- 任年鲁;袁逸萍;戴毅;熊攀;
针对自动化立体仓库中环形穿梭车系统(Rail Guided Vehicle system,RGVs)调度优化问题，综合考虑RGV数量、进出货口限制、复合作业次数和堵塞次数对作业效率的影响，以最小化任务总完工时间为目标，建立了多影响因素下的RGV调度数学模型，并采用改进遗传算法对模型进行求解。首先，设计了多影响因素下的编码方式，提高算法求解实际问题的能力；然后，在遗传算法中引入模拟退火操作，提高算法的局部搜索能力，避免算法求解过程陷入局部最优；最后，设计染色体修复方法来避免非法解的出现，提高算法的收敛速度和求解稳定性。通过实例验证了模型和算法的有效性与先进性。
2023年04期 No.386 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1411K] [下载次数：704 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：2 ] - 李兆军;陆明进;孙颖;刘福秀;
针对液压挖掘机工作环境一般较为恶劣的情形，对液压挖掘机操作人员振动舒适性预测问题进行研究。首先，综合考虑路面激励、发动机激励和冲击激励的影响，分析液压挖掘机驾驶室的动力学特性；然后，考虑评估和预测操作人员振动舒适性时所具有的模糊性和随机性特点，推导液压挖掘机操作人员烦恼率的计算公式；再以烦恼率为评价指标，建立基于动力学的液压挖掘机操作人员舒适性预测模型，确定预测振动舒适性的数学方法；最后，通过实例对行走工况下液压挖掘机驾驶室的动力学特性进行分析，对操作人员在液压挖掘机处于行走工况下的振动舒适性进行预测。研究表明，所建立的基于动力学的液压挖掘机振动舒适性预测模型是有效的和可行的。
2023年04期 No.386 6-10+16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1322K] [下载次数：322 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：2 ] - 张欢;左洪福;陈云;
分析了中压压气机叶片原位打磨工作自由度需求，设计了一款钢绳驱动、离散弹性脊骨支撑的原位打磨机构。采用几何分析方法，建立了驱动钢绳长度与脊骨弯曲角之间的正、逆运动学模型；根据D-H约定下的坐标变换，建立了弯曲角与末端打磨点空间位形之间的正、逆运动学模型。基于蒙特卡洛方法，对末端打磨点可达工作空间进行了仿真分析，并通过比较规划轨迹点与实际轨迹点之间的位置偏差，对运动学模型进行了验证。仿真结果表明：所设计机构的空间可达性满足中压压气机叶片原位打磨需求，其运动学模型准确，能够保证较高的末端定位精度。
2023年04期 No.386 11-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1427K] [下载次数：281 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 何培瑜;王匀;王华;
三排滚柱式转盘轴承缓慢摆动时滚子和滚道之间会产生微动损伤，严重时会引发滚道裂纹的萌生、扩展，甚至滚道剥落，加速转盘轴承失效。这里利用非线性弹簧代替滚子的有限元简化方法，对比滚子压缩试验，获得滚子与滚道最大接触载荷，然后建立滚子与滚道接触的局部有限元模型，研究圆柱滚子在微动情况下纯滑动工况、纯滚动工况及滑动-滚动工况的损伤情况，分析摩擦系数和滑动位移对等效应力、交变应力和接触应力影响，为工程实际选型提供参考。
2023年04期 No.386 17-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1412K] [下载次数：247 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 李志清;李美;付丽荣;李健;
针对空气悬架系统模糊PID控制方法中参数选取存在局限性和难以选取的问题，利用遗传算法优秀的全局优化搜索能力和并行能力，提出了一种用遗传算法来优化模糊PID控制器参数的策略。采用遗传算法对空气悬架的模糊PID控制器参数进一步优化，比较优化前后模糊PID控制下的空气悬架性能指数值。结果表明，采用遗传算法优化的模糊PID控制空气悬架较传统模糊PID控制以及普通的空气悬架，能够减小车辆振动，提升空气悬架性能，改善车辆的平顺性与舒适性。
2023年04期 No.386 22-25+33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1331K] [下载次数：2086 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：47 ] |[阅读次数：1 ] - 谢正超;王辉;王百键;赵晶;
汽车双叉臂式空气悬架车高调节模型中，双叉臂悬架动力学模型忽略了悬架几何结构以及运动学因素的影响，使车高调节模型与实际误差较大。基于此，建立了一种新型的车高调节模型。考虑车高调节系统受路面干扰影响大、空气弹簧充放气机理模型具有强耦合非线性等因素，为避免车身高度调节过程中出现振荡幅度大的现象，提出了一种有效的双回路控制结构。其中，采用基于扩张状态观测器的模型预测控制器作为主控制器，用以抑制路面干扰与处理车高调节模型的非线性。采用模糊PID控制器作为辅助控制器，用以克服路面干扰与模型预测控制中固定权重系数对主控制目标车身高度调节的影响。在Matlab/Simulink软件中进行车身高度上升与下降两种情况的仿真，结果表明所设计的控制器可以快速精确的调节车身高度。
2023年04期 No.386 26-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1575K] [下载次数：365 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 刘宗锋;杨其玺;王庆洲;刘晋霞;
为了提升分布式驱动电动汽车中三台永磁同步电机（PMSM）转速同步控制系统的同步性能和抗干扰能力，以传统偏差耦合结构中的固定增益转速补偿器为基础设计了基于最小转速的新型同步转速补偿器，为了减小电机的跟随误差以及提高控制系统鲁棒性，提出了一种改进非线性函数，以此函数为基础对传统自抗扰控制器（ADRC）进行改良，并设计了PMSM改进一阶ADRC速度环控制器。建立了基于偏差耦合的三台PMSM同步控制系统模型，并进行了仿真对比，结果表明，采用新型转速补偿器和改进一阶ADRC的多电机同步控制系统的同步性能以及转速补偿效果更好，且跟随误差较小，系统动、静态性能和抗干扰能力均有所提高。
2023年04期 No.386 34-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1348K] [下载次数：891 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：26 ] |[阅读次数：1 ] - 邱栋;王高翔;刘庆阳;霍东婷;
重型特种车的动力系统匹配将对整车的动力性及经济性有着至关重要的作用，动力性及经济性作为评价车辆性能的两个重要性能指标，一般而言，对于重型特种汽车的动力性要求往往较高，而忽略了整车的燃油经济性能，因此整车性能没能达到最优。为了在不降低其动力性的前提下，亦提高其经济性方面的性能，建立了一种基于近似模型的优化方法。首先利用AVL-Cruise建立其整车动力学模型，通过试验设计（DOE）完成灵敏度分析，以整车传动系统的动力参数为研究对象，采用克里格算法（Kriging）建立整车的数学优化近似模型，通过邻域培植遗传算法（NCGA）完成整车的全局动力参数优化，提高了整车的经济性能。
