机床与液压

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徐梓辰, 金衍, 腾学清

机床与液压. 2020, 48(19): 1-7. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.001

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对碳酸盐岩储层深井、超深井钻井进行了动载破岩机制研究，设计了应力波辅助破岩工具。使用ABAQUS进行了数值模拟，得出影响破岩效率的因素和规律，并依据该规律进行工具参数优化。通过实验，验证了该工具的可靠性和实用性，对应力波辅助破岩工具的参数设计及配套工艺提供了重要参考。将应力波辅助破岩工具单元与减振器单元融合，可适用于多种复杂地层钻井作业，尤其适用于泥岩夹火成岩层地层、砾石层夹层等软硬交替地层钻井作业，能够提高机械钻速和丼深质量，延长破岩工具的使用寿命，具有很好的应用前景。

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改进粒子滤波交互多模型算法在机械臂跟踪定位中的应用

李勇斌, 董鹏, 朱惠芳

机床与液压. 2020, 48(19): 8-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.002

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针对机械臂末端运动的复杂性以及非线性，提出了一种改进的基于粒子滤波的交互多模型算法。对扩展卡尔曼（Kalman）滤波和粒子滤波进行对比分析，得出粒子滤波在处理非线性问题时具有良好的滤波性能。针对粒子滤波中先验分布与似然函数分布重合度不高的问题，利用粒子群算法进行了改进。将改进的粒子滤波作为滤波器；分析交互多模型算法中存在的对滤波效果影响很大的野值点，运用自适应抗差理论进行改进。经过实验对算法的应用效果进行检验，结果表明：改进的算法能够降低噪声的影响，提高机械臂末端的跟踪定位精度。

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磁流变阻尼器的多目标优化设计与实验研究

刘旭辉, 简震, 罗启文, 李敏, 徐彬, 丁志娟, 叶鸣强

机床与液压. 2020, 48(19): 16-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.003

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针对现有磁流变阻尼器功耗大、输出阻尼力低的问题，以磁流变阻尼器的低功耗化及轻量化为优化目标，建立磁流变阻尼器结构参数与优化目标之间的关系模型；采用多目标遗传算法对其结构参数进行优化，得出最优解；对优化后的磁流变阻尼器进行试验研究，验证所选参数的合理性。研究结果表明：优化后磁流变阻尼器的平均功耗降低了46%、最大阻尼力增加了30%；磁流变阻尼器的功耗与阻尼力之间存在相互平衡关系，为磁流变阻尼器的参数设计提供了理论和实验依据。

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永磁同步直线电机位置误差迭代学习补偿控制研究

于嘉龙, 彭宝营, 侯明鹏, 杨庆东

机床与液压. 2020, 48(19): 21-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.004

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永磁同步直线电机在执行具有重复特性的跟踪控制任务时，系统的位置误差也会出现周期性变化。针对这一问题，提出一种基于离线迭代学习补偿优化直线电机位置输入信号的控制策略。通过离线迭代学习，对直线电机系统的干扰进行迭代学习控制。对凸轮轴轨迹和正弦曲线轨迹进行迭代学习，实现对永磁直线电机运动轨迹的跟踪控制，减小直线电机的跟踪误差。实验结果表明：通过离线迭代学习控制产生的位置输入信号跟随误差较小，能很好地消除由于跟踪滞后造成的位置误差。

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基于直线音圈电机运动平台的线性自抗扰控制研究

王炫予, 杨志军, 彭皓, 袁伟涛

机床与液压. 2020, 48(19): 27-30,98. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.005

