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当期目录

    2018年, 第34卷, 第04期 刊出日期:2020-07-26 上一期   
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    论文
    关于机械产品创新设计的几点思考
    刘占伟;
    2018 (04):  1-4.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4662
    摘要 ( 434 )  
    在后工业化时期,创新设计在满足人们物质和精神需求方面日益重要。立足于机械产品的创新设计,从创新设计理论体系、机构创新设计、创新理论的应用与实践、创新型工程人才的培养以及创新设计的选题与出版五个方面进行了一些思考,希望对读者有所启发。
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    用于高能激光的快速控制反射镜设计方法研究
    刘重飞;贾建军;谢永;李长昆;
    2018 (04):  5-8+13.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4676
    摘要 ( 258 )  
    为降低高功率激光辐照下快反镜吸收激光能量产生的影响,对用于高能激光的快反镜设计方法进行了研究。首先从降低反射镜与基体结构对激光的吸收角度提出了镜片两面均镀高反射膜的方案,通过试验测试了该镀膜方案下镜片与基体在高功率激光持续辐照下的温升,并分析了该温升下粘接剂的粘接强度。最后设计了一种新式柔性铰链结构可减少托架与镜片的热应力耦合,并通过有限元分析对其进行优化,确定最优参数。试验与分析结果表明,高能激光照射试验下镜片最高温升为75℃且粘接剂拉伸强度足够;背部基体结构温升小于5℃,驱动器与传感器几乎无温升;镜片温度升高30℃后,新式托架结构使镜片面形RMS值从1/10λ提高到1/25λ(λ=632.8 nm)。试验与仿真分析结果均表明镀膜方案与新式铰链设计合理可行。
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    参考文献格式要求
    2018 (04):  6.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4661
    摘要 ( 307 )  
    1.参考文献按正文部分标注的序号依次列出,并在序号中加[]。2.对于常见的各类参考文献标注方法如下:1)著作:作者姓名,题名[M].出版地:出版者,出版年.2)期刊论文:作者姓名.题名[J].期刊名称,年,卷(期):页码.3)会议论文集:作者姓名.题名[C]//论文集名称,会议地点,会议日期.4)学位论文:作者姓名.题名[D].出版地:出版者,出版年.5)专利文献:专利申请者或所有者姓名.专利题名:专利国别,专利号[P].公告日期或公开日期.获取路径.
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    机器人辅助微创手术系统的触诊功能实验
    李云峰;Bijan Shirinzadeh;沈惠平;Mohesn Moradi Dalvand;
    2018 (04):  9-13.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4686
    摘要 ( 327 )  
    机器人辅助微创手术系统中的触诊功能的实现对提高手术效率,减少术中对非病变组织的创伤有重要意义。针对已研制的机器人辅助微创手术系统中的触诊模块进行性能测试,一是用于测量微器械在手术中夹持器官组织时产生的夹持力的夹持力测量系统,一是用于测量微器械与非夹持器官组织接触时产生的相互作用的接触力的接触力测量系统。通过实验分析了系统的精度和性能,为系统的进一步优化提供依据。
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    一种飞爬两用机器人的腿部机构设计与仿真分析
    贾林睿;陈务军;赵兵;董鹏;敬忠良;
    2018 (04):  14-17+22.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4687
    摘要 ( 289 )  
    基于自然环境运动需求,模仿昆虫的运动特点,设计了1套飞爬两用机器人,并针对其特殊的腿部进行了机构设计、运动学分析和优化,提出了基于足端工作范围以及单腿运动能力的比例优化方法并制造了样机。针对飞爬两用的特点,对于着陆过程中机器人的动力学响应,推导了动力学方程,并结合电机控制进行了动力学仿真并与实验结果比较,验证了模型准确性以及控制方法的有效性。
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    基于短时信号重构与K-SVD特征提取算法