2023年04期 No.386 40-44+50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1363K] [下载次数：186 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 包道日娜;刘东;刘旭江;刘嘉文;
针对伞形风力机输出特性方面的不足，结合伞形风力机结构的特点，提出收缩角影响因子，并以片条理论为基础构建数学模型，利用MATLAB软件在全年风速为8m/s的风场下以年发电量最大为优化目标，对伞形风力机叶片的弦长、扭角参数进行全局优化。为保证功率计算的准确性，通过CFD的大涡模拟进行功率计算，并将优化结果与原叶片进行比较。结果表明：该方法设计的叶片具有良好的输出特性，在低风速区优化效果显著。在年发电量上优势明显，较原叶片年发电量增加13%。
2023年04期 No.386 45-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1317K] [下载次数：235 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：9 ] - 刘西;明朗;王猛;胡远志;
为实现智能车辆的路径跟踪功能，提出了一种通过MATLAB/Simulink仿真平台生成路径跟踪控制程序的快速开发验证方法。基于Pure Pursuit算法设计了路径跟踪控制器，结合所建立的车辆横向动力学模型在Matlab/Simulink中进行了仿真实验；选用树莓派（Raspberry Pi）作为开发板，在仿真平台的基础上实现了路径跟踪控制程序的自动生成、部署与控制；最后对开发的路径跟踪智能小车进行了验证。仿真与实车实验结果表明：Pure Pursuit算法跟踪效果偏差较小，小车路径跟踪效果良好，所提出的开发验证方法可行且简单高效。
2023年04期 No.386 51-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1304K] [下载次数：1475 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 肖祖铭;郭瞻;
汽车升降机构在底盘维护和高空落停问题中具有广泛的应用。设计出一种新型全转动副汽车升降机构并进行相关研究，首先建立机构的运动学模型，求出各构件角度变化表达式，为进一步动力学分析奠定了基础。其次运用Lagrange方程构建整体机构的动力学模型，通过SolidWorks建立汽车升降机的虚拟样机模型，分别对其进行动力学数值计算和虚拟仿真，验证所建运动学和动力学模型的正确性和有效性。在此给定升降载荷范围在1.1t到3.5t时，求解出所需驱动力矩区间曲线，为实际工程应用提供了数据参考。
2023年04期 No.386 56-59+64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1309K] [下载次数：402 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 贾亚彬;宋磊;吴延峰;杨宗霄;
风力发电系统是包含风力机、发电机等多子系统的复杂系统，其整体性能研究尚未开展。为评估风电系统整体性能，这里通过分析子系统间能量传递关系，构建系统整体的能量传递函数模型，利用Matlab/Simulink软件对系统传递函数进行建模仿真，将模型仿真结果与搭建的垂直轴风电系统试验平台试验结果对比分析的方式研究能量转换过程中系统性能的变化。分析结果表明，系统的仿真功率与试验功率的相对误差为3.7%，仿真效率与试验效率的相对误差为4.3%，且曲线变化趋势同步。验证了风电系统能量传递函数模型能够预测系统整体的能量转换性能和输出特性，为风电系统部件的选型与匹配提供了参考价值。
2023年04期 No.386 60-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1306K] [下载次数：466 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 高鲜萍;卞学良;成英;关志伟;
为了避免机动车交通事故的发生，提出了一种部署在机动车终端的目标检测算法YOLO-DS，针对驾驶员视线遮挡区域实现实时目标检测。以YOLOV3作为基础算法，基于视觉盲区的动态视觉角度，改进算法的主干网络，通过密集连接增强网络层间的特征复用能力；同时利用空间金字塔的优势，融入多尺度下的特征向量，加强算法的多尺度特征融合，改善检测精度；调整损失函数，通过惩罚因子调整压缩网络模型，提高运算响应，降低算法对车载硬件设备的要求。通过实验验证，优化后算法能获得更好的AP(Average Precision)及mAP(mean Average Precision)等检测值，在15米内近距离目标的检测精度比YOLOV3、SSD等算法高出3%以上，在CPU下的Inference Time缩小了约10%。
2023年04期 No.386 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1442K] [下载次数：364 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：2 ] - 熊攀;袁逸萍;戴毅;阿地兰木·斯塔洪;
针对不确定环境下作业车间动态调度性能评估问题，利用在线调度方法对扰动环境下作业车间调度性能进行仿真研究，设计了一种面向对象的动态多场景生成模型。首先，基于Plant Simulation搭建作业车间动态仿真平台。其次，考虑设备故障、紧急插单、工件随机到达、交货期紧迫性变化等不确定因素进行动态场景车间结构设计，构建作业车间动态多场景。然后，综合考虑5类调度指标，基于20种调度策略进行在线调度分析，并比较不同策略在不同指标下的调度性能，以此构建作业车间动态多场景知识库。在实际生产中，辅助调度人员进行决策，以指导实际生产。最后，以某机加工车间为例，进行动态多场景实例仿真。算例结果表明了所提方法的可行性与有效性。
2023年04期 No.386 70-75+79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1429K] [下载次数：365 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 陈建锋;吴强;叶贻财;郭聪聪;
轮胎力的准确获取对车辆主动安全系统精确控制的实现至关重要。本文提出了一种轮胎力的鲁棒估计方法。在假设系统噪声特性为分布未知但有界的同时，该方法将集员滤波算法引入到轮胎力估计器的设计中，并结合强跟踪理论和序贯更新的思路对该算法进行优化。在此基础上，结合车轮转动动力学模型和双轨车辆动力学模型分别设计轮胎纵向力和侧向力估计器。最后，利用联合仿真平台对所提出的方案进行验证。结果表明：相较于卡尔曼滤波方案，改进的集员滤波方案能够获得更好的估计效果，且对系统噪声和道路状况的变化具有很好的鲁棒性。
2023年04期 No.386 76-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1275K] [下载次数：306 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 庄曙东;史柏迪;陈威;陈天翔;
加工过程中为避免因机床异常振动造成的零件表面粗糙度突变，提出一种基于LSTM算法的表面粗糙度监控模型，通过对主轴与台面安装传感器，实现机床振动量的实时采集并作为时序变量输入模型。在M-V5CN组合机床铣削U71Mn高锰钢样本集上证明该模型可有效训练，且RMSprop优化器相对于Adam与SGD算法优化器可更有效降低模型泛化性误差。最终在嵌入式开发板中预测最大绝对误差低至0.01μm，平均误差为0.005μm可在加工中对表面粗糙度进行有效监控。
