机械制造与自动化

2024年02期

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双月刊

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电弧熔丝增材制造控形技术研究现状与展望 摘要：金属增材制造是制造强国战略下推动我国高端装备制造业转型升级的重点发展方向。电弧增材制造以其高沉积效率、低成本、可进行复杂结构直接成形等优势受到了广泛的关注。但增材过程中涉及的物理过程复杂，成形质量与精度面临很大挑战。针对电弧增材制造...

车用铝合金榫卯结构优化设计 摘要：根据车用榫卯结构连接的特点，设计一种分析车用榫卯半刚性方法。在汽车车架优化过程中引入弹簧单元，并联合调用APDL和MATLAB进行二次多项式响应面拟合，将拟合后最大应力与结构质量响应面加权最小作为设计目标，运用线性加权算法获得满足工...
考虑中心距安装误差下的齿面磨损特性分析 摘要：以重合度为1～2之间的定轴渐开线直齿轮为研究对象，基于Archard磨损模型数值仿真齿面磨损的分布规律，研究齿轮中心距安装误差对齿轮啮合过程的影响，揭示中心距安装误差对齿面磨损的影响机理。结果表明：在0.1%的中心距误差下，中心距的...
载荷分布规律对开槽压气机叶型气动性能的影响 摘要：航空压气机叶片通道内流动呈强逆压梯度，为了减小流动损失、扩大稳定工作范围，针对压气机静子叶型提出一种新型开槽叶片，槽道由叶片前缘进气吸力面出气，使用来流速度冲量有效抑制吸力面附面层的发展。采用计算机数值模拟方法，研究不同吸力面峰值等...
侧风作用下不同装载敞车气动性能研究 摘要：针对不同装载情况的敞车，开展敞车在空载、半载、满载3种情况下气动性能的研究。研究结果表明：单节敞车气动力的变化规律与整车气动力的变化规律一致；空载敞车所受的气动阻力最大，半载敞车次之，满载敞车最小；满载敞车所受的气动升力最大，半载敞...
叶型关键几何参数对超音叶栅性能的影响 摘要：超音叶型广泛应用于航空压气机，叶型的关键几何参数对其气动性能有重要影响。针对进气马赫数1.4的超音叶型，采用流场数值计算方法，研究叶型最大厚度、最大挠度及叶栅稠度对叶栅气动性能影响。研究表明：最大厚度及最大挠度变化对叶栅通道内激波结...
基于γ光子的叶片沉积物检测系统的设计 摘要：针对目前利用γ光子进行发动机叶片沉积物检测需要的流程多，且没有相应软件平台的问题，设计一个γ光子探测装置控制与图像处理系统软件，包括控制探测器进行数据的采集模块、检测图像处理模块以及点云配准模块等的设计。该系统基于Qt平台，集成了V...
板材立体料库托盘的结构设计与优化 摘要：为了降低板材料库的生产和加工成本，对料库托盘进行结构简化和轻量化改进。从型材选型入手，对结构方管的承重性能进行参数敏感度分析，汇总不同方管的质量与性能。通过拓扑优化计算，得到托盘承载的材料最佳分配方案，设计最优的托盘结构，并对该结构...
燃气轮机排气缸不同支撑形式对比分析 摘要：为掌握不同载荷类型作用下不同支撑形式对燃机转子中心位置和支撑板应力的差异性，对某型燃机后轴承支撑结构进行建模，经简化得到径向支撑和切向支撑对比模型；根据燃机实际运行工况对计算模型添加约束和载荷，得到转子中心位置和支撑板应力分布，通过...
基于GAN-GRU的电梯制动力矩预测方法 摘要：电梯制动器的制动力矩是影响电梯运行安全的关键参数，利用深度学习算法对其进行预测，能为电梯的安全使用和后期维保提供重要参考。基于门控神经网络（GRU）预测模型，结合生成对抗网络（GAN）的基本思想，以1D-CNN作为鉴别器，提高电梯制...
9.6m厢式货车铝合金厢体的轻量化设计和刚度研究 摘要：交通领域作为最大排放源之一，汽车轻量化成为实现双碳目标的有效途径。将9.6m中型厢式货车厢体设计变更为铝合金材料，建立该车厢的三维模型及有限元模型，针对厢体不同构件特点划分不同网格，并在国家及行业标准的测试工况下进行结构分析，确保厢...