    唐宁;童水光;徐剑;从飞云;张依东;
    2018 (04):  18-22.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4663
    摘要 ( 375 )  
    以故障信号局部包含信息的差异性为基础,通过短时奇异值分解算法来提取淹没与背景噪声中的故障冲击成分。再结合K-SVD稀疏分解训练算法,提出1种自适应学习字典构建方法,可以有效的自适应表征滚动轴承的故障信号。仿真和试验结果分析论证表明,该故障特征提取技术较常规稀疏匹配算法具更好的识别和提取冲击故障特征能力,有助于实现滚动轴承故障智能诊断。
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    单目视觉双臂机器人相对位姿的快速标定
    韩鸣晓;邓志祥;蔡木良;王华云;严宇;黄远征;梁庆华;
    2018 (04):  23-26.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4688
    摘要 ( 344 )  
    由两个独立机械臂组成的双臂机器人系统,两个机械臂分别有各自独立的基坐标系,针对此类双臂机器人基坐标系相对位姿的确定问题,提出了单目视觉双臂机器人相对位姿标定方法。将相机安装在其中一机械臂末端执行器上组成手眼系统,标定板安装在另一机械臂末端执行器上,保持安装有相机的机械臂位姿固定不动,控制安装有标定板的机械臂运动达到任意不同的拍照位置,相机拍照并同时从机器人返回并记录下每个拍摄位置的机器人参数,联立解出基坐标系间的相对位姿关系。将实验结果应用于智能变电站隔离断路器自动检修双臂机器人,证明此方法能够满足实际工作需求,便于实际应用。
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    基于魔方的并联机构运动支链构造及综合方法
    王永奉;范顺成;孔祥战;韩立;张小俊;
    2018 (04):  27-30+36.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4664
    摘要 ( 320 )  
    提出了1种基于魔方的并联机构运动支链构造及综合方法,该方法不仅能够直观反映出运动支链中运动副的数量,还能展现出相邻运动副之间的轴线关系,有利于机构创新工作者,根据具体的需求综合出最优的机构构型。首先介绍了并联机构,魔方以及魔方与运动副和运动副轴线之间的相互联系;其次通过魔方的各种变换来构造出各种运动支链,并借助螺旋理论分析运动支链的末端运动特征;而后根据运动支链的末端运动特征状况进行整理、分类,组建运动支链库;最后,根据实际的需求,在运动支链库中选择合适的运动支链,构造出一系列同等运动形式的并联机构,并对其进行评估,从而得到最优的并联机构构型。
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    基于样本熵的改进空域相关去噪算法
    宋晓霞;向北平;倪磊;周建;
    2018 (04):  31-36.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4689
    摘要 ( 238 )  
    针对传统的小波空域相关去噪算法存在噪声与信号系数误判以及终止滤波迭代过程的阈值确定困难等问题,提出了1种基于样本熵的改进空域相关去噪算法。考虑到不同频率段的小波包系数中噪声含量的不同,对不同小波包节点系数分别进行归一化相关系数计算与去噪迭代,且对每1次迭代后的小波包节点系数进行样本熵计算,选取当各节点小波包系数样本熵取最大值时做为终止迭代条件,认为此时的小波包系数全为噪声系数。对仿真信号进行分析,结果证明了该方法的有效性;将该方法应用于故障滚动轴承振动信号去噪中,能够较好地还原信号的特征频率,取得了较其他传统算法更好的去噪效果。
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    基于改进型飞蛾火焰算法的区间非概率可靠性优化设计
    徐格宁;黄双云;康忠元;徐彤;
    2018 (04):  37-40+45.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4647
    摘要 ( 294 )  
    可靠性优化设计一般属于双层嵌套优化问题,针对可靠性优化问题中计算复杂、存储量大以及易陷入局部最优等不足,研究基于改进型飞蛾火焰算法的区间模型非概率可靠性优化问题,对内层可靠性分析采用了MATLAB内部函数Vpasolve,而对外层优化采用改进型飞蛾火焰算法,建立了基于改进型飞蛾火焰算法的可靠性优化设计模型,使其更利于优化计算。通过实例表明:该方法计算过程简单,速度快,为结构非概率可靠性优化提供了一种新的研究思路。
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    凿岩机器人钻臂动力学参数分步理论辨识方法
