机械制造与自动化

2024年06期

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双月刊

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准零刚度非线性低频隔振器理论研究及应用 摘要：隔振器在各行业中得到广泛应用，传统线性隔离器因其简单、低廉、高可靠性和鲁棒性被广泛应用于工业中，然而由于其仅能够在激励频率大于2倍固有频率时才能有效抑制振动，故存在静态承载能力和低频隔振性能之间的固有矛盾。近几十年来发展起来的非线性准...

一种用于滑块磨床的双导程进给系统静动态特性分析 摘要：以一种应用于某滑块磨床的双导程进给系统为对象，对该双导程进给系统进行了介绍；基于Workbench对滑块磨床中的y轴双导程进给系统进行了静动态特性仿真分析。分析结果表明：静态特性方面，该进给系统最大应力约为1.65MPa，最大变形约为...
基于流固耦合的空调分歧管应力分析 摘要：基于ANSYS Workbench分析平台，采用流固耦合的计算方法，对空调分歧管的断裂进行分析，探讨410A氟利昂流场速度分布，分析空调分歧管的变形和等效应力分布，对分歧管出现裂纹的位置进行应力分析和强度评定。结果表明：空调分歧管的最...
飞机复合材料结构装配中的力学行为研究进展 摘要：复合材料的综合性能优异，被广泛应用于现代飞机结构中。但受限于其较大的成型偏差和较弱的层间性能，在装配过程中复合材料结构往往出现局部应力过大甚至结构损伤的现象。在结构几何外形满足精度要求的同时，为了保证复合材料装配结构的完整性和力学性能...
间隙对外部激励下轨道车轴轴承内圈动态特性的影响 摘要：根据轴承HM803149运行动力学特征，对轴承内圈不同工况下响应性能开展仿真分析。研究结果表明：随着轴向间隙持续朝负向增加，滚子极限角增大，更多滚子受到载荷作用，直到最终所有滚子都承受载荷。逐渐增大载荷后，轴承间隙时域波形呈现同样变化...
基于机器学习的螺栓连接接触状态实时预测 摘要：螺栓连接系统界面间的接触状态是衡量其工作状态和密封性能的重要指标。由于受到较强接触非线性和过多耦合变量的影响，接触应力分布的实时预测依然是一个难题。借助机器学习的方法，将复杂的螺栓连接问题封装在后台运算里，最终呈现出一个简单的能够实时...
双转轴支撑装置的运动学分析与误差补偿 摘要：风洞试验是飞行器研制发展过程中不可缺少的环节，双转轴支撑装置是应用于风洞采集飞行器实验数据的关键设备。根据双转轴支撑装置的结构特点，建立风洞试验用双转轴支撑装置运动控制的数学模型，得到机构角和飞行器模型角的运动学解析函数。在Matla...
高温合金GH4169铣削表面粗糙度工艺参数优化研究 摘要：为获得理想的高温合金GH4169铣削表面粗糙度，设计GH4169铣削正交试验，建立表面粗粗度预测模型，利用相对灵敏度分析工艺参数对表面粗糙度影响的主次顺序，通过趋势图分析工艺参数对表面粗糙度影响机制及影响趋势；提出工艺参数优选区间确定...
五轴机床后处理非线性误差精确插补算法 摘要：针对五轴AC双转台数控机床后处理存在的非线性误差问题，提出一种精确插补算法。采用齐次变换矩阵实现机床逆解，采用旋转量最小法筛选多解。对于常规非线性误差采用矢量插补，对于奇异非线性误差采用线性插补，将插补产生的新非线性误差精确控制在目标...
轧辊等离子堆焊再制造研究现状与展望 摘要：轧辊是轧机的重要部件，其性能的好坏对轧钢质量有着很大影响，失效轧辊再制造是轧辊制造业需解决的技术难题和发展循环经济的有效途径。轧辊再制造是运用表面处理技术对失效轧辊进行修复以达到或超过新产品性能的绿色制造工程。简述轧辊的失效原因和主要...
西门子机床在线检测头的调试及宏程序应用 摘要：针对西门子机床在线检测头安装应用过程的难点和关键技术问题，分析雷尼绍测头和信号接收器的基本结构，阐述其装配方法以及与机床的线路连接、参数设置和数据通调试方法等；调试测头与接收器的光电信号对码，建立测头和接收器之间的信号同步通信；检验装...
