机械设计与研究

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2008年《机械设计与研究》期刊理事会名单

2008 (05): 2.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2088

摘要 ( 208 )

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如何写好论文摘要

2008 (05): 3.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2089

摘要 ( 161 )

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基于QFD和TRIZ的产品形态创新方法

蔡佳辰;杨随先;

2008 (05): 6-9+14.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2079

摘要 ( 398 )

为减少形态创新设计思维过程的主观性和偶然性,帮助设计师快速、准确地发现和确定产品形态创新点,提出了一种基于质量功能配置和发明问题解决理论的产品形态创新设计新方法。该方法通过构建一个改进的面向形态设计的质量屋模型分析并确定产品形态设计中的冲突,结合可视化的TRIZ40条创新原理资料库,应用TRIZ来解决设计冲突,以此获得形态创新点和创新形态设计方案。运用本文提出的方法,完成了插座的形态创新设计。

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面向绿色设计的产品客户群细分

张雷;黄海鸿;陈清;杨德军;

2008 (05): 10-14.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2080

摘要 ( 344 )

分析了产品全生命周期客户绿色需求特点,提出了绿色产品客户群细分方法。通过联合分析法获取客户个体的绿色需求偏好,利用系统聚类法对离散的客户个体按绿色需求偏好进行客户群聚类,实现了绿色产品客户群的细分。以面向绿色设计的豆浆机产品客户群细分为例,验证了该方法。

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基于公理化设计矩阵与设计结构矩阵集成的研究

张广军;唐敦兵;戴胜;

2008 (05): 15-18.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2081

摘要 ( 276 )

分析公理化设计与设计结构矩阵的优缺点,利用二者的优势互补性,提出了公理化设计矩阵与设计结构矩阵集成思想,详细研究了公理化设计与设计结构矩阵集成的方法与步骤,并提出了基于公理化设计矩阵与设计结构矩阵集成的框架模型,促成产品功能与结构的同步演化;开发了计算机辅助概念设计系统以支持公理化设计与设计结构矩阵的集成;最后以自动化物料运输系统为实例,详细阐明了公理化设计矩阵与设计结构矩阵集成的过程。

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基于随机有限元的薄板结构可靠度研究

王社锋;赵洪伦;

2008 (05): 19-21+33.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2093

摘要 ( 263 )

运用将随机分析理论与有限元相结合的随机有限元理论,编制了考虑材料的强度、板元的厚度和外载荷均为随机变量的二维平面问题随机有限元程序,研究了其在板壳结构可靠度计算中的应用,并通过简例进行了结构可靠性分析,最后用Monte-Carlo法检验了这种数值解法的相对精度,从而验证了所论方法和编制程序的有效性。

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一种并联机构末端特征分析方法

史巧硕;高峰;余发国;

2008 (05): 22-24.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2099

摘要 ( 277 )

GF集是对机构末端运动特征进行描述的集合。首先介绍GF集的基本概念,而后提出基于GF集的并联机器人机构末端运动特征分析方法。给出利用该方法进行机构末端特征分析的步骤,最后分析了4-UPU并联机器人机构,验证了该方法的正确性和有效性。

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正交并联模拟台误差的敏感性及分类研究

刘伟;高峰;戚开诚;

2008 (05): 25-28.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2100

摘要 ( 174 )

为全面考察六维正交并联模拟台可能的误差源,同时避免微分及矢量法建模存在的大量偏导计算,将机构6个支链分别等效为相应的串联机构,根据机构支链的正交特征并结合运动学影响系数的原理建立了较为完备的误差模型。模型包含了铰链点自身加工误差、安装误差,定长杆误差及驱动误差在内的144个误差源。以定义的误差敏感性系数为指标,利用数值仿真分析了所有误差源对末端精度的影响程度,并据此将误差源分为三类:非敏感误差、非完全敏感误差和完全敏感误差。最后,说明了这三类误差在运动学标定过程中与识别参数确定及测量位姿选取的关系。

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平面连杆机构动态静力分析回转键合图法

王中双;陈集;徐长顺;

2008 (05): 29-33.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2082

摘要 ( 359 )