    黄开启;叶涛;丁问司;陈荣华;
    2018 (04):  41-45.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4690
    摘要 ( 208 )  
    凿岩机器人钻臂具有多冗余自由度耦合关节,且结构尺寸庞大,难以准确获取其动力学参数。为此,提出一种分步理论辨识法辨识钻臂动力学参数。推导出钻臂的牛顿-欧拉方程,并建立其动力学模型,采用5阶傅立叶级数规划钻臂各关节运动的激励轨迹,将钻臂3维Pro/E模型导入ADAMS中,根据各关节在激励轨迹下的驱动力(或力矩),从推进器关节开始沿机身方向进行递推,对各关节的动力学参数进行分步辨识。仿真结果表明,分步理论辨识法具有较高的辨识精度,提高了钻臂末端(钎头)定位控制的精度和稳定性。
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    基于二分法的平面运动链数综合
    孙亮波;孔建益;肖曲;刘鑫月;
    2018 (04):  46-49+53.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4665
    摘要 ( 255 )  
    简要论述了运动链型综合和数综合的成果,使用运动链特征值组合作为数综合结果标记,对运动链的结构特征进行了分析归纳,获得了多个特征参数表达式。在分析运动链特征值表达式基础上,分析论证了运动链中多元构件或复铰数、二元构件数、关键点数等的取值范围。在上述分析基础上,提出了基于二分法的的平面运动链数综合方法,以较高的计算效率获得了4-15构件的含复铰的所有数综合结果,并举例分析了数综合结果的有效性。上述成果为数字化的运动链型综合提供了必要的信息。
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    基于广义基本运动链正则解耦混联机构的型综合
    屈淑维;李瑞琴;郭志宏;
    2018 (04):  50-53.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4666
    摘要 ( 280 )  
    混联机构兼具串联机构与并联机构各自的构型优势,是先进复杂机械装备的重要备选构型之一。依据机构输出运动特征进行位姿分离,通过移动特征正则输出平台模块,与姿态特征正则转动输出的运动副模块串联,构建广义基本运动链。结合正则运动的解耦特征,提出了运动链的正则解耦设计方法。以此为据,建立混联机构的解耦综合。以3T2R混联机构为对象进行了实例综合。研究表明:基于广义基本运动链的正则解耦设计方法可操作性强,对混联机构的解耦设计具有普适性。
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    并联机构拓扑结构特征分析软件的框架设计及实现
    朱小蓉;黄骏;沈惠平;杨廷力;刘安心;杭鲁滨;
    2018 (04):  54-61+69.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4667
    摘要 ( 307 )  
    基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计方法提出了机构POC、自由度和耦合度等拓扑结构特征指标,用于揭示并联机构结构学、运动学和动力学的一些基本特性,但其人工计算、分析过程冗长、复杂、费时,所以研究了拓扑结构特征指标计算机自动分析软件的总体框架及其实现流程。首先,提出了能自动识别支链运动副轴线关系的并联机构字符串描述模型,以及支链POC集的矩阵描述模型;基于此描述模型,研究了POC集"交"和"并"运算规则的算法,给出了机构POC、自由度和独立位移方程数的自动分析流程;接着,给出了并联机构拓扑结构最佳分解路线的算法,制定了机构耦合度自动化分析的实现流程。最后,利用VC++编程开发了程序,并对并联机构进行了实例计算,其结果与人工计算分析一致。该算法和程序有助于更多的机构学研究和设计人员,较易计算、分析并联机构的拓扑结构特征。
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    新型5自由度冗余混联机床的机构设计及运动学分析
    郭晓南;薄瑞峰;张莹;李瑞琴;
    2018 (04):  62-65+69.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4668
    摘要 ( 300 )  
    提出了1种由3自由度冗余驱动并联机构4-UPS/PU,串联上二自由度X-Y运动平台来共同实现五自由度运动的新型混联机床的机构设计方案。运用螺旋理论分析了该机床实现的3T2R运动原理,计算出该机构的自由度;利用解析矢量法及几何关系建立机构位置逆解方程,确定驱动杆和动平台之间的位姿关系。运用影响系数法建立了1阶运动影响系数矩阵-Jacobian矩阵,最后通过运动学仿真,验证了机床运动学分析的正确性。
