机械制造与自动化

2024年04期

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双月刊

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电阻抗断层成像在急危重症医学研究热点与发展方向 摘要：目前急危重症患者的抢救和治疗一直是医学界的关注焦点。电阻抗断层成像技术提供了一种非侵入性的监测方法，可用于评估肺通气和肺灌注情况。介绍了目前电阻抗断层成像技术在急危重症患者应用的研究热点；展望未来，电阻抗断层成像技术将在急危重症患者...
钢铁表面电镀金属及其性能研究进展 摘要：钢铁材料因其优秀的力学性能、低廉的价格而被广泛用在国防、航空等工业领域。然而钢铁的腐蚀、磨损问题一直困扰着人们。金属镀层凭借低廉的价格、简单的制备工艺和出色的防护能力常被用于钢铁的磨损、腐蚀防护。综述了锌、镍、铬及其合金镀层对钢铁硬...

电铸液喷射速度对电铸铜微观组织及力学性能的影响 摘要：为了制备性能良好的电铸层，使用扫描喷射的方法进行电铸试验，研究喷射速度对电铸铜力学性能和截面微观组织形貌的影响。结果表明：低喷射速度下铜铸层的力学性能没有明显增强，但延伸性得到一定提高；而在高喷射速度下铜铸层的强度和硬度得到显著提升...
超低转速轴流压缩机气动设计 摘要：压缩机转速越低转子叶片离心力越小、结构强度要求越低、噪声越低。利用一种负出气角超弯扩压叶型，进行压缩机转子叶片设计，达到给定压比、流量，实现压缩机超高负荷、超低转速。选定设计载荷系数为1.147，大幅度高于常规载荷系数0.4; 在二...
混合垫片对称性对复合材料单搭接接头力学性能的影响 摘要：以复合材料单搭接接头为研究对象，通过有限元分析与实验对比，研究混合垫片对称性对复合材料单搭接接头拉伸刚度与峰值载荷的影响；通过视频引伸计观测接头在动载荷下的位移值，研究混合垫片对称性对接头疲劳寿命及孔变形量的影响。研究表明：混合垫...
飞机货舱门锁闩机构运动可靠性分析 摘要：飞机货舱门锁闩机构在舱门打开阶段协助提升电机进行舱门预位，磨损产生的铰链间隙会引起输出角度误差，降低锁闩机构运动可靠度。为了分析铰链磨损对于锁闩机构运动可靠度的影响，根据锁闩机构工作原理建立可靠度计算模型；建立货舱门刚柔耦合动力学模...
矫形力与垫片补偿对复合材料装配结构变形及螺栓夹紧力的影响 摘要：飞机复合材料构件成型精度较低进而导致装配间隙，可施加矫形力减小甚至消除间隙，若存在较大间隙需施加垫片进行补偿。以复合材料壁板为对象，通过试验的方法，观测壁板在矫形、螺栓连接以及撤矫形力过程的变形，以及矫形力撤出后螺栓夹紧力的变化。结...
基于注意力SRU的离散制造过程生产异常分析 摘要：为了判断生产异常对生产过程产生何种影响，在对离散制造过程中产生的物联数据进行详细分析的基础上，设计一种基于注意力SRU神经网络的生产任务剩余完工时间预测模型，通过并行化的特征提取过程并结合注意力机制给予不同时刻信息不同权重来对生产任...
蒸发式涡轮叶间燃烧室方案及性能研究 摘要：为提高航空发动机总体性能、改善发动机热力循环模式，设计一种蒸发式涡轮叶间燃烧室方案，试验研究不同油气比下叶间燃烧性能的变化规律；利用数值计算获得燃烧室内燃油分布、组分分布等参数对燃烧性能的影响。研究结果表明：在导向器叶片叶间通道内...
高速动车组蛇行失稳频率研究 摘要：以时速400 km以上的某型高速动车组作为分析对象，基于Simpack动力学软件建立两种高速动车组动力学模型，在不同的等效锥度、一系定位节点刚度、抗蛇行减振器阻尼下进行仿真计算，分析其对高速动车组蛇行失稳频率的影响规律。两种高速动车...
一系钢簧断裂原因分析与高频激励试验研究 摘要：为分析某型号动车组一系钢簧断裂的原因，对装配有该钢簧的转向架进行高频激振试验，结合有限元仿真计算，确定钢簧具有72 Hz的固有频率。绘制钢簧频响特性曲线发现，72 Hz频率下的应力幅值约是其余频率激励下的30倍。计算线路枕跨冲击频率...