三自由度农业推土机关节摩擦副动力学分析 摘要：为研究当前农业机械推土机工作装置关节摩擦副受力过大、挤压磨损严重影响作业效率问题，以某企业生产的24 t推土机铲斗与斗杆铰接处关节为研究对象，利用虚拟样机技术模拟工作装置在偏载冲击工况下关节动态受力变化；采用ABAQUS对关节处强度进...
基于PIV测试的径向入流旋转盘腔流动特性研究 摘要：将PIV技术应用于压气机径向入流的简单盘腔中，使用实验研究旋转雷诺数和流量系数对于盘腔内部旋流数以及流场的影响，得到入口旋流数Cin随罗斯比数Ro变化以及非线性修正系数Ki随湍流参数λ变化的拟合公式；提出OWEN等人模型的修正方法，使...
高速动车组车体地板异常振动分析 摘要：随着动车组运营速度越来越快，车体越来越重视轻量化设计，设计是否合理对运行过程中车辆的平稳性和舒适性的影响有待研究。利用多体动力学软件SIMPACK建立带木地板车体的刚柔耦合动力学模型，计算磨耗轮状态下带木地板车体的平稳性和舒适度，对车...
面向齿面磨损模型的弧齿锥齿轮动态传动误差分析 摘要：研究服役期间的车用弧齿锥齿轮齿面磨损，对各个载荷与磨损状态下单齿和全齿磨损的齿轮构建传动误差曲线，判断载荷与磨损程度引起的弧齿锥齿轮动态传动误差变化。优化齿轮的关键参数，利用非线性分析方式研究齿轮的动力学特性。研究结果表明：提高齿面磨...
基于变形补偿的激光选区熔化制备空心叶片技术研究 摘要：受到激光选区熔化成型机制的影响，其制件中存在较大的残余热应力和变形，容易导致零件制造失败。为了解决SLM制件热应力变形的问题，以SLM制备的316L不锈钢空心叶片为研究对象，使用固有应变法对其进行残余应力和变形仿真，提出一种基于体素仿...
高速重载油气润滑主轴温度场特性的研究 摘要：以落地式铣镗加工中心主轴为研究对象，利用SolidWorks软件中的Simulation模块研究主轴转速、压缩空气流量等参数对主轴温度场变化的影响。分析结果表明：轴承内圈与滚珠接触区温度最高并向外辐射，油气润滑喷嘴靠近此区域；轴承温度...
通风管道弯头加装导流片对流噪声的影响 摘要：针对空调通风系统部件弯头流噪声问题，以管道出口处的流噪声为分析对象，基于有限元方法研究通风管道弯头内布置导流片对管道内部流场及出口流噪声的影响，探明导流片形状及数量参数的作用规律。模拟分析结果表明：管道出口处的流噪声是由于管道中湍流产...
基于变刚度支承的转子系统减振策略设计与试验研究 摘要：为解决转子系统半主动振动控制中支承刚度变化策略设计问题，研究一种基于伪稳态响应的支承刚度变化策略优化设计方法。建立带有时变刚度支承的结构集总参数模型，利用等效线性化理论推导时变刚度支承的等效刚度与等效阻尼，结合转子系统动力学方程得到伪...
基于数字孪生的产品全生命周期管理研究 摘要：数字孪生技术作为产线物理空间与虚拟空间的数据交互渠道，对于磁性材料的全生命周期管理有着重要的作用。对产品的全生命周期进行管理，设计产品全生命周期的数字孪生体架构；对全生命周期中的产品研发、产品生产过程、产品维护三大阶段进行数字孪生建模...
基于HB-AFT方法的水轮发电机组转子-轴承系统振动特性分析 摘要：水轮发电机组在运行过程中会发生水轮机水力振动状况，形成突出特征的轴系振动故障。为了进一步分析发电机组转子-轴承系统振动特性，设计一种基于HB-AFT方法的振动信号分析方法。研究结果表明：周期运动结果跟R-K方法计算结果达到了良好吻合度...

复杂装备全生命周期多源异构数据融合技术研究 摘要：提出一种融合框架和方法，用于解决复杂装备全生命周期数据的多源异构性带来的数据冗余、不一致和索引困难问题。该框架包括自上而下的数据模式融合、自下而上的数据实体模式生成和动态融合全生命周期数据层3个步骤。通过建立顶层数据模式、生成数据实体...
