机械设计与研究

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刘电霆;周德俭;

2009 (06): 7-9+14.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2320

摘要 ( 246 )

现代产品的开发往往在多个单位协作进行,而在一种新产品开发之前,很难准确掌握各功能部件设计间信息交流情况。针对这种情况,给出一种粒度可调的任务分解和重组方法。它先将产品按结构(或功能)进行详细分解,建立了其结构(或功能)树,得到对应小粒度的设计任务集;接着,用区间数描述各设计任务间信息交流程度,从而构建区间数设计结构矩阵;然后,根据所需粒度,选择合适的可能度水平λ,得到相应的截矩阵;最后,根据一定的准则将各设计任务进行聚类,即信息交流程度高的设计任务重组为一个任务。重组后的各设计任务类就是最终的设计任务分解集。文章给出了该方法的步骤,并通过示例说明其具体实现。示例分析表明该方法具有较好的参考价值。

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不同有限元分析网格的转化

卢章平;张艳;

2009 (06): 10-14.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2340

摘要 ( 235 )

提出一种网格转化思路。即在进行不同类型有限元分析时,转化网格,使网格成为将要进行分析的最优网格。并讨论模态分析之前,由适合静力分析的网格转化为模态分析的最优网格的过程。

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采用主成分分析-信息熵法评价人机系统方案

侯智;余忠华;

2009 (06): 15-17+21.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2321

摘要 ( 279 )

为解决人机系统方案评价中指标众多、权重客观性难于保证等问题,提出一种基于主成分分析与信息熵的方案评价新方法。采用主成分分析法约简评价指标体系,对原始数据矩阵进行标准化以去除量纲,建立标准化数据矩阵的相关矩阵并求其特征值,利用特征值计算方差贡献率和累计方差贡献率并确定主成分的个数。同时,引入信息熵方法对约简后的指标体系进行客观赋权,通过计算评价指标的熵值和差异系数求得指标客观权重,进而求取各方案的综合得分并完成设计方案的评价。最后,以煤矿用防突钻机的方案评价为例,对提出的方法进行了验证。

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采用学习向量量化神经网络法研究机构的选型

薄瑞峰;李瑞琴;

2009 (06): 18-21.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2323

摘要 ( 250 )

利用学习向量量化(LVQ)神经网络具有的强大的非线性运算和相似特征聚类功能,提出了一种机构选型的决策方法。设计者只需将设计要求模糊量化,转换为特征因素集输入训练好的神经网络,即可从一组机构中决策出较为满意的一种机构。采用LVQ完成评价决策的推理过程,可以有效解决专家知识表达和积累问题,提高选型结果的合理性,并在一定程度上简化了机构的选型决策过程。实例表明,采用LVQ网络进行机构选型是合适的,相对于BP网络具有更好的模式分类识别特性。

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3K型行星轮系的单元分析法

卢存光;段钦华;

2009 (06): 22-24.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2324

摘要 ( 391 )

将3K型行星轮系分解为3个简单的K-H型轮系单元,然后对这些单元进行运动分析和受力分析,列出方程组并求解。这种方法不仅可以求出每个构件的角速度和所受的力矩,整个轮系的功率流向也随之确定,而且还得到一个通用的效率公式。根据功率流向,发现轮系中存在的循环功率流就是这类轮系效率较低、甚至发生自锁的原因。同时,举例证明通过减小循环功率与输出功率的比值可以适当提高这种轮系的啮合效率,从而为这类轮系的改进和设计提出了一种新方法。

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游梁式摇块机构抽油机的运动及动力性能分析

任涛;孙文;

2009 (06): 25-27+35.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2315

摘要 ( 328 )

抽油机载荷的波动性是造成电动机效率降低和轴功率过高的最主要原因,也直接导致了抽油机能耗过高。根据游梁结构和摇块机构,设计了新型游梁式摇块机构抽油机的传动机构,使抽油机的载荷曲线呈微小波动形态,提高了电动机效率,降低了电动机的轴功率,实现了抽油机的高效节能。建立了传动机构的运动和动力学数学模型,以MATLAB优化工具箱为平台,对传动机构进行全参数优化设计,并以实际载荷工况对抽油机的性能和节能效果进行了对比分析。

