中国机械工程

Select

版权页和目次

中国机械工程. 2016, 27(18): 0.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

Select

基于全生命周期的螺杆转子刀具设计研究

何雪明1;陈泽华1;武美萍1;张荣2

中国机械工程. 2016, 27(18): 2415-2423.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

由于螺杆转子粗铣过程中,不同部位刀片加工余量差别巨大,存在刀片磨损不均匀的难题,降低了转子的加工精度与效率。为此,依据刀片全生命周期算法,提出增加磨损严重部位铣刀盘的刀片数量,使刀片的生命周期尽量一致的铣刀设计方法,以减少刀片更换次数、提高转子加工精度。与无锡压缩机厂合作,以圆弧转子型线为研究对象,设计了双螺杆压缩机转子刀具。其加工实验结果表明：多刀片螺杆转子粗铣刀粗糙度Ra=12.5μm,符合螺杆转子加工精度要求,铣刀刀片更换时间间隔延长了一倍,证明了该刀具设计方法的合理性。

Select

基于凸集理论的绳牵引串并联机器人工作空间算法

董晓东1;段清娟1;马彪1;段学超2

中国机械工程. 2016, 27(18): 2424-2429,2436.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为求解m≥n（m为绳索数目,n为机构自由度）绳牵引串并联机器人的力旋量可行工作空间,提出一种基于凸集理论的非迭代求解算法。该算法利用闵可夫斯基之和的性质构造绳索的旋量集,借助非迭代的数学思想验证该旋量集是否完全包含外部旋量集。首先,通过确定初始超平面找出凸集所有的边界超平面,根据初始超平面偏移的距离确定边界超平面投影位置; 然后推导出旋量平衡的判定表达式,并采用数值分析的方法得到绳牵引机器人的力旋量可行工作空间;最后,采用该算法对两种典型的绳牵引串并联机器人进行工作空间求解,结果验证了所提出的基于凸集理论工作空间求解方法的有效性。

Select

非独立区间变量和随机变量下的单步可靠性计算方法

潘柏松;谢少军;蒋立正

中国机械工程. 2016, 27(18): 2430-2436.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

随机变量和非独立区间变量往往共存,两种变量共存不仅导致出现双层优化问题,而且会降低可靠性的计算效率。为解决双层优化问题和提高可靠性计算效率,基于椭球模型描述的非独立区间变量,利用高维模型表示方法（HDMR）解耦随机变量和非独立区间变量,转换双层优化问题为简单的单步求解问题,基于提出的采样方法,利用二次多项式近似HDMR展式,将隐式的单步求解问题转化为显式问题,提出了一种混合型单步可靠性计算方法。算例结果表明,所提出的单步可靠性计算方法具有较高的计算效率和精度;该方法仅需少量的极限状态函数调用次数,即可获得较高精度的计算结果。

Select

具有孔道沉槽的滑阀过流面积分析

张立杰1,2;王力航1;王帅1;李德新1

中国机械工程. 2016, 27(18): 2437-2442.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

多路阀以其高集成度被广泛应用于工程机械领域,其中阀口形式对多路阀流量控制特性具有重要影响。对于阀体上开有孔道沉槽、节流面为常见的圆柱面和圆锥面两种滑阀阀口形式的多路阀,根据其结构特征及内部流场压力分布和速度变化情况,利用等效阀口面积理论,推导了圆柱面阀口和圆锥面阀口过流面积计算公式。利用流场仿真对计算结果进行了修正,采用实验手段验证了计算结果的准确性。研究结果对滑阀阀芯的多路阀设计及性能预测具有一定参考价值。

Select

K9玻璃磨削亚表面损伤深度预测模型及实验研究

张飞虎;李琛;赵航;冷冰

中国机械工程. 2016, 27(18): 2442-2446.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于压痕实验原理,建立了K9玻璃亚表面损伤深度预测模型。为获得预测模型中的未知参量,开展了K9玻璃磨削实验。利用激光扫描共聚焦显微镜检测工件磨削后的表面粗糙度值,利用扫描电镜检测磨削后的工件表面微观形貌和亚表面损伤层形貌,分析了工艺参数对表面粗糙度值和亚表面损伤深度的影响规律。考查了工艺参数对法向磨削力的影响规律,并根据实验数据,采用多元线性回归拟合法得到法向磨削力的经验公式,进而确定了亚表面损伤深度预测模型的参数。模型预测值与实验值具有较好的一致性,表明预测模型具有一定的可靠性。

Select

漂浮基柔性空间机械臂的模糊H∞鲁棒控制及柔性振动最优控制

张丽娇;陈力

中国机械工程. 2016, 27(18): 2447-2452.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