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    6自由度3-U~r RS并联机构的逆运动学分析
    于常娟;刘庆玲;邵轩;
    2018 (04):  66-69.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4691
    摘要 ( 247 )  
    目前对6自由度空间并联机构的运动学研究较少,与其他机器人相比6足机器人具有承载能力强,通过性能高的优点,当6足机器人3条腿处于支撑相时,机体是6自由度3-U~rRS并联机构,能实现3维平移和3维转动,该机体具有3条支链,每条支链为URS(万向铰、转动铰和球铰)。对该并联机构进行运动学分析时,提出在动坐标系下进行运动学分析的方法,利用关节2和关节3轴线平行的结构特点,建立了位置逆解数学模型,最后利用ADAMS软件仿真验证位置逆解结果的正确性。该结果为提高六足机器人前行过程中的稳定性和协调性以及运动控制的精确性打下理论基础。
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    基于改进的快速Shi-Tomasi特征点检测算法的图像拼接算法
    黄远征;尹春丽;刘波;韩鸣晓;陈敏;张鼎瑞;梁庆华;
    2018 (04):  70-73.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4692
    摘要 ( 260 )  
    针对Shi-Tomasi算法计算量大导致的特征点提取速度慢的问题,利用FAST算法对Shi-Tomasi算法进行加速,提出基于此改进算法的快速图像拼接算法。该算法首先应用FAST算法对整幅图像进行处理,基于筛选点邻域再采用Shi-Tomasi算法获取特征点,接着用NCC法进行特征点匹配,然后用RANSAC法剔除错误匹配并完成图像配准,最后用渐入渐出法进行图像融合。对比实验结果表明,改进算法相对基于ShiTomasi的图像拼接算法速度大幅提升,特征点匹配的正确率有所提高,拼接完成后图像的视觉效果也得到保持。
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    重型顶升器行星传动系统优化设计
    秦仙蓉;余传强;孙远韬;吴琼;李冉;
    2018 (04):  74-77+84.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4669
    摘要 ( 323 )  
    以两级行星齿轮传动方案中的关键参数(包括齿数、模数、齿宽)为设计变量,以可靠度、体积和重合度为目标函数,以邻接条件、传动比条件、装配条件、齿数条件、齿宽及模数条件和外形尺寸条件为约束条件,建立了重型顶升器传动系统的优化模型;提出1种通过拟合分目标函数之间的关系曲线来确定各分目标加权因子的方法;运用改进的遗传算法对问题进行求解。优化后的行星传动系统的可靠度和外啮合的重合度都有明显提升,同时总体积也有显著下降,即优化后的传动系统在重量更轻的情况下,具有更高的可靠性和更平稳的传动特性。结果表明文中建立的模型、多加权因子的处理方法以及问题的求解方法是可行有效的。
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    谐波减速器失效加速方程的建立与验证
    官浩;吴鸿涛;
    2018 (04):  78-80+88.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4670
    摘要 ( 238 )  
    根据空间谐波减速器的失效机理和润滑环境建立了失效物理方程,并以此推导出对应的失效加速方程。通过加速寿命试验采集了谐波减速器失效数据,采用最小二乘法和图分析法对失效加速方程进行检验。结果表明该失效加速方程符合空间环境下谐波减速器的加速寿命特征,为谐波减速器的寿命外推准确性提供了依据。
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    立式加工中心关键部件误差辨识分析
    武剑;顾成劼;杜正春;杨建国;
    2018 (04):  81-84.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4652
    摘要 ( 398 )  
    为提高立式加工中心的加工精度,建立机床综合误差模型,对关键部件误差进行辨识分析。以齐次坐标变换为基础,对立式加工中心VMC850B进行综合误差建模,分析机床空间位置误差的形成;基于全局敏感性分析判定法,结合综合误差模型,建立辨识机床关键部件误差辨识方法;最后,结合关键误差识别理论和实际测量的机床VMC850B的空间位置误差,对整机空间位置误差进行贡献度分析,量化VMC850B机床部件误差对于机床空间位置误差的影响。通过基于敏感性的立式加工中心关键部件误差识别分析,为立式加工中心设计制造生产相关的关键部件精度控制提供思路。