气动电磁阀设计及动态特性仿真研究 摘要：根据气动电磁阀技术指标，基于AMESim进行模型仿真，确定电磁阀的结构尺寸和动态响应时间参数。结果发现电磁阀的关闭时间为66 ms，远大于技术指标中响应时间≤10ms的要求。通过分析发现影响电磁阀关闭时间长的主要原因是：电磁阀在关闭过...
滚动轴承滚道故障演化的动力学建模与响应分析 摘要：对滚动轴承滚道故障演化过程的振动特性及应力特性进行分析，在充分考虑径向载荷、转速、摩擦等影响因素的前提下，通过ANSYS/LS-DYNA建立滚动轴承的二维全柔性显式有限元模型，进行外、内滚道故障演化情况的仿真分析。分析结果表明：计算得...
螺纹抽钉自动组装系统设计 摘要：针对多规格螺纹抽钉的自动化批产需求，分析螺纹抽钉结构和装配工艺特点，基于模块化思想设计一种螺纹抽钉自动组装系统，实现自动上料、定位、组装及检测等功能，具有结构紧凑、可靠性高和实用性强的特点。关键词：非标设计；自动化装配；螺纹抽钉；自...
基于MSSMOTE-CNN模型的空调冷水机组故障诊断 摘要：针对冷水机组运行过程中数据类别不平衡问题，提出基于马氏距离进行“三角”区域插值的MSSMOTE方法对故障数据进行扩充，将得到的数据输入CNN模型进行训练，实现对冷水机组中7种故障的诊断。在不同扩充比例下和同一种数据类型下分别进行仿真测...
轨道车辆检测系统点云数据仿真方法研究 摘要：激光雷达可以通过激光脉冲对目标区域进行密集采样来快速生成三维点云，三维点云数据能够有效地用于环境三维重建、障碍物检测等算法，但轨道车辆在地铁环境下，采集到符合算法要求的激光雷达数据是一项非常具有挑战性的任务，需要消耗大量人力、物力。针...
基于足底压力信息的数据采集系统设计 摘要：步态识别对于航天医疗康复和助老防摔领域研究具有积极作用，准确、规范的足底压力信息是完成步态识别的基础。通过设计足底压力信息获取系统，完成足底压力数据的采集、处理等工作并实际应用。从相关器件选型、传感器布局分析、硬件和软件模块等多方面进...
基于FDM的 3D打印机喷头系统热分析 摘要：基于FDM技术的3D打印机喷头系统热分析的思路，利用ANSYS Workbench有限元分析法，针对2种不同材料、2种不同喉管截面积和5种环槽宽度共9种比较方案，进行喷头系统热分析。结果表明：喷嘴出口处变形最大，接触部分的温度最高，上...
基于模态试验的碳纤维复合材料参数识别 摘要：提出一种碳纤维复合材料参数识别的方法，以层合板单边约束模态试验获得的模态数据为基础，将实测频率与有限元计算频率之差的平方和作为目标函数，把参数识别问题转化为优化问题。对材料参数进行敏感性分析，通过遗传算法识别出复合材料层合板的材料参数...
智能组合秤主振机给料装置模态分析 摘要：介绍主振机的工作原理，设计主振机给料装置的结构，采用SolidWorks进行3D建模，导入ANSYS Workbench软件建立有限元模型；采用四面体网格划分方式并在圆角处进行加密划分；设置全约束的定义方式，采用模态求解器进行模态分析...
基于鞭打性能的座椅靠背型面优化方法 摘要：为降低追尾时的挥鞭伤危害，提出一种座椅靠背型面优化方法，论述该方法对头后间隙的影响机制。基于该方法对某款座椅的鞭打性能进行优化，根据CNCAP规程进行试验验证。结果表明：该方法对座椅造型的影响程度较小，优化目标与试验结果吻合较好，假人...
基于自适应Morlet小波和WOA方法的牵引齿轮箱故障诊断 摘要：为提高轨道交通牵引传动系统用齿轮箱早期故障诊断能力，开发一种Morlet小波自适应参数字典算法，可以实现局部分割与整体数据进行全局分析的功能，通过鲸鱼优化算法自主计算小波字典数据。根据正交匹配追踪结果对振动信号开展稀疏分解，以包络谱分...
基于数值模型的螺栓预紧力对板间微动行为影响研究 摘要：螺栓预紧力是影响搭接件疲劳特性的重要参数，不同预紧力大小影响结构内部应力分布及疲劳微动特征。建立2024铝合金叠层板搭接试件螺栓连接预紧及试件拉伸的数值模型，分析不同预紧力作用下试件内部受力及叠层间微动特征。结果表明：螺栓连接可以改变...