2023年04期 No.386 80-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1325K] [下载次数：534 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 李志鹏;高德营;
为了提高机械臂动力学参数的辨识精度，提出了基于单纯形引导蝴蝶算法的辨识方法。建立了机械臂动力学模型和参数辨识模型，分析了参数的可辨识性，并设计了最优激励轨迹。以蝴蝶优化算法为基础，提出了单纯形引导陷入局部最优蝴蝶的脱困方法，在脱困的同时蝴蝶适应度也得到了提高；设计了全局搜索与局部开发的动态切换概率，用于平衡算法的全局搜索能力和局部开发能力。综合以上两点改进，提出了单纯形引导蝴蝶算法的参数辨识方法。经RS010N机械臂的参数辨识实验可以看出，单纯形引导蝴蝶算法的搜索速度略快于蝴蝶算法，同时单纯形引导蝴蝶算法的参数辨识精度远高于蝴蝶算法，证明了改进策略的合理性和单纯形引导蝴蝶算法在参数辨识中的有效性。
2023年04期 No.386 85-89+95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1272K] [下载次数：270 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 张铮;王欣;姜天翔;胡新宇;
为确保管道机器人顺利通过弯道，针对两种不同的轮式管道机器人进行分析，阐述两种轮式管道机器人过弯原理。基于传统矩形管道机器人模型，建立多参数“工”形机器人模型，研究管道机器人过弯时结构参数与弯道几何参数的约束关系，为管道机器人的初设计提供理论依据。采用SolidWorks软件建立三维模型，利用ADAMS软件对机器人模型的实际运动过程进行仿真，得到仿真模型在弯管通过性的结果，进而验证理论分析的正确性和结构设计的合理性。研究结果表明，依据模型理论分析提供几何约束关系，设计相应的管道机器人模型均能平稳通过弯道。该研究为管道机器人的结构设计提供理论支持。
2023年04期 No.386 90-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1470K] [下载次数：1800 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：1 ] - 林树青;陈仕鸿;黄宇;
传统的无线传感器网络信号采集方法布线较多，灵敏度低，采集到的机械图像清晰度差，信号频率采集误差较高。基于此面向机械振动故障诊断研究了一种新的无线传感器网络信号采集方法，初步处理无线传感器网络信号数据，加大对数据的基础了解力度，完善信息收集装置，掌控数据的信号流向，以处理的信号为基础实施采集协议签订操作，分配采集协议任务，根据相应的采集方式签订协议，主要通过无线通信协议实现签订过程，结合信号采集系统达到对无线传感器网络信号采集的目的。实验结果表明，相较于传统无线传感器网络信号采集方法，面向机械振动故障诊断的无线传感器网络信号采集方法能够很好地解决布线问题，采集到高清的机械图像，提高信号频率误差，保证采集过程的安全可靠性。
2023年04期 No.386 96-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1308K] [下载次数：546 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：3 ] - 杨涛;袁荷伟;宋丹丹;程辉;
在深度信念网络（DBN）故障诊断模型中进行参数训练时容易出现局部搜索结果，导致DBN故障诊断模型训练效率降低并引起错误诊断的结果。为更加准确诊断复杂机电设备的故障，综合运用DS证据理论和优化深度信念网络故障诊断模型，构建了以优化深度信念网络为基础的多测点故障诊断方法。选择异步电动作为测试对象，完成电机的故障诊断，研究结果表明：所有测点ICIM-DBN故障诊断模型都在30代训练时发生收敛，说明本文设计的混沌免疫算法可以获得全局最优结果。故障诊断准确率都提高到10%，并且轴承故障诊断准确率也可以达到98.6%。利用此方法能够准确分辨故障信号，可以实现对各个测点故障数据的综合判断，从而防止受故障信号衰减影响以及测试误差而降低故障诊断准确率情况。
2023年04期 No.386 101-104+109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1296K] [下载次数：200 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 张兆新;穆塔里夫·阿赫迈德;郜凯强;
以风电增速斜齿轮行星轮系为研究对象，运用非线性动力学理论和数值分析法计算齿根裂纹故障时斜齿轮副的时变啮合刚度。建立不同程度的齿根裂纹并分析其对斜齿轮时变啮合刚度的影响。经研究斜齿轮齿根裂纹分为贯穿性与非贯穿型，贯穿型裂纹在深度方向上用抛物线形式进行啮合，贯穿整个齿宽；非贯穿型裂纹在深度和齿宽方向上分别用抛物线拟合。共建立二十种不同形状的斜齿轮齿根裂纹。用刚度劣化率定量分析不同程度齿根裂纹对斜齿轮副啮合刚度的影响。分析表明：无裂纹斜齿轮副啮合时，时变啮合刚度是高低循环变化的，在高低变化之间刚度是线性递变。贯穿型裂纹比非贯穿型裂纹啮合刚度劣化更明显，单齿啮合时刚度劣化更为明显。裂纹在深度方向与宽度方向上延长相同百分比时，宽度方向上刚度劣化更明显。
2023年04期 No.386 105-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1304K] [下载次数：318 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ]
- 高希坤;程祥;李阳;郑光明;
具有高展弦比的微型曲面薄壁件加工难度大，加工过程中极易产生变形与毛刺。为获得高质量的微型曲面薄壁件，以四分之一薄壁圆弧特征为例，通过正交试验研究了铣削参数对各评价指标的影响规律并进行了铣削策略分析。试验结果表明，对表面粗糙度Ra、尺寸误差△w和毛刺宽度h影响最大的铣削参数分别为主轴转速n、每齿进给量fz和轴向切深ap；工艺优化研究表明，采用变轴向切深与顺逆混合的铣削方式更有利于减小毛刺宽度和尺寸误差，获得更好的零件表面质量；同时，优化后的走刀路径能够减小垂直于薄壁侧面的切削力所导致的变形。该研究对于微型曲面薄壁件的高质量加工具有较高的参考意义。
2023年04期 No.386 110-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1206K] [下载次数：203 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 韩伟;肖中云;郭永恒;雷永强;
准确计算旋翼的气弹响应，对于旋翼的设计与振动控制具有重要的意义。传统的旋翼气动模型通常采用简单的叶素理论、自由尾迹方法，导致气动力计算精度较差。这里的CFD计算采用非定常重叠动网格计算方法，通过直接求解Navier-Stokes方程的方法获得尾迹，旋翼的流场网格采用多重动网格方法生成。CSD计算采用有限体积梁单元建立桨叶的有限体积梁模型，边界条件采用第一类拉格朗日乘子法进行考虑。流固耦合交界面的气动力计算结果通过插值和积分映射到CSD模型上，在此基础上进行旋翼的气弹响应分析。
2023年04期 No.386 114-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K] [下载次数：191 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ] - 卢跃锋;汪振华;马耀;黄雷;
