淘汰机制、吞并机制和信息交流机制实现膜间合作,膜内根据不同算法原理各自进行速度和位置更新,最终通过膜计算将多种粒子群算法优势进行融合。经测试函数测试,相比于其他粒子群算法,膜计算-粒子群算法具有最高的搜索精度和最快的收敛速度;同时使用多作用力粒子群算法和膜计算-粒子群算法进行轨迹规划,膜计算-粒子群算法规划的机械臂耗时比另一算法减少了23.99%,充分证明了膜计算-粒子群算法在轨迹规划中的优越性。
2020年03期 No.349 272-276页 [查看摘要][在线阅读][下载 2341K] [下载次数：75 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：83 ] - 苏成志;王承运;刘响;郭光远;
为了降低非线性系统自适应控制器设计的难度,提出通过运动分解减小非线性方程维度的方法设计相应的自适应控制器。将机器人末端执行器的运动分解为平移运动和旋转运动,让机器人末端执行器上的激光器通过先平移后旋转的方式使激光光斑分别趋向于PSD1和PSD2的中心。通过运动分解减小非线性方程的维度的方法,降低了控制系统数学方程的复杂度。为验证用所提方法设计控制器的有效性,利用MATLAB/Simulink软件搭建仿真环境,对标定过程进行仿真分析。仿真结果表明:所设计的控制器可使机器人运动更迅速、稳定地实现控制目标。
2020年03期 No.349 277-280+284页 [查看摘要][在线阅读][下载 2500K] [下载次数：23 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：40 ]