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运动平台是机床设备中重要的组成部分，广泛使用的机械导轨式运动平台定位精度难于突破微米级，摩擦是影响机械导轨式运动平台定位精度的主要原因。为解决摩擦作用导致的运动平台动态性能难以提升的问题，针对直线音圈电机运动平台设计了一种线性自抗扰控制器。将PD控制器和带模型信息的扩张状态观测器相结合，带模型信息的扩张状态观测器可以根据控制输入量和位置误差估计出平台运动过程中受到的摩擦力，并在控制输入量中进行补偿。该观测器很好地补偿了摩擦扰动，从而提高了系统的鲁棒性和跟踪性能。仿真实验表明：该线性自抗扰控制器与PID控制器相比，可有效提高直线音圈电机运动平台的动态性能。

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井架结构的疲劳寿命预测及承载试验研究

刘冬, 邹龙庆, 潘海珠, 常倩倩, 唐友福

机床与液压. 2020, 48(19): 31-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.006

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为了计算在役JJ113/32型井架结构的承载力与剩余疲劳寿命，在现场对该井架进行了静、动态载荷测试。利用I-DEAS软件建立了有限元仿真模型，在测试钩载下二者的结果吻合较好，验证了模型的准确性。经综合分析，井架承载的薄弱杆件位于1号立柱的下部，承受的最大应力小于材料的极限应力值，满足原最大设计钩载的要求。对井架杆件的疲劳寿命的计算结果表明，该井架有较大的寿命安全系数，能够在服役期继续使用。

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基于改进BP神经网络的废旧产品再制造成本预测

祝含秋, 丁周阳, 陈兵, 江志刚

机床与液压. 2020, 48(19): 34-38,20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.007

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为有效、准确地预测再制造成本，开发了一种基于改进BP神经网络的再制造成本预测模型。进行再制造成本构成分析，运用决策试验和评估实验室（DEMATEL）方法进行关键影响因素识别；在此基础上，利用基于粒子群算法改进的BP神经网络方法实现成本预测。通过案例研究，验证了所提出的模型的可行性。结果表明：所提出的方法能够准确地预测再制造的成本，为废旧产品的可再制造性评估提供了参考。

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基于视觉传感的摆焊管道立焊熔池特征分析

夏良杰, 刘源泂, 刘海生, 王中任

机床与液压. 2020, 48(19): 39-43. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.008

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对摆动电弧GMAW焊在全位置立焊区间的熔池特征进行了研究，设计一套管道全位置焊接视觉监测系统。采集清晰的熔池序列图像；分析一个电弧摆动周期的立焊熔池变化特点；采用数学形态学的算法获取熔池轮廓。结果表明：定义的熔池视觉特征参数能有效地区分全位置焊不同立焊区间的熔池。在摆动电弧的作用下，立向上焊与立向下焊的熔池特征存在明显的差异性，立向上焊的熔池长与熔池面积较立向下焊分别大21%与10%，立向上焊的熔池尾部轮廓线呈水平状态，而立向下焊的熔池尾部呈现明显下凹特征。

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仿人脑多巴胺调控机制的机器人视觉自发育学习算法研究

瞿心昱, 陈涵深

机床与液压. 2020, 48(19): 44-48,78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.009

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针对传统机器人学习离线、任务特定、无法在学习过程中扩展智能，且实时性、适应性差等问题，借鉴认知机器人、神经生物学、认知科学等思想，提出一种仿人脑多巴胺调控机制的机器人视觉自发育学习算法，模拟人脑海马与前额叶神经回路，用多巴胺调控学习进程，实现仿人类的视觉学习能力。实验结果表明：该算法能有效地实现视觉图像的自发育学习，能完成非特定任务，且识别率高，实时性好，适应性强。

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基于声阵列技术的三轮一带噪声源识别

李占国, 陈国平, 史尧臣, 唐武生

机床与液压. 2020, 48(19): 49-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.010