钛铝合金在航空发动机领域应用越发广泛，为了给实际生产提供工艺参考，采用单因素试验，研究超声辅助侧铣钛铝合金时切削参数对表面完整性及刀具磨损的影响规律。研究结果表明，超声辅助侧铣钛铝合金合适的切削参数范围为v_c=(30～70)m/min、a_e=(0.05～0.2)mm、f=(0.005～0.02)mm/tooth和I=100mA。在上述参数下，表面粗糙度值较小（Sa<0.9μm），未见明显的表面缺陷。钛铝合金切削加工表面存在材料硬化现象，表面硬度约为（273～316）HV10，径向切深与每齿进给量为加工表面硬化的主要影响因素。铣削速度对刀具磨损影响最大，后刀面以粘结磨损为主并有氧化磨损与扩散磨损，前刀面以扩散磨损和粘结磨损为主并有氧化磨损，二者均伴随有涂层剥落。
2023年04期 No.386 118-123+129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1635K] [下载次数：606 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：4 ] - 郭世永;李宇吉;朱凤磊;刘志红;
目的：用有限元的方法模拟临床上车祸造成的心肺穿透伤的真实情况，使用医工结合的手段为相关的医疗救治提供理论支持。方法：采用Hypermesh软件建立以中国50百分位人体尺寸为依据的胸部有限元模型，将城市道路护栏简化为薄壁长杆，使用LS-DYNA进行基于人体胸部有限元模型的薄壁长杆穿透心肺的仿真求解。通过类比的方法和理论分析得出城市道路护栏穿透心肺时产生与弹体穿透岩体类似的侵彻效应。结果：通过仿真和”侵彻”分析得出端部形状不同的薄壁长杆穿透心肺产生的”尖端效应”和”空腔效应”，以及心肺损伤程度与长杆的动能、端口形状、穿透角度和稳定性有关。结论：尖端或速度快的薄壁长杆对心肺的穿透侵彻作用强，平端或低速的薄壁长杆对心肺的挤压作用更强。
2023年04期 No.386 124-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1338K] [下载次数：68 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 侯红娟;黄森;
为提高车辆在转向过程中的侧向稳定性，以车辆行驶过程中的横向载荷转移率作为控制目标，建立基于横向载荷转移率的车辆侧向稳定性动态预测方法，提出滑模变结构控制器结合差动制动控制原理实时调控各车轮制动力的方法，改善车辆在行驶过程中的转向性能及制动性能。采用CarSim-Matlab/Simulink进行联合仿真以验证该方法的有效性，验证过程选取Fish-Hook和角阶跃两种工况进行测试分析，结果表明，所搭建的预测及控制算法能有效预测到车辆的侧向运动状态并改善车辆的侧向稳定性。
2023年04期 No.386 130-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1310K] [下载次数：279 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 孙伟鹏;陈斌;孙伟生;王双喜;
爬壁机器人能够替代人工完成高难度、高风险的高空工程作业，在舰船清洗、液化气罐检测等诸多领域已经得到广泛的应用。基于现代爬壁技术在机器人领域的实际应用，对爬壁机器人的工作原理进行了介绍，分析了真空吸附、磁力吸附、静电吸附、仿生吸附以及攀附式吸附等不同吸附技术的特点，比较了轮式爬壁机器人、履带式爬壁机器人、足式爬壁机器人等多种爬壁机器人移动机构的优缺点。最后，结合火电厂应用环境特点，重点分析了爬壁机器人在火力发电厂的应用案例，探讨了火电厂爬壁机器人的发展趋势，指出复合吸附结构与移动方式是未来火电厂爬壁机器人的发展热点。
2023年04期 No.386 135-138+143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1307K] [下载次数：712 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：3 ] - 符云龙;邓效忠;刘赛赛;
基于范成原理加工直齿面齿轮，通过建立直齿面齿轮加工坐标系以及对啮合方程的求解，建立了直齿面齿轮的数学模型，并以此为依据建立了直齿面齿轮的热滚轧模型。利用deform-3D软件对直齿面齿轮的热滚轧过程进行数值模拟，模拟出轮齿的成形过程。分析了突耳的形成机理，以突耳为指标，考虑温度、转速、进给量以及滚轧轮倒角这些方面。利用正交实验得出了最合理的工艺参数：坯料轮温度1100℃，滚轧轮转速3.14rad/s，进给速度0.2mm/s，滚轧轮倒角1.5mm。为后续实验奠定基础。
2023年04期 No.386 139-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1260K] [下载次数：267 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：1 ] - 汪凯旋;高铁军;葛蒙召;王旭;
针对底部中空铝合金方盒形件塑性变形能力较差、变形不均匀等问题，提出了选用带有预制孔坯料的粘性介质压力成形新方法，通过坯料预制孔的变形缓解底部中空零件的减薄和破裂等问题。研究过程中采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对底部中空铝合金方盒形件粘性介质压力成形过程进行分析，得到了坯料预制孔形状和尺寸对成形试件壁厚分布及坯料流动的影响规律，在此基础上进行了粘性介质压力成形试验。结果表明，不同坯料预制孔形状及尺寸对材料流动规律和试件成形质量影响较大，在合适的预制孔形状和尺寸条件下，可以有效提高底部中空盒形件的成形质量和成形性能。
2023年04期 No.386 144-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 1329K] [下载次数：167 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 刘先生;张敏;杨嵩;尹铁;
自坐封式截断阀应用在所有石油化工管道上，实现安全坐封，保护管道安全。基于固液两相流对自坐封式截断阀的坐封过程进行有限元仿真，对阀芯的四种工况进行理论分析与数值模拟，得出相应流场流线图、速度图，以及阀芯、阀芯底座的应力云图、变形云图。由结果可知，自坐封式截断阀的工作状态下，阀芯的接触表面存在严重的集中应力场，应力场的最大应力不超过16500 MPa（微小局部），最大变形量不超过0.055 mm；阀芯底座最大应力不超过654.47 MPa（微小局部），最大变形量不超过0.080mm，引起接触表面轻微变形，影响阀门使用寿命。研究结果对截断阀阀芯结构优化改进提供相应的理论支撑。
2023年04期 No.386 148-151+157页 [查看摘要][在线阅读][下载 1539K] [下载次数：95 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 陈亦;曾远;李晓斌;马池;
高性能的封网用绳索是输电线路封网带电跨越施工安全可靠的关键问题，但现有封网用迪尼玛绳难以适应超特高压输电线路带电跨越的大尺寸、长距离和重荷载等安全条件要求。这里结合输电线路带电跨越用封网的基本功能，考虑封网用绳索力学性能及其电气净空距离需求，提出了一种基于超高分子聚乙烯绳索的超高压输电线路封网带电跨越技术。通过构建封网承载索的力学计算模型，推导了空载状态、安全放线状态、静载事故状态和动载事故状态下，承载索的水平张力及其电气净空距离求解公式。同时，通过拉伸实验的方法，获取了超高分子聚乙烯绳索的破坏张力。计算与实验结果表明，采用同规格的超高分子聚乙烯绳索可使施工安全系数增加（13～20）%，单位重量降低（6～15）%，同时可在一定程度上增加封网的净空距离。经500kV博贺电厂送出工程阳江段带电跨越220kV蝶旗甲线实操应用，超高分析聚乙烯绳索能够满足大尺寸、重荷载跨越带电线路施工条件下的封网防护任务，证明了绳索的优越性。