为提高多能域耦合平面连杆机构动态静力分析的效率及可靠性,提出了回转键合图法。阐述了建立平面连杆机构键合图模型的一般方法及其动力学原理。基于回转键合图推导出便于计算机自动生成的完整形式的系统驱动力矩及运动副约束反力的统一公式,有效地克服了微分因果关系及非线性结型结构所带来的十分困难的代数问题,实现了计算机自动建模。实际算例表明了所述方法的有效性。

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一种腹腔镜手术机器人手术切口位置的标定方法

张立勋;董九志;李艳生;张铁锋;

2008 (05): 34-38.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2101

摘要 ( 251 )

提出了一种标定患者手术切口位置相对机器人基础坐标系坐标的方法。在机器人小臂的下方安装两个不同倾角的激光源,通过几何关系间接获得患者切口的坐标,为机器人提供必要的腹腔镜姿态信息。利用MATLAB对标定系统误差及切口位置标定误差进行了分析,通过切口标定实验对标定方法及误差分析进行了验证。

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高速柔性平面3-RRR并联机器人实验系统开发

张学涛;杨建新;余跃庆;

2008 (05): 39-41+46.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2083

摘要 ( 391 )

以"IPC+PMAC"为控制核心、"RTLinux"为开发平台建立了高速柔性平面3-RRR并联机器人的实验系统,实现了包括机器人回零限位、轨迹规划与控制、系统状态监测等主要功能。通过实验与仿真结果对比验证,该系统具有稳定性高、开放性好、实时性强等特点,可满足高速、高加速、大柔性平面3-RRR并联机器人的实验要求。

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基于遗传算法的平面欠驱动机器人模糊控制

刘庆波;余跃庆;苏丽颖;刘善增;

2008 (05): 42-46.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2102

摘要 ( 282 )

以平面欠驱动机器人为研究对象,对其运动控制问题进行了研究,提出了一种基于遗传算法的模糊控制新方法。控制目标为实现欠驱动机器人的任意位置控制。控制器直接以关节角度误差变量作为模糊控制器的输入,引入遗传算法对模糊控制规则和隶属度函数同时进行优化,进而得到最优模糊控制系统,最后进行数值仿真,仿真结果表明所设计的控制器能快速精确的实现2自由度及3自由度欠驱动机器人的任意位置控制,且具有很好的稳定性。

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机器人系统多学科协同优化设计

张静;刘永均;李柏林;

2008 (05): 47-50.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2103

摘要 ( 254 )

将多学科设计优化思想应用于机器人系统的设计问题。首先介绍了协同优化算法的主要思想与框架,然后以二自由度机器人的设计为例,着重研究用协同优化算法完成机器人的运动学、静力学、动力学与控制学的多学科设计优化。优化结果证明了协同优化算法解决复杂机器人系统多学科设计优化问题的有效性,为解决更为复杂的机械系统的设计优化问题奠定了基础。

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滞回模型磁流变减振器半主动悬架模糊控制

姚嘉凌;郑加强;易捷;

2008 (05): 51-54+59.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2091

摘要 ( 296 )

为了获得磁流变减振器便于控制的精确力学模型,在正弦激励下对磁流变减振器进行了特性试验,利用试验数据拟合了一种滞回模型,以此来表示磁流变减振器的动态响应特性,比较由此模型仿真和实测的阻尼力,表明此模型既能较好地描述其滞回特征,亦能简单明了地表达逆向动态特性,可在开环控制策略下容易地获得理想的阻尼力,利用此模型设计了一个开环控制策略下的模糊控制器,比较所设计的模糊控制器和天棚控制器及被动悬架的性能,采用四分之一悬架模型来进行分析和仿真,随机路面激励下的数值仿真进一步证实了此控制器的有效性,其综合性能比天棚控制和被动悬架均有较大幅度的提高。

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三轴式星型内齿行星传动的弹性动力学建模

吴斌;朱健桦;张锁怀;

2008 (05): 55-59.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2084

摘要 ( 315 )