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    基于自适应时频分析的滚动轴承故障诊断
    荆双喜;杨晓雨;罗志鹏;
    2018 (04):  85-88.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4671
    摘要 ( 192 )  
    针对滚动轴承故障诊断,提出一种将集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)和平滑伪魏格纳分布(Smoothed Pseudo Wigner-Ville Distribution,SPWVD)相结合的EEMD-SPWVD自适应时频分析方法。首先将多分量轴承故障信号通过EEMD分解为多个单分量信号的叠加;然后参考各分量的互相关系数去除虚假分量,筛选出真实的固有模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF);最后将筛选出的固有模态函数进行SPWVD计算,并从低频到高频逐步有选择地线性叠加到EEMD-SPWVD时频谱图中。通过对EEMD-SPWVD方法的滚动轴承内圈故障诊断仿真和西储大学轴承内圈故障信号的特征提取应用,对比SPWVD时频谱,说明了EEMD-SPWVD方法相对单一方法的优越性,验证了该方法在滚动轴承故障特征提取中的有效性。
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    连接件非均匀面压结合部动态性能建模与分析
    罗炜智;姚振强;黄海涛;
    2018 (04):  89-94.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4653
    摘要 ( 305 )  
    基于栓接结合面非均匀面压分布与分形接触理论,通过静力仿真获得了结合部非均匀面压的分布规律,建立了结合面的动态参数的动力学模型,并将结合面的动态参数换算为虚拟材料的弹性模量、切变模量及泊松比等材料属性参数。提出了考虑结合面非均匀面压影响的栓接结合部有限元模型,结合有限元分析获得栓接结合部的理论模态频率及振型。将理论与实验模态相比较,所提出的模型能够准确地描述机械结合部的固有频率及振型等动态特性,可应用于提高数控机床整机的动态性能建模分析准确性。
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    航空发动机盘轴连接结构螺栓组弹性相互作用的规律
    陈津;赵斌斌;连宇臣;岳聪;李志平;
    2018 (04):  95-99.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4678
    摘要 ( 312 )  
    螺栓连接是航空发动机转子盘轴结构最常用的1种连接方式,螺栓之间的弹性相互作用对螺栓残余预紧力往往具有显著影响,进而影响盘轴间预紧力及界面压力一致性。首先分析了螺栓组弹性相互作用基本原理,建立残余预紧力随预紧过程演化模型;结合航空发动机低压涡轮轴盘连接特征,建立螺栓组弹性相互作用简化分析模型,分析材料属性,盘轴厚度、螺栓孔中心距、螺栓孔大小、螺栓数量等盘轴尺寸,以及初始预紧力、拧紧顺序等工艺参数对螺栓组弹性相互作用的影响,并结合试验进行验证,研究结果为盘轴连接结构设计及工艺设计提供理论依据。
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    基于拓扑优化与多目标优化的机床底座结构设计
    赵海鸣;蒋彬彬;李密;
    2018 (04):  100-105.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4654
    摘要 ( 321 )  
    为了在底座初期设计时尽可能减轻其质量、降低静应力变形、提高其固有频率,首先基于变密度法,建立以底座质量为优化目标函数,静应力变形和固有频率为约束的拓扑优化数学模型,实现1次优化;然后基于响应曲面法,建立以底座质量、静应力最大变形量和1阶固有频率为目标函数与约束条件的多目标优化模型,实现2次优化。分析两次优化的有限元结果:相比于1次优化,2次优化后的底座质量减轻2.5%,静应力变形量降低16.2%,1阶固有频率提高6.0%。
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    基于龟壳结构的深孔钻床床身筋板仿生优化设计
    张莹;薄瑞峰;郭晓南;沈兴全;
    2018 (04):  106-109.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4655
    摘要 ( 320 )  