2023年04期 No.386 152-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 1296K] [下载次数：149 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ] - 郭会娟;周亚军;张勤;
B柱侧碰过程是短时高速的材料吸能过程，材料的性能与静态时差异较大，因此采用静态性能参数进行B柱侧面碰撞仿真分析结果误差较大。针对B柱常用的相变诱发塑性钢（TRIP钢）进行不同应变速率下的力学拉伸试验，提取主要的性能参数，获取参数随应变速率的变化规律；对比材料的力学性能和成形性的变化趋势；基于Johnson-Cook简化模型，获取材料的应变速率敏感因素和应变率相关的材料本构模型，作为碰撞仿真分析的材料输入；与实际测试对标，建立B柱侧碰分析的仿真模型，将传统静态数据外延获取的本构模型与应变速率相关的本构模型作为输入，对比两种材料模型分析结果的差异，并与试验测试结果进行对比分析。结果可知：TRIP690的强度和断后延伸率受应变速率影响较大；基于修正Hollomon方程，材料的瞬时加工硬化基本不受应变速率变化的影响；基于Johnson-Cook模型，获取材料的应变速率敏感性参数为0.00805，数值偏低，表现出此种材料对应变速率变化敏感性比较差；材料应变速率相关本构模型可有效提升B柱侧碰分析结果的准确性，与试验结果的分析误差控制在3%以内；而采用静态特性参数外延的分析结果误差则超过9%。研究内容和结果为此类研究提供参考。
2023年04期 No.386 158-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1326K] [下载次数：241 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 张光德;王硕;马强;
针对传统滑模控制出现抖振的问题，提出一种电动轮汽车横向稳定性协同控制方法。首先构造关于横摆角速度和质心侧偏角的宏变量；然后根据系统重要的性能指标设计相应的流形，同时计算使系统从任意初始状态衰减至流形时所需的横摆力矩，并通过Lyapunov定理证明了稳定性；最后按四轮附着率相等的原则分配了附加横摆力矩。搭建Carsim和Simulink联合仿真平台，在双移线和方向盘角正弦这两种典型工况下的仿真结果表明：所提方法能够实现系统的无抖振协同控制，与传统滑模控制相比提高了车辆的横向稳定性。
2023年04期 No.386 163-166+171页 [查看摘要][在线阅读][下载 1283K] [下载次数：286 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ] - 司少剑;曾劲松;田钊;赵志杰;
摔倒是老年人生活中最常见的突发事故，并且会给老年人的身心带来严重的伤害。为了能够高效的保障老年人的身体健康，提出一种依靠BP神经网络对人体摔倒趋势识别的方法。使用MPU6050传感器并设计了一种数据采集装置，通过实验采集人体摔倒过程和日常生活腰部加速度、角速度数据。研究人体摔倒过程和日常生活的腰部加、角速度变化规律，并从中提取特征数据作为训练样本对所设计的BP神经网络模型进行训练和测试。最终试验结果表明该方法能够准确的识别出人体摔倒趋势，能够实现对人体摔倒的预测。
2023年04期 No.386 167-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 1284K] [下载次数：427 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：2 ] - 卢锡铭;徐振朋;
针对某舰载加固服务器样机高温试验过程中CPU温度过高导致的报警问题，在实测CPU传热路径的温升占比值及分析组装式热管冷板传热特征基础上，确定组装式热管冷板热阻过大是导致CPU超过允许温升的主要原因。采用蒸汽腔均热板导热柱和内外框架结构对舰载加固服务器进行热设计优化，利用Ansys Icepak建立了数值样机模型并进行网格独立性检验和热仿真分析。结果表明：改进后CPU温升值降低了7.8℃，验证了热设计优化可行性，缩短了研发周期，为类似型舰载加固服务器设计提供了参考。
2023年04期 No.386 172-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 1415K] [下载次数：127 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 王艳冰;项松;刘远强;赵为平;
为了扩展某型电动飞机螺旋桨优化设计的工程应用范围，在多种工况下RAF-6翼型优化设计的基础上，考虑到翼型本身结构的优化及径向分布，对螺旋桨进行重构优化设计研究。根据某型电动飞机的低空飞行条件，提出了集CST参数化、气动力计算和NLPQL优化算法为一体的快速翼型优化设计方法，优化了RAF-6翼型特殊工况的升阻特性，将优化后的翼型按照原螺旋桨的弦长和桨叶角等数据对螺旋桨进行8个剖面的重构建模，采用K-ε RNG湍流模型求解雷诺平均方程的多重参考坐标系模型，与原始螺旋桨气动试验数据加以对比验证。结果表明：优化翼型的升力系数和升阻比提升明显，具备更优异的气动特性；重构优化的改进型螺旋桨最大效率为81.40%，最大拉力提升12.66%，更好满足电动飞机的飞行需求，有效引导工程优化设计思想。
2023年04期 No.386 176-181页 [查看摘要][在线阅读][下载 1478K] [下载次数：420 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]
- 唐鹏程;曹春平;王禹;
在饲料膨化的过程中，挤压温度至关重要，必须进行有效控制，且进料量和进料温度也会对挤压温度造成影响，为了提高双螺杆挤压膨化机的膨化质量，采用串级DMC-PID控制方法对膨化腔温度进行控制，并引入进料量和进料温度作为前馈补偿。首先分析了膨化腔温度控制的基本要求；其次研究了串级DMC-PID温度控制的基本思想，对温度控制系统进行分析设计；然后介绍了动态矩阵控制的算法流程和前馈控制的原理；最后在Matlab中进行仿真分析并进行了现场系统实现，得到较好的控制效果。
2023年04期 No.386 182-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 1352K] [下载次数：344 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 张强;何雪浤;周振东;谢里阳;
为了提高高空作业平台液压调平机构的调平性能，对调平机构的工作原理进行了研究，对上调平机构的调平液压缸推力展开了分析，建立了上下调平机构六变量优化的数学模型，以调平过程中调平误差最大值最小作为优化目标函数，以几何空间位置约束、三角形约束以及液压缸伸缩比约束作为约束条件，借助MATLAB软件中的遗传算法工具箱对优化数学模型进行优化。优化结果表明，高空作业平台调平机构的调平误差最大值为-0.31°，降低了49%，上调平液压缸所需最大推力为74531N，降低了2%。该研究可为高空作业平台液压调平机构的工作原理分析及优化设计提供参考依据。
2023年04期 No.386 187-190+195页 [查看摘要][在线阅读][下载 1295K] [下载次数：474 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：2 ] - 刘杰;周晓明;冷顺;王吉;
