机械制造与自动化

2024年01期

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双月刊

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电阻抗成像技术在肺功能检测的研究进展 摘要：电阻抗成像技术（EIT）通过对电极施加安全的交流激励电流信号，测量其余电极对的电压信号，借助重构图像算法，利用采集到的电压数据重构肺部阻抗分布情况。EIT技术具有实时、无创、便携的特点，能够动态监测肺部功能，有利于辅助肺疾病的诊断和...

基于ABAQUS二次开发的钛合金自锁螺母收口过程研究 摘要：为探究钛合金自锁螺母收口工艺参数对收口区域成型规律的影响，基于ABAQUS建立钛合金TC4自锁螺母收口成型过程的有限元仿真模型，对ABAQUS进行二次开发以实现前处理过程的参数化，建立GUI界面从而有效减少收口过程有限元仿真模型建立...
大机动过载下不平衡转子的弯扭耦合振动分析 摘要：针对未来无人机承受较大机动过载的特点，基于Timoshenko梁以及圆盘单元理论建立任意机动飞行条件下不平衡转子系统的弯扭耦合振动有限元模型，分析大机动过载情况下转子的非线性响应特征。结果表明：机动飞行工况下，在弯曲自由度和扭转自由...
高过载脂润滑滚珠丝杠副流固耦合分析 摘要：润滑脂润滑对滚珠丝杠副的振动与冲击属于复杂的流固耦合过程。为描述润滑脂与滚珠丝杠间的相互影响，建立滚珠丝杠副与润滑脂的流-固耦合模型，采用耦合拉格朗日-欧拉算法，分析滚珠丝杠副在转速和轴向载荷作用下润滑脂流动和接触滚道的接触应力情况...
基于渐开线齿轮轮廓修形的疲劳寿命分析 摘要：提出一种新的齿轮渐开线齿廓修形方法，通过UG软件对修形前后齿轮进行建模，基于疲劳寿命理论，利用Workbench和Fatigue Tool方法建立齿轮CAE模型，完成齿轮接触动力学和疲劳寿命仿真分析。仿真结果表明：修形前后齿轮的最大...
列车在特殊风工况下的运行品质分析 摘要：基于时速400 km中国标准化动车组的动力学参数，利用SIMPACK软件建立动力学模型，模拟列车在无风、“中国帽”横风激扰、列车交会以及通过隧道等状态下的运行平稳性，以便支撑动车组的设计工作。研究表明：在无风、两列车交会运行以及通过...
车轮多边形磨耗参数对地铁车辆动力学性能影响分析 摘要：针对车轮多边形磨耗不同状态下对车辆动力学影响展开研究，建立轮轨柔性某地铁B型车辆刚柔耦合动力学模型，计算车轮多边形阶数和谐波幅值变化对轮轨垂向力、轮轨振动、运行平稳性等车辆动力学性能的影响。结果表明：阶数和谐波幅值在速度增大时轮轨垂...
基于Plant Simulation的压气机叶片型线加工产线分析与优化 摘要：运用专业仿真软件Plant Simulation，根据压气机叶片型线机械加工工艺特点和物料运行流程建立生产线仿真模型，从产能、设备利用率及产线瓶颈等多方面进行仿真分析与优化。结果表明：Plant Simulation仿真平台的仿真可...
基于在线检测和动态成型前端模块的工艺研究 摘要：通过光学在线测量系统设计，采用Profibus现场总线作为通信协议，使用车身实际测量偏差数据，实时和动态调整前端模块安装点的动态冲压成型工艺参数；对前端模块的累计公差通过动态冲压进行在线修正，使其重新回到x，y，z理论值，实现了前端...
基于三周期极小曲面的多孔结构力学性能研究 摘要：针对设计多孔结构时难以直接预测其力学性能的问题，选取三周期极小曲面中的Schwarz_P曲面，采用选区激光熔化技术制备不同结构参数的Schwarz_P结构；通过压缩试验研究其力学性能，建立Schwarz_P结构的结构参数与力学性能之...
重型卡车散热器失效分析及优化研究 摘要：针对重型卡车铝塑管带式散热器泄漏失效问题，根据疲劳失效机理分析，优化设计塑料水室、主板、散热管、侧板等散热器核心零件。利用有限元仿真进行耐压分析和热-结构耦合分析。仿真结果表明：在压力交变载荷和温度交变载荷作用下，散热器各组成零件的...
