机床与液压

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郭长虹, 罗进, 许孝林, 熊国钦, 权凌霄

机床与液压. 2021, 49(18): 1-7. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.001

摘要 ( 119 ) PDF全文 ( 223 )

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出于对高功重比的追求，民机液压能源系统压力流量裕度较小，但由于用户多、系统复杂，如果压力流量裕度过小，在有些飞行剖面下可能会产生流量压力纷争而导致系统压力不可达，因此进行压力可达性分析是民机液压能源系统设计的首要工作。以民机34.47 MPa （5 000 psi）压力体制2H/2E能源系统架构的一套液压能源系统为对象，在分析其工作原理及压力损失机制的基础上，在AMESim软件中搭建相关元件的标准模型和超级模型，进而建立该套液压能源系统的仿真分析模型，得到-8℃环境温度下飞机液压能源系统的压力可达性规律。目前国产民机34.47 MPa （5 000 psi）压力体制2H/2E能源系统架构及其液压系统研究处于起步阶段，相关研究成果将为宽体飞机研制提供支持，同时对我国大型民机液压能源系统设计、评估及优化提供参考。

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含泄漏层的井下水力增压器增压特性研究

黄壮, 夏成宇, 任向东, 李伦, 侯作富, 何宇航

机床与液压. 2021, 49(18): 8-14,21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.002

摘要 ( 135 ) PDF全文 ( 10 )

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为了进一步提高水力喷砂射孔技术的射流压力，摆脱传统的地面增压方式因压力传输困难、能耗高等原因对深层地层岩石压裂难的困境，基于实际射孔工艺要求，设计了井下水力增压器。根据井下水力增压器的结构和工作原理，考虑活塞与活塞筒之间的泄漏层对增压效果的影响，建立了增压缸流体域模型，利用动网格技术对增压缸的增压特性进行数值模拟研究。研究结果表明：增压过程中，增压腔压力和流体出射速度均随时间先增大后逐渐呈现出高频周期性波动的规律；增压腔压力和流体出射速度随输入压力和低压腔与增压腔流体的有效作用面积比的增大而增大，且增压腔压力近似等于输入压力和有效作用面积比的乘积；泄漏层厚度对增压腔压力和流体出射速度的波动性影响很大。该研究结果为后期增压器结构设计和参数优选提供了参考。

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宽窄行甘蔗种植机液压系统设计与研究

陈远玲, 侯怡, 金亚光, 彭卓, 张泽, 周家嘉

机床与液压. 2021, 49(18): 15-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.003

摘要 ( 119 ) PDF全文 ( 396 )

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根据甘蔗宽窄行种植机的实际自动化作业需求，设计了该种植机的液压系统，并基于AMESim建立系统仿真模型，研究种植机液压系统液压特性和排种机构的输出特性。在比例调速阀的AMESim模型中，通过调节减压阀弹簧的初始力、初始位移和刚度大小、反馈腔的阻尼孔等主要参数获得了与产品样本一致的输出特性，从而为比例控制回路仿真提供合理的仿真参数，系统的其他仿真参数则由理论计算得到。仿真和试验结果表明：在种植机正常运行工况下，比例调速阀有较好的稳定速度的作用，在泵出口压力为10 MPa和泵出口流量20 L/min的条件下各执行元件都能协调工作，排种机构的转速最大误差为5.5%，种植机在不同行走速度下的播种间距均匀性较好，为甘蔗种植机的研究提供了参考。

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五轴机床刀尖点频响特性及切削稳定域位置的演变

尹佳, 安攀, 张威振, 张星, 张俊, 赵万华

机床与液压. 2021, 49(18): 22-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.004

摘要 ( 134 ) PDF全文 ( 139 )