基于CFD热分析的动力电池包基础模组优化设计 摘要：以某型电动汽车在综合工况条件下续航里程需求为目标，基于18650单体锂离子电池设计一组34串36并的动力电池包。为实现对整体动力电池包热管理优化，对其中一个基础并联模组进行热管理分析，散热方式采用强制风冷并行通风；对18650单体电池...
基于融合波动抑制的机械零件图像智能分类算法设计 摘要：为提升图像分类效果，提出双目加权模型融合波动抑制的机械零件图像分类算法。对图像进行小波分解，获取高频分量，重构处理后的分量得到去噪图像。将去噪后的图像分解为拉普拉斯金字塔序列，通过平均梯度和区域能量融合系数融合图像，引入双目加权模型完...
基于模糊层次的电能计量装置运行状态自动评估方法 摘要：为准确判断电能计量装置运行状态，提出基于模糊层次分析的电能计量装置运行状态自动评估方法。利用DEMATEL法选择电能计量装置运行状态自动评估指标并采集指标对应的数据。计算指标权重并利用模糊综合评价法计算得到评估值，按照最大隶属度原则，...
高空作业防坠器防坠制动状态监测与预警方法 摘要：当前防坠制动状态监测过程较为被动，以事故发生后的传感信号识别为主，忽略了事故发生前制动绳的冲击力学特征，导致预判性差。为此，提出一种引入制动绳冲击力学特征的高空作业防坠器防坠制动状态监测与预警方法。针对防坠器制动绳冲击力学展开分析，将...

风雪环境高速列车转向架区域积雪问题研究与优化 摘要：基于Realizable k-epsilon湍流模型和离散相模型，对100 m/s（高铁速度360 km/h）运行车速条件下，高速列车转向架区域空气流场变化、积雪问题和防积雪优化进行数值计算和分析。研究结果表明：转向架区域内存在大量低...
微型轴流风扇叶尖非定常流动控制的参数研究 摘要：在微型涡扇发动机中，由于发动机尺寸的减小，风扇中以叶尖泄漏涡系为主的流动损失问题较为突出，影响了风扇的稳定工作范围。采用一种被动式非定常流动控制方式，即机匣开孔并通过自循环引气方式实现非定常激励来改善风扇叶尖流场；通过CFD数值模拟的...
模块化微小零件精密装配自动化设备研制 摘要：微小零件具有尺寸小、质量轻等特点，装配过程中存在操作困难、难以实现自动化等问题。所研制的微小零件自动化精密装配设备采用模块化的设计方案，通过模块间的相互配合实现自动上下料、自动点胶、基于机器视觉的精密测量、微小零件操作等功能。设计配合...
基于力导向算法的国产继电保护装置热优化方法 摘要：为保证变电站继电保护装置的运行可靠性，突破原有仅凭经验进行热设计与分析的局限，对国产核心芯片与板卡进行精准建模，采用力导向算法优化热源布局。通过精细化热分析及实验验证表明：本方法改善了板卡局部热点与温度梯度分布，增加了国产化继电保护装...
基于跨模态特征融合的RGB-D花椒图像显著性检测 摘要：针对现有显著性检测模型无法有效地协同花椒枝干彩色图像和深度图像特征，建立基于注意力的RGB-D图像花椒枝干显著性检测模型。由两个单流卷积网络分别提取彩色和深度图像特征；设计基于空间和通道注意力机制的跨模态融合模块，用于融合多尺度的彩色...
基于人工蜂群算法的冗余机械臂逆运动学求解 摘要：利用D-H法对冗余机械臂建立运动学模型，通过坐标系的转换得出正运动学的解；探讨人工蜂群算法对7DOF机械臂运动学求解的有效性，使用人工蜂群算法对冗余机械臂进行逆运动学求解，构造以位置误差以及求解时间为目标函数来寻求最优解；以最小位置误...
基于ARM的测力轮对标定试验台控制系统研究 摘要：针对现有测力轮对标定试验台控制系统的发展现状，设计一种基于ARM的测力轮对标定试验台控制系统。完成控制系统硬件电路的设计和软件功能的开发，实现液压加载控制、伺服电机控制等功能，并对相关功能进行测试。结果表明：基于ARM的测力轮对标定试...