混合教学模式下“自动控制原理”课程教学设计及思政育人路径探索 摘要：随着新一代信息技术和教学理念的发展，线上/线下混合教学模式的引入在教学成本、教学效率及学习灵活性等方面具有显著优势。以“自动控制原理”课程为例，在线上/线下混合教学背景下，以“培养家国情怀，构筑工匠精神”为课程改革目标，挖掘课程中的...
2195铝锂合金火箭贮箱焊接接头强度分析 摘要：为确定火箭贮箱搅拌摩擦焊（FSW）焊接接头疲劳寿命，完成对贮箱结构的疲劳分析，对2195铝锂合金母材标准试件与搅拌摩擦焊焊接接头标准试验件进行静力试验与常幅疲劳试验，得出母材与FSW焊接接头的拉伸强度等力学性能参数，同时绘制其S-N...
环绕式涡桨进气道主流道设计及优化方法 摘要：为研究环绕式涡桨进气道主流道设计方法，使用环形截面设计方法进行参数化设计，使用型线方程和3次B样条曲线构建进气道气动型面。使用数值模拟的方法，开展不同上、下型线参数方程和圆心扩展角变化规律对进气道性能影响的研究，通过调整参数得到进气...
草方格铺设车传动系统设计与分析 摘要：为实现沙漠草方格铺设车铺草速度与履带前进速度相匹配，设计一种满足铺设车工作要求的传动系统。采用SolidWorks软件建立该传动系统的三维模型，对该传动系统的带传动、链传动、齿轮传动分别进行计算，得到各部件结构设计参数。利用有限元分...
汽车轮毂轴承内、外圈自动送料装置的研制 摘要：为提高汽车轮毂轴承制造自动化水平，研制一种汽车轮毂轴承内、外圈的磨床自动送料装置。创新发明了储料料仓、取料送料机械手等组成机构，设计非标自动送料装置整体机械结构以及PLC电气控制系统。使用ANSYS Workbench对关键零部件进...
高空大推力涵道风扇气动设计研究 摘要：以飞行器推力涵道风扇为背景，利用NASA的涵道风扇模型和实验数据进行数值计算与验证；利用自编代码求解设计要求的涵道风扇在悬停状态下总体性能参数；采用叶素理论对风扇叶片进行设计，根据初始模型的数值结果对涵道风扇各个关键部件进行优化，得...
基于阿基米德螺旋的软爪车削卡箍设计与应用 摘要：以软爪的传统加工工艺为基础，运用阿基米德螺旋原理，增大螺旋曲线向量半径，设计一种以自身惯性力大自锁夹紧的软爪车削夹具。介绍该夹具的设计方法、结构构造及使用方法。经实践使用表明：该夹具操作灵活，加工精度高，有效提高了零件的定位基准和加...
一种自适应路况的重载AGV驱动单元设计与分析 摘要：为使重载AGV更好地适应复杂路况，设计一种新型驱动单元并对其受力状态进行分析，为驱动电机的选型提供直接依据；对AGV底盘以及路况做出了分析，利用SolidWorks Simulation静力分析模块对底盘进行强度研究；对样机进行了实...
硬度对液压马达O形密封圈性能影响的分析 摘要：以仿真转台液压马达密封结构为研究对象，利用有限元分析软件ABAQUS建立其有限元模型，采用罚函数技术和库仑摩擦模型对O形密封圈和马达密封副间的摩擦接触进行有限元分析，研究O形密封圈材料硬度对接触压力、密封圈Mises应力和密封圈与马...
风机水泵应用转差调速设备节能效果分析 摘要：风机、水泵调速运行具有很大的节能潜力。阐述液力偶合调速器、涡流永磁调速器及绕组永磁调速器这三类转差调速设备的工作原理，分析其在风机水泵调速运行时的功率损耗。对比相同调速工况下风机水泵应用不同转差调速设备的节能数据及节能效果。关键词...

机车车辆橡胶元件动态建模及其应用 摘要：橡胶的动态特性依赖于外界激扰的幅值和频率。为充分体现铁道车辆橡胶部件的真实物理特性，兼顾动力学仿真计算的精度和时间，基于弹塑性理论建立橡胶元件动态模型。分别用摩擦力和黏滞力表征橡胶的振幅相关性和频率相关性；计算分析简谐激励下橡胶元件...
