中国机械工程

2025年11期

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《中国机械工程》由中国科协主管、中国机械工程学会主办，是中国机械工程学会会刊，是中国机械工程领域的权威期刊。曾入选国家期... 展开

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多工况下气体减压阀特性试验研究 摘要：气体管路系统中常使用减压阀来控制下游压力，目前常规小型减压阀的降压幅度较小，难以满足超高压下的降压需求。提出了一种超高压条件下输出压力可调的小型减压阀，其输入压力为 19～ 60MPa ，输出压力为 7～13MPa 。通过建立试验平台...
基于反演法的永磁电机定子等效建模方法 摘要：永磁电机的定子铁芯和绕组结构复杂，在进行振动噪声有限元仿真时，如果不进行等效处理，会影响振动噪声仿真计算精度。基于反演法，开展定子部件的模态试验，得到定子结构在绕组装配前后的 2～4 阶典型圆柱模态。根据试验结果，建立精确的定子铁芯仿...
考虑气体溶解和温度的油气悬架输出特性研究 摘要：考虑到车辆行驶过程中油气悬架气体溶解、温度变化的问题，以某型号油气悬架为研究对象，结合亨利定律修正了油气悬架输出特性数学模型，分析其在不同激励信号下的输出特性。搭建油气悬架输出特性测试试验台，分别开展不同阶跃和正弦信号激励下油气悬架的...
基于最优伪维格纳-维尔分布方法的载荷谱编辑研究 摘要：为提高载荷谱编辑的质量，研究利用伪维格纳-维尔分布(PWVD)方法编辑载荷谱。根据最小聚集性度量参数原理确定载荷谱的最优PWVD矩阵，计算载荷谱的瞬时能量分布并以此为依据删除小损伤载荷，生成压缩后的载荷谱。研究结果表明，基于最优PWV...
连续可调行星齿轮超材料非线性动力学 摘要：设计了一种基于行星齿轮的连续稳态可调力学超材料。研究了超材料优异的力学可调特性，表明所设计的超材料具有广泛的可编程刚度和显著可调的带隙，分析了可调性与结构参数的配置关系；建立行星齿轮超材料的刚柔耦合非线性动力学模型,通过数值模拟研究行...
新型并联复式活齿传动原理及其啮合特性 摘要：单级活齿传动的传动比较小，而串联式活齿传动结构不紧凑且无法实现功率分流传动，为此，提出一种由一级行星齿轮传动和一级平面钢球活齿传动构成的新型并联复式活齿传动装置。介绍了该装置的传动原理及结构，给出了配齿计算方法，推导了双圆弧活齿啮合副...
轴向柱塞泵织构化柱塞副低压程润滑特性研究 摘要：柱塞副的润滑状态是决定轴向柱塞泵使用寿命的关键，因此提出一种织构化柱塞副以降低低压程油膜的失效风险。针对柱塞副的支撑长度可变，基于动态节点网格建立了一种柱塞副织构化表面润滑模型。采用有限差分法对压力方程进行离散处理，通过油膜压力和偏心...
电脉冲辅助硬车淬硬轴承钢表面摩擦学性能研究 摘要：淬硬轴承钢恶劣的硬车加工性能显著降低了工件表面完整性，导致淬硬轴承钢摩擦磨损性能较差。基于电脉冲辅助切削技术开展了电脉冲辅助淬硬轴承钢的硬车实验，研究了其表面完整性和表面耐磨性。研究结果表明，相比于传统硬车淬硬轴承钢，电脉冲辅助硬车淬...
多孔介质动静压机械密封动力学特性研究 摘要：将多孔介质材料与L形流体动压槽相结合，提出了一种多孔介质动静压型机械密封结构，考虑密封端面润滑液膜与多孔介质内流体的传质作用及润滑的空化作用，基于摄动法建立了机械密封的动力学特性数学模型，采用有限单元法求解微扰方程，数值研究了多孔介质...
预变形Jeffcott裂纹转子超谐波共振的动力学响应 摘要：以转子动力学和非线性动力学理论为基础，针对刚性支承的水平Jeffcott裂纹转子，研究1：1内共振条件下系统的2/3超谐波共振的动力学响应。考虑了重力引起的预变形效应和裂纹呼吸行为，建立了由转子预变形引入的平方非线性和立方非线性的系统...
基于扰动观测和摩擦补偿的气动摆角伺服系统滑模控制 摘要：外部不确定扰动与摩擦是影响气动摆角伺服系统控制性能的重要因素（分别引起局部波动与爬行现象）。提出了一种基于扰动观测和摩擦补偿的滑模控制策略，设计一种引入类双曲正切函数和角速度误差项的改进扩张状态观测器对外部不确定扰动进行观测，以提高系...
基于超声谐振挤压膜效应的触觉纹理动态感知及实验研究 摘要：利用调控接触界面的滑动摩擦可以感知变化的触觉纹理特征的机制，基于挤压膜效应提出了一种超声谐振触觉动态感知装置。在挤压膜的高挤压状态下，构建挤压膜效应减摩机制理论模型，通过摩擦因数标定实验建立摩擦调控性能与实际材质纹理的映射关系。研究结...
磁悬浮列车随机非线性最优控制研究 摘要：为提高磁悬浮系统的稳定性，考虑气动升力和悬浮力的非线性特征，建立基于Hamilton理论的受控磁悬浮系统随机微分方程。以可靠度最大、平均首次穿越时间最长和最大LyapunOv指数最小为目标，建立最优控制策略的动态规划方程。研究结果表明...
刚度自调谐宽频动力吸振器设计与试验研究 摘要：为解决传统动力吸振器在外界激振力频率发生偏移时失谐、减振效果急剧下降的问题，设计了一种通过调节自身刚度来改变其固有频率以扩宽吸振频带的新型宽频动力吸振器。对吸振器的吸振及频率调节机理进行了理论分析，采用改进麻雀搜索算法(ISSA)进行...
压力倍放高精感知机构设计方法研究 摘要：针对燃气泄漏工况下燃气自闭阀切断响应滞后的问题，设计了一种基于压力倍放效应的高精感知机构，旨在提高流量异常切断的精度。在通用参数化阶段，探讨了一种压力倍放感知机理并设计了相应的压力倍放单元结构，建立了其阀芯动力学模型和分区压降数学模型...
一种五轴机床旋转轴位置无关几何误差辨识方法 摘要：为快速辨识五轴机床旋转轴位置无关几何误差(PIGEs)，提高旋转轴几何误差辨识精度，提出了一种采用三种球杆仪安装模式的旋转轴PIGEs简便辨识方法。在三种球杆仪安装模式下，通过齐次坐标变换建立了包含安装误差与旋转轴PIGEs的杆长变化...
柔性瓣膜阀锥流道压电泵的设计与试验 摘要：为提高柔性瓣膜阀压电泵的输液性能，结合锥流道的流阻不等特性设计了一种柔性瓣膜阀锥流道压电泵。输水性能测试结果表明，驱动电压(峰峰值)为 300V 时，柔性瓣膜阀锥流道压电泵的最大输水流量、压力差分别为 104.6g/min 和 1.5...
基于热网络法的风电机组主轴承温度场分析 摘要：针对结构型式为三排圆柱滚子的风电机组主轴承的发热温升问题，建立了一种基于热网络法的轴承温度场分析方法。通过对轴承滚子进行切片处理，利用变形协调条件建立轴承的受力平衡方程组，求解得到滚子切片载荷，并对滚子切片与滚道表面之间的滑动运动进行...
变排量对置柱塞泵流通特性研究 摘要：针对工程机械中定量泵功率损失大的问题，设计了一种变排量对置柱塞泵。采用等效建模方法建立了该泵的AMESim仿真模型，采用台架试验验证了模型的有效性。试验结果表明：平均流量的仿真值和试验值的最大误差为 9.30% ，考虑到泄漏和泵阀回流...
基于视觉检测技术和仿形设计的导电滑环轴向接触位置测试方法 摘要：为解决导电滑环弹性合金丝接触位置和距离测量的难题，提出了一种基于视觉检测的轴向接触位置测试方法。设计等效仿形滑环及轴向位置测试装置，应用视觉检测提取弹性合金丝的张角、安装距离及轴向接触位置。试验中，以滑环直径和电刷板安装距离为边界条件...
考虑冗余自由度的六轴机器人光顺运动路径规划方法 摘要：现有的冗余优化方法在六轴机器人执行五轴加工任务时往往未能充分利用机器人的冗余自由度，影响所规划运动路径的光顺效果。提出了一种高效的六轴机器人无碰撞且光顺的关节运动路径规划方法，该方法通过改变每个刀位数据处的冗余变量来生成所有可行的机器...
内花键电解整形阴极导流结构优化与试验 摘要：渐开线内花键由于型面复杂、空间受限等原因，流场的均匀性不易控制，导致电解加工时精度难以提高。针对电解液流动方式、流道结构、加工模式进行分析，设计了阴极导流结构，并基于仿真平台进行流场分析。结果表明，进出液导流结构能够消除涡流等流场缺陷...
基于音爆测量试验的外式天平及支撑装置研制 摘要：为研究飞行器在超声速流场中的音爆特性，针对其气动力载荷的测量需求，研制了一套专用的外式天平及支撑装置，通过采用多部件耦合串联、设置新型混合式惠斯通测量电桥、开展有限元方法分析优化等手段，解决了“传统外式天平因模型压心严重偏离天平元件中...
一种飞行器口盖连接的柔性楔块机构设计与力特性分析及试验 摘要：针对飞行器口盖传统连接方式维修效率低、可重复使用性差等缺点，设计了一种由柔性楔形块和楔形槽组成的楔块机构，利用柔性楔形块铰链转动与楔形槽配合产生的预紧力，以及柔性楔形块和楔形槽上不同直径的螺纹孔实现楔块机构的结合和分离。采用伪刚体法和...