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按最佳传动角设计偏置曲柄摇杆机构的闭式解

程友联;吴晓红;

2009 (06): 28-30.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2325

摘要 ( 299 )

运用过去研究的成果,导出偏置曲柄摇杆机构最小传动角统一函数式;利用数学知识,证明最小传动角在定义域的开区间内存在最大值的充要条件;最后导出按最佳传动角设计曲柄摇杆机构的闭式解。

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机器人捕捉运动目标的时间最优控制方法

邝宏武;郝矿荣;丁永生;

2009 (06): 31-35.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2342

摘要 ( 277 )

对机器人的运动目标捕捉过程进行了研究,提出了用Ak im a样条函数对运动学求逆后的目标轨迹进行平滑的方法,使得轨迹在关节坐标系下得到解耦。通过模糊Bang-Bang控制机器人,使末端以时间最优的方式接近运动目标。当机器人关节位置与期望位置小于给定阈值时,采用带积分的模糊随动控制,使得每个关节相对独立地到达期望位置,并最终实现运动目标捕捉任务。结果表明,该方法简单有效,可快速稳定地实现运动目标捕捉任务。

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四连杆变形履带式机器人的越障性能分析

赵希庆;尚建忠;罗自荣;谢惠祥;

2009 (06): 36-39.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2343

摘要 ( 253 )

提出了一种基于四连杆机构的微小型履带式机器人结构,通过履带变形实现了机器人重心的偏移,有利于机器人的越障。采用数值计算方法着重分析了其翻越垂直路障的性能,并使用RecurDyn进行了虚拟样机运动学仿真。仿真结果和物理样机试验表明,机器人具有良好的垂直障碍通过能力。

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一种单向伸缩式管道机器人系统的建模与仿真

谢惠祥;张志雄;尚建忠;罗自荣;赵希庆;

2009 (06): 40-43.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2344

摘要 ( 202 )

介绍了基于单向运动机构的伸缩式管道机器人工作原理,对管道机器人整机系统进行合理简化,得到等效系统模型。根据等效模型,分析直流伺服电机、滚珠丝杠,以及单向运动机构的动力学行为。为了研究系统的输入电压信号和输出的运动速度之间的关系,建立了机器人系统的完整框图模型。利用M atlab对机器人系统进行仿真,分析不同输入信号下系统的响应特性,为管道机器人的机构设计和控制器设计提供理论依据。

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用于生化分析的混合/进样器一体化设计

高春海;黎海文;张洪辉;吴一辉;宣明;

2009 (06): 44-46.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2332

摘要 ( 244 )

针对现有生化分析仪中取样装置与搅拌装置因分开而造成全自动生化分析仪布局复杂,结构繁琐,不利于生化分析仪的集成化和小型化等问题,提出混合/进样器一体化设计方法,设计了一种具有混合功能的自动进样系统。本论文采用手动移液器及双级活塞的原理,实现了样品的精确提取、试剂与样品的均匀混合等功能集成。通过对该进样系统的进样重复性试验,得出系统误差补偿方法。最后测试结果表明,系统进样重复性<1.5%,满足生化分析需求。

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微流道壁面粗糙度影响的电渗流数值模拟

余伟竟;刘莹;杨大勇;

2009 (06): 47-49+53.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2326

摘要 ( 319 )

基于微流控动力学理论,应用有限元分析方法求解二维平板粗糙壁面微流道模型内矩形截面双电层场和速度场的耦合控制方程。从数值模拟角度研究不同矩形粗糙元对称分布微流道内的电渗流流动特性,分析了粗糙度对微流体流动的影响机理。结果表明:由于粗糙元的阻力作用,粗糙壁面流道内流体速度减小,引起的压力突变导致壁面附近速度出现波动。随着粗糙元高度、宽度的增加,电渗流流速相应地降低或升高。