应用微流控技术有望解决于小体积细胞的低温保护剂（CPAs）处理问题，但现有的扩散式和透析式微流控芯片普遍存在传质效率过低的问题。这里提出一种新的膜式微流控系统，通过采用高通性的微滤膜和延长的微流道实现强化的跨膜对流传质。实验结果表明：所设计的芯片在处理过程中产生了自发的“浓缩-稀释”效应，有效地提高了处理效率；含有10%DMSO的溶液在60ml/h速率下单次通过芯片后CPA去除率可达93%，而且在芯片中溶液浓度变化平缓可控，从而提供了一种理想的CPA处理方案。
2023年04期 No.386 191-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 1284K] [下载次数：90 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 马晓雄;熊晓燕;兰媛;乔葳;
针对传统金属棒材表面缺陷人工检测方法速度慢、效率低，工作环境差，且工人长时间工作导致的视觉疲劳会造成漏检，错检的问题，提出一种计算量小且稳定性高的检测算法。首先，采用同态滤波与CLAHE对使用检测系统采集的原始图像进行预处理；然后，利用保持平移不变性的非下采样剪切波变换（NSST）对预处理后的图像进行分解，对分解得到的高频成分采用各向异性扩散与改进的自适应gamma校正进行滤波与图像增强；同时，将低频成分与二维高斯函数作卷积运算，从而达到均匀背景的目的；最后通过NSST重构可得到质量较高的原始图像，结合形态学运算及Sobel算法实现划痕缺陷数量、尺寸及位置的检测。实验表明，算法的缺陷检测准确率为93.8%，平均检测时间为0.673s，可满足工业要求。
2023年04期 No.386 196-200+205页 [查看摘要][在线阅读][下载 1288K] [下载次数：911 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：19 ] |[阅读次数：1 ] - 梁春辉;刘晓波;
针对传统算法难以准确提取强背景噪声下航空发动机转子系统微弱故障特征的问题，提出了变分非线性调频模态分解（VNCMD）结合Birge-Massart阈值降噪的航空发动机转子故障诊断方法。首先利用VNCMD对转子故障信号进行分解，根据峭度值及相关系数准则筛选有效信号分量，然后采用Birge-Massart阈值降噪方法对该信号分量进行降噪处理，最后对降噪后的信号进行包络解调，提取出转子故障特征信息。并通过对比经验模态分解（EMD）结合Birge-Massart阈值降噪的方法的实验结果，结果表明：该方法能够有效提升转子系统故障信息提取能力，实现转子系统故障更有效的诊断。
2023年04期 No.386 201-205页 [查看摘要][在线阅读][下载 1355K] [下载次数：359 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 马宗正;王士龙;赵亚兵;王志强;
如果能够对速冻产品解冻时产生的低温冷能进行回收利用，可以减少不必要的能源浪费，但是目前基于温差发电技术的冷能回收研究较少，为此开发了一冷能回收模拟试验台并进行了相关研究。研究结果表明，基于解冻水的温差发电是可行的；由于温差发电片高度较小在热辐射作用下使得冷端和热端温度会逐渐趋近，采用提升温差发电片高度、增大散热片面积的方式都可以减少这种趋势，增大温差发电片两次温差；环境风同样能够改善温差发电片两侧的温差，但是改善程度存在极限值。
2023年04期 No.386 206-209页 [查看摘要][在线阅读][下载 1243K] [下载次数：224 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 赵高丽;宋军平;
应用在不同环境下的栅栏覆盖会受到时间、距离以及最低置信度等约束条件的影响，导致覆盖漏洞较多，为提高覆盖质量，提出基于云安全架构的机器人无线传感器网络栅栏覆盖设计。首先，分析云安全防护技术，确立云计算安全架构，分别设置数据管理、加密、备份以及储存地点等模块；其次，建立无线传感器网络模型，探究网络节点结构，把大量节点部署在检测目标区域内并与网络相连，将网络构建成本与生存时间作为栅栏覆盖的评价指标；最后，构建物理、协议抗干扰模型，预测通信链路之间是否存在干扰，利用迪杰斯特拉算法检测覆盖漏洞，选取节点分布密集区域作为漏洞修复区域，将漏洞问题转换为平面几何问题，经过节点重新部署达到理想覆盖设计效果。仿真结果表明，所提方法有效提升覆盖质量，减少网络计算量，进而延长网络寿命。
2023年04期 No.386 210-213+218页 [查看摘要][在线阅读][下载 1274K] [下载次数：127 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 张圣东;杨秀英;金勇;
提出了一种磁流变丁腈橡胶基水润滑微凹槽尾轴承。在不同磁场强度下制备磁敏橡胶试样，并获得弹性模量；利用柔度矩阵法计算了轴承变形，建立了磁流变水润滑微凹槽尾轴承流-固耦合理论模型，通过试验对计算模型的正确性和有效性进行验证；探明凹槽结构参数对无量纲承载力的影响。分析结果表明：增强磁场可提升尾轴承的润滑效果，磁场强度为0.35T时，承载力比0T时增大了1.2%，摩擦系数减小了1.0%；微凹槽深度取值范围为（30～50）μm，宽度取值500μm，可达最佳润滑效果。
2023年04期 No.386 214-218页 [查看摘要][在线阅读][下载 1285K] [下载次数：149 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：5 ]
- 陈建军;汪源;高勇;姚建南;
为测量大扭矩压滤机实际工作时的压力与扭矩，设计了一种压力扭矩测试装置，使用Solidworks对该装置进行三维建模，分析了该装置各部件组成及工作过程。使用ANSYS Workbench对该压力扭矩测试装置进行静态分析，根据仿真结果对结构进行优化，并对比优化前后机构的结构性能。研究结果表明：测力机构最大变形位于测力机构与压滤机压头接触的轴孔处；设计了三种优化结构，其中第三种结构的质量减轻了25.56%，总形变位移减少了6.03%。根据优化结果制备的样机实际工作效果好，达到了预期的效果，符合测试要求。
2023年04期 No.386 219-222页 [查看摘要][在线阅读][下载 1351K] [下载次数：193 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 陈加才;李翔龙;唐昊;
针对液压挖掘机设计过程需要大量知识支撑的特点及挖掘机几何尺寸设计结果不优、设计效率较低等问题，提出了面向液压挖掘机优化设计过程的知识库构建方法。通过分析液压挖掘机设计过程中相关知识的作用，设计了基于面向对象的液压挖掘机相关知识的表达存储方法，确定了知识库知识的检索以及结构设计计算的实现方法，并引入NSGAII多目标优化算法及灰色关联度分析法对计算结果进行优化。然后利用.NET平台的相关技术在此基础上开发了针对液压挖掘机优化设计过程的专题知识库原型系统，实现辅助设计人员进行液压挖掘机的设计计算优化以及知识的检索、表达、管理。最后以液压挖掘机工作装置的设计实例验证了系统的有效性。
2023年04期 No.386 223-228页 [查看摘要][在线阅读][下载 1599K] [下载次数：262 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 丁柏君;来文信;李焕东;