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为研究张紧器对同步带传动噪声的影响规律，在分析张紧器对同步带传动噪声影响的基础上，针对ZA型汽车同步带，基于声阵列测量原理设计了三轮一带噪声试验装置，开展相同试验条件下三轮同步带传动系统与两轮同步带传动系统噪声试验。通过噪声试验得到了噪声声压分布云图和幅频特性曲线，得出张紧器对同步带传动噪声的影响规律。结果表明：张紧器能够有效地避免同步带共振情况的发生，安装张紧器后三轮一带传动系统噪声幅值比不安装张紧器的幅值高3 dB。研究结果为发动机正时传动系统的减振降噪提供了依据。

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优化拟静力学模型的主轴轴承动态特性分析

于洁, 刘忠, 邵娟, 贺磊, 袁伟

机床与液压. 2020, 48(19): 55-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.011

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借鉴Jones的球轴承拟静力学研究方法，耦合球滚动体与滚道间的润滑油的影响因素、保持架与球滚动体之间的相互作用，以及保持架与引导套圈之间的动压润滑作用，建立了优化拟静力学分析模型。与Jones的拟静力学模型的仿真结果和实验结果对比显示，所建立的拟静力学模型准确可行。在此基础上，利用所建立的优化拟静力学模型，针对不同工况，对球与滚道间的油膜状况、保持架的受力等轴承的动态特性参数进行了分析。结果表明：转速对球与内、外套圈的油膜厚度的影响大于载荷的影响；在转速从小到大变化时，保持架与球之间的法向载荷、流体动压油膜对保持架的作用力出现由从大到小，逐渐趋于平稳的变化规律；当轴向载荷增大时，则有逐渐减小的趋势。

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基于传递函数辨识的超声辅助微钻削轴向力动态模型

刘岩, 袁新宇, 汤翔

机床与液压. 2020, 48(19): 65-69. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.012

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超声辅助微钻削过程中的动态钻削力严重影响刀具磨损以及微孔质量。通过建立动态钻削力模型，对超声辅助微钻削过程中的钻削力进行预测与控制，以达到提高刀具寿命以及微孔质量的目的。提出一种基于传递函数辨识的轴向力动态模型建立方法。在UAMD中，根据不同进给量时的钻削参数得到轴向力时间响应参数；通过系统辨识的方法对钻削系统进行建模，得到轴向力的原始传递函数模型；根据初步验证的结果和对传递函数频域的分析，采用多项式拟合的方法对模型的极点和增益进行修正；将优化后的数学模型转化为状态空间，得到超声辅助微钻削的轴向力动态响应模型。实验结果表明：优化后的动态模型与实验轴向力的时域响应吻合程度高。

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面向自由曲面精准涂胶的胶线质量模型研究

叶敏, 梅雪川, 高燕, 林粤科, 樊义康, 陈远彬, 肖荣浩

机床与液压. 2020, 48(19): 70-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.013

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曲面工件涂胶在拐弯及有高度落差处易出现胶水堆叠等现象。为在胶线质量、外观形状要求高的应用中实现均匀涂胶，针对涂胶生产实际，搭建涂胶机器人和曲面涂胶试验平台；设计面向自由曲面精准涂胶的正交试验，获得不同涂胶条件下的胶线情况；用统计方法对胶线质量进行定量分析和评价，并建立了胶线质量模型。结果表明：通过控制出胶速度与涂胶高度可较好控制曲面涂胶时的胶线宽度与高度，所建立胶线质量模型具有较高可靠性，能满足精准涂胶要求。研究结果为设计机器人对自由曲面涂胶的方案提供了依据，为实现精准涂胶提供了理论和实践指导。

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高强铝合金干式切削加工参数多目标优化

张程焱, 王立新, 俎晓莉, 张自军

机床与液压. 2020, 48(19): 74-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.014