基于PA-VME与SPP的机械设备故障诊断方法的研究 摘要：针对传统的故障识别方法存在信号质量低和诊断精度差等问题，提出一种参数自适应变分模式提取（PA-VME）和稀疏保持投影（SPP）相结合的数据驱动机械故障诊断新方法。结合相关系数、L-峭度和信息熵构造一个新的指标LFCI并将其作为适应度...
基于开关卡尔曼滤波的叶轮故障振动信号特征提取 摘要：为了提高滤波器下故障信号时域波形有效信息的提取能力，设计一种开关卡尔曼滤波算法应用到叶轮故障振动信号特征提取领域。预测出所有时间点监测数据最可能呈现出的状态，将噪声除去且有效辨别各冲击成分，进一步加强信号的信噪比。仿真信号结果表明，...
轧辊失效形式及修复方法的研究进展 摘要：轧辊是钢材轧制过程中主要的消耗部件，其制备工艺复杂、价格昂贵、失效率高。通过对几种在实际生产过程中常见的失效形式以及轧辊的修复技术进行分析研究，对延长轧辊寿命、提高钢材轧制生产效率、提高产品质量和产量，以及减少资源和能源浪费等具有重...
基于变焦单目视觉的大型筒框对接同轴度调测 摘要：为了提高航空航天生产装配的可靠性，设计一种基于变焦单目视觉的大型筒框对接的同轴度测量方法，通过识别框体和筒体上的圆形特征，建立同轴度基准轴线，计算筒体相对框体的同轴度。基于改进Canny算法设计一种复杂环境下框体和筒体圆形特征边缘提...
一种对接机构的误差分析与可靠度分析 摘要：为满足大型部件的对接工作要求，采用一种6自由度对接调姿机构。通过D-H法对机构建立运动学数学模型，进行正逆向运动学分析。对机构末端进行位姿误差分析与可靠度分析，得到末端位姿误差与各关节运动学参数之间的关系，分析出对末端误差影响最大的...
高次旋转多项式的夹爪驱动盘设计分析 摘要：针对机械夹爪驱动盘运动轨迹平滑性设计问题，提出转盘类时间指数的高次多项式与一次旋转方程相融合的方法。在平面坐标系中对时间类指数高次多项式函数进行参数矩阵（基圆半径、联动圆盘类时间指数、运动行程角、运动行程）设定。将平面坐标系中相关高...
基于有限元分析的电极座车削夹具设计研究 摘要：为解决某款汽车车架在焊接系统中的电极座零件车削加工的夹具定位精度问题，通过电极座零件加工工艺分析制定可行的夹具结构方案，设计相应工序的偏心专用夹具。为保证夹具整体精度及其力学性能，借助NX有限元分析方法系统研究影响夹具定位元件精度的...
数控卧式铣镗床高速主轴松拉刀机构优化设计与应用 摘要：方滑枕类数控卧式铣镗床因其行程较大，主轴尺寸较长，拉刀机构安装在主轴内部，在松刀及主轴旋转时，拉刀机构会产生较大的变形量，对主轴产生较大的振动。通过静力学分析及振动学理论将现有拉刀机构进行优化，经实际工程应用证明：优化后的拉刀机构主...

供气孔角度对径向预旋系统特性影响的数值研究 摘要：为降低航空发动机径向预旋系统的流阻，增加温降，研究供气孔内的流动特性，建立径向预旋系统三维模型，在不同预旋角和旋转雷诺数条件下，采用数值方法研究不同供气孔角度下预旋系统的特性。结果表明：随着供气孔角度的增加，孔内的旋涡逐渐减小，孔内...
基于时频相干函数的多跨梁损伤识别方法 摘要：为解决连续小波变换损伤识别方法受边界和约束干扰的问题，提出一种基于时频相干函数的结构损伤识别方法。该方法通过时频相干函数构造损伤识别指标对多跨梁进行损伤识别，能够有效降低边界和约束对损伤识别的干扰，提高损伤的定位精度。通过对梁模型的...
可控扩散叶型吸力面峰值等熵马赫数位置对叶栅气动性能影响 摘要：通常亚音压气机叶型表面等熵马赫数分布符合可控扩散规律，并且吸力面峰值马赫数位置靠前叶栅气动性能较好。采用自动优化方法，设计出给定吸力面峰值等熵马赫数位置可控扩散叶型，分析此位置对叶栅气动性能的影响规律。研究结果表明：对于可控扩散转子...