人工点焊存在工位多、效率低、人力成本高和焊接质量不稳定缺陷，结合企业技术升级需要，根据焊接循环过程和功能要求，研发全自动多工位连接杆焊接机。对连接杆焊接成品仿真分析疲劳强度，结果表明连杆与球销座连接处应力集中，为连接杆工艺试验提供方向。通过连接杆轴向拉力和疲劳强度试验，确定焊接工艺参数，多组试验表明连接杆焊接拉断力>25kN，疲劳寿命>30万次。通过试验总结一套获取焊接参数的工艺方法，有效提高焊接机的焊接质量和焊接效率。
2023年04期 No.386 229-233+238页 [查看摘要][在线阅读][下载 1499K] [下载次数：115 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 吴振华;赵凤霞;楚松峰;方双;
为了对六面顶压机顶锤的裂纹缺陷进行检测，设计了一种狭小空间图像采集装置对六个顶锤锤面进行图像采集，给出了图像采集装置的整体结构。按照最短路径标准对装置采集图像路径进行优化，建立了距离矩阵模型，并利用遗传算法进行求解寻找最优路径，实现了六组顶锤锤面图像的快速采集。采用D-H法建立了装置的连杆参数模型，通过运动学分析，求出了装置的正运动学方程和逆运动学方程的解。最后利用MATLAB对装置进行仿真分析，验证了所设计装置的合理性。
2023年04期 No.386 234-238页 [查看摘要][在线阅读][下载 1308K] [下载次数：266 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 袁荷伟;李高磊;袁黎;张强;
采用莱维飞行策略对灰狼优化算法进行了优化，显著提升了算法的初期搜索性能。建立了LF-GWO算法求解FKCA模型，并给出了故障诊断步骤。通过实验验证结果表明：经过800次迭代计算处理时，LF-GWO寻优形成的最小错误率2%，以LF-GWO/FKCA诊断测试集时获得了98%的正确率，只对点蚀与磨损的故障类型存在错误判断各一处情况。相比较FKCA和BP方法，采用LF-GWO/FKCA方法则可以将无标签缺齿数据归为第4类，从而实现与已知故障类型的区分，达到了更高的正确率，实际测试正确率为98%，显著提升故障诊断正确率。对齿轮箱的故障进行诊断仿真显示本文设计的诊断方法可以达到很低的错误率，表现出了优异的故障诊断性能。
2023年04期 No.386 239-242页 [查看摘要][在线阅读][下载 1270K] [下载次数：175 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 王刚锋;张琪;赵东平;石晓璘;
针对传统工程机械臂装配过程中存在的装配效率低、装配过程指标和产品特性无法得到全面反映等问题，在装配过程中引入数字孪生理念，研究基于数字孪生的工程机械臂装配过程建模与仿真技术。通过机械臂装配信息的提取处理，构建了数字孪生环境下装配工艺信息库，为机械臂虚拟装配模型构建奠定基础。通过虚拟空间与实体空间的实时数据交互，形成完整的装配数字孪生体空间。以某挖掘机机械臂的装配线为例，说明了基于数字孪生的装配仿真可实时监测装配过程并对其配置优化以提高装配效率，实现有效的闭环反馈机制。
2023年04期 No.386 243-246页 [查看摘要][在线阅读][下载 1287K] [下载次数：2281 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：11 ] - 陶金仓;杜炎熙;牛艳莉;
B柱是侧面碰撞的关键承载结构件，对整车安全性具有重要影响。基于B柱可制造性工艺分析模型，对B柱进行成形工艺分析；在保证成形工艺的前提下，对B柱进行激光拼焊设计；对拼焊的材料和厚度进行分析；在此基础上，对激光拼焊的焊缝位置进行设计；基于整车侧碰安全性分析模型，对获得的拼焊设计方案进行碰撞安全性分析，对比优化设计前后的侵入量和侵入速度；依靠激光拼焊方案量产车型，对激光拼焊B柱的轻量化效果和安全性进行分析，并对设计过程的可靠性进行验证。结果可知：B柱零件的上部选用DP780，下部采用DP590，且上下的板厚差不超过0.6mm，可以满足激光拼焊成形要求，焊缝的位置距离B柱低端370mm时，减薄率最低为21.1%；激光拼焊设计与原设计安全性基本保持一致，各测点指标的误差小于3%；原设计方案B柱的总量为21.3kg，而激光拼焊方案B柱的总量为17.5kg，轻量化减重达到21.7%；激光拼焊方案实测结果满足碰撞要求，侵入量最大值为137.8mm，侵入速度的最大值为4.33mm，均小于最大限值；仿真分析和实测各个测点的结果保持基本一致，侵入量的最大误差为5%，而侵入速度的最大误差为5.4%，表明模型仿真分析结果的可靠性，为此类设计提供参考。
2023年04期 No.386 247-250+256页 [查看摘要][在线阅读][下载 1266K] [下载次数：295 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 刘平;姚宇;刘阳;黄海波;
在电动汽车的复合制动系统中，由于电机制动系统与液压制动系统具有响应差异性的特点，所以复合制动系统中的电机与液压协调控制是整车制动过程中的舒适性的关键性问题。对此，提出了一种复合制动协调控制策略，包含补偿算法模块和切换算法模块。补偿算法模块在电制动状态刚介入电-液复合制动状态时，利用电机制动扭矩补偿具有迟滞性的和响应慢的液压制动系统，保证驾驶员制动感觉的一致性。切换算法模块在电机制动系统与液压制动系统相互切换时，利用模糊PID控制算法对电机制动力进行修正，减小电机制动系统与液压制动系统响应差异性带来的冲击度问题，改善驾驶员制动时的舒适性。利用AMESim、CarSim和Simulink建立联合仿真平台，对几种典型工况进行仿真验证，结果表明，在制动过程中协调控制策略能够保证制动初始时制动感觉一致，在不同切换状态下，减小制动冲击度，提高了驾驶舒适性。
2023年04期 No.386 251-256页 [查看摘要][在线阅读][下载 1381K] [下载次数：496 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：2 ] - 刘浩丰;赵玉梅;曹福来;赵永磊;
散热器进出水口位置的布置，既对散热器热分布产生影响，也会对连接管道的布置产生影响，进而对管道内的阻力产生变化。选取管带式散热器进行结构分析和关键参数分析，基于CFD搭建管带式散热器的分析模型，对散热器流动换热特性进行分析，包括中冷器和整体散热器两部分，获取压力场、温度场、流体温度场等的分布；分析翅片间距对散热器性能的影响规律；分析散热器进出水口相对位置的三种搭配方式冷却性能的差异，并分析对应的管道压差，以获取最优的结构设计形式。结果可知：波高F_L与芯体厚度T和散热管厚度b密切有关；波距F_p直接影响散热带的表面散热面积大小；在冷却空气流速一定的情况下，随着翅片间距的减小，散热器的压损越大，传热系数越高；散热器进出水口左上右下的布置形式，冷却液的阻力最小，设计结果最优，为此类设计提供参考。
2023年04期 No.386 257-260页 [查看摘要][在线阅读][下载 1247K] [下载次数：339 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 万长东;王敏;娄豫皖;焦洪宇;
汽车行驶过程中动力电池承受着来自路面的随机振动，国家标准中制定了动力电池振动性能测试规范，标准中要求动力电池的随机振动在三个方向上依次测试，测试时间较长。通过单轴及三轴随机振动理论研究，从理论上分析了两者之间的数学关系，进而依据动力电池国家标准，在动力电池模态计算的基础上开展其单轴及三轴的随机振动模拟仿真，结果表明动力电池结构上对应各位置点的x、y、z分别依次随机振动应力结果的均方根叠加等于三轴向同时随机振动的应力结果，动力电池结构z轴向随机振动对试验结果影响极大，动力电池三轴依次随机振动耗时较长，可以考虑z轴向随机振动进行等效，在研发时间紧迫情况下，为缩短动力电池随机振动试验时间和提高研发效率提供理论依据。