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压杆稳定设计的直接迭代法

李彤;李银山;

2009 (06): 50-53.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2327

摘要 ( 277 )

研究了一种压杆稳定设计的迭代法——直接迭代法,利用Maple编写了压杆设计迭代法的计算机程序。对迭代法程序进行了系列算例设计。用直接迭代法设计了连杆的圆截面直径:对于给定不同的柔度初始值,其结果在各柔度范围内都是收敛的。对不同给定参数(杆长,支承,轴向压力),系列设计了截面直径。实例表明:直接迭代法适合截面是规则图形的压杆稳定性设计。迭代法与Maple语言相结合设计压杆,稳定性好,精确性高,可靠性强,快速、便捷,大大提高了计算效率。所编的程序可进一步扩充,扩大其应用范围。

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产品设计中民族图形符号之功能隐喻的创新设计

王小妍;钟砚涛;

2009 (06): 54-57+60.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2322

摘要 ( 416 )

民族图形符号具有灵活的可塑性和机动的可变性,对于产品造型的功能价值可以起到有效地表达与展现,其暗示性的功能隐喻作用既满足审美观念又体现了实际的产品功能取向。从民族图形符号功能隐喻的创新选择出发,强调更深层次的审美效应。通过探寻产品中三种功能隐喻与生活方式结合应用的研究,了解民族图形符号作为一种结合物质生活和精神活动的文化形态参与到自然、社会和人们生存、生活中。隐喻作为一种感性修辞与产品功能的理性结合,可以打通人们的更多想象层面,阐释更多对美的感受和对艺术形式的体验,扩展审美功能的多样性。

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反光材料的配色视认度

尹玉波;李巧红;张淑琴;

2009 (06): 58-60.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2316

摘要 ( 287 )

通过对反光膜和卡纸两种材料配色视认度的实验研究,探索出两种材料配色视认度的关系。实验方案以两倍于兰道尔环尺寸作为配色图形,测量并分析了5种底色两种材料配色视认度大小及规律。研究表明黄色为底色,适合配色的图形色多于其它底色;绿色卡纸及白色反光膜分别为底时适合配色的图形色均最少。另外,反光材料与不反光材料的配色视认度变化趋势基本相同,且前者高于后者,但也有特例,这一规律可以指导反光材料配色和颜色编码设计。

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盾构施工引起地表变形预测系统的设计与实现

施一萍;赵敏媛;苏前敏;

2009 (06): 61-63.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2333

摘要 ( 214 )

讨论了盾构施工引起地表变形的因素和机理,介绍了采用BP神经网络技术对地表变形预测系统进行设计与实现的过程。结合工程实践,对系统预测精度进行研究,结果表明,采用BP神经网络对盾构施工引起地表变形进行预测是一种行之有效的方法。

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轿车翼子板装配偏差建模与定位工艺优化

张弩;樊勇;颜晔;于奎刚;郑丞;金隼;

2009 (06): 64-68+78.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2334

摘要 ( 208 )

轿车翼子板装配质量对整车尺寸质量有很大影响。造成翼子板装配偏差的因素有:翼子板本身尺寸偏差、白车身尺寸偏差、装配工艺工装偏差。在实际生产中,通过对翼子板的定位优化来减小输入偏差对最终装配偏差的影响,是减小翼子板装配偏差、提高装配质量的首选途径。结合基于欧拉变换的空间零件偏差传递模型和MPS优化算法,建立了一套针对翼子板的建模与定位工艺优化方法。此方法在某自主品牌轿车生产中的应用取得了明显的效果,并且显示出比传统优化方法更高的效率。

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基于VSA的冷镦机关键零部件公差设计

阮和根;陈沈融;朱红萍;李莉敏;

2009 (06): 69-71.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2317

摘要 ( 367 )

计算机辅助公差设计是CAD/CAM集成的关键技术之一,它不仅影响机械产品的质量与性能,而且也直接影响着产品的制造成本和企业的产出效益。通过虚拟样机结合现代计算机辅助公差设计软件VSA进行公差设计与验证,在确保冷镦机加工质量前提下降低了产品零件的制造成本。

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基于卫星定位技术的车辆横向稳定性参数的测量

王新彦;

2009 (06): 72-74.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2335

摘要 ( 215 )

针对实时的获取车辆转弯半径难的问题,利用GPS定位技术进行了车辆横向稳定性的检测,通过跟踪车辆的行驶轨迹获得其转弯半径、速度、方位等车辆横向稳定性的重要参数,为车辆横向稳定性的监测提供了准确而有效的手段。

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进风口曲线形状对电壁炉用贯流风机性能的影响

梁亮;庞佑霞;唐勇;朱宗铭;

2009 (06): 75-78.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2328

摘要 ( 326 )

研究了电壁炉用贯流风机的流场。数值比较了不同进风口曲线(直线、圆弧和折线)下贯流风机的压力场、速度场和流线分布,并对风机出风口处的仿真速度和实验速度进行了比较,证明了计算流体力学(Computational F lu id Dynam ics,CFD)方法对贯流风机数值仿真的正确性,并得到不同收敛精度下进风口曲线形状对风机性能的影响,为电壁炉用贯流风机优化设计奠定了基础。

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变速器设计方案可拓综合评价方法

何英萍;芮延年;柳胜;

2009 (06): 79-81.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2329

摘要 ( 255 )

怎样更好地对变速器等机械设计方案进行综合评价问题的研究十分重要。本文基于可拓学理论,通过对物元模型的分析,提出了变速器设计方案可拓综合评价方法。通过研究首先构建了评价模型,并以汽车变速器设计方案为实例,从燃油经济性、动力性、换档平顺性和制造成本等四个方面对其进行了可拓综合评价。通过综合评价对设计方案进行了优选,经实际应用验证了该评价方法具有操作简单、可靠性高、实用性强等特点。

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应用MATLAB图像处理技术获取吸尘效率

刘松泉;陈杰;吴勃夫;

2009 (06): 82-85.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2341

摘要 ( 177 )

针对目前在测算真空吸尘车吸尘效率的过程中,普遍存在人为干扰因素及劳动强度大等问题,提出一种基于MATLAB图像均匀化处理、图像阀值化方法以及图像面积提取技术的测算吸尘效率的新方法,并通过实验证明,应用MATLAB图像处理技术可以快速、高效地获取吸尘效率。

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基于ADAMS的轴向滑块凸轮式差速器仿真

孙传祝;许云理;吴化勇;

2009 (06): 86-89.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2336

摘要 ( 366 )

为了提高仿真结果的可靠性,在现有COSMOSMotion软件仿真结论的基础上,把轴向滑块凸轮式差速器模型从UG软件导入ADAMS/View中,并对各连接点添加相应约束、反复修正弹簧参数之后进行了仿真,得到了左右差速轮的角速度曲线及差速器壳的合反转矩曲线。分析研究结果表明,当合反转矩在70~120N.m范围内,反转矩差33N.m时,该差速器基本上都能正常差速运行,并有ω1+ω2=2ω0,Т1+Т2=Т0,即普通锥齿轮差速器的角速度和转矩关系式对于轴向滑块凸轮式差速器同样成立。

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螺纹剪切式碰撞吸能系统快速推进装置研究

朱海文;雷正保;李静;

2009 (06): 90-93.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2337

摘要 ( 289 )

为解决螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统CST(Cutting the Screw Thread)的快速推进问题,基于电磁发射理论,创新设计出一种CST快速推进装置,利用有限元方法确定了CST快速推进装置工作过程中的磁场分布及电磁力大小,分析发现,由于螺纹杆的存在,CST快速推进装置的磁力线分布不均匀,线圈内部的磁力线都集中于螺纹杆之中,螺纹杆的前端以及靠近线圈左端的螺纹杆表面磁力线比较密集,且大部分磁力线通过螺纹杆的螺纹,表明CST快速推进装置工作过程中的大部分电磁力集中在这两处的螺纹上。可见,本文创新设计的CST快速推进装置能够取得预期的快速推进效果。

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双安全钳作用下的电梯导轨建模与变形分析

杨熙;朱昌明;张鹏;史熙;

2009 (06): 94-97.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2339

摘要 ( 274 )

结合双安全钳作用特点,以多跨度细长杆模型为基础,建立并求解了电梯导轨在复杂受力状态下的弯矩方程和挠曲线方程。计算对比了双安全钳和单安全钳作用对导轨弯曲变形与临界力的影响,最后通过试验验证了建模的正确性。研究结果表明双安全钳可以有效降低导轨的最大变形和最大应力,提升电梯安全性。

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低速电火花线切割机走丝机构的设计与仿真

方群;朱红萍;朱承德;李莉敏;

2009 (06): 98-101.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2318

摘要 ( 318 )

从低速走丝电火花线切割机走丝控制系统的要求出发,进行走丝机构的方案设计和结构设计,借助多柔体动力学软件RecurDyn对走丝系统柔性体结构间的接触和非线性变形进行仿真和分析,计算出各走丝轮轴的支反力和各关键点的张力,改进了相应结构,有效改善走丝机构的动态性能,确保走丝机构工作的稳健性,提高了整机的精度。

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蛇形推动散料输送机的设计与试验

陈立涛;王双;陈成;高明磊;

2009 (06): 102-104+109.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2330

摘要 ( 135 )

设计并分析了一种新型用于散料输送的特种输送设备。此输送机利用仿生学,是通过模仿蛇在沙地的爬行运动,设计的一种横向推动式输送机,在输送工作进行时对散料有明显的翻动、混合搅拌作用,适用于在输送过程中需要抽湿、散热、混料的散料输送工作。此输送机可为水泥熟料篦冷机等设备的研制提供参考,试验数据将对新一代水泥孰料篦冷机的输送环节的设计提供帮助。

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考虑反向螺旋的双螺杆磨浆机挤压建模

沈晓阳;王平;白宇;

2009 (06): 105-109.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2319

摘要 ( 291 )

轴向力和功耗是双螺杆磨浆机设计的重要参数,目前尚无理论计算方法。根据实验观察和分析,固体料塞是影响双螺杆磨浆机轴向力和功耗的主要因素。料塞一般出现在双螺杆磨浆机反向螺旋和正、反向螺旋的结合区域。考虑反向螺旋中料塞的作用,根据力平衡原理建立了反向螺旋料塞的剪切模型和流动模型,根据该模型可以求解双螺杆磨浆机螺杆扭矩、功耗、轴向力和流率。与实验测量结果相比,当反向螺旋扣数、反向螺旋狭槽宽度变化时,理论计算和测量结果有较好的一致性。该研究对双螺杆磨浆机的优化设计具有重要的意义。

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《作木牛流马法》疑难字句破译与机构复原

曹励华;吴巧静;

2009 (06): 110-113+116.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2331

摘要 ( 209 )

在解读诸葛亮《作木牛流马法》时会遇到流传谬误、遭遇误读、典籍出错、典籍缺解、注解无错之错等五类疑难问题。揭示矛盾、查证典籍、字义重组、词义辨析、变换视角、拆词取义、泛中取一、引申拓展、搜索关联、调整细化、推敲筛选和透视挖掘等十二种解读思路,有助于对原文进行精确完整的破译。在此基础上,可以实现以原著作为基础的木牛流马的复原。

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基于ADAMS的金属带式CVT变速传动机构效率分析

黄宏成;邹峰;

2009 (06): 114-116.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2338

摘要 ( 202 )

传动效率是金属带式CVT的一项重要性能指标,通过CVT传动机理分析了影响CVT传动效率的主要因素,并在机械动力学分析软件ADAMS平台上,针对CVT的各种功率损失原因建立ADAMS力学模型,本仿真分析了在不同的转矩比和传动比情况下金属带与锥盘间的不同功率损失形式。研究成果对优化CVT控制有一定指导意义。

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