基于自注意机制胶囊网络的行星齿轮箱故障诊断 摘要：针对实际工程中行星齿轮箱故障数据有限、诊断准确率不高的问题，提出一种基于自注意机制胶囊网络的故障诊断方法。直接将采集到的行星齿轮箱振动信号作为输入，用首层宽卷积层提取浅层特征，过滤输入中的高频噪声；引入自注意机制关注信号关键特征；再...
新型大倍率空气放大器性能影响因素的研究 摘要：为了提高空气放大器的综合性能，设计一种环状多段射流缝隙的新型间隔射流式空气放大器。通过仿真与试验相结合的方法，研究单元数n与闭通比P对卷吸比、输出流量以及内部流动的影响规律。研究结果表明：随着P的增大，间隔射流式空气放大器的卷吸比增...
翼型加厚对桨扇性能的影响研究 摘要：为研究翼型加厚对桨扇性能的影响，通过两种不同的加厚方式对桨扇翼型进行加厚，采用NUMECA软件对加厚前后的对转桨扇进行三维流场数值模拟，对比加厚前后对转桨扇的性能变化。结果表明：在同一飞行状态下，无论是翼型整体加厚，还是只改变翼型最...
航空液压产品三维装配工艺设计技术研究 摘要：为提高航空液压产品装配工艺设计的效率和质量，减少设计成本，提高工艺可视化水平，结合Teamcenter二次开发，提出一种三维装配工艺设计方法。分析航空液压产品装配特点，研究MBOM转换方法、装配序列与装配路径规划方法、装配工艺仿真和...
用于加速度传感器的气动活塞式冲击校准装置研究 摘要：基于比较校准法，研制了用于加速度传感器、包含机械冲击模块、冲击信号生成模块和测量控制模块的气动活塞式冲击校准装置。在关键参数分析计算和重要数学模型建立的基础上，对比不同种类波形发生器产生的冲击曲线结果，确定直径20 mm、厚度5 m...
面向智能驾驶车辆探头清洗的机械式水路分配器设计与研究 摘要：采用机械旋转式结构代替原有的电磁阀结构，设计一种面向智能汽车车辆探头清洗的水路分配器装置。介绍该装置的工作机理与控制逻辑，论述分水器运行结构和功能实现方法。利用ABAQUS仿真软件对分水器的整体结构强度进行校核，结合分析结果对进水阀...
超声振动辅助磨削SiC_f/SiC复合材料的频率和振幅影响研究 摘要：针对超声振动频率和振幅对SiCf/SiC复合材料磨削过程中的磨削力及工件表面粗糙度和微观形貌影响规律不明确的问题，在不同的振动频率和振幅下对SiCf/SiC复合材料开展超声振动辅助磨削试验研究。结果表明：超声振动的引入可以有效降低...
AA2024铝合金板料敲击式渐进成形性能研究 摘要：为了探究合适的数控渐进成形工艺参数范围，确定更优的敲击式渐进成形性能方案，通过单因素试验法研究振幅、频率、工具头直径和层进给量4个因素对AA2024铝合金板料成形性能的影响规律。试验结果表明：与传统的增量成形方式相比，敲击式渐进成形...
基于图像处理方法的小鼠足部压力数据处理 摘要：针对现有足部压力采集设备采集到的压力影像含有噪声以及分辨率低的问题，提出卷积阈值去噪算法和边缘响应插值算法进行改善。使用基于柔性压力传感器阵列的压力采集板采集小鼠足部的压力矩阵数据，利用所提出的卷积阈值去噪算法对含噪压力矩阵进行去噪...

基于GA-LSTM的轮轨力连续测量研究 摘要：为降低连续测力轮对在横向力和垂向力解耦过程中产生的系统误差，基于神经网络的原理，提出一种基于GA-LSTM的轮轨力连续测量方法。研究表明：相比于GB/T5599—2019中的轮轨力测量方法，本轮轨力连续测量方法具有更高的精度和效率。...
变构型三栖机器人的控制与仿真模型研究 摘要：为了丰富三栖机器人的系统解决方案，基于现有的三栖设计方案优缺点和特性提出新型变构型三栖机器人方案，针对空中、地面和水面3种不同的运动环境，研究对应的动力学模型和控制模型，并对模型进行仿真实验。结果表明：该控制模型可以对三栖机器人进行...