综合考虑了三轴式星形内齿传动的各轴的弹性、轴承的弹性、齿轮啮合弹性以及输入轴和支承轴的偏心误差,通过5个子系统的运动方程组装获得三轴式星形内齿传动的弹性动力学方程。为系统地分析三轴式星形内齿传动的动力学行为奠定了理论基础。

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国产密接式地铁车钩壳体强度分析

张锁怀;孙军帅;李永春;

2008 (05): 60-62+69.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2090

摘要 ( 266 )

利用Solidworks建立了新型国产密接式车钩的壳体实体特征模型。运用一般有限元分析的方法,用Solidworks集成的有限元分析软件Cosmosworks进行强度计算。对车钩壳体在不同的边界条件下的受力进行计算比较,以保证准确模拟车钩壳体受载荷和强度计算准确性。计算结果表明国产密接式地铁车钩壳体完全满足强度要求。

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扁平扇形喷嘴的设计研究

张晓东;郝鹏飞;董志国;李元宗;

2008 (05): 63-65+73.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2073

摘要 ( 428 )

对侧向V型狭缝式扁平扇形喷嘴的内部结构参数设计方法进行了研究。使用该方法对一个喷嘴进行了设计,实际使用中喷洒效果符合要求。分析得出了侧向V型狭缝式扁平扇形喷嘴内部结构参数和流量间的关系:喷嘴内圆柱面半径和V型槽底部至内圆柱面轴线的距离必在一族等式约束曲线上取值,且曲线随流量增大而上移;当内圆柱面半径一定时,喷嘴流量随V型槽切口深度增大而非线性增大;当V型槽切口深度一定时,喷嘴流量随内圆柱面半径增大而非线性增大。

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主轴无轴承电机的控制模型与仿真

张丹;曾励;姜明明;

2008 (05): 66-69.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2095

摘要 ( 252 )

建立主轴无轴承电机的动力学耦合控制模型,分析了主轴无轴承电机的机电能量转化,并在一定的性能指标下对系统进行了转子位移、空载转速跟踪精度的仿真,通过理论分析和仿真结果表明,对系统的悬浮控制和转动控制,均具有良好的动静态性能。为今后主轴无轴承电机的悬浮和旋转控制理论分析提供了理论依据。

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薄壁管数控弯曲成形中芯轴参数的确定

刘婧瑶;唐承统;宁汝新;王力;贾进杰;

2008 (05): 70-73.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2074

摘要 ( 333 )

在薄壁管数控弯曲成形中,诸多错综复杂且相互耦合的物理因素严重影响弯管成形质量,其中芯轴是一个极为重要的因素,选取芯轴伸出量和球头节个数是实际生产中关键,且是难题所在。基于薄壁管绕弯成形原理,提出芯轴球头节个数和芯轴伸出量的计算公式。建立精确有限元模型对薄壁管数控弯曲成形进行力学仿真,得出芯轴参数对壁厚变化率和椭圆畸变率的影响规律,验证了芯轴伸出量计算公式。

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数控铣床铣削用量的计算机辅助优化研究

赵玉侠;徐宏海;高德文;

2008 (05): 74-78.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2104

摘要 ( 224 )

运用现代铣削理论和最优化技术,以最高生产效率为优化目标,并考虑诸多约束,建立端面铣刀铣削用量优化选择的数学模型,编制以复合形法、惩罚函数法为基础的优化程序,并采用Visual Basic编程,组成包括优化计算模块、铣削用量专用数据库、人机界面三部分的优化系统。通过对数控铣削加工实例进行优化,验证了优化模型的正确性和实用性,为实现数控加工过程的优化奠定了基础。

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过程系统中人机界面布局设计的实验研究

滕红;王正东;涂善东;章文俊;

2008 (05): 79-82+87.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2075

摘要 ( 221 )

过程设备的操作安全与人机界面设计有着密切联系。本文主要是研究人机界面布局设计。首先,根据FBS框架理论及PCP理论给出了用于过程设备系统三类布局不同的界面,即S类界面,SS类界面和NS类界面。然后,对三种界面进行了相同系统操作环境下的实验比较,包括三个操作任务,分别是正常控制、错误检测和错误诊断。工作好坏由两种类型的测试指标评断:功能测试指标和主观测试指标。实验结果包括:(1)NS类界面在错误检测任务最有效,而且操作人员的脑力负荷最低;(2)S类界面最适合正常操作任务;(3)三类界面对错误诊断任务没有明显区别。最后,对实际生产提出界面布局设计应当采用NS类界面的建议。

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物体空间姿态的实时测量方法研究

张振友;李明;田应仲;

2008 (05): 83-87.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2105

摘要 ( 264 )

在机器人控制、飞行器控制和复杂零件装配等领域中,均要对物体的空间姿态进行准确的测量和控制。根据空间姿态测量的需要,提出了反转矩阵的概念,研究了物体空间姿态的测量方法。通过实验的方法验证了所提测量方法的可行性和可靠性。

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搅拌反应器搅拌轴载荷特性的实验研究

马鑫;聂毅学;徐鸿;

2008 (05): 88-91.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2076

摘要 ( 280 )

用自主研制的弯矩测量元件对四斜叶搅拌桨(PBT桨)的搅拌轴上弯矩进行了实验研究,考察了不同转速下搅拌轴上弯矩的变化,并对其进行频谱分析。实验结果表明,搅拌轴上弯矩大小和方向是随机的。当搅拌转速与搅拌轴和搅拌桨系统临界转速之比小于80%,搅拌轴设计弯矩取测量弯矩的平均值加上其2.6倍标准偏差值时,实际运转中搅拌轴上弯矩超过设计弯矩值的概率小于0.2%。设计弯矩随转速变化的关系可分为:上升区I、平稳区、下降区和上升区II四个不同的区域。

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机械式挖掘机建模及动力学分析

冯国平;周建鹏;谌勇;华宏星;

2008 (05): 92-94+99.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2106

摘要 ( 278 )

利用机器人理论和方法对机械式挖掘机进行建模和动力学研究。首先根据WS-005机械式挖掘机的结构及运动特性,采用机器人建模方法,建立了挖掘机模型,求出其运动学方程;然后结合工程机械作业特点,探讨了挖掘轨迹规划的方法,并给出挖掘过程中的规划结果;最后运用拉格朗日法求出其动力学方程,并分析了挖掘过程中所受的外力,进而给出该过程中动力学结果,为下一步机械式挖掘机的智能控制提供了重要依据。

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考虑动载荷的腿背部健身机设计

张学胜;赵永东;张炳喜;

2008 (05): 95-99.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2077

摘要 ( 260 )

提出了一套腿背部健身机的设计方案,介绍了它的原理、机械零件以及传动方案的设计,并对健身机的曲柄滑块机构进行了运动学和动力学分析。在考虑动载荷基础上分别对主轴和连杆进行了强度和稳定性校核。结果表明本方案满足强度和稳定性条件。最后依据该方案制作了工作样机,经试用发现:本机工作可靠,运行平稳,具有较好的健身效果。

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雪地车动力传动系统设计与匹配

肖强;朱才朝;田佳佳;刘怀举;

2008 (05): 100-102+107.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2092

摘要 ( 246 )

在考虑加速、爬坡、最高车速、燃油消耗等车辆性能指标的基础上,对雪地车动力参数进行匹配,以获得最佳的动力经济性能,具有重要的意义。论文在对雪地车进行动力性分析的基础上,根据整车设计要求进行传动比的设计,匹配了无级变速传动系统(CVT)与齿轮箱的速比。根据匹配方案,对雪地车动力经济性进行了研究,得到了最高车速、百公里油耗等指标,满足了设计要求,为无级变速传动系统及减速箱的开发提供了理论依据。

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机电耦联整形机床主轴系统动力学仿真

孙燕;李强;武建新;赵卫国;

2008 (05): 103-107.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2107

摘要 ( 215 )

机电耦合系统动力学是多学科交叉的、非线性、强耦合的机电一体化理论问题,目前还没有一个成熟的机电耦联动力学建模和仿真计算方法,针对机电耦合整形机床主轴系统,建立了包括机械机构和伺服电机一体化的动力学模型。最后运用Matlab进行仿真计算并进行了分析。计算机仿真结果验证该种动力学建模的可行性和正确性,是解决该类问题的有效途径。

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虚拟现实环境下月球车运动仿真系统设计研究

杨艳春;王伟;鲍劲松;金烨;

2008 (05): 108-111+115.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2098

摘要 ( 289 )

虚拟现实技术的出现为月球漫游车的设计、优化等提供了新的有效手段。研究了在虚拟现实环境下基于物理的月球车运动仿真系统,设计并构建了系统的功能模块和体系结构。研究了相关几何模型的真实感建模、月球车运动仿真、实时碰撞检测、多通道立体渲染等支撑技术,据此设计开发了一种月球车运动仿真的原型系统,该原型系统可实现月球车在真实感凹凸月面上的运动仿真,支持鼠标、键盘与虚拟月球车进行交互,具有良好的真实感和沉浸感。

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索网桁架式可展开天线的多目标优化设计

尤国强;杨东武;

2008 (05): 112-115.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2097

摘要 ( 239 )

针对太空索网桁架式可展开天线的结构特点和性能要求建立了天线的有限元分析模型,并对其结构进行了优化设计研究。以天线的刚性周边桁架壁厚和柔性索单元内施加的预应力为设计变量,结构重量和天线表面精度为目标函数,结构的基频为约束条件,建立了天线的多目标优化数学模型。考虑到索网结构几何非线性计算的复杂性,采用遗传算法对模型进行优化求解。通过算例分析,得到了不同权重值时的多目标优化解集,优化结果对于工程实践具有一定的指导意义,也同时证明了该模型与方法的可行性和有效性。

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HSK工具系统临界转速的有限元计算和分析

沈春根;王贵成;王树林;

2008 (05): 116-118+124.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2078

摘要 ( 244 )

利用CAD/CAE集成软件建立了不同结构、不同刀杆直径和长度的HSK工具系统数字化三维模型,在建立合理的边界条件和划分网格的基础上,分别对它们的临界转速进行了数值计算,经过比较和分析,得到的相关结论可以为正确设计HSK工具系统提供指导。

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汽轮机转子-机匣系统碰摩的分叉现象分析

张志鸿;岳一领;殷玉枫;熊诗波;赵玉祥;

2008 (05): 119-124.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2094

摘要 ( 291 )

提高汽轮机热效率的有效途径是采用超超临界压力。压力的提高使得作用在转子—机匣上的激振力将显著增大,有必要对气流激振力作用下的转子-机匣系统的非线性动力学特性进行研究。本文采用双控体模型,以汽轮机转子—机匣系统为研究对象,将转子和机匣作为统一的弹性体,采用四阶Ruge-Kutta法进行数值仿真,来研究在密封气流激振力以及机匣体振动的双重作用下的转子与机匣的碰摩运动,揭示了转子与机匣碰摩的分叉动力学特性。给出了气流激振力作用前后的碰磨转子系统响应的分叉图、轨迹图、相轨迹图和Poincare映射图。着重讨论了输入气压和转子转速等决定气流激振力大小的因素对碰磨转子分叉特性的影响。对提高超超临界汽轮机的可靠性提供了有意义的参考。

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多功能护理翻身床的设计

刘宇;赵京;李谦;

2008 (05): 125-128.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2096

摘要 ( 239 )

设计出一种能够实现侧翻、曲腿和支背三种动作的多功能自动翻身床。首先,进行机构方案设计和机构干涉问题的解决,并在此基础上用MATLAB对理论机构进行运动学和动力学的分析。然后建立虚拟样机,并用ADAMS对其进行仿真,证明理论计算的准确性。最后加工制造出实物样机,进一步验证整个设计方案的可行性和有效性。

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ASME/IEEE可重构机构与可重构机器人国际会议

2008 (05): 129-130.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2085

摘要 ( 268 )

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高等教育出版社机械——材料学科研究生教学用书简介

2008 (05): 132.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2086

摘要 ( 207 )

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2008中国机构与机器科学学术会议(国际会议)(CCMMS2008)暨海峡两岸第4届机构学研讨会会议纪要

2008 (05): 136.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2087

摘要 ( 120 )

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