基于LMI和扰动观测器的电动伺服系统RBF神经网络控制 摘要：为了提高电动伺服系统的加载力跟踪精度，基于线性矩阵不等式（LMI）设计扰动观测器和控制器。针对系统中的非线性因素，采用RBF神经网络逼近系统的数学模型；在建立系统跟踪目标模型的基础上，根据LMI设计扰动观测器对控制器进行多余力的补偿...
基于遗传算法的自动化立体仓库储位优化研究 摘要：针对自动化立体仓库中货物储位分配策略研究关于多目标数学模型关键性问题。根据立体仓库中货物最佳位置分配的原则和策略，建立合理的货物出入库效率、货架稳定性和货物周转率的3个目标函数模型。根据立体仓库高效性能构建货物存取效率的调整优化模型...
多工况下的直齿轮接触疲劳寿命仿真研究 摘要：基于直齿轮静力学分析的应力特征和瞬态动力学的应力时间子步历程，结合弹流润滑理论下的齿面摩擦因数，使用Workbench建立直齿轮接触疲劳寿命模型。通过弹性力学赫兹接触理论对静力学有限元仿真结果进行校核，确定应力历程输入中的放缩系数，...
仿生扑翼结构优化设计及动力学仿真分析 摘要：针对目前飞行器结构复杂、效率低下及动作单一等问题，设计一种新型仿生扑翼飞行机构，仅通过单驱动装置即可实现机构扑翼的扑动、折叠、扭转等运动。依据生物尺度率设计扑翼机构的结构尺寸并对机构参数进行优化；通过SolidWorks构建仿生三维...
基于改进SCKF算法的机车目标跟踪速度误差分析 摘要：为实现机车目标的高效跟踪，构建一种可以实现自适应匀加速分析的模型并能够进行波形自主调控的平方根容积卡尔曼滤波跟踪算法。在确定发射波形的过程中，应确保后续时刻达到最低的目标状态估计误差。利用波形捷变的方法可以得到最优波形参数，显著增强...
一种自适应的安全带网格模型快速生成算法 摘要：民机适坠性碰撞安全仿真中乘员安全带常在CAD中完成建模后再进行有限元分析，但由于仿真分析中经常需要对假人位姿进行调整以及接触定义，对已完成三维建模的安全带模型再进行调整较为不便。民机中五点式安全带由于其肩带结构特点，在常用有限元分析...
涡环输送特性的实验与仿真分析 摘要：为探究结构变化对涡环输送的作用，设计一种基于空气驱动活塞运动模式的空气涡环发生器，采用实验方法研究了涡环发生器的长径比、环径比及活塞停顿时间对涡环输送特性的影响，通过数值仿真对涡环输送过程的速度场和压力场进行分析。结果表明：长径比与...
基于NX运动控制器的三维太空环监控系统设计 摘要：三维太空环能够模拟人在太空中的感知和体验。设计基于NX运动控制器的三维太空环监控系统，包括运动控制系统和上位机监视系统两部分。运动控制系统与伺服驱动器和触摸屏一起控制滚环的旋转速度和运行时间，上位机监视系统应用C#和SQL Serv...
基于二次摄动法的SMA层合梁非线性自由振动分析 摘要：为对SMA（形状记忆合金）层合梁的非线性自由振动进行分析，使用Brison一维本构模型描述SMA的力学特性，基于不同剪切函数和Von Karman大变形理论，建立梁质点位移与应变之间的关系，使用Hamilton变分原理，获得在弹性地...
基于AMESim的起重机支腿机构液压系统优化与仿真 摘要：以提高起重机支腿机构的稳定性为目标，设计一种起重机支腿机构PID控制系统。阐述起重机支腿机构的基本结构与参数，利用FLuidSIM软件完成起重机支腿机构的液压系统设计并进行仿真；在FLuidSIM仿真分析的基础上进行PID控制环节的...
卫星并联贮箱均衡排放的研究 摘要：在双组元卫星推进系统设计过程中，为保证发动机入口混合比满足设计状态，需要通过调节燃料和氧化剂支路的管路流阻来实现，常规方法为通过多次地面水试试验，对各支路安装的节流孔板进行修正。根据某型号卫星的管路布局，基于AMESim建立并联贮箱...