新型刚柔混联连续体机器人运动建模 摘要：针对一种新型软轴拉扭协同驱动的刚柔混联连续体机器人，开展了其运动建模研究。建立了基于分段恒曲率(PCC)并综合考虑多种载荷的运动静力学模型。为求解其高度非线性的逆运动学，构建了一种由牛顿-拉夫逊优化算法(NRBO)优化的反向传播(BP...
基于三维卷积神经网络的微结构性能快速预测 摘要：微结构与宏观结构的显著尺度差异，以及复杂的微观几何构型与基材属性的耦合导致微结构的宏观等效性能分析十分困难。提出了一种基于三维卷积神经网络的微结构均质化弹性张量预测模型。采用水平集方法完成微结构的参数化建模，通过数值均质化计算微结构的...
凸起凹陷特征表面的机器人变位姿喷涂涂层均匀性优化研究 摘要：针对凸起凹陷特征表面喷涂的涂层均匀性优化问题，提出了一种基于变位姿喷涂工艺的喷涂轨迹优化方法。研究了垂直喷涂和变位姿喷涂时凸起凹陷几何参数对涂层均匀性的影响规律，并探讨了适用垂直喷涂方法的凸起高度和凹陷深度范围;针对不适用垂直喷涂的凸...
CAD图形制导的汽车轮毂机器人打磨路径生成方法 摘要：针对轮毂来料一致性差、三维模型缺失、仅有二维CAD图形等问题，提出CAD图形制导的机器人打磨路径自适应生成方法，实现轮毂孔侧缘毛刺的光滑去除。首先，根据CAD主、剖视图点位对应关系快速提取打磨理论路径，并采用二维工业相机获取轮毂孔的实...
基于6D光笔的工业机器人高精度示教方法 摘要：针对目前工业机器人视觉示教方法存在精度较低、对光照敏感和示教范围易受限等问题，提出一种基于6D光笔的工业机器人高精度示教方法。光笔设有三个红外发光标记球，通过固定于机器人末端的红外双目相机捕捉光笔标记球即可获得其3D位置坐标和3D姿态...
基于空间注意力机制U-Net的铣刀磨损在位监测方法 摘要：针对目前基于机器视觉刀具磨损离线测量工作量大、准确度差的问题，提出一种基于空间注意力机制U-Net的加工中心铣刀磨损在位监测方法。首先，搭建了刀具磨损量自动监测实验平台，该平台通过PMC编程，使用NC代码控制主轴定向和旋转角度，实现对...
基于工艺数据规范表达的工艺知识泛化 摘要：航空领域中的长周期、长流程零件的工艺设计知识复用率低，缺乏有效的知识推荐与继承。当前的工艺知识泛化方法主要集中在利用模糊知识、推理算法，克服工艺方法对环境的依赖性方面，这些方法对解决形式化表达的不完备性和不一致性帮助不大。以工艺数据规...
基于网格特征的自动排牙方法 摘要：针对基于点云的深度学习自动排牙方法数据依赖性强、咬合准确度低等问题，提出了一种基于网格特征的深度学习自动排牙方法。设计的模型包括形状编码器、全局特征编码器、特征解码与映射器以及牙齿咬合生成网络。形状编码器从牙齿模型表面的三角网格数据中...