基于多轴自注意力的无人机避障模型 摘要：针对无人机在飞行过程中容易因旋翼碰撞而坠毁的问题，提出利用改进的图像识别模型实现自动预警。将瓶颈多轴自注意力模块（BMSA）嵌入到图像识别模型中进行改进，提升模型对细小物体的识别准确率。多轴自注意力层在低分辨率阶段替换原本卷积层，使...
航空液压壳体零件三维设计变更检查及更改文件生成 摘要：为了提升航空液压壳体零件三维设计变更检查的效率，并解决传统更改通知单信息表达不够直观的问题，设计了航空液压壳体零件三维设计变更检查自动化及更改信息可视化表达方案。研究基于图匹配的特征识别技术，定义设计特征最短搜索路径和主方向属性，提...
某型航空发动机双转子系统碰摩分析及挠度抑制方法研究 摘要：针对航空发动机的碰摩故障，建立某型航空发动机转子系统三维有限元模型，进行临界转速计算、低压转子瞬态响应和双转子系统碰摩风险分析；进行双转子系统碰摩响应计算，得出双转子系统碰摩工况和位置识别；采用限位轴承进行挠度抑制。结果表明：双转子...
过冷大水滴运动和撞击特性数值模拟 摘要：为了更准确地模拟过冷大水滴在结冰部件中的撞击特性，基于LEWICE模型和Trujillo模型的过冷大小滴撞击模型，以NACA23012翼型为研究对象，通过Fluent软件的二次开发功能，考虑大水滴运动中变形以及撞击中反弹/飞溅的影响...
基于林地综合代价地图与开拓优化机制的改进蚁群算法 摘要：针对传统蚁群算法在林业机器人路径规划中未能考虑林区地形与地表状态，且收敛速度慢，易陷入局部最优的问题，提出一种基于林地综合代价地图与开拓优化机制的改进蚁群算法。基于林区地形地表构建林地综合代价地图；在蚁群搜索阶段中引入开拓优化机制；...
基于人工神经网络的离心泵空化故障诊断 摘要：为了研究离心泵空化故障诊断问题，探究人工神经网络在该问题上的预测效果，通过数值仿真的方法对离心泵流场进行模拟，采集不同状态下流场内各点压力值及工作点作为输入特征，以旋转区域气体体积分数为标签特征，对离心泵空化状态进行神经网络建模。使...
挖掘机斗杆结构应力神经网络建模 摘要：为了研究斗杆结构应力神经网络建模方法，在分析不同典型工况下斗杆结构的应力分布特征基础上，确定斗杆结构的应力特征截面，分析斗杆结构各尺寸参数对各特征截面应力的灵敏度，据此确定斗杆结构应力神经网络模型的输入变量，进行结构应力神经网络建模...
基于粮面形貌的平粮方法研究 摘要：为了实现粮仓内粮堆的快速平整，提出一种基于粮面形貌的平粮方法。根据粮面形貌的高度标准差制定粮面平整性指标，并将其作为平粮作业完成的判断依据；为了让平粮机器人能够实现自动化、智能化作业，提出采用基于蚁群算法和多运输调度的粗平路径规划算...
基于粒子群算法的二维不规则排样 摘要：针对工业生产中常见的二维不规则排样问题，提出运用粒子群算法求解的方法。将BL算法和NFP算法结合，作为排样定位策略；对工件的入排顺序和入排角度进行编码，进行粒子群算法优化求解，并通过交叉替代传统的插值改进粒子位置更新过程，满足排样的...
基于距离哈希的稀疏点集快速匹配算法研究 摘要：针对不同坐标系下部分重叠的稀疏坐标点集，提出一种基于距离哈希的同名点快速稳健匹配算法。将各点与其邻近点的距离关系映射成一个二进制码身份标签，通过身份标签相似度计算，找出两个点集中满足设定阈值的候选匹配点对，从而建立初始匹配关系。据此...
基于修正雅可比旋量模型的C形闩机构偏差分析及优化 摘要：使用基于修正雅可比旋量模型的容差分析方法，对引导锁C形闩机构中C形闩的安装位置、运动精度进行分析，与3DCS软件结果进行对比，验证方法适用性。引用机器人运动学相关理论，将静态容差分析拓展到动态容差分析，对C形闩在运动过程中的位置精度...