铝锭浇注过程中快速判定浮渣较厚处方法研究 摘要：为提高铝锭生产质量，针对铝锭浇注过程中铝液表层浮渣厚度分布不均的问题，探究不同厚度浮渣表面温度分布情况，从而根据温度不同快速判定出浮渣较厚区域，为后续只对浮渣较厚处进行厚度测量提供目标位置，并且能使捞渣机器人准确又快速地捞渣。该方法...
偶然性载荷作用下的桥式起重机摆角模型研究 摘要：对起重机建立准确的数学模型是研究其防摇摆控制策略的基础。构建在偶然载荷作用下桥式起重机摇摆数学模型，分析桥式起重机一个作业循环以及大小车运行时的受力情况，在充分考虑偶然载荷作用下构建桥式起重机工作过程中的三维动力学数学模型。通过在驱...
基于云计算的区域职业教育资源公共服务模式研究 摘要：我国职业教育迅速发展，职业院校在培养技能人才和促进产业升级中的作用至关重要。云计算作为共享教育资源的新手段备受关注。为解决职业教育资源不均衡问题，创新的基于云计算的公共服务模式尤为关键。通过建立在线平台，巧妙利用云计算，实现资源共享...
采棉机摘锭控形控性分析 摘要：对采棉机摘锭的工作过程进行分析，通过数学建模确定采棉和脱棉过程中摘锭钩齿几何参数对籽棉所受摘锭摩擦力的影响；在籽棉缠绕阶段，对摘锭与籽棉间弹塑性摩擦受力进行分析，建立摘锭锥面截面圆曲率半径与籽棉受摘锭摩擦力的数学关系；将摘锭简化成悬...
基于PLC的柔性上下料生产线控制系统设计 摘要：为满足板料自动仓储、出库、上料与下料等，设计基于PLC的柔性上下料生产线控制系统。该生产线主要由立体料库、送料小车、出料小车与上下料桁架机器人组成。在McgsPro下完成控制系统的人机交互界面的设计，在TwinCAT下完成控制系统的...
基于SolidWorks二次开发的铣齿刀盘参数化建模系统 摘要：为缩短标准模块化零件制造工艺的设计时间，基于VB.Net对SolidWorks进行二次开发，建立铣齿刀盘的参数建模系统。以参数化设计原理为指导，分别对齿轮齿廓参数和铣齿刀盘结构参数进行分析；设置相应的功能操作来实现系统的自动建模目标...
双层引纬机构振动系统建模研究 摘要：为解决双层剑杆织机质量的双层引纬机构振动问题，建立双层引纬机构的剑轮-剑杆-气垫导轨冲击振动刚柔耦合动力学模型，进行剑杆的瞬态振动特性仿真分析，设计振动测试实验平台对仿真模型参数进行修正，为后续双层剑杆织机设计和改进提供了精准的仿真...
基于随机振动的线束装配拉力计算方法 摘要：为了提高飞机线束在机上装配的可靠性，确保用电设备之间正常的互联作用，设计一种检验线束装配牢固的拉力计算方法。通过3个正交方向上的随机振动试验获取线束的响应加速度特征，结合线束在振动过程中的受力模型提出一种基于加速度方均根值的拉力计算...
装备科研项目研制过程中的风险分析与管理研究 摘要：随着形势发展的需要，重大型装备必然朝着复杂化、实战化的方向发展，研制的技术难度越大，潜在的风险也会越来越大。基于装备科研项目的特点，分析装备科研项目研制过程中的风险，给出风险管理的工作流程，提出提升风险管理与控制的建议。关键词：装...
筒壁沟槽式火炮制退机的流场数值仿真 摘要：为了研究某火炮筒壁沟槽式制退机在火炮后坐运动过程中内部流体的流动状态，研究不同后坐速度下制退力的特性，应用Fluent软件建立了制退机的等效流场模型，由工作腔压力和流量，推导出液压阻力系数K并分析流速、沟槽面积和液压阻力系数K的关系...
基于ZYNQ的线激光轮廓传感器设计 摘要：为了直接获取工件轮廓点云，设计一种基于ZYNQ可编程芯片的线激光轮廓传感器。以ZYNQ芯片为核心处理器，设计传感器的图像采集与处理硬件电路。根据相机畸变模型，通过双线性插值法矫正各像素点的灰度值，研究基于法向迭代的灰度重心法以提取激...
基于Fluent的加气混凝土搅拌机数值模拟分析 摘要：以加气混凝土搅拌机为原型，利用流体仿真软件Fluent，采用欧拉多相流模型、Realizable k-ε湍流模型和滑移网格法相结合的方法，对搅拌机内3种不同类型的搅拌器分别进行瞬态计算，模拟研究搅拌机内3种不同类型搅拌器的流体流动特...