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为了研究航空铝合金在绝对干式切削条件下的切削参数对表面质量的影响规律并据此选择合理的切削用量，采用正交试验法对7075-T6铝合金进行了车削试验并对试验数据进行处理，得到表面粗糙度、表面残余应力关于切削三要素的多元非线性回归模型。在此基础上，以表面去除率、表面残余应力和表面粗糙度为优化目标，切削三要素为优化对象，基于遗传算法进行多目标优化，并绘制出Pareto前沿。根据实际加工需求，从优化解集中选择最优工艺参数。结果表明：表面粗糙度和表面残余应力均与表面去除率成反比关系；进给量和切削速度是影响表面粗糙度和表面残余应力的主要参数；仅在进给量最小的状态下，切削深度的增加会产生较大的表面残余拉应力。

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加热印压微孔工艺与检测分析

石广丰, 侯岁维, 毕娇龙, 蔡洪彬

机床与液压. 2020, 48(19): 79-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.015

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为提高室温印压铜片所得微孔的质量，减少微孔内部裂纹以及获得孔径更小的微孔，提出加热印压的新工艺方法。通过大量印压实验，对影响微孔成形的各因素进行分析与验证，得到最佳的加热印压工艺参数。结果表明：采用加热印压可获得孔径更小的微孔，而且微孔边缘隆起高度有所降低，成形质量更高。

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基于模糊PID车姿调节控制技术研究

徐广龙, 陈宇, 金昊龙, 侯友山

机床与液压. 2020, 48(19): 82-86,93. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.016

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车姿调节技术能够显著提升车辆行驶平顺性和通过能力。针对传统车姿调节技术中控制精度差等问题，基于模糊PID控制器及控制算法建立了车姿调节过程的数学模型。基于Simulink平台建立了仿真模型，并重点对车姿升高过程进行了仿真分析和实验验证。为了优化低速动态车姿调节时系统不能及时稳定的问题，提出了一种目标车高修正方法。在某轻型轮式平台上进行了模糊PID控制算法的实车验证，验证结果表明：所搭建的模糊PID控制算法模型准确，实际控制效果良好，有效提升了车姿调节的精度和稳定性。

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千分尺检定装置照明系统的设计

孔明, 徐志玲, 陈旺达, 厉志飞, 金骥

机床与液压. 2020, 48(19): 87-93. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.017

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为了提高对外径千分尺刻度识别的准确性，设计了适合工业相机拍摄的照明系统。分析了照明光源影响因素，设计了环形光源和圆顶光源。利用Tracepro进行仿真实验，在环形光源和圆顶光源照射下均匀性分别为72.2%和74.6%。确定照明系统参数，并对照明系统进行了实物验证，确定了最佳照明系统。设计的照明系统能清晰地照亮千分尺的示值面，有利于捕捉到高质量的图像，提高刻度识别的准确性。

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多功能轿运车后举升机构改进与分析

张良萌, 聂志峰, 王凯, 刘昭良, 李甲磊

机床与液压. 2020, 48(19): 94-98. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.018

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某型号多功能半挂轿运车在中位举升过程中存在举升吃力、卡顿不平顺现象。为改善其举升性能、提高举升效率，采用后推连杆组合式举升机构代替现有的后举升机构，并对2种举升机构进行了运动学仿真与有限元分析。结果表明：采用后推连杆组合式举升机构，轿运车举升过程更省力、平顺，并且关键部件的受力显著改善，降低了所需要的油缸推力。通过样车举升试验，进一步验证了新结构的合理性。

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基于工艺优化的机身壁板自动钻铆预装配柔性工装设计

王巍, 王诚鑫, 丛玮辰, 海拉尔

机床与液压. 2020, 48(19): 99-103. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.019

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为降低机身壁板自动钻铆前的定位误差，设计一套适用于自动钻铆的机身壁板预装配工装。对机身壁板的预装配工装进行柔性化和模块化设计，使机身壁板的预装配工装满足不同型号机身壁板预装配工作要求，并适用于机身壁板的自动钻铆工作。应用遗传算法优化预装配工装小围框的各梁截面尺寸，以减轻小围框的质量，减轻自动钻铆机托架的承载质量。在完成机身壁板预装配后，可以将预装配工装整体安装在自动钻铆机的托架上，避免二次定位环节，提高机身壁板的加工效率与质量。