基于多源信息融合的超大型环件轧制过程几何形状分阶段测量模型和方法 摘要：为提高超大型环件轧制几何形状测量精度，提出一种基于多源信息融合的分阶段测量方法。该方法利用三个激光位移传感器实时数据，结合轧制进给和整圆定径阶段特性，分阶段精确测量环件直径增长速度、环心偏移及圆度误差。建立了环件理论直径增长速度模型和...
Ti2AINb基合金热变形行为及加工图研究 摘要：通过等温恒应变速率压缩试验，研究了 Ti2AlNb 基合金在 650～850°C 、应变速率 0.001～1 s-1范围内的热变形行为，并基于动态材料模型理论构建了三维加工图。分析了 Ti2AlNb 基合金的流动应力曲线，建...

船用醇柴双燃料发动机推进特性试验研究 摘要：为了探明船用甲醇动力的特性并为建模仿真研究提供校核数据，对一台船用甲醇-柴油双燃料发动机进行了推进特性试验，对比了发动机在纯柴油模式以及双燃料模式下的经济性、燃烧性能及排放性能。研究结果表明，甲醇的加入对发动机的等效燃料消耗量影响较小...
融合道路曲率前馈的车辆横向控制策略 摘要：针对自动驾驶汽车在道路大曲率弯道下跟踪精度不高的问题，聚焦于道路曲率对横向控制策略的影响，分别从车辆模型建模、横摆稳定性和时域优化三个角度对基于传统模型预测控制（MPC）算法的横向控制策略进行了改进优化。将道路曲率融入车辆模型，建立了...
多线程半全局立体匹配工件内部检测方法 摘要：针对传统检测手段难以深入工件内部进行三维量化分析的问题，提出一种基于多线程半全局立体匹配(M-SGSM)的双目视觉检测方法。首先采用张正友标定法获取双目内窥镜参数，并对图像进行畸变矫正与极线矫正；然后设计多线程区域叠加分割策略优化立体...
车门限位多自由度激励的刚柔耦合识别及关门窗框抖动优化 摘要：针对传统NVH分析很难准确提取和预测车门转动过程中的动态激励与响应的难题，提出一种基于刚柔耦合识别多自由度激励的方法并应用于振动传递函数的分析。以某车型在关门过程中出现的窗框异常抖动为研究目标，采用多体动力学方法建立整车刚柔耦合分析模...
斜逆断层作用下的油气管道应变极值表征方法 摘要：长输管道在斜逆断层作用下更易发生较大变形，并且其应变极值难以精确表征，无法准确反映管道真实变形情况。针对这一问题，提出了一种基于应变传感器监测的管道应变极值表征方法，以提高埋地长输管道应变监测的精度和预警能力。构建了管-土耦合有限元模...

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