讨论了存在外界干扰情况下漂浮基柔性空间机械臂的轨迹跟踪和振动抑制问题。结合系统动量守恒关系和拉格朗日方法建立了系统动力学模型。采用奇异摄动法的双时标分解方法,将系统分解描述为关节轨迹跟踪的慢变子系统与描述柔性杆件振动的快变子系统。针对慢变子系统,设计了自适应模糊H∞控制算法,用模糊逻辑系统去逼近系统的不确定项;同时,设计了H∞鲁棒控制项,用它克服模糊逼近误差和外界干扰对输出跟踪误差的影响。针对快变子系统,采用线性二次最优控制方法主动抑制,以保证系统的稳定性。基于Lyapunov稳定性理论证明了该算法可确保控制系统是渐近稳定的。系统仿真结果说明了控制器的可靠性和有效性,所设计的控制方案使得系统的跟踪误差及柔性振动快速收敛。

Select

整体叶环成组电极电火花高效加工技术研究

周旭娇1,2;赵建社1;褚辉生3;陈阳3

中国机械工程. 2016, 27(18): 2453-2457,2466.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为提高整体叶环电火花加工总体效率,针对整体叶环结构特点,提出了一种成组电极多流道同时加工方案。以典型整体叶环为例,详细论述了该方案中的关键技术,包括成组电极型面、进给轨迹及展成运动轨迹设计等。基于关键技术的解决,通过工艺试验对方案进行验证,并试制加工出合格的试验件。研究表明,采用成组电极对整体叶环进行电火花加工,能够提高脉冲利用率,有效缩短带冠叶环制造周期。

Select

四足机器人液压驱动单元变刚度和变阻尼负载特性的模拟方法

俞滨1,2,3;巴凯先1;王佩1;吴柳杰1;孔祥东1,3

中国机械工程. 2016, 27(18): 2458-2466.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于机理建模方法建立了液压驱动单元位置控制系统数学模型,针对不同环境结构下负载刚度和负载阻尼的动态变化特性,把位置控制环作为控制器内环,推导了一种变刚度和变阻尼负载特性的模拟方法。建立了负载特性模拟方法的仿真模型,并在液压驱动单元性能测试平台上进行了模拟方法的实验测试,研究了斜坡阶跃负载力和正弦负载力下变刚度和变阻尼负载特性的模拟效果。研究结果表明：设计的模拟方法能够较好地模拟环境刚度参数变化、阻尼参数变化,以及刚度参数和阻尼参数同时变化时的负载特性。

Select

最小熵反褶积的数学形态法在滚动轴承故障特征提取中的应用

龚廷恺1,2;袁晓辉1;王细洋2

中国机械工程. 2016, 27(18): 2467-2471.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对强噪声背景下滚动轴承故障特征提取,提出了基于最小熵反褶积的数学形态法。该方法先应用最小熵反褶积算法加强信号中的冲击特性,再利用数学形态法进行故障特征提取,其中选取具有双向脉冲提取能力的DIF滤波器作为形态算子,并以峭度值作为结构元素长度选取依据。仿真信号和滚动轴承的内外故障实例分析表明该方法具有较好的特征提取效果。通过对比发现:最小熵反褶积算法能够增大信号中峭度值,有效加强信号脉冲特性。

Select

采样频率对聚合经验模态分解的影响研究

陈换过1;陈培1;陈文华1;蔡丽1;沈建洋1;吴建伟1;吴明建1,2

中国机械工程. 2016, 27(18): 2472-2476.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

根据聚合经验模态分解的特点对能量泄漏指数进行了修订,从非对准误差、能量泄漏、分解结果的正交性和相关性方面分析了采样频率对聚合经验模态的影响,分析结果显示离散化采样引起的非对准误差随采样频率的提高逐渐减小,而能量泄漏以及分解结果之间的正交性和相关性随采样频率改变近似呈周期性变化。并根据分析结果给出了聚合经验模态中采样频率的选取原则。算例结果表明,综合考虑上述各影响因素后,聚合经验模态较为理想的采样频率范围是信号最高频率的10.3~11倍。

Select

基于单目视觉的视网膜三维重建技术研究

王玉亮1,2;刘飞1;沈建新2;刘贤喜1

中国机械工程. 2016, 27(18): 2477-2481.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了在视网膜疾病诊断中获得精度高、可视化好的视网膜,提出一种基于单目视觉的视网膜三维重建算法。该算法通过对两幅预处理图像的特征点提取确定匹配点对之间的对应关系,采用RANSAC算法去除误匹配点对,准确率高,用链匹配的方法使得多幅图像间的特征点匹配从而得到整体最优化结果。根据不同图像间特征点的对应关系,使用4通光束平差法确定空间中摄像机相对位置关系,使用PMVS算法实现视网膜的三维重建。实验结果表明,该算法具有很好的鲁棒性和稳定性,能较好地实现视网膜的三维重建。