高速角接触球轴承性能仿真及应用研究 摘要：为了在轴承使用前分析研判其在特定工况下的承载工作能力，基于某型高速角接触球轴承的特定工况，分别从急加减速过程、非稳态工作时润滑状态、保持架动态特性和强度、最佳预紧力等4个方面开展仿真研究，针对出现的影响轴承稳定工作的现象进行分析，对...
管材多辊弯曲成形及其回弹有限元分析 摘要：为探究弯管成形过程中回弹的影响规律，提高加工精度，以6061-T6铝合金管材为例，利用ABAQUS有限元软件进行仿真实验，探究弹性模量、泊松比、管壁厚度等材料参数和送料速度、摩擦因数等工艺参数对管材弯曲回弹的影响。结果表明：在3项材...
有限元连接方法在某无人飞行器建模中的应用 摘要：针对复杂飞行器在有限元建模中将不同结构连接的问题，对惯性释放计算方法进行验证；基于某无人飞行器的整机结构平台，分别采取1d单元、接触和共节点3种有限元连接方法实现对不同结构连接，比较每种方法的建模和计算效率以及计算结果。验证表明：在...
PBNR试验和仿真对整车声学包影响分析 摘要：声学包是控制车内噪声的主要途径之一，PBNR是综合反映车辆的隔声能力、吸声能力和密封水平的指标。以某款SUV为研究对象，试验测试PBNR和SEA整车模型仿真分析PBNR数据对比，在SEA模型上进行贡献量分析，找出薄弱部位，对前围过孔...
基于扰动观测器的弹药提升装置模糊滑模控制 摘要：针对某新型弹药提升装置位置控制过程中负载变化和外界扰动等带来的不确定性问题，提出一种基于扰动观测器的模糊滑模控制策略。引入扰动观测器对复合干扰进行在线估计和前馈补偿；由于系统参数的不确定性，很难对系统进行精确建模，利用模糊逻辑逼近数...

蛇形管道机器人设计与轨迹跟踪算法实现 摘要：蛇形机器人模仿蛇的身体结构与运动机理，具有体积小、自由度多等特点，在复杂环境中表现出优秀的运动性能。设计一种适用于狭小管道环境的蛇形机器人，采用模块化的构型，机器人共拥有5个自由度。利用Denavit-Hartenberg方法对机器...
基于改进粒子群优化的水下机器人足端轨迹规划 摘要：针对多项式插值轨迹规划阶次高、面对多个限制条件时优化运算量大等问题，提出水下机器人关节空间基于改进粒子群优化方法，设计以时间最优为目标的5次多项式插值轨迹规划算法。用Fluent求得腿部水阻力系数后，建立多个约束条件方程，通过更改搜...
狭小检测空间下多传感融合四足机器人自主导航策略 摘要：针对狭小检测空间的机器人巡检任务需求，提出多传感适时融合的小型四足机器人自主导航策略。采用惯性测量单元和激光测距传感器进行卡尔曼适时融合滤波获取机器人位姿；引入模型预测控制实现对期望路径的高精度鲁棒跟踪，完成机器人狭小空间内的自主导...
基于改进 YOLOv8的电梯内电动车识别方法研究 摘要：针对电梯内电动车识别存在效率低下、精度不佳的问题，提出一种结合AUGMIX图像增强技术和改进YOLOv8模型的电动车识别方法。将变形卷积层和动态稀疏注意力机制融入YOLOv8，识别更精确和高效。实验结果表明：改进后算法模型的精确率、...
可变桨距四旋翼飞行器姿态控制教学设备 摘要：针对传统四旋翼飞行器为固定桨距变转速的控制方式，在实际教学中存在非线性、响应慢等问题，给学生完成控制实验带来困难。为达到更好的教学效果，设计与开发一个可变桨距四旋翼飞行器的姿态控制设备，实现了定转速变桨距的控制方式，并完成了基于串级...
倾转旋翼无人机过渡段控制策略研究 摘要：针对倾转旋翼无人机过渡段的纵向控制问题，以某型倾转旋翼无人机为研究对象，综述了国内倾转旋翼机的发展趋势。利用Rotorlib软件建立倾转旋翼无人机的6自由度刚体模型；通过频域和时域对过渡段的特性进行分析，设计出过渡段的舵面操纵分配策...