轮廓几何特征融合下的电网设备激光除锈控制参数自适应确定方法 摘要：基于激光除锈轮廓特征，在进行电网设备除锈控制参数确定时，主要依托于单一的轮廓几何特征，导致除锈后表面粗糙度偏差较大。设计一种以轮廓几何特征融合为核心的参数自适应确定方法，根据激光除锈工作原理，建立激光除锈有限元模型。采用边界矩分析算...
10 kV带电环境下线缆自适应剥皮器的设计与关键部件仿真 摘要：带电环境下线缆剥皮是配网带电最主要的作业之一。设计一种适用于10 kV带电环境下线缆自适应剥皮装置，介绍该装置的结构与工作原理，对其关键部件进行有限元分析，验证其设计合理性并进行拓扑优化，提升强度，减轻质量。研究结果表明：所设计的自...
药厂关键工作间压差控制设计与研究 摘要：针对药厂灌装线关键工作间之间存在气压串流干扰，导致其压差梯度波动难以控制的问题，分析灌装线关键工作间设备的暖通系统组成以及风阀及通风系统设计架构，对暖通系统与工艺设备进行综合考虑，通过PLC控制系统使工作间压差可自适应工艺生产模式切...
基于CFD-DEM耦合的装车站溜槽设计参数优化 摘要：为提高装车站溜槽的物料分布均匀性，降低粉尘质量浓度，提出基于CFD-DEM耦合的装车站溜槽设计参数优化方法。分析装车站溜槽的工作流程，采用CFD-DEM耦合的方法建立装车站溜槽有限元模型；建立卸料方程、物料与溜槽、挡板的撞击方程、滑...
半自动吸塑包装机关键构件力学特性模拟分析 摘要：为研究吸塑包装机关键构件力学特性，以半自动吸塑包装机为例，对其刀架与转轴关键构件力学特性进行模拟分析。通过数字建模与物理建模方法构建关键构件多刚体力学模拟模型，利用ADAMS动力学自动分析软件和ANSYS有限元软件，模拟分析关键构件...

基于双目视觉的绳驱动飞行机械臂目标识别与抓取 摘要：为提高面向飞行机械臂平台的目标姿态估计的精度，为飞行机械臂配备双目视觉系统，对绳驱动机械臂和双目相机进行系统建模，利用Camshift算法对目标进行实时追踪，结合目标的几何特征提出一种轻量化的目标姿态估计算法，可用于飞行平台的实时...
基于力觉伺服轨迹规划的磨抛工业机器人曲面跟踪控制研究 摘要：为进一步提升工业机器人磨抛自由曲面时的轨迹跟踪控制技术，设计一种自由曲面磨抛轨迹自动生成方法。生成工件的STL模型，利用Bezier三角曲面拟合方法得到工件的拟合曲面，基于螺旋式磨抛轨迹实现自由曲面轨迹规划；利用等参数法和轨迹偏置的...
基于机器视觉的救援机器人自动避障技术研究 摘要：针对矿山救援机器人易受粉尘、光线昏暗等因素影响，导致其自动避障能力下降问题，研究一种基于机器视觉的救援机器人自动避障策略，可以实现在复杂环境下的有效避障。设计一种基于改进非局部均值滤波和多尺度B样条小波变换的机器视觉算法，以获得更高...
柔性多关节移动机器人非线性控制轨迹的二次模糊逼近 摘要：针对柔性多关节移动机器人在非线性控制轨迹下控制精准度不高的问题，提出一种非线性控制下的模糊逼近方法。建立机器人动力学模型，根据动力学特性设置矢量参数，对误差扰动动态修正。将矢量参数作为初始输入值，采用加权平均和乘积推理法，使得矢量符...
主动变径式管道机器人机构设计与性能分析 摘要：研制一种具有主动变径机构的圆形管道机器人。设计具有3组独立控制驱动模块的机器人机构，对机器人进行位姿和力学分析，描述了机器人在典型位姿条件下的力学特性。制作机器人实验样机，使用ADAMS软件对机器人进行运动仿真计算，对机器人在管道內...
基于主从控制技术的配网带电作业机器人研制 摘要：研制一种10 kV配网带电作业机器人以代替人工开展不停电作业。根据D-H法对机械臂建模和运动学分析，通过Matlab验证模型的正确性。采用关节空间控制方法，降低了控制系统复杂性，解决了主从控制的延时问题。配网机器人主从控制系统通过...