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神经网络PID算法在漆包线检测仪中的应用

雷翔霄, 徐立娟

机床与液压. 2020, 48(19): 104-107. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.020

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为检测漆包线的热性能，设计了温度控制系统。利用BP神经网络在线修正PID参数，从而获取最优的一组参数，并将BP-PID控制算法应用于该温控系统。利用MATLAB进行仿真试验，验证了该控制系统能达到较好的控制效果。利用漆包线检测仪进行实物试验，结果表明：当控制温度为120℃时，该控制方式与传统PID控制相比具有更好的控温效果，超调率小于4%、稳态精度小于2℃，达到了预期目的。

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基于混沌万有引力算法的制动缸自适应鲁棒控制

谢程程, 刘芳璇, 侯艳, 王桂荣

机床与液压. 2020, 48(19): 108-111. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.021

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针对实际工况中轮对踏面径向形变挤压机车制动缸活塞及闸瓦产生的时变扰动，设计超螺旋观测器，对其实际值进行估计并对估计误差自适应模糊逼近，以削弱时变扰动。构造基于微分控制律的自适应鲁棒控制器，将其应用于制动缸闸瓦位置控制系统；采用引入混沌变异因子的万有引力算法对控制器参数进行寻优。理论分析及仿真结果表明：系统闭环各状态变量输出有界，滑模面导数收敛于0而滑模面常值收敛；控制输入平滑有界无抖振。

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二级随动液压消音器的设计及特性分析

单长吉, 赵伦, 赵印, 张健

机床与液压. 2020, 48(19): 112-115,126. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.022

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液压系统中，泵源客观存在固有脉动频率和回冲脉动频率，流体脉动使液压系统产生振动，影响系统的工作寿命。固有脉动频率与回冲脉动频率随着泵的转速的改变而改变。以H型二级液压消音器为研究对象，设计一种能根据泵的转速来改变结构参数并能即时衰减上述2种脉动频率的二级随动液压消音器。结果表明：该二级随动液压消音器能够同时对两种脉动频率进行衰减，且运动轨迹符合线性关系，具有易控的特点。

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基于盾构机盾尾间隙空间结构的视觉测量研究

陈健, 周兆钊, 刘飞香, 郑大桥

机床与液压. 2020, 48(19): 116-121,107. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.023

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为实现盾构机盾尾间隙的自动测量，通过对盾构机盾尾间隙空间结构的分析，提出一种基于盾尾间隙空间结构的视觉测量方法。利用激光线标记盾尾间隙并通过工业相机获取盾尾间隙图片，运用数字图像处理技术在视觉库OpenCV中实现非接触式地测量盾尾间隙。以直径为6 m的盾构机为原型，设计、制作了测量部分的盾尾间隙模型，开发了基于Qt的PC客户端软件。多次测量实验结果表明：采用该方法得到的测量值与人工测量值的误差小于±2 mm，达到了设计要求。

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金刚石压机补压控制系统的设计

张忠轩, 任天平

机床与液压. 2020, 48(19): 122-126. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.024

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六面顶压机的压力控制精度影响人工合成金刚石的品质。在生产工艺的补压阶段，为了减小三相异步电机频繁启停引起的压力波动，设计一种基于永磁同步电机的泵控压机补压系统。设计了采用矢量控制的电机驱动器，并根据所建立的液压系统数学模型，在Simulink环境下进行仿真。仿真结果表明：该系统能够达到工艺要求的补压精度，实现电机在低速时对系统持续补压，有效提升压力控制系统的可靠性，降低企业的生产和维护成本。

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FRP筒形件车铣钻加工系统的设计与分析

田会方, 刘珣灿, 吴迎峰, 盛强

机床与液压. 2020, 48(19): 127-131,136. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.025