Select

基于部分可观察马尔可夫决策过程的机电装备动态可靠性评价方法

张红旗1,2;邵晓东1;胡祥涛2

中国机械工程. 2016, 27(18): 2482-2486,2493.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对机电装备运行维护问题,提出了基于部分可观察马尔可夫决策过程(POMDP)理论的动态可靠性评价方法。该方法将可靠性动态演变看成POMDP问题,通过不完全观测到的设备运行信息（如噪声、温度、压力等）,对可靠性状态进行估计,同时分析不同的维修行为对可靠性水平的影响规律,构建了基于状态转移的动态可靠性评价模型。然后,提出了以最小化维修成本费用和潜在故障危害为目标的维护策略制定方法,并通过案例分析验证了该方法的有效性,实现了机电装备动态可靠性的有效评价与维护策略的科学制订。

Select

寄生式时栅传感器测量不确定度的分析与评定

杨洪涛1;章刘沙1;费业泰2;彭东林3

中国机械工程. 2016, 27(18): 2487-2493.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了全面分析寄生式时栅误差和不确定度来源,提高寄生式时栅的测量精度,建立符合国际GUM规范检测结果的不确定度评定模型,以84对级的寄生式时栅为研究对象,根据其测量原理分析所测量角度的计算公式,进而将不确定度来源分为插补脉冲个数的误差、插补脉冲信号的量化误差、行波信号的周期误差和环境误差四大类,从理论上建立各不确定度分量之间的理论传递关系,应用现代不确定度理论,推导出合成测量不确定度计算公式。搭建实验平台,利用示波器等仪器的测量结果评定各不确定分量具体数值大小,计算被测角度的合成测量不确定度值。通过与寄生式时栅整圆周的实际测量误差相比较,可以看出利用该评定方法评定的传感器角度测量不确定度与实际误差相符,因此可以用于寄生式时栅传感器的实际评定。

Select

一种旋转型机器人柔性关节设计与分析

史延雷;张明路;张小俊;白丰

中国机械工程. 2016, 27(18): 2494-2500.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

通过对人类膝关节柔性产生机理研究,仿照动物关节肌肉-肌腱组织设计出一种适用于电机驱动的旋转型柔性关节。通过研究对比旋转型SEA（series elastic actuator）与直线型SEA机构特点,提出一种由8个压缩弹簧协同组成的柔性输出机构,并建立柔性输出机构刚度模型,确立了弹性元件参数与柔性关节等效刚度的数学关系。在此基础上,对柔性关节整体进行紧凑化设计,电机、减速器、柔性输出机构集中安装于关节部位,使柔性关节模块化、通用性强。通过对该柔性关节软件仿真及关节样机测试,验证了关节抗冲击能力和柔性输出能力可以满足柔性关节型机器人对柔性关节的应用需求。

Select

开炼机绿色塑炼参数建模及多目标优化

张良;王其东;朱立红;胡金芳

中国机械工程. 2016, 27(18): 2500-2506.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

通过对开炼机塑炼过程的效率和能耗分析,构建了塑炼过程门尼黏度目标函数和碳排放目标函数。考虑塑炼过程中开炼机性能和塑炼参数的实际约束条件,建立以辊筒线速度、辊筒间距和辊筒速比为优化变量,以最小门尼黏度和最低碳排放为目标的多目标模型和量纲一单目标模型。应用改进遗传算法对优化模型进行寻优求解。通过具体实例验证了所建多目标优化模型的有效性和量纲一单目标模型的准确性,并对优化结果和优化变量的灵敏度进行了分析。

Select

刀具负载对蜂窝复合材料超声切割声学系统阻抗特性的影响

纪华伟;虞文泽;胡小平;于保华

中国机械工程. 2016, 27(18): 2507-2512.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对刀具负载对蜂窝复合材料超声切割声学系统的影响,利用四端网络法,将压电换能器与变幅杆结合在一起,提出了声学系统的整体设计方程,得出了负载与声学系统阻抗特性的关系式。利用有限元软件对声学系统进行模态分析及谐响应分析,并利用阻抗分析仪和激光位移传感器对声学系统的阻抗﹑谐振频率和输出振幅进行检测。仿真和实验结果表明：随着刀具负载的增大,声学系统的阻抗值增大,谐振频率减小,但仿真与实验得出的输出振幅与理论分析不同,这是由于刀具的放大作用造成的。研究结果对声学系统的设计及实际应用有指导意义。