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五轴机床在航空航天领域大型曲面零件加工中应用极其广泛，其高速、高精度和大材料去除率的加工特点对加工稳定性提出了很高要求，影响五轴机床铣削稳定性的主要问题是切削颤振。通过对一台转摆头五轴机床进行动力学性能测试，对比分析主轴系统在不同位置和转摆头在不同姿态下刀尖点的频响特性，得出刀尖点频响特性随位置的演变规律。以频域法构建切削稳定性叶瓣图，得到极限切深的位置演变规律。研究结果为五轴机床切削参数的优化提供了参考。

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基于AMESim的喷气偏流板机械系统性能研究

曹建平, 高富东, 王海东, 丁飞

机床与液压. 2021, 49(18): 28-31,50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.005

摘要 ( 88 ) PDF全文 ( 113 )

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介绍了美军MK7型喷气偏流板机械系统组成并给出其机构运动简图。在一定假设条件下，利用AMESim软件建立喷气偏流板装置机械系统的仿真模型，在一定输入下对喷气偏流板装置机械系统的运动和动力性能进行仿真分析。结果表明：MK7型喷气偏流板具有较好的运动和动力性能，但在承受舰载机尾焰喷射作用时的承力性能仍有改进空间。研究结果为喷气偏流板创新性设计提供参考。

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基于改进三帧差分法的3D打印机轨迹检测方法

马雪皎, 神显豪, 易金生, 潘角, 梁嘉明

机床与液压. 2021, 49(18): 32-36,61. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.006

摘要 ( 113 ) PDF全文 ( 231 )

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针对获取运动轨迹不清晰以及轨迹不能很好地被检测的问题，提出一种基于三帧差分法的3D打印机轨迹检测改进算法。采用USB摄像头采集图像，然后用改进三帧差分方法和高斯混合模型进行轨迹的粗略判断，并使用Qt框架实现对目标中心即3D打印机喷头的运动轨迹检测和速度计算。结果表明：该算法能够完整地获取3D打印机喷头轨迹，能较大程度地减少图像处理的计算量。

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基于遗传算法的发动机冷却液泵优化及数值模拟研究

李春蓄, 卢乐鹏, 沙毅, 李其朋, 陈岁繁, 胡雅文

机床与液压. 2021, 49(18): 37-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.007

摘要 ( 96 ) PDF全文 ( 141 )

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针对某型号发动机冷却液泵建立扬程最大、效率最高、汽蚀余量最小的多目标优化数学模型。以扬程曲线无驼峰及叶轮参数为约束条件，利用多目标遗传算法对目标模型进行优化求解，获得全局最优解。运用Fluent仿真软件对优化前后冷却液泵内部流场进行数值模拟，结果表明：优化后叶轮内部压力分布更均匀，叶片间回流现象明显减少，能量损失降低；在额定工况下，优化后冷却液泵扬程提高0.86 m、效率提升6.6%、汽蚀余量降低0.09 m。仿真结果验证了该方法对发动机冷却液泵优化较有效，为冷却液泵的结构优化提供参考。

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绳驱并联机器人实时正解数值算法

张傲杰, 张尚盈, 陈皓晖

机床与液压. 2021, 49(18): 42-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.008

摘要 ( 154 ) PDF全文 ( 852 )

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提出一种求解冗余约束绳驱并联机器人实时正解的数值算法。建立八绳六自由度绳驱并联机器人运动学模型，并对其机构进行参数化，根据矢量封闭原则计算绳索长度。由反解方程导出非线性正解方程组，取运动平台的初始位姿作为初值，运用Dog Leg算法迭代求出位姿正解。取圆曲线作为运动平台的运动轨迹，实时仿真实验表明该算法可完成精确的位姿正解运算。实验结果显示5种位姿组合平均耗时均小于0.07 ms，满足求解绳驱并联机器人位姿正解的实时性要求。

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基于GB/T 23567系列标准的加工中心快速可靠性试验系统研制

陈衡, 夏仰球, 袁明记

机床与液压. 2021, 49(18): 46-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.009

摘要 ( 116 ) PDF全文 ( 161 )