变负载下变速永磁同步发电机混沌控制研究 摘要：永磁同步发电机在变负载的影响下容易出现控制阈值模糊行为，影响机电系统的稳定。设计一种变负载下变速永磁同步发电机混沌控制方法。通过简化定子电流、定子电压等参数，由机械能转化为电能这一动态过程，计算电机磁通量。利用磁通量建立同步发电机实时...
密集非稳状态时间下机械液压立体停车装置高精度控制方法 摘要：液压立体停车装置的车位控制是一个主动机械升降控制过程，仅以用户等待时间为约束条件的方法，在车辆密集程度呈现非稳状态下，存在控制精度较差等缺陷。设计一种车辆密集非稳状态时间下机械液压立体停车装置高精度控制方法。分析机械液压立体停车装置中...
抗蛇行减振器失效对地铁运行平稳性影响的试验研究 摘要：为研究抗蛇行减振器失效对车辆运行平稳性的影响，选择尚未投入运营的地铁车辆，通过拆除抗蛇行减振器的方式模拟其故障工况，对拆除抗蛇行减振器前后车辆的运行平稳性和振动特性进行线路试验研究。试验结果表明：拆除抗蛇行减振器对车辆运行平稳性有显著...
残差胶囊网络在旋转机械故障诊断中的应用研究 摘要：针对旋转机械中的故障诊断需求，在传统的胶囊网络中引入残差块和模糊C均值聚类算法，构建残差胶囊网络故障诊断模型。在残差胶囊网络的基础上，引入注意力机制和G-K动态路由算法，构建注意力胶囊网络故障诊断模型。仿真分析表明：两种模型都能对故障...
明确观察状态下的高精度步进电机伺服系统自抗扰控制 摘要：高精度步进电机机械驱动系统的非线性特性会影响系统的状态特征，导致正常运行状态不明确。为此，提出高精度步进电机伺服系统自抗扰控制方法。对电机伺服系统展开结构分析，以此为基础确定系统电压、负载转矩等相关参数。开展步进电机伺服系统动力学分析...
基于PID参数优化的机械臂末端异常振动控制 摘要：当机械臂停止工作后，因柔性会产生残余振动，使得机械臂末端振动出现异常，不能精准到达期望位置。为了有效控制机械臂末端异常振动，提出基于PID参数优化的机械臂末端异常振动控制方法。计算机械臂末端位置与期望位置之间的差异，根据该差异确定控制...
基于力矩负反馈的柔性关节机器人自适应分层滑模控制方法 摘要：因柔性关节机器人自身动态特性较强，难以捕捉线性变化特性，控制输出力矩稳定性较差。提出一种基于力矩负反馈的柔性关节机器人自适应分层滑模控制方法。分析机械臂与关节动作之间线性变化关系和惯性规律变化，引入自适应方法，建立慢变子滑膜控制规律函...
IDC安防巡检机器人网络监控告警系统设计 摘要：IDC安防巡检机器人的网络监控系统拓扑结构复杂且存在盲区，以整体思路设计的告警系统可能导致机器人无法准确监测到所有的安全事件或异常情况。提出基于分布式Hadoop的IDC安防巡检机器人网络监控告警系统设计。引入HDFS体系结构及Map...
基于T-S模糊故障树的液压旋挖钻机缓冲平衡阀故障诊断方法 摘要：为了准确、高效地识别液压旋挖钻机缓冲平衡阀故障，提出基于T-S模糊故障树的液压旋挖钻机缓冲平衡阀故障诊断方法。分析液压旋挖钻机缓冲平衡阀结构，建立运动学方程，对其旋挖运动特性展开分析。设计T-S模糊门，根据液压旋挖钻机缓冲平衡阀现场的...
一种机场异物探测的伺服转台设计 摘要：设计一款用于机场跑道异物探测的一维伺服转台，其具有质量轻、体积小、可靠性高、定位精度高的特点。介绍转台的总体设计，包含指标要求、轻量化台体布局和驱动机构设计、负载参数计算等；进一步介绍转台关键结构件设计；基于确定的转台结构进行有限元仿...
基于增强稀疏分解的发动机叶片监测振动辨识 摘要：以往将应变片贴在叶片外表的监测方法仅可对少许叶片的信号进行监测，且信号传输难度较大。为此设计一种基于增强稀疏分解（ESD）的发动机叶片监测振动辨识方法，开展非欠采样和欠采样状态下的振动信号辨识研究。研究结果表明：非欠采样振动下，相比较...