2023年04期 No.386 261-264+270页 [查看摘要][在线阅读][下载 1299K] [下载次数：427 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：2 ] - 邱朋;汪光;赵理;
针对传统人工势场法在无人驾驶车辆避障路径规划中存在的局部极小点问题，提出了一种基于模糊控制理论的改进人工势场避障方法。该方法首先分析了无人车在行驶过程中局部极小点形成的原因，然后应用模糊控制理论实时调节引力与斥力的夹角，随着无人车与障碍物距离的减小，模糊控制器调节引力与斥力的夹角逐渐增大，进而使无人车辆安全驶出局部极小点。最后通过Matlab和Prescan联合仿真分析，利用MPC模型预测控制验证了该算法的可行性及准确性。仿真结果表明该算法能够规划出一条安全平滑的目标路径，实现了无人驾驶车辆稳定安全的路径规划。
2023年04期 No.386 265-270页 [查看摘要][在线阅读][下载 1332K] [下载次数：853 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：1 ]
- 王鹏峰;胡伟杰;吴雨森;李运堂;
为实现斜拉桥拉索表面缺陷自动检测，提出了新型双边轮式拉索爬升装置，主要由机架、爬行机构、预紧机构、驱动系统以及防偏轮组成。通过棘轮棘爪压缩蝶形弹簧为装置提供预紧力，有效保证滚轮压紧在拉索表面。分析了爬升装置的驱动力，计算出装置在拉索上爬行的临界驱动条件，建立了爬升装置虚拟样机并进行了仿真，讨论了装置的爬行稳定性、负载能力和越障能力。加工了样机，利用直径为140mm的钢管代替拉索并在钢管不同的倾角条件下进行试验。结果表明，爬升装置在（20～90）°的倾角下，能以3m/min的速度搭载12kg的负载稳定爬行。
2023年04期 No.386 271-275+280页 [查看摘要][在线阅读][下载 1378K] [下载次数：151 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 邵长春;胡国明;李水明;
为提高焊接机器人的工作效率，提出一种基于高斯变异蝗虫优化算法（GMGOA）的焊接机器人路径规划新方法。GMGOA在蝗虫优化算法（GOA）的基础上，引入了高斯变异操作，有效地减少了劣质解的个数，实现了算法跳出局部最优能力的增强。3个典型旅行商问题（TSP）算例的测试结果表明，GMGOA性能比GOA有了很大程度的提升；焊接机器人路径规划实例结果表明，GMGOA在焊接机器人路径规划中是有效可行的，获较其他几种方法获得的焊接路径更短、计算稳定性更强。
2023年04期 No.386 276-280页 [查看摘要][在线阅读][下载 1298K] [下载次数：585 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：1 ] - 尹瑞雪;吴拓;李洪丞;
为降低车间生产碳排放，对于具备不相关并行机环境的柔性流水车间，在分析了机床运行过程中不同状态下的碳排放的基础上，建立起一种以低碳为优化目标的调度数学模型。该模型不仅考虑了以往研究较少的搬运过程碳排放，同时还考虑了选定机床的开关机过程的碳排放。基于该模型提出了在机床闲置等待期间降低碳排放的一种多状态更替的节能优化策略，并设计出改进的遗传算法对问题求解。最后利用相关案例，分析了模型的可行性，验证了节能优化策略的有效性。
2023年04期 No.386 281-286页 [查看摘要][在线阅读][下载 1274K] [下载次数：704 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：28 ] |[阅读次数：1 ] - 王凯;赛华阳;徐振邦;
针对连续型机械臂逆运动学难以求解问题，这里研究了一种面向线驱动三段九自由度连续型机械臂的逆运动学求解方法，利用分段常曲率的方法建立连续型机械臂的运动学模型，在此模型基础上提出了能够有效求解连续型机械臂逆运动学的算法。通过文中提出的逆运动学算法，能够在连续型机械臂的工作空间内实现点对点的逆运动学快速求解，从而实现连续型机械臂在空间指定轨迹的运动。最后，利用连续型机械臂直线运动仿真和圆弧运动仿真验证了所提算法的有效性，算法能够实现连续型机械臂在工作空间中的逆运动学求解。
2023年04期 No.386 287-290+295页 [查看摘要][在线阅读][下载 1380K] [下载次数：512 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 叶轩;侯力;段阳;罗岚;
针对移动机器人路径规划问题，提出了一种包含改进蚁群算法和非必要转折点去除算法两部分的新方法。利用改进蚁群算法得到初始路径，随后去除路径中非必要转折点以达到二次优化的效果。在基本蚁群算法的基础上，为了提高算法的全局搜索能力，提出了加入动态随机机制的转移概率更新策略，旨在向每只蚂蚁选择下一点的过程中增加一定随机性，以便于算法跳出局部最优点。另一方面，提出了一种非必要转折点优化算法，该算法可以去除路径中的非必要转折点以减少路径长度。仿真结果显示，改进蚁群算法在解平均值、最大值、标准差和收敛速度四个方面均优于基本蚁群算法。同时，非必要转折点去除算法可以进一步减少路径长度。
2023年04期 No.386 291-295页 [查看摘要][在线阅读][下载 1441K] [下载次数：443 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 杨敬娜;郝克明;朱霄珣;董勇敢;
为了提高激励下齿轮-转子系统故障效率，采用模糊C聚类（FCM算法）算法对其进行特征处理。搭建齿轮-转子系统故障诊断试验，进行空载和扭矩为6N·m两种工况测试，从动轮上方箱体收集振动加速度信号。研究结果表明：应用改进EEMD分解后的仿真信号中提取的特征参数完成了FCM算法初始特征向量库的构建，验证了该方法方法对载荷激励下齿轮-转子系统故障诊断的有效性。搭建的齿轮-转子试验显示，改进EEMD和FCM结合完成叠加载荷激励作用下对齿轮-转子系统进行故障诊断的功能。综合运用改进EEMD和FCM方法可以满足齿轮-转子系统故障诊断的要求。该研究对提高机械传动领域运行稳定性，尤其是在激励作用下系统隐藏的故障危险的排出方面具有很好的实际价值。
2023年04期 No.386 296-299+304页 [查看摘要][在线阅读][下载 1303K] [下载次数：125 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 成慧翔;聂慧慧;马艳娥;
为了降低冗余机械臂末端执行器在挖掘过程中能量消耗，从而延长机械臂末端执行器工作时长。对此，这里设计了冗余机械臂能量消耗评价指标模型，并对能量消耗评价指标进行仿真验证。给出了冗余机械臂能量可操纵性椭球简图，引入机械臂能量的时间积分作为评价指标函数。对冗余机械臂末端执行器进行受力分析，推导出末端执行器表面受力求解模型，提出了能量消耗的计算程序。为了验证不同状态条件下的能量消耗，采用MATLAB软件对冗余机械臂能量评价指标、受力进行仿真。结果显示：冗余机械臂连杆长度不同，能量消耗评价指标也不同，在第一连杆和第三连杆长度相等的情况下，能量消耗评价指标较小。同时，能量可操纵椭球中心到椭球周长的距离不同，机械臂末端执行器挖掘力也不同，挖掘力随着能量可操纵椭球中心到椭球周长的距离增大而减小。采用能量评价指标模型，可以有效的验证不同条件下机械臂能量消耗和挖掘力的变化状态，从而可以提高能量利用率，为设计者提供参考依据。
2023年04期 No.386 300-304页 [查看摘要][在线阅读][下载 1269K] [下载次数：221 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ]