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 (06): 2.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2125

摘要 ( 186 )

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如何写好论文摘要

2008 (06): 3.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2140

摘要 ( 113 )

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服务设计研究初探

李冬;明新国;孔凡斌;王星汉;王鹏鹏;

2008 (06): 6-10.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2111

摘要 ( 280 )

随着人类社会进入了服务业经济时代,制造业的竞争日益加剧,而企业在服务业领域的运作成为市场利润新的来源。传统设计学的方法和原则在产品开发过程中得到了广泛的应用。同样地,在服务的创新和开发过程中,服务设计也将成为其中必不可少的一部分。主要总结了服务设计的基本理论,设计原则和框架流程,并具体介绍了各种服务设计过程中涉及到的方法和工具。最后对服务设计学科的发展提出了展望。

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基于约束求解的变型设计相关模型的研究与应用

唐林新;齐从谦;周小青;

2008 (06): 11-13+24.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2112

摘要 ( 229 )

在详细分析了产品变型设计模式的基础上,建立了变型设计相关模型,模型针对变型设计在设计的不同阶段实施的特点,通过约束的形式体现各个设计变量之间的关联关系,提供了从设计过程任意阶段介入设计的技术支持,使变化的设计需求在整个设计过程中得以贯彻。同时给出了变型设计相关模型的基本操作方法,并以减速器为实例加以说明。

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逆向工程约束识别及归约处理

龚友平;陈国金;陈立平;

2008 (06): 14-16+29.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2113

摘要 ( 335 )

基于特征约束建模的思想就是从测量数据中提取出特征参数,并推断出特征之间的约束关系,从而实现设计意图的重现,进行再设计,实现产品的创新。本文研究了逆向工程中截面轮廓特征和规则二次曲面特征约束自动识别方法,在测量阶段对一些较为简单的约束进行初步识别,然后利用预定的域值参数识别特征元之间的关系,并对识别得到的约束进行合并归约处理,尽量得到原模型的全部特征间的约束,以建立完备的逆向工程特征约束模型。

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四位置导引机构解域分析及稳健性评价方法

钱卫香;韩建友;

2008 (06): 17-21.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2114

摘要 ( 223 )

针对四位置导引机构综合寻找全局最优稳健机构解困难的问题,基于映射理论,通过建立圆点曲线统一参数方程实现在同一有限坐标平面内构建机构解域,提出评价机构输出运动稳健性的方法,施加约束条件计算可行稳健机构解域。在可行稳健机构解域或感兴趣的区域上绘制机构稳健性能分析图,确定满足实际工程需要的无缺陷最优稳健机构。最后通过示例分析,验证了方法的可行性和有效性。

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基于元胞蚁群算法的平面四杆机构优化设计

刘瑜;马良;

2008 (06): 22-24.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2115

摘要 ( 353 )

基于元胞蚁群算法的原理和模型,针对平面四杆机构再现轨迹优化设计模型进行了研究,并运用相应的元胞蚁群算法进行了优化设计。优化计算结果表明,元胞蚁群算法应用于机械优化设计可获得较好的效果,为复杂的机械优化设计问题提供了新的思路和方法。

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混合驱动七杆机构的运动规律研究

宋胜涛;李瑞琴;

2008 (06): 25-29.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2116

摘要 ( 218 )

通过使用COSMOSMotion软件对混合驱动七杆机构进行运动仿真。选定了一种混合驱动七杆机构,利用Solidworks对其进行建模、装配。利用COSMOSMotion定义两个输入,通过运动仿真为混合驱动七杆机构对影响机构运动特性的参数进行了分类。通过理论分析和计算机仿真,分析了不同参数对机构运动轨迹和速度特性的影响趋势,比较了这些参数对机构运动特性的影响程度,找出了其中的敏感参数。为混合驱动可控机构的优化综合提供了理论依据。

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关于曲柄摇杆机构之最长杆的归属问题

卢其炎;杨富富;常勇;

2008 (06): 30-31.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2117

摘要 ( 490 )

关于Ⅰ型、Ⅱ型和O型曲柄摇杆机构,提出了其最长杆归属的重要命题、四条特款及相关证明,有助于深化对曲柄摇杆机构性质的理解、认识和掌握。

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基于条件数的3-RRS并联机器人运动性能优化

刘永均;张静;李柏林;

2008 (06): 32-34.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2131

摘要 ( 413 )

分析了3-RRS并联机器人的位姿运动特点,提出了采用层次迭代搜索策略来计算机构全域条件数的方法,避免了复杂工作空间体积的积分过程,容易获得工作空间的边界曲面,节省了计算成本,这种方法也适用于其他类型并联机构工作空间的相关计算。在充分考虑机构的约束情况下,以全域条件数和工作行程为目标,采用遗传算法对机构参数进行了优化。

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一种并联机器人的神经内分泌智能控制器

黄桓;丁永生;郝矿荣;孙坚;

2008 (06): 35-38+31.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2132

摘要 ( 273 )

针对并联机器人结构复杂、控制精度要求高的特点,首先对一种新型6-PSS并联机器人进行了运动学分析,然后根据神经内分泌调节原理和抽象出的二种内分泌调节的反馈机制,设计了一种新型的智能控制器,并给出了其调节规律。该控制器结构上遵循内分泌调节模型,策略上遵循内分泌规律。通过仿真实验证明了神经内分泌智能控制器在快速性、稳定性上均优于PID控制器,该控制方法为机器人的复杂控制提出了一种新思路。

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仿人机器人跑步运动的实现与速度控制

魏航信;吴伟;刘明治;

2008 (06): 39-41+63.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2133

摘要 ( 327 )

以仿人机器人动力学方程为基础,采用"虚拟腿"的方法,实现仿人跑步机器人三维方向的跑步动作。在起跳阶段通过求解"虚拟腿"的二自由度动力学方程,确定机器人质心的轨迹,在飞行阶段机器人质心按照自由落体运动;然后对机器人双脚的运动和上臂的运动进行规划,通过机器人动力学方程求解各个关节的力矩。最后通过调节机器人在起跳阶段最初时刻"虚拟腿"和铅垂线的夹角控制机器人的跑步速度。仿真结果表明,机器人可以实现稳定的跑步动作,并可以很方便地对前向跑步速度进行控制,证实了文中所介绍方法的有效性。

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一种新型蠕动式微小管内机器人的研制

徐从启;解旭辉;戴一帆;李圣怡;尚建忠;

2008 (06): 42-45.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2134

摘要 ( 296 )

针对管径为18-20 mm的细小管道,本文研制了一种新型的蠕动式微小管内机器人,采用三组直流减速电机和螺杆传动装置,通过控制三组电机顺序协调动作,实现机器人的蠕动爬行。该机器人由三个单元组成:前后部分为支撑管壁的爪结构单元,中间部分为蠕动单元,各单元之间用微型十字换向节连接。可搭载无损检测(non-destructive testing,NDT)传感器,能适应Φ18-Φ20 mm的管径,可通过曲率半径不小于80mm的弯管,移动速度为5-8mm/s,具有0-90°爬坡能力,可双向移动,其负载能力不小于1kgf,载重自重比可达6.67:1,机器人本体尺寸为Φ13 mm×190 mm,重约150g,实现了管道机器人的"微小化"和"大驱动力"的需求。

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六自由度绳牵引并联机器人的可达方位空间计算

陈峰;

2008 (06): 46-48.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2135

摘要 ( 286 )

可达方位空间是指运动平台在一定范围内转动时,运动平台能实现的位置能力。文中通过绳牵引并联机器人的力和力矩平衡方程,得出了判断一个位形是否在运动空间中的方法,在此基础上从判断平面内一条射线上的可达方位空间边界点出发,获得平面上和空间内的可达方位空间边界点。文中采用该算法仿真绘出了机构的可达方位空间。

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圆筒式磁流变制动器结构设计

李志华;朱丰友;郭林超;

2008 (06): 49-51.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2118

摘要 ( 305 )

基于Bingham塑性模型,导出了圆筒式磁流变制动器的制动力矩公式,建立了磁流变制动器的二维轴对称磁场有限元模型。在考虑不产生"磁饱和"现象的情况下,分析了转筒厚度对工作间隙中磁流变液磁通密度的影响。在此基础上,确定了能使磁流变液中的磁通密度达到最大的结构设计方案。结果表明该结构方案既能满足磁流变制动器的制动力矩要求,又能满足磁路设计要求。

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基于BP网络的齿根弯曲应力计算方法

杨小安;张伟社;高勇;成建联;

2008 (06): 52-55.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2119

摘要 ( 320 )

为实现齿轮传动寿命的精确计算,需要探讨精确的轮齿齿根弯曲应力计算方法。文中将渐开线直齿圆柱齿轮齿根应力的影响因素分为5因素5水平,用正交试验表L25(45)组建了24组因素组合。依据渐开线齿轮范成加工原理及UG、ANSYS三维建模功能,建立的有限元齿根弯曲应力精确计算模型,并进行了24组数据计算。将其计算结果作为BP网络训练样本,得到了载荷作用于齿顶及单齿啮合区最高点时,渐开线直齿圆柱齿轮齿根弯曲最大应力计算的BP网络模型。用其计算结果与ANSYS计算结果对比,最大相对误差不超过2.4%。因此,该BP网络模型可直接用于齿根弯曲应力值的计算,特别是对于高精度齿轮传动齿根弯曲应力的计算。

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非对称塑料齿轮接触应力的解析法计算

郝瑞贤;李威;李元宗;

2008 (06): 56-59.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2120

摘要 ( 330 )

推导出非对称渐开线塑料齿轮一个啮合周期中各特殊点在不同状态下与节点的啮合系数,通过非对称渐开线塑料齿轮接触分析应用实例,对非对称渐开线塑料齿轮七个特殊点的接触应力进行了解析法计算。结果表明,主动轮单齿啮合下界点处的接触应力为最大。与标准塑料齿轮相比,非对称渐开线塑料齿轮各点的接触应力均有所降低,说明塑料齿轮采用非对称齿廓可以提高齿面接触强度。非对称渐开线塑料齿轮的解析法计算,为检验用有限元方法计算这一新型塑料齿轮接触应力的合理性与精确性提供了依据。

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航空发动机叶片弹性边界约束模型振动分析

李舜酩;柳海龙;

2008 (06): 60-63.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2126

摘要 ( 333 )

在航空发动机叶片振动特性分析的过程中,分析模型边界约束条件的选取对计算结果真实与否至关重要。提出用弹性边界约束条件模型来模拟航空发动机叶片复杂的边界约束状态,给出了固定边界、弹性支撑边界约束条件下叶片振动分析方法。分别用两种不同类型的叶片模型进行了仿真计算,得到了两种边界约束条件下的计算结果。并对不同的计算模型下所得到的计算结果进行了分析比较,得到了一些有参考价值的结论。

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管道机器人支撑臂小角度展开过程建模与分析

张详坡;尚建忠;罗自荣;乔晋崴;杨军宏;

2008 (06): 64-67.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2136

摘要 ( 197 )

以管道机器人为对象,设计了一种用于其适应管径变化的支撑臂,针对该支撑臂机构存在的奇异性(又称死点)和启动力大的问题,提出了斜面-滚轮结构的设计。该设计通过在连杆和推杆分别设计一段斜面和滚轮,将机构的展开过程分为两个阶段,解决了奇异性的问题,同时极大减小了机构在小角度展开时所需推力,解决了启动力大的问题。论文对设计的机构展开过程进行了建模和分析,并在MSC.ADAMS上进行了运动仿真,与无斜面-滚轮设计的四杆机构进行比较,验证了设计的可行性和优越性。

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基于ANSYS的筒形件强力反旋应力应变分析

梅瑛;李瑞琴;张晨爱;冯文武;

2008 (06): 68-71.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2108

摘要 ( 346 )

为了确定更为符合实际的筒形件三旋轮强力反旋工艺参数的选用原则,利用大型非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA对不同工艺参数下筒形件三旋轮强力反旋旋压过程进行了动态模拟和应力应变分析。分析结果表明:减薄率为10%~20%时,旋压效率极低,减薄率应取30%~40%;旋轮进给量在1mm/r~2.5mm/r范围内变化时,其应力和应变变化不大,比较稳定;旋轮圆角半径在一倍至两倍毛坯厚度之间较为合适;旋轮成形角以取20°~25°为最佳;旋轮直径对应力影响较小;随着毛坯内径的增大,应力基本保持不变,应变基本呈减小趋势。

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大跨度门式刚架结构的有限元分析

马晓明;姚振强;

2008 (06): 72-74+88.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2121

摘要 ( 223 )

通过有限元分析软件ANSYS对某生产车间大跨度门式刚架结构的有限元建模方法进行了讨论,并对整个结构做了非线性静力学分析,得到了门式刚架结构在最不利工况下的应力及应变分布图,给出了关键构件强度和刚度的分析结果,并根据分析结果提出了改进方法和建议。

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具有概率约束的单层厚壁容器可靠性优化设计

邢晓林;

2008 (06): 75-77+108.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2122

摘要 ( 330 )

根据厚壁容器受力特点和设计因素的随机性质,利用近代数学概率论与优化原理,将直接导致容器失效的约束作为概率约束,建立以单层厚壁容器质量最小为设计目标的数学模型,探讨厚壁容器在概率约束条件下的优化设计方法。通过算例和MATLAB寻优求解,说明此方法在厚壁容器及其他机械设备中应用的工程意义。

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运用概率论进行精密主轴推力轴承的力学分析

王洪喜;陈晓东;贾建军;

2008 (06): 78-80.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2123

摘要 ( 265 )

基于弹性力学的Hertz理论,在假定钢珠直径满足正态分布的前提下,建立了精密主轴推力轴承的预紧量和刚度数学模型,导出了推力轴承预紧力、钢珠最大应力与预紧量间的计算关系式以及轴承预紧后的刚度表达式。根据推力轴承的使用要求,利用本文给出的理论公式来确定推力轴承的预紧量、钢珠直径、精度等级、钢珠的数量等设计参数。

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零件工艺文件的信息度量方法

田启华;黄敏;钟毅芳;肖人彬;

2008 (06): 81-84.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2124

摘要 ( 231 )

基于信息本质属性,结合先验概率场和信念及其变化表示的信息度量理论,针对现存各种度量方法的不足,研究提出了一种面向零件工艺文件信息度量的全信息度量方法。该方法解决了度量过程中信息的主观性度量问题。通过实例的对比计算,验证了该方法的合理性。

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轮辋辊压成形过程的有限元模拟

王慧玲;于忠奇;李淑慧;

2008 (06): 85-88.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2127

摘要 ( 284 )

随着汽车轻量化的要求,热轧高强钢不断地被应用到轮辋上,辊压工艺成为钢制轮辋的主要成形方法。本文以ABAQUS/Explicit有限元软件为平台,建立轮辋辊压成形过程的三维弹塑性有限元模型,并对轮辋辊压成形的全道次进行数值模拟。在轮辋辊压有限元模型中,以弹簧连接导向轮的方法实现对轮辋边缘的弹性接触,并重点研究边界条件设置对模拟结果的影响。研究表明,此方法模拟的厚度变化规律与试验结果相符合,表明本文建立的轮辋有限元模型是正确的。

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汽车前轴机械加工工艺方案的制定与应用

熊智文;郭俊;李刚炎;

2008 (06): 89-90+112.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2128

摘要 ( 267 )

汽车前轴机加工过程中,主销孔粗糙度及孔径精度、主销孔轴线与上下端面垂直度、主销孔与锁销孔的中心距这三个技术要求对于保证产品质量,提高产品的性能具有重要意义。文中重点分析了与主销孔关联的关键尺寸,提出了的工艺方案。针对该工艺中钻相贯孔易出现偏移的现象,提出钻—铣—钻—铰的解决方案。取得了明显的效果。

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基于模糊灰色理论的芯片封装质量评价

王丽娟;芮延年;蒋晓梅;

2008 (06): 91-93+116.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2129

摘要 ( 122 )

在芯片封装质量评价过程中,由于存在着很多模糊灰色不确定因素,因此,采用传统方法很难对其进行正确的评价。通过研究,首先构建了基于模糊灰色理论芯片封装质量评价模型,然后,又分别构建了芯片的标准数据库和故障库,通过比较待识芯片关联度的计算对芯片封装质量进行评价。并在理论研究的基础上,对芯片封装质量进行评价实验。证明该方法的先进性与可行性。

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激光测距法测量大锻件尺寸

徐要刚;赵现朝;田志松;

2008 (06): 94-97.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2109

摘要 ( 282 )

介绍了使用激光测距传感器配合球面二自由度并联机构测量大锻件尺寸的方法。分析了定坐标系下锻件上被测量点的三维坐标。锻压过程中的轴类锻件轴向断面仍可以近似视为圆,而斜向的截面形状为椭圆。本文把斜截面向轴向截面投影,并采用最小二乘法来拟合锻件的轴向截面,进而求出轴向截面的尺寸参数(包括中心坐标,半径,和圆方程的系数)。最后通过实验得出这种处理是可行和可靠的。

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危险品集装箱状态实时监测系统设计

秦玉;姚振强;

2008 (06): 98-101.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2137

摘要 ( 272 )

结合目前危险品集装箱道路运输监控管理现状以及运输过程中的监控要求,选择温度、湿度、振动、烟雾、倾角等几种典型状态作为监控参量,基于无线射频RFID技术、GPRS/GPS技术和传感采集技术,研制出危险品集装箱状态信息实时监测系统。监测系统中功能独特的集装箱电子标签,实时获取集装箱状态采集控制模块发出的状态信息,并发送给车载危险品监控终端;车载终端通过GPRS将危险品集装箱状态信息、车辆行驶状态及定位信息发送到远程监控管理系统,从而实现对运输过程中的危险品集装箱状态的实时监测与追踪。

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自激振动空化射流打击力实验

王萍辉;

2008 (06): 102-108.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2138

摘要 ( 237 )

设计了不同尺寸组合的风琴管自激振动空化喷嘴,测量了风琴管自激振动空化喷嘴喷射时射流对射靶打击力,通过对射流打击力的比较分析,研究了自激振动空化射流的力学特性,发现了自激振动空化射流对射靶打击力频域图中存在与自激振动空化喷嘴振动频域图中相应的调制频率,即自激振动空化喷嘴谐振腔内自激振动的谐振频率,实测值与理论汁算值相符,并研究了风琴管自激振动空化喷嘴结构参数对喷嘴产生自激振动空化效果的影响规律,得出喷嘴的最佳结构参数,为自激振动空化喷嘴的优化设计提供了参考。

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工作环境下人造花岗岩材料性能实验与分析

万莹;姚振强;胡俊;姚俊;

2008 (06): 109-112.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2110

摘要 ( 416 )

人造花岗岩具高阻尼、刚度重量比高、抗振性与热稳定性等特点,在超精密机床上已得到了一定的应用。论文分析了人造花岗岩特性与砂轮电解磨削液的成分,对自然干燥、电解磨削液与润滑油浸泡等三种工作环境下人造花岗岩的力学性能、周期性循环载荷作用进行对比实验,并采用扫描电镜观察性能和组织变化。结果表明人造花岗岩性能稳定,但电解磨削液对人造花岗岩中天然石料具有一定腐蚀。

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基于虚拟样机的铲运机工作装置优化设计

邓崛;黄晓元;何文波;何邕;丁国富;

2008 (06): 113-116.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2130

摘要 ( 221 )

国内铲运机一般依靠经验进行设计,有很大局限性。这里采用虚拟样机技术,首先通过解析法对某型号铲运机工作装置进行初步设计,然后建立其三维模型,并导入RecurDyn进行运动学分析,发现机构不能实现自动放平,为此建立优化模型,调用MATLAB工具箱进行优化计算。利用改进后模型进行运动分析,结果显示满足设计要求。

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双目立体视觉运动机构的设计

倪厚强;卞德广;周骥平;朱兴龙;杨晓俊;

2008 (06): 117-120.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2139

摘要 ( 187 )

根据双目立体视觉系统的测量原理,在分析双目立体视觉系统测量误差主要来源的基础上,针对减小误差、调节方便的要求,设计了一套双目立体视觉运动机构。叙述了其机构的工作原理和特点,着重阐述了保证运动精度的水平调节机构和平行调节机构的原理、工作过程和设计计算。

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