一种面向工业应用的机器人回位方法 摘要：针对工业机器人作业过程中非正常停机引起位姿处于未知状态而导致机器人无法从停机位置自动返回初始位置的问题，提出一种工业机器人的回位方法。设计机器人回位路径，结合k-近邻算法、构造回位空间以及空间分类阈值对机器人的位姿信息进行分类化处理...
并联机械手冗余最小误差识别及校准实验验证 摘要：针对并联机械手的运动精度，以某三自由度主轴头为例，提出一种基于最小误差模型的运动精度校准方法。通过消除冗余几何源误差，建立包含最少几何源误差的最小误差模型，采用蒙特卡罗法模拟进行几何源误差灵敏度分析，研究各几何源误差对终端精度的相对...
轨道交通车辆吹扫机器人智能路径规划研究 摘要：针对城市轨道交通车辆吹扫机器人路径规划问题，提出一种基于CHNN神经网络的全覆盖路径规划算法，综合机器人运行方向上障碍物信息与吹扫信息建立栅格地图，采用矩形分解法将整个工作空间划分为不同矩形子区域，在各子区域内基于栅格信息分别得到全...
基于内模控制的喷射成形漏包液位时滞控制策略 摘要：针对喷射成形漏包液位系统的时滞问题，研究了漏包液位系统的控制策略，提出基于神经网络辨识模型的内模控制方法。根据漏包液位系统存在饱和模块的特点增加辅助控制器，改进了内模控制结构。为了获得系统的正、逆模型，提出基于粒子群优化的RBF神经...
喷射成形中的下级雾化器参数优化 摘要：针对喷射成形锭坯的孔隙较大问题，研究了下级雾化器参数优化策略。基于下级雾化器参数对气流场的影响规律控制熔滴的状态变化，以此来减小锭坯的孔隙。针对不同的下级雾化器的顶角、喷嘴直径和雾化气体压力，分析气流场的变化，得到这3个参数对气流场...
“Λ”型凸台对低隔道亚声速S弯进气道的流场控制研究 摘要：针对某无人机进气系统低隔道亚声速S弯进气道出口流场畸变较大的问题，研究一种利用隔道内置“Λ”型凸台生成反向涡抑制出口畸变的流场控制手段。通过数值仿真分析“Λ”型凸台结构对抑制流场畸变的作用机制，给出不同来流条件下凸台结构参数对进气道...
基于X射线无损探伤的输电线路耐张线夹缺陷检测 摘要：针对输电线路耐张线夹的缺陷检测存在图像清晰度低、错误检出率低和工作量减少率低的问题，提出基于X射线无损探伤的输电线路耐张线夹缺陷检测方法。采用X射线无损探伤技术获取输电线路耐张线夹图像，结合Retinex图像增强算法和经验模式分解...
自动驾驶仿真测试场景库体系建设方法综述 摘要：基于自动驾驶仿真测试场景库可以有效加速测试进度，提高测试的安全性和覆盖度。对自动驾驶中的场景进行分析，论述了相关的场景定义、场景元素以及场景来源；对场景中的数据处理、特征提取、场景聚类进行描述，总结提出自动驾驶测试仿真场景库的体系搭...
考虑城市交通环境的多模式自适应巡航控制策略 摘要：为了适应城市交通环境，提出多模式自适应巡航控制策略。在上层控制器中，设计恒速巡航、稳态跟随、接近/变道、强加速、强减速和避免碰撞6种模式策略；下层控制器采用PID控制结合查找表方法，设计油门控制器与制动控制器之间的过渡区。仿真结果表...
反应堆内置式控制棒滚动轴承磨损寿命的自动预测 摘要：提出一种反应堆内置式控制棒滚动轴承磨损寿命自动预测方法，通过研究滚动体间的接触关系计算滚动轴承内部滚道的接触力，根据轴承的磨损形式和内部滚道的接触力计算径向游离缝隙增量，将其作为评估滚动轴承磨损程度的指标计算得到磨损速率。结合轴承的...
重载铁路货车机械零件与踏面损伤图像检测方法 摘要：当前重载铁路货车的机械零件与踏面损伤以人工检测为主，受到零件所在区域和角度以及人工主观性的影响，检测准确率有待提升。提出一种重载铁路货车机械零件与踏面损伤图像检测方法。采集重载铁路货车的机械零件与踏面图像，采用同态滤波方法消除图像中...