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介绍了缠绕成型技术和纤维增强复合材料加工技术的特点。针对现有的加工方法存在的问题，设计了纤维增强复合材料筒形件的车铣钻复合加工系统。根据实际生产加工需要在三维建模软件SolidWorks中对纤维复合材料筒形件的车铣钻加工装置进行总体设计与装配。采用ADAMS进行运动仿真，验证了筒形件夹紧装置在加工过程中能够起到夹紧的作用。为保证加工精度，将关键零部件导入ANSYS Workbench中进行静力学分析，验证了设计的合理性。

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立式五轴数控机床机电优化方法研究

郭志研, 夏加宽, 时光

机床与液压. 2020, 48(19): 132-136. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.026

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根据VMC立式五轴数控机床结构及其特点，从机械和电气方面对其进行优化。综合考虑工艺装备、装配工艺、电气控制、PLC逻辑及先进的五轴精度检测方法，提出一套适用于立式五轴数控机床的机电优化方法。通过对比优化前后的性能，证明了其有效性。该研究对国产高端数控机床产品升级具有理论和现实意义。

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基于WinCC和PLC的静水压力试验台架电气控制系统设计

刘家龙, 肖海霞, 余军, 杨思宜

机床与液压. 2020, 48(19): 137-142. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.027

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针对静水压力试验装置进行水压试验时系统故障停机、操作繁琐、自动化水平低等缺点，设计了基于WinCC和PLC的静水压力试验台架电气控制系统。该系统以SIMATIC S7-300 CPU为核心控制器，采用S7-300 A站主机和B站待机结构，允许进行容错控制，实现S7-300软冗余，增加了系统的可用性。将2支传感器采样压力信号互为校验，保证了测量准确。将密封装置开关、辊道升降、移运装置前进与后退、注水、排水控制集成于监控台中，实现了集中控制。利用上位机WinCC软件设定试验步骤以及压力、保压时间参数，采用下位机PLC软件控制试压泵和电磁阀来实现系统自动加压、减压。该系统具有可用性强、可集中控制、自动化水平高等优点。

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整体复合胀形液压系统分析

徐明, 林顺洪, 李长江, 王春涛

机床与液压. 2020, 48(19): 143-147,64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.028

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介绍了一种驱动桥壳整体复合胀形装置的液压系统，其主要由油源模块、控制模块、执行机构及辅件等组成。运用电气自动程序控制实现点动、半自动、全自动控制操作，使用合理的调速、调压、换向、动作顺序及动作互锁等液压回路，满足开式泵循环系统功能需求。液压驱动外模与内模组件联合承载，由限压式变量泵、比例电磁换向阀和梭阀网络反馈油路组成负载敏感容积节流联合调速控制系统，提高系统能量利用率和综合性能，实现了九连杆机构的复合联动。结合位移、速度和压力反馈进行闭环控制，提高了系统控制精度，实现开槽加热管坯连续、稳定、可靠的弹塑性变形，得到合格的驱动桥壳半成品。

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基于负载敏感技术的新型注入头液压驱动系统设计

冯爱平

机床与液压. 2020, 48(19): 148-151. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.029

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针对某特殊应用场合的轻型小功率注入头，设计一套基于负载敏感技术的定量泵开式液压驱动系统。通过标定负载敏感阀的自身压力，对注入头最大提升力、最大下注力进行限定；利用先导压力控制阀对负载敏感阀的远程压力调节，实现注入头所需提升力、下注力的实时远程控制；通过远程比例手控阀对负载敏感阀阀芯的控制，实现注入头提升速度及下注速度的比例调节。将负载敏感技术应用于注入头液压驱动系统，解决了传统注入头液压驱动系统能耗高、维护困难、成本高等难题，为轻型小功率注入头的液压驱动系统设计提供了一种新思路。

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基于NX12五轴定位的分流器基座铣削加工工艺设计

宋艳丽, 麦丽菊, 程俊

机床与液压. 2020, 48(19): 152-155,169. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.030