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针对加工中心快速可靠性试验中加载手段不足的问题，基于GB/T 23567系列标准对加工中心快速可靠性试验系统进行功能分析与设计，构建基于模拟工况的轴向加载装置与主轴加载装置，实现轴线载荷加载控制以及主轴扭矩加载控制。使用该系统对样品开展一系列加载试验，通过对比分析可靠性指标，验证了该可靠性试验系统的功能。研究结果为提高行业数控加工中心可靠性试验和检测能力提供支撑。

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单晶α-氧化铝晶圆的研磨特性研究

孙书娟, 季业益, 陆宝山, 关集俱

机床与液压. 2021, 49(18): 51-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.010

摘要 ( 116 ) PDF全文 ( 175 )

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开发微孔陶瓷研磨装置，并制备GC磨料和C磨料研磨盘，分别对单晶α-氧化铝晶圆进行研磨加工试验。试验结果表明：与C磨料研磨盘相比，GC磨料研磨盘对单晶α-氧化铝晶圆的研磨效果更佳；使用GC磨料研磨盘研磨10 min后，晶圆材料去除率为1.05~1.15μm/min，表面粗糙度S_a达15~16 nm；在研磨40~50 min时，研磨盘的研磨效率下降，晶圆材料去除率增加至1.4~1.5μm/min，但表面粗糙度S_a仅提高至15.5~16.5 nm。尽管如此，在保证表面加工质量的前提下，晶圆的材料去除率仍能达到1μm/min以上的工业加工标准，表明所开发的微孔陶瓷研磨装置能够较好地满足单晶α-氧化铝晶圆的研磨加工要求。

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油气润滑参数对高速电主轴热特性影响的试验研究

张浩熙, 刘喆, 田国强

机床与液压. 2021, 49(18): 55-61. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.011

摘要 ( 94 ) PDF全文 ( 142 )

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为研究油气润滑参数对高速电主轴热特性的影响，在考虑气流压力和供油量2个因素下对高速电主轴进行热特性正交试验。结果表明：供油量对温升指标的影响最大，气流压力影响次之，二者的交互因素对温升指标的影响比较小。获得了最佳水平组合，得到了不同水平组合下电主轴各方向的热变形；分析电主轴各方向热变形不同的原因，得到在实际加工中应该重点控制主轴Z方向热变形量的结论。

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大型机床滚珠丝杠副温升与降温研究

李帅, 罗韬

机床与液压. 2021, 49(18): 62-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.012

摘要 ( 109 ) PDF全文 ( 194 )

可视化

针对滚珠丝杠副温升问题，分析丝杠温升主要来源，建立热力学理论模型。以某加工中心进给用滚珠丝杠副为研究对象，分析丝杠螺母副温升变化情况以及导致变化的原因。滚珠丝杠副在加工中心强切削的工况下，丝杠因热膨胀所引的轴向起位移约为1.8μm。设计螺旋式内冷结构丝杠，通过有限元分析比较丝杠空心式与螺旋式内冷结构的降温效果。结果表明：丝杠表面温度不是越低越好，而是越均匀越好；螺旋式内冷结构比空心式内冷结构径向温度分布更均衡，整体降温效果更加明显。

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精密微孔高速钻削加工技术研究

任国柱, 王喆

机床与液压. 2021, 49(18): 67-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.013

摘要 ( 157 ) PDF全文 ( 467 )

可视化

针对精密微孔加工难度大、质量难保证的特点，提出微孔加工质量控制模型，分别从操作人员、机床、生产物料、加工环境、品质测量等5个方面入手，对如何保证精密微孔的加工质量进行分析。通过分析加工案例，从项目实施流程、工艺规范、软件端工艺设计、切削温度控制等方面验证了该高速钻削加工方案的可靠性。研究结果为精密微孔生产制造提供了参考。

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基于ARM的选择性激光烧结打印机控制系统设计

肖亚宁, 孙雪, 姚金言, 郭艳玲, 李健

机床与液压. 2021, 49(18): 71-75. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.014

摘要 ( 125 ) PDF全文 ( 391 )

可视化

针对目前国内外选择性激光烧结打印机普遍采用PC工控机、运动控制卡或可编程逻辑控制器作为控制系统硬件平台，不仅操作复杂且价格昂贵等问题，设计一种基于ARM的激光烧结打印机控制系统。该系统以STM32控制器作为主控单元，丰富并完善相应的扩展电路以及人机交互界面等，可以实现对激光、温度以及电机运动进行控制。基于设计的控制系统搭建样机进行烧结实验，结果表明：该控制系统各模块运行稳定，加工件表面光滑、结构清晰，在满足基本工艺要求的同时大幅度降低了设备成本。

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柔性反馈式液压破碎锤配流系统研究与实验

李传昌, 阮健, 陈赛旋, 张振山

机床与液压. 2021, 49(18): 76-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.015

摘要 ( 101 ) PDF全文 ( 288 )

可视化

根据工程施工破碎锤实际工况需要，对柔性反馈式液压破碎锤配流系统进行理论研究。设计一套电液联合控制柔性反馈式液压破碎锤实验样机；搭建液压破碎锤实验测试平台，进行可行性与实际工况下实验。实验结果表明：液压破碎锤电液控制系统设计是可行性的，破碎性能符合要求；利用该系统可实现新型液压破碎锤冲击能与冲击频率的实时改变，采集并分析实际工况下的冲击性能参数。

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一种新型精密检测仪器结构及误差补偿方法

王娜, 张斌, 王琦, 高昱

机床与液压. 2021, 49(18): 82-85. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.016

摘要 ( 126 ) PDF全文 ( 89 )

可视化

传统精密检测仪器只能以不动点为基准进行固定式测量。为了实现精密检测仪器跟随机床主轴移动同时进行高精度回转检测，提出了一种新型精密检测仪器机械结构方案。设计基于该结构的检测方案并对误差进行分析，提出误差补偿的计算方法并利用MATLAB进行数据拟合。该方法思路新颖、方案可行，具备一定的参考价值。

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改进RBF神经网络挖掘机液压工装轨迹优化控制

师平, 白亚琼, 李远凯

机床与液压. 2021, 49(18): 86-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.017

摘要 ( 124 ) PDF全文 ( 146 )

可视化

针对挖掘机工装轨迹控制精度差的问题，提出一种基于改进RBF神经网络的挖掘机工装轨迹控制方法。分析挖掘机工作装置在纯机械控制策略和基于S-Function的RBF神经网络控制策略下的输出响应特性；提出基于遗传算法的RBF神经网络工装轨迹控制策略；通过水平挖掘模拟实验对工装轨迹控制精度进行分析。结果表明：提出的基于RBF神经网络的挖掘机工装轨迹控制方法比常规PID控制精度提升约10 mm，为进一步实现挖掘机自动化提供参考。

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一种轮式起重机支腿自动调平系统的设计

李西德, 滕建全, 高朝祥, 周晶

机床与液压. 2021, 49(18): 91-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.018

摘要 ( 149 ) PDF全文 ( 363 )

可视化

针对轮式起重机支腿传统调平方式存在误差大、精度差和易虚腿等缺陷，以“H”形支腿的全路面起重机为例，利用电液比例及传感器技术，提出一种支腿的自动调平系统设计方案及调平策略。通过试制、试验及市场检验，满足使用要求，为相关轮式起重机调平设计提供参考。

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一种用于薄壁框架件类疲劳测试的振动试验台设计

黄文, 余田, 张萧笛

机床与液压. 2021, 49(18): 97-100. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.019

摘要 ( 97 ) PDF全文 ( 303 )

可视化

设计一种薄壁框架类零件的疲劳振动试验台，通过振动平台底座和端头夹具的夹持，在活塞式激振器的振动试验下，经由数据采集系统来预测构件的使用寿命。实践证明：此振动试验台有效地完成了薄壁框架类零件的疲劳振动试验，适用于薄壁框架件的裂纹分析和振动时效的试验。

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基于机器视觉的全自动下心盘螺栓拧紧机设计

刘兵, 杨润刚

机床与液压. 2021, 49(18): 101-105. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.020

摘要 ( 192 ) PDF全文 ( 235 )

可视化

针对铁路货车下心盘螺栓拧紧过程需两名员工手动操作悬臂吊及拧紧机完成拧紧轴套筒与待拧紧螺栓的对位，并由人工卡紧及卸载螺母反力机构，导致人力投入大、生产效率低的问题，设计一种基于机器视觉的全自动下心盘螺栓拧紧机。通过自动识别螺栓位置及转向架型号、自动对位拧紧、自动卡紧和卸载反力机构，实现下心盘螺栓拧紧过程的无人化操作，大大提升了下心盘螺栓拧紧的作业效率。

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基于液压伺服技术的海上球形浮标测试装置

李颖, 庞永超, 孙海鸿, 邹炳燕

机床与液压. 2021, 49(18): 106-110. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.021

摘要 ( 121 ) PDF全文 ( 222 )

可视化

球形浮标用于测量海上波浪参数，工作一段时间之后，其测量准确性和可靠性会降低，需要回到实验室进行检修和校准。为此，设计一套球形浮标测试装置，采用液压比例伺服系统驱动浮标卡环（内装球形浮标），模拟海上波浪作用下的运动，实现室内环境下对球形浮标的性能测试。该装置为研究新型浮标、改进浮标检测质量、提高浮标检测效率提供了良好的试验条件，有利于我国海洋环境监测仪器设备的发展。

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自动磁头振动清洗机的研制

朱垂岱

机床与液压. 2021, 49(18): 111-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.022

摘要 ( 106 ) PDF全文 ( 104 )

可视化

根据磁头生产工艺要求，经过切削工序后的产品Slider需进行清洗，以保证清洁度。研制七臂七缸自动磁头振动清洗机，主要由上料位、冲洗位、振动刷洗位、海绵擦洗位、烘干系统、水路系统、七机械臂组合机构、框架等部分组成。介绍该设备的清洗对象和清洗方法，研究清洗时间、清洗液浓度、毛刷压入量等清洗参数对产品清洁度和掉料率的影响。设备投入使用后，运行稳定、可靠，产品清洗效果满足生产要求。

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双路刹车压力伺服阀性能测试系统设计

丁建军, 金瑶兰, 邱欣, 毛丹, 赵晓华, 陈竞强

机床与液压. 2021, 49(18): 115-118. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.023

摘要 ( 87 ) PDF全文 ( 267 )

可视化

为满足某大型飞机双路刹车压力伺服阀静、动态性能测试的需求，研制一套可实现双路压力伺服阀实时测试的具有柔性化负载加载的测试系统。分别从集成化油路设计、可调容腔模拟负载设计以及双路实时测试实现等角度开展研究。试验结果与设备长期运行结果表明所研制的测试系统与装备满足实际测试功能与测试精度的要求，且工作稳定、可靠。

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排放后处理器热振试验控制系统设计与实现

刘浩, 芮鹏, 刘玥, 高飞, 罗旺

机床与液压. 2021, 49(18): 119-122. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.024

摘要 ( 96 ) PDF全文 ( 208 )

可视化

针对汽车排放后处理器热振试验的高温环境模拟，进行排放后处理器热振试验控制系统研究。对系统温度和压力实现了闭环控制，并实现了系统流量可调节。采用SIMATIC S7-1200 PLC为控制系统的主控制器，基于WinCC7.3组态软件开发人机交互界面，设计试验控制系统的软件及硬件系统。在软件方面，根据排放后处理器热振试验的技术要求，设计并实现PID闭环控制、数据存储以及人机交互界面等功能。系统在排放后处理器热振设备上运行平稳，验收结果表明：该系统控制精度高、开发周期短且可靠性高。研究结果为其他高温试验系统设计提供了参考。

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钛合金轴向超声振动铣削切削力仿真研究

杨禹, 胡小秋, 马耀

机床与液压. 2021, 49(18): 123-126,159. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.025

摘要 ( 123 ) PDF全文 ( 200 )

可视化

针对钛合金难加工问题，将超声振动引入到对钛合金的铣削加工中，实现刀具、工件周期性接触分离，从而降低切削力、改善加工质量。以TC4为研究对象，以切削力为研究切入点，通过ABAQUS建立三维铣削仿真模型。对比分析超声铣削和普通铣削在切削力曲线特征以及数值大小上的差别，并通过观察切屑特征分析切削力的波动及稳定性。结果表明：轴向振动铣削有利于降低铣削过程中的切削力，提高切削稳定性。

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多轴机床快速有限元建模与随位动态特性预估

张俊, 张观尘, 汤伟民, 落海伟

机床与液压. 2021, 49(18): 127-134. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.026

摘要 ( 85 ) PDF全文 ( 470 )

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针对多轴机床随位动态特性难以高效求解的问题，提出一种快速有限元建模方法。该方法先根据结合部建模方案对机床进行子结构划分与前处理，再用弹簧-阻尼单元表征子结构间结合部的连接特性，最后通过局部坐标变换调节各子结构在机床中的位置与姿态，从而完成整机的参数化有限元建模。运用所提方法，建立了某型五轴动梁龙门立式车铣复合机床的参数化有限元模型。该模型仅需单次有限元前处理，即可快速预估机床工作全域内不同位姿下的结构动态特性。预估了该机床前5阶固有频率以及0~150 Hz频带内刀尖点频响函数在工作全域内的分布规律，为机床结构动力修改与加工参数优选提供了力学依据。

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基于CPG的下肢假肢步态规划及运动仿真

刘旭辉, 简震, 丁志娟, 张远方

机床与液压. 2021, 49(18): 135-138. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.027

摘要 ( 139 ) PDF全文 ( 211 )

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针对现有假肢产品体积庞大、步态质量不佳的问题，将四连杆机构与磁流变阻尼器结合，设计了一种磁流变阻尼假肢膝关节，并基于磁流变阻尼假肢膝关节建立了下肢假肢虚拟样机模型。采用一组具有相位耦合关系的中枢模式发生器对下肢假肢进行了步态规划，得出了各关节的角度曲线。为验证所得关节角度曲线的合理性，利用SolidWorks Motion对下肢假肢进行了运动仿真，仿真结果表明：在关节角度曲线的驱动下，下肢假肢的步态特征具有良好的仿生性。

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负载口独立控制系统主动防气穴控制研究

程伟, 刘凯磊, 李宇, 康绍鹏, 陶扬, 王友定, 俞成涛

机床与液压. 2021, 49(18): 139-144. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.028

摘要 ( 79 ) PDF全文 ( 142 )

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传统液压系统在主动型负载工况下，易出现气穴现象，从而造成压力波动、流量失控、气蚀等现象。以基于机液压差补偿的负载口独立控制系统为研究对象，简化液压系统原理图。为避免气穴现象，对进、出口节流特性进行分析，得到进、出口节流面积比μ的最小值。采用仿真软件AMESim，分别对负载口独立控制系统和负载敏感系统进行建模，并进行液压缸伸出工况和缩回工况仿真分析。结果表明：在负载敏感系统中，随着负载F的增大，进油腔的压力会低于0，即出现气穴现象；而在负载口独立控制系统中，通过改变进、出口面积比μ，可以实现进油腔的压力保持在设定的目标压力p_m左右，从而避免气穴现象。

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新型组合型线涡旋盘的多目标优化

刘争辉, 钱丽娟, 林剑, 刘永清

机床与液压. 2021, 49(18): 145-148. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.029

摘要 ( 80 ) PDF全文 ( 53 )

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研究基圆-变径基圆-基圆组合型线涡旋盘的优化设计问题。根据该组合型线的特点和涡旋盘的形成方法得到了涡旋盘的几何模型，建立了行程容积和面积利用系数为优化目标的数学优化模型，利用MATLAB遗传算法工具箱对目标函数进行多目标优化，同时与具有相同涡旋圈数的基圆渐开线涡旋盘进行对比，还讨论了设计参数对行程容积和面积利用系数的影响。结果表明：优化后的两个目标函数值较优化前均有提高，且优于基圆渐开线涡旋盘，表明了该优化模型的有效性，为该组合型线涡旋盘的优化设计提供了参考。

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套筒结构对油气分离器分离效率的影响

薛金鑫, 林家祥, 周知进, 丁一, 石炜, 郭彤

机床与液压. 2021, 49(18): 149-152. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.030

摘要 ( 127 ) PDF全文 ( 228 )

可视化

为进一步探究螺杆压缩机油气分离器安装套筒结构对内部流场及分离效率的影响，采用PumpLinx软件对有无套筒及不同套筒布置结构下的两相流场进行数值模拟。通过对比安装套筒装置前后压力变化曲线，发现有无套筒装置压力变化差别不大，说明套筒并未对压缩机的整机功率造成过多损耗。通过对比套筒正置、倒置以及未安装时的流场分布图、速度矢量图，发现套筒的安置有明显的增加碰撞、减少湍流以及整合流场的作用；进一步分析发现正置与倒布置相比具有更好的油滴撞击和整流效果，进而得出在油气分离筒入口处布置朝上型套筒能提升油气分离效率的结论，为油气分离器结构的进一步优化提供参考。

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航空发动机两级燃油泵耦合振动特性分析

魏武国

机床与液压. 2021, 49(18): 153-159. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.031

摘要 ( 114 ) PDF全文 ( 464 )

可视化

基于结构模态分析基本理论，建立两级燃油泵转动部件装配体结构耦合振动特性仿真分析方法。选取民航发动机上常用的两级燃油泵转动部件为分析对象，基于通用有限元软件平台建立其耦合振动特性分析的三维有限元模型，考虑工作转速范围内各零件间的实际连接情况，在能够线性求解的前提下，使相互接触零件的质量-刚度分布成为彼此振动的边界条件，同时又能计入相互接触零件间应力状态对振动特性的影响。利用该模型，计算了转动部件装配体结构在各转速工况下耦合振动的振型和频率，并结合其工作情况，画出共振特性曲线。分析发现了外载荷对结构耦合振动特性的影响规律及振动薄弱环节，在结构和维护上给出相应措施，以提高该两级燃油泵整体可靠性。

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基于数字孪生的矿山机械装备复杂零件动态建模

李鸳

机床与液压. 2021, 49(18): 160-165,192. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.032

摘要 ( 139 ) PDF全文 ( 634 )

可视化

针对具有高性能要求的矿山机械装备零件需要严格把控加工过程，所以实时获取加工信息与控制加工过程对于优化加工工艺至关重要。传统的MBD方法能够将零件信息定义到三维模型中，但无法实时监控与控制加工过程。提出一种基于数字孪生的复杂零件动态建模方法，该方法可以构建矿山机械装备零件加工过程多物理、多维度的数字孪生模型。通过这种方法，建立了基于数字孪生的动态模型，包括几何模型、工艺模型等子模型，这些模型可以互相交互，并且能够实时展现矿山机械装备零件加工过程的动态变化与制造工艺的在线优化，给工艺优化提供思路。

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涂层刀具微喷砂表面处理技术的进展

于洲, 郑光明, 程祥, 刘焕宝, 徐汝锋

机床与液压. 2021, 49(18): 166-172,176. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.033

摘要 ( 229 ) PDF全文 ( 483 )

可视化

介绍了微喷砂表面处理技术进展及工作原理，分析了微喷砂处理对涂层刀具表面完整性、切削性能的影响。研究发现，微喷砂能够改善涂层刀具表面的粗糙度并提高涂层表面的残余压应力，进而提升刀具的切削性能并延长使用寿命。总结了微喷砂表面处理技术对涂层刀具表面的影响，并且对微喷砂表面处理技术进行了展望。研究结果为涂层刀具的表面处理和绿色智能制造提供了参考。

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双圆盘转子系统轴弯曲故障研究

裴浩捷, 高鹏, 田思祺

机床与液压. 2021, 49(18): 173-176. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.034

摘要 ( 129 ) PDF全文 ( 147 )

可视化

通过SolidWorks建立一个带有初始轴弯曲故障的双圆盘转子系统，将建立的3D模型导入ANSYS Workbench中并进行模态以及瞬态分析。通过模态分析得到其前3阶模态，结果表明：随着转速的增加，弯曲轴的径向位移不断增加。以1阶固有频率为基础，在1阶固有频率附近选取几个不同的转频，通过瞬态分析得到关于双圆盘转子系统不同转频下的时域图。通过机械故障综合模拟实验台完成相应的实验，以验证仿真结果的正确性。

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基于频域窗函数的短时傅里叶变换及其在机械冲击特征提取中的应用

朱亚军, 胡建钦, 李武, 林青云, 易灿灿

机床与液压. 2021, 49(18): 177-182. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.035

摘要 ( 193 ) PDF全文 ( 591 )

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提取冲击特征是实现轴承、齿轮故障识别的关键，但是容易受到噪声和其他无关成分的干扰。区别于经典的时频分析方法如短时傅里叶变换和同步压缩小波变换，提出基于频域窗函数的短时傅里叶变换法。利用最大相关峭度反卷积的方法对振动信号进行滤波，使信号的质量得到提高；通过频域窗函数，实现二维时频平面中时间的精准定位和冲击特征的准确识别，进一步锐化了复杂多组分信号的时频脊线。利用所提方法对数值仿真信号和实际轴承故障信号进行分析，验证了所提方法的有效性。

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高维小样本数据环境下基于SOA-SVM的机械故障分类研究

林伟强, 谢运佳

机床与液压. 2021, 49(18): 183-187. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.036

摘要 ( 103 ) PDF全文 ( 128 )

可视化

针对现有SVM分类算法在高维小样本故障特征分类、适应度函数选择及核心参数优化方面存在的不足，提出一种基于SOA-SVM的机械故障分类算法。利用小波阈值函数对原始故障信号做降噪预处理，基于SOA算法模拟人群的几种随机行为，选择故障数据点最优的移动方向和移动步长，最后寻找到距离SVM分类器超平面几何距离最佳的位置，提升经典SVM分类器的故障数据分类性能。仿真结果表明：提出的故障分类算法具有更强的参数优化性能，在对多个高维小样本数据集的分类中可以获得更高的分类精度。

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基于FastICA的遗传径向基神经网络轴承故障诊断研究

马金英, 孟良, 许同乐, 孟祥川

机床与液压. 2021, 49(18): 188-192. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.18.037

摘要 ( 114 ) PDF全文 ( 119 )

可视化

针对电机轴承故障诊断效率低和诊断结果准确率不高的问题，提出一种基于FastICA的遗传径向基神经网络的优化算法。利用独立分量分析算法，将信号分离成多个独立的信号源；根据独立信号源构建独立特征向量；将分离所得的独立信号源作为样本，输入到遗传算法优化后的径向基神经网络中进行故障识别，并与其他分类算法比较。实验结果表明，对于电机轴承多信号的故障诊断，该算法具有更好的故障诊断能力。

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