工业机器人用盘式永磁电机设计与优化 摘要：为提升工业机器人所用电机的带负载能力，提出一种内置式盘式永磁电机。建立内置式盘式永磁电机的三维有限元模型和盘式永磁电机转矩计算公式；通过对内置式盘式永磁电机的电磁性能进行仿真分析，验证了模型的正确性；对电机的输出转矩进行优化仿真，结...
基于自控测距的液压启闭机油缸清洁机器人位姿跟踪研究 摘要：针对当前机器人开展清洁工作时只考虑方向信息而未考虑异常情况，导致位姿末端跟踪结果不精准的问题，研究基于自控测距的液压启闭机油缸清洁机器人位姿跟踪技术。充分考虑到清洁机器人清洁过程中位姿不断变化，使用激光跟踪仪进行跟踪布局。提取机器人...
基于三次S型速度控制算法的移动机械臂末端振动研究 摘要：移动机械臂在实际工作环境中，受其自身柔性特征和外部因素的影响而引起机械臂末端的振动，而速度控制是实现机械臂末端抑振的有效手段之一。以UR10机械臂和Husky移动平台组成的移动机械臂为研究对象，针对梯形和S型速度控制算法的不足，提出...
空气涡轮起动机异常振动诊断的STFT分析 摘要：采用短时傅里叶变换分析方法，对某型空气涡轮起动机在交付前试验流程的起动过程振动响应进行非平稳特征分析，有效识别振动幅值偏大，判定异常振动，避免其交付后出现振动故障。通过对比空气涡轮起动机起动过程的正常状态与振动异常状态的短时傅里叶时...
朔黄铁路重载列车电控空气制动试验研究 摘要：重载列车的制动技术是重载运输发展的关键。针对国内朔黄铁路，对重载列车电控空气制动系统进行试验研究，比较分析有无电控空气制动系统作用下列车制动系统的性能指标。实验结果显示：电控空气制动系统性能指标达到设计要求，在缓解车钩作用力、同步列...
计及小信号稳定的智能电表通信故障同步诊断方法 摘要：因受到电表内部小信号稳定性的干扰，故障诊断准确性较低，提出一种计及小信号稳定的智能电表通信故障同步诊断方法。根据智能电表中RS-485通信芯片的结构电路，分析智能电表通信过程，建立智能电表通信故障分析树，利用网络层有向图的形式分析...
基于双线性ADRC的翼伞系统三维航迹跟踪控制 摘要：目前翼伞系统的航迹跟踪主要针对二维路径，对于三维航迹跟踪的研究不多。针对翼伞系统6-DOF模型，采用具有天然解耦属性的自抗扰控制策略，设计一种基于双线性ADRC（B-ADRC）的三维轨迹跟踪控制方法。在水平面与纵向设计制导率与控制器...
基于机器视觉的轴承识别与定位算法研究 摘要：针对运用视觉技术对轴承进行质量检测与尺寸测量时，能够准确地识别定位到目标轴承，提出一种基于机器视觉的轴承识别与定位算法。通过对采集到的轴承图像进行预处理，分割出目标图像并提取图像的外轮廓边缘特征；设置轴承的模板图像，结合图像的Hu不...
自转旋翼无人机的起飞控制研究 摘要：以某型自转旋翼无人机作为研究对象，针对自转旋翼无人机起飞过程中的难点，开展自转旋翼无人机的自主起飞控制策略研究，将起飞过程划分为预旋、三轮滑跑、两轮滑跑、离地爬升等多个阶段，并设计各过程的纵向与横侧向控制回路。通过综合仿真实验，验证...
基于声音信号的汽车安全带卷收器质量检测方法研究 摘要：为提高汽车安全带生产现场质量检测效率，根据《QC/T987—2014汽车安全带卷收器性能要求和试验方法》搭建实验平台，采集卷收器合格品与次品工作过程中的声音信号，将卷积注意力模块（CBAM）嵌入残差网络（ResNet-18）残差块之...
直升机防扭接头金属结构裂纹智能图像监测 摘要：针对定期人工检测直升机防扭接头金属结构细微裂纹弊端明显的问题，设计裂纹自动图像监测方法。构建图像采集模块，在恰当位置采集直升机防扭接头金属结构图像。预处理采集到的图像，利用灰度拉伸法增强图像，通过中值滤波法滤除图像噪声，提升图像清晰...