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为了满足某专业船舶轮机分流器基座的定位精度要求，提出了表面光洁度、垂直度以及尺寸精度等指标。通过对三轴常规加工和五轴定向加工进行变换与分析，运用多工序的加工方法、3+2五轴定向加工方式以及模拟仿真的手段，保证了加工效果。结果表明：五轴定位加工可大大缩短加工时间，提高加工效率，保证各个表面相互位置的精度，该功能已在模具市场得到了广泛应用。

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转速对风机叶片位移和应力的影响

张建平, 张开华, 王明强, 韩熠

机床与液压. 2020, 48(19): 156-160. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.031

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以NREL 5MW风力机为研究对象，基于ANSYS Workbench平台建立风力机叶片流固耦合数值模型，研究风力机叶片位移、应力随转速的变化规律，并利用Fourier函数拟合不同转速下叶片最大位移和应力数据。结果表明：叶片的位移、应力响应均随转速增加，峰值左移，在相同时间内完成周期增多，峰值增大但增幅减小；随转速增加，位移呈现出从叶根向叶尖递增的分布，而叶片最大应力集中在中部和根部；叶片最大应力、位移随转速变化的曲线呈现S型，Fourier拟合曲线较好地反映了叶片响应规律。该研究结果为风力机安全运行提供了参考。

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基于卷积神经网络的人体步态识别算法研究

陈法权, 樊军

机床与液压. 2020, 48(19): 161-164. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.032

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针对人体步态识别准确率不高且需要手动提取信号特征的问题，采用卷积神经网络（CNN）自动提取传感器信号特征，对行走、上下楼和上下坡5种步态模式进行识别。搭建惯性传感器系统，采集人体的运动信息；针对该数据特点设计了一个4层的CNN模型用于自动提取信号特征和动作分类；利用检测的数据验证了所提方法的可行性，与传统的“人工特征+支持向量机（SVM）”的识别方法进行对比试验。实验结果表明：所提出的识别方法可以准确地识别运动步态，平均识别率达到91.5%，识别效果优于传统方案。

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基于FLUENT软件的弦线转子泵流场分析

任爽, 邹旻, 乔永强, 李亮亮, 吴良才, 孙定华

机床与液压. 2020, 48(19): 165-169. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.033

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为从根本上消除困油现象，提出一种新型弦线转子泵，将齿面间的滑动摩擦转变为齿面与滚子间的滚动摩擦。通过FLUENT软件的动网格技术、RNG k-ε模型对转子泵进行流场分析，得到弦线转子泵内部不同时刻的压力分布云图、速度分布云图。经分析发现，该弦线转子泵运动平稳，能在一定程度上降低噪声，满足生产需求。

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14 t摩擦焊机主轴的多工况静动态特性研究

赵旭东, 李卫民, 唐兆丰

机床与液压. 2020, 48(19): 170-178. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.034

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以自行设计的14 t连续驱动摩擦焊机主轴结构为研究对象，应用有限元分析软件对主轴进行多工况下的静动态相关特性研究。在静态特性方面，运用ANSYS的子模型分析技术研究主轴多工况下的刚度、强度与疲劳等静力学特性。与传统研究方法相比较，该方法提高了求解效率与精度。基于此，对焊机主轴结构设计的合理性进行验证。在动态特性方面，对主轴约束模式下的前6阶固有频率进行计算，与临界转速对比后，验证了主轴设计的安全性。

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助推滑车液压减速制动系统仿真分析

唐友亮

机床与液压. 2020, 48(19): 179-182. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.035