用统计能量方法分析和优化前围声学包 摘要：前围声学包是阻隔机舱内噪声向车内传递的最主要手段。建立SEA模型，从材料参数、厚度和覆盖率等方面分析内前围的隔声性能，从泄漏方面分析过孔件的隔声性能，对前围声学包进行优化，以提高其隔声性能，降低整车车内噪声。关键字：汽车；发动机机...
基于响应动态约束条件的仓储AGV路径规划协同优化模型 摘要：为了解决仓储AGV无碰撞路径规划问题，设计响应动态约束条件的仓储AGV路径规划协同优化模型。建立路径节点模型和车体坐标系模型，获得仓储AGV所在位置；建立碰撞描述模型，将全局路径规划问题简化为虚线框架的局部环境，建立时间窗，分别计算...
基于指针排序的快速中值滤波算法研究 摘要：为实现航空发动机控制系统采集信号的快速中值滤波，设计一种基于指针排序的快速中值滤波算法，将中值滤波过程分解为窗口数据更新和窗口数据中值求取两个算法片段。针对窗口数据更新算法片段，提出一种环形数据窗口更新算法，通过指针指向平移实现数据...
基于VSA的壁板容差分配与预装配验证研究 摘要：应用VSA对某机型机身壁板试验件进行装配容差和预装配研究。基于工程要求和装配协调方案进行容差分配，给出满足控制目标的最优关键特征尺寸容差；基于实测数据建立预装配模型预测装配质量；测量壁板的装配质量并与预装配模型进行对比分析，发现了二...

基于ADAMS的六关节工业机器人模态仿真分析研究 摘要：针对工业机器人的动态特性，以六关节工业机器人为研究对象，应用有限元软件NASTRAN和多体动力学软件ADAMS搭建刚柔耦合模型，引入关节柔性，对其进行整机模态仿真分析方法的研究，采用试验模态分析法进行了模态测试。通过对比仿真和试验得...
R20机器人仿真分析与试验 摘要：以串联关节机器人为研究对象，根据机器人结构参数建立D-H法的机器人运动学模型，推导机器人运动学方程。使用ADAMS软件对机器人进行动力学仿真分析，计算各关节驱动力矩随时间变化的数据，将动力学计算的各关节最大动载荷作为机器人结构设计和...
多自由度柔性机械臂非线性连续时变反馈控制方法 摘要：针对当前多自由度柔性机械臂控制过程中，机械臂定位控制系数选择合理性较低，导致多自由度柔性机械臂控制时延较长且运动轨迹与预设轨迹存在较大差异的问题，提出多自由度柔性机械臂非线性连续时变反馈控制方法。将拉格朗日算子作为计算基础，以能量的...
气膜孔电加工智能产线控制系统研究 摘要：针对航空发动机叶片气膜孔电加工领域生产线自动化程度不高、生产效率较低的问题，对电加工智能产线控制系统展开研究。基于叶片电加工的工艺特点，设计智能生产线的工艺流程及产线布局；根据所需功能要求设计产线控制系统总体结构，并对控制原理及具体...
低地板有轨电车平稳性影响要素分析 摘要：针对某低地板有轨电车在车辆设计阶段平稳性指标超标的问题，从车辆参数和轨道激励两个方面进行原因探析。通过对车辆关键参数的优化分析可知：降低二系刚度和阻尼能够适当地改善车辆的运行平稳性，但过小的刚度和阻尼在工程应用中难以实现。通过对美国...
弓网系统动态升弓问题关键影响因素研究 摘要：以铁路车辆系统中弓网系统为研究对象，针对列车运行过程中不同供电制式（AC/DC）切换时产生的动态升降弓问题，建立弓网系统升降弓接触动力学模型，并结合升降弓地面试验验证该模型的准确性。基于弓网系统升降弓接触动力学模型，利用正交实验方法研...
高速列车空气弹簧二系悬挂垂向振动规律研究 摘要：建立空气弹簧系统垂向非线性动力学模型和某高速列车动力学模型，根据空簧垂向振动传递试验结果，验证空簧非线性动力学模型的准确性，采用数值仿真分析空簧的垂向动刚度特性和振动传递规律。研究二系抗侧滚扭杆刚度、空簧节流孔直径和二系垂向减振器阻...