Select

受轧件水平振动影响的板带轧机非线性振动特性

刘彬;姜甲浩;刘飞;刘浩然;李鹏

中国机械工程. 2016, 27(18): 2513-2520.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于Roberts摩擦因数公式和Hill轧制力公式,建立能够表征不同摩擦状态下的动态轧制力模型;在此基础上进一步考虑轧机结构的振动和轧件振动之间的相互影响,提出轧件-轧辊耦合振动模型。根据广义耗散的Lagrange原理,分别沿轧制方向和垂直于轧制方向建立动力学平衡方程;采用多尺度法求解出考虑系统内共振的幅频特性方程,并仿真分析不同外部激励和非线性参数作用下的轧机振动规律。研究结果表明：滑动摩擦状态下耦合系统对内部非线性参数变化和外部扰动变化的敏感程度远远高于静摩擦状态下的情况;适当选取耦合三次项非线性参数,可以将系统不稳定振动的出现控制在一个较小的频率区间,削弱轧件-轧辊耦合振动对板带轧机振动的影响。

Select

节能型电火花加工脉冲电源的研究

黄瑞宁;李毅;刘晓飞

中国机械工程. 2016, 27(18): 2520-2523.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

设计了一种采用LCL-T主电路结构的新型节能型脉冲电源系统,给出了系统硬件电路和软件设计思路,分析了脉冲电源主要能耗部分的电能损耗,并且利用设计的脉冲电源样机进行了工艺试验,检验了节能型电火花加工脉冲电源的加工工艺性能,考察了系统方案的可行性,试验证明所设计的节能型脉冲电源具有良好的加工功效。

Select

面向能耗的数控铣削过程建模与参数优化

黄拯滔1;杨杰2;张超勇1;周志恒1;谢阳1;林文文1

中国机械工程. 2016, 27(18): 2524-2532.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了选择合理的切削参数以达到降低能耗的目的,对稳定的数控铣削过程面向能耗进行建模并优化。首先,在分析输入功率去向构成的基础上,建立数控铣床系统输入功率模型。然后,建立数控铣床系统能耗测试平台。通过对实验数据的多元回归建立数控铣床输入功率与切削参数的函数,对比分析证实函数的精确性。随后,由该函数得出数控铣床稳定切削阶段的单位体积能耗函数,以此为优化目标,以铣床性能和表面质量为约束,通过引力搜索算法(GSA)进行切削参数的能效优化。最后,与经验的切削参数进行对比,结果表明优化后切削参数显著提高了铣床能量效率,大幅节省了电能。

Select

分体夹装式冷滚打主轴设计及可靠性分析

李龙;李言;姚远;杨明顺;袁启龙;董皓

中国机械工程. 2016, 27(18): 2532-2539.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对冷滚打成形中主轴受高频冲击的特点,对现有冷滚打主轴结构进行改进,给出了一种分体夹装式冷滚打主轴结构,并建立了相应的有限元分析模型。通过数值模拟的方法得到了该结构的模态和受力情况,验证了该结构的可行性。在此基础上,设计了用于C630车床的冷滚打实验用主轴,采用LMS系统得到了该主轴的前三阶模态,并通过和数值模拟方法所得结果进行对比,验证了有限元分析方法和结果的有效性。在C630车床上用该主轴结构对紫铜和20钢块料进行了冷滚打成形实验,进一步证明了分体夹装式冷滚打主轴结构的可行性。

Select

基于热力耦合模型的热固性聚氨酯再生材料制备与性能分析

吴仲伟;刘光复;成焕波

中国机械工程. 2016, 27(18): 2540-2546.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对热固性聚氨酯的网状交联结构及物理化学性质,研究了基于热力耦合材料模型的再生成形机理;分析了回收料的结构组成及其化学反应活性、再生材料的微观结构及其性质;测试了新材料的机械强度,并对再生成形效果的影响因素及其显著性进行了讨论及评价。实验与分析结果表明:基于热力耦合模型,再生成形实验所采用的工艺与方法,在保证再生材料力学性能的前提下,提高了废旧料的回收利用率,实现了废旧热固性聚氨酯及其产品的循环再利用。

Select

加载路径对AA5083管件热态非金属颗粒介质成形性能的影响

陈晓华1,2;赵长财1,2;董国疆1;杨卓云1,2;曹秒艳1,2

中国机械工程. 2016, 27(18): 2547-2555.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

将颗粒介质作为传力介质,应用于铝合金管件内高压热成形工艺。通过热单向拉伸试验建立AA5083板材的本构模型。通过管材热态颗粒介质胀形数值模拟,结合AA5083理论成形极限图的分析,研究了不同加载路径对管件壁厚分布、管端缩料量和主应变曲线的影响规律,并进行了相应的工艺试验验证。研究结果表明,合理匹配初始压头力和管端进给量参数,使预成形管坯在胀形区形成有益皱纹,可为胀形区管坯变形提供聚料作用,从而提高管件成形质量和胀形极限。

Select

英文目次

中国机械工程. 2016, 27(18): 2556.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2016年, 第27卷, 第18期　
刊出日期：2016-09-25

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2016年, 第27卷, 第18期 刊出日期：2016-09-25

2016年, 第27卷, 第18期　
刊出日期：2016-09-25