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针对无人机助推起飞滑车产生的冲击能量，提出一种液压缸外接吸能阀的助推滑车液压减速制动系统。搭建了该液压减速制动系统数学模型；利用Simulink软件建立了系统仿真模型并进行求解；对助推滑车液压减速制动系统性能进行了仿真研究，分析了液压缸活塞直径、吸能阀通径、吸能阀弹簧压缩量对液压缸无杆腔压力和滑车制动位移的影响。研究结果表明：所提出的助推滑车液压减速制动系统可吸收滑车产生的冲击能量；吸能阀通径增大，液压缸无杆腔压力峰值减小，滑车制动位移增大；液压缸活塞直径增大，液压缸无杆腔压力峰值增大，滑车制动位移增大；吸能阀弹簧压缩量增大，滑车制动位移略有减小，而液压缸无杆腔压力基本不变。

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电动静液压作动器的双质量非线性共振系统的建模与自共振抑制研究

焦贺彬, 张庆涛

机床与液压. 2020, 48(19): 183-186. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.036

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为解决电动静液压作动器（EHAs）较为严重的共振问题，提出了一种双质量非线性共振系统的参数辨识方法。通过对双质量非线性共振系统进行分析，明确了其结构组成以及输入扭矩与旋转角度之间的关系。对电动静液压作动器的模型进行了研究，确定了液压马达和油泵的排量容积比的关系。利用反馈调制器与自共振抵消（SRC）策略设计了自共振控制方法，实现自共振抵消功能。实验结果表明：所设计的方法用在对目标位置的跟踪过程中，最大超调量仅为3 rad，较PID方法的最大超调量减小了8 rad，验证了该设计方法能够较好地补偿摩擦产生的影响，对自共振具有较好的抑制效果，对EHAs中目标位置的跟踪平缓且准确。

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八轴五联动加工中心几何仿真环境构建方法研究

刘宏, 罗丽丽, 张诚, 樊永强

机床与液压. 2020, 48(19): 187-189,182. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.037

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通过分析几何仿真环境的功能需求，设计了几何仿真环境的结构。以某公司生产的1台八轴五联动镗铣加工中心为原型，分析机床的几何约束关系和运动关系，构建机床模型、控制模型与测量分析模型，建立了具备现实机床系统全部功能、特征和行为的几何仿真加工环境。实际应用表明：构建的仿真环境能真实反映机床的静态特征和动态特征，在该仿真环境中进行仿真测量分析，能有效保证产品加工质量和机床安全性。所提的几何仿真环境构建方法为构建其他类型多轴加工几何仿真环境提供技术支持和参考。

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装备磨损状态在线评估系统开发研究

苟臻元, 曹蔚, 王栋, 张晗, 闫建颖, Hassan JAVED, 李文辉

机床与液压. 2020, 48(19): 190-195. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.038

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针对装备在运行过程中因磨损造成装备失效的问题，进行了基于油液监测技术的装备磨损状态在线评估系统的研究与开发。通过Java技术、Microsoft SQL数据库建立监测装备的磨损健康档案并确立油液分析方法，采用改进的GM（1，1）模型实现了对在线油液数据指标发展趋势的实时预测，对装备异常磨损状态评估及装备健康演化趋势预测具有重要意义。

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基于指数小波阈值与PSO-DP-LSSVM的发动机轴承故障诊断

张亚靓, 纪俊卿, 孟祥川, 许同乐

机床与液压. 2020, 48(19): 196-200. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2020.19.039

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针对小波软、硬阈值函数存在恒定偏差和不连续性的缺点，以及最小二乘支持向量机核函数参数选择困难等问题，提出了一种基于指数小波阈值与PSO-DP-LSSVM的发动机轴承故障诊断方法。利用指数小波阈值函数对原信号进行分解并重组，提取降噪后各个分量的能量特征；采用自适应的DP算法丰富PSO算法的解空间，并采用动态的参数控制，使其更容易获得最优解；将能量特征输入参数已定的LSSVM中，对信息进行训练和预测。结果表明：该方法能快速有效地对故障轴承信号进行自适应的故障诊断及分类。

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刊出日期：2020-12-24

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