基于优化SVM的BUCK电路故障诊断方法 摘要：核心功率器作为功率变换器的重要组成部分，一旦发生故障，直接影响电路的安全运行。为此设计核心功率器件的加速退化实验方案，采用加速退化实验中退化程度最为严重的电解电容和SiC MOSFET功率管代表DC-DC变换器的软故障器件。实验设定...
基于模型的涡扇发动机性能衰减评估 摘要：为了获得涡扇发动机寿命期内各部件性能衰减程度与衰减趋势，基于发动机性能计算模型与部件特性衰减因子，采用序列二次优化算法对1台300 h持久试车的发动机各阶段部件性能衰减情况进行寻优计算。计算结果表明：模型计算结果与试验测量结果误差最...
自旋翼无人机纵向解耦控制技术研究 摘要：针对对象自旋翼无人机，提出在干扰下如何实现解耦控制。由于对象无人机空中段飞行过程中对外界干扰十分敏感，很容易在干扰下激发高度和速度间的耦合，现有控制策略优先考虑了速度控制，而牺牲了高度控制性能，所以导致高度控制鲁棒性较差。针对此特性...
无轴承永磁同步电主轴的模糊滑模位移控制 摘要：为满足无轴承永磁同步电主轴高性能转子位移控制要求，结合遗传算法寻优快及模糊控制能柔化控制信号的优点，设计一种将滑模等效控制、模糊控制和遗传算法有机结合的电主轴转子位移控制策略，在滑模控制中引入模糊切换增益，并通过遗传算法对模糊滑模控...
基于模糊WMR优化PID方法的电机转速控制优化分析 摘要：针对白噪声下传统PID控制模式造成的输出转速显著波动变化的问题，开发一种通过无刷直流电机转速进行调节的模糊WMR-PID技术。采用模糊推理的方式确定输出变量，根据重心分析法解模糊处理，并建立模糊WMR-PID控制模型。研究结果表明：...
四轮驱动自动导引车横向轨迹跟踪研究 摘要：轨迹跟踪控制是自主导引车（AGV）的重要组成部分。为提高轨迹跟踪的快速性和稳定性，根据牛顿欧拉方程建立AGV的二自由度动力学方程，据此建立误差模型，设计基于AGV动力学模型的线性时变模型预测控制算法，建立以状态增量和控制增量为变量的...
基于机器视觉的小型自动穿串机给进器同步控制技术 摘要：给进器是穿串机的关键硬件。针对控制难度较大的问题，研究一种基于机器视觉的小型自动穿串机给进器同步控制技术。分析穿串机给进器结构，构建机器视觉（摄像机）内、外参数模型，标定摄像机空间位置；采集给进器视觉图像，应用Roberts算子细化...
组合动力原型机吸气爬升段纵向控制器设计 摘要：针对飞行器的飞行特点和自身的气动结构，建立复杂的非线性数学模型，进行静稳定性和模态特性的分析。为解决高超声速飞行器在吸气爬升段纵向的姿态角抖动问题，提出控制系统在吸气爬升段要使得对象飞行器保持低动态特性的理念。设计基于角速率阻尼内回...
无人机短距着陆控制技术研究 摘要：研究固定翼无人机短距着陆性能具有十分重要的现实意义。基于对象无人机三种襟翼构型中的着陆襟翼构型，分析以固定油门为基础的传统着陆控制方式存在的缺陷性问题，从动力学角度分析近地段在低速、大姿态状态下各项着陆指标间的相互制约关系，并得出“...
基于倍福嵌入式PLC的气囊封堵控制系统设计 摘要：在市政排水管道工程施工中，施工人员下井进行气囊封堵是管道封堵最常用的方式之一。针对目前井下人工封堵气囊时管理难度大、效率低下等问题，设计一种基于倍福嵌入式PLC的气囊封堵控制系统。该控制系统以倍福C6015为核心，将步科SZ7GE作...
商标纸色差自动检测装置的研制 摘要：为解决当前目测或色差仪检验卷烟商标纸色差过程中存在的人工工作量大、效率及准确性低的问题，研究一种商标纸色差自动检测方法，并设计和制造了色差自动检测装置。通过扫码器自动识别牌号或选择单牌号模式，适用于不同规格商标纸。该装置经过在用商标...
基于PLC的网链式清洗机控制系统设计与实现 摘要：针对清洗机各功能部位的传感器因进水故障导致系统控制紊乱甚至停机的问题，设计一种基于PLC和变频器的网链式清洗机控制系统。介绍以FX5U为核心的整体控制原理以及结合队列先入先出思想使用一个行程开关来确定工件到达各工序的方法。经实际运行...