    生物体的结构能够以轻质高效的材料分布满足较好的力学性能,为机床关键件的结构选型提供了1种新方法。针对Z8016深孔钻床床身传统的筋板布局,结合乌龟壳结构的构型规律,利用结构仿生的方法对其进行了优化设计。首先对原型床身进行了有限元分析,根据其应力、变形云图结合龟壳结构的构型特点,确定了1种拱形与竖直筋板相结合的新型床身筋板结构,并对仿生结构进行了静力及模态分析。结果表明,相对于原结构,仿生型筋板结构的最大变形减少了11.11%,质量减少了6.44%,比刚度效能提高了18.88%,前5阶固有频率平均提高了3.27%,静动态性能均有显著提高,且实现了轻量化设计。
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    Gantry桁架热变形及其对定位误差影响分析
    童程鹏;杜正春;杨建国;
    2018 (04):  110-112+115.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4656
    摘要 ( 289 )  
    以大型Gantry桁架机械手在不同环境温度下受热变形产生的热变形为研究对象,在论述桁架机械手热变形有限元分析过程的基础上,借助COMSOL有限元分析软件对桁架机械手进行有限元建模和加载计算,以模拟实际生产中环境温度引起的热变形,通过对桁架X,Z轴热变形的综合分析计算得出温升对于桁架机械手定位误差的最终影响。该研究在一定程度上实现了对桁架机械手定位误差的定量计算,为进一步研究其对上下料的影响,采用数控机床误差补偿技术提高上下料精度提供了参考。
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    惯性平台高精度温控系统设计
    朱大风;毛海岑;尹伟;王亮;
    2018 (04):  113-115.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4693
    摘要 ( 175 )  
    为了实现对惯性平台的高精度温度控制,设计了1种以STM32为核心控制单元的控制电路,采用铂电阻与LTC2983芯片组成温度采集单元对外界环境、IMU本体等温度进行采集,采用驱动器MC33887加热散热,通过PID算法,使IMU本体温度控制在55±0.5℃范围内。实验表明,该温控电路稳定性高,满足了温控精度的需求,具有较高的实用价值。
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    TC4钛合金快走丝线切割电参数影响研究
    王建青;祝锡晶;王璟;
    2018 (04):  116-118+122.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4657
    摘要 ( 640 )  
    研究电参数对TC4钛合金快走丝线切割表面质量和加工效率的影响。采用双因素方差分析方法对脉宽和脉间的交互作用进行了分析,计算了总效应量,并对效应量进行了矫正,研究的结果表明脉宽与脉间的交互作用对TC4钛合金快走丝线切割表面质量和切割速度影响显著;从提高切割表面质量的角度考虑,可采用小脉宽和小脉间的参数组合或大脉宽和中脉间的参数组合;综合考虑切割表面质量和切割效率的角度,应采用大脉宽和中脉间参数组合。
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    碳纤维增强复合材料钻削在不同切削方向角下的孔壁质量分析
    周磊;罗卫强;楚英;王昌赢;陈明;
    2018 (04):  119-122.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4649
    摘要 ( 298 )  
    碳纤维增强复合材料(CFRP)是航空、航天和汽车等领域使用较为广泛的1种新型材料。其具有各向异性、非均匀性的特点,是1种典型的难加工材料。CFRP材料的层间结合强度远远低于拉伸强度,这一特点导致刀具在切削CFRP材料时经常会出现毛刺、分层、劈裂等缺陷。而碳纤维增强复合材料在钻削过程中会由于切削方向角的变化会出现加工质量不一致的情况,这对于材料制造的可靠性与稳定性具有巨大的挑战。文中主要从碳纤维增强复合材料钻削过程中的切削力、孔壁形貌与表面粗糙度等方面出发,分析不同切削方向角下的断裂机理,研究其表面质量的分布规律。
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    球坐标测量系统测量模型
    李少博;袁道成;何华彬;杜炜;
    2018 (04):  123-126.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4677
    摘要 ( 243 )  
    针对球坐标测量系统,提出1种基于机器人运动学的建模方法,建立其包含几何误差的精确测量模型。在分析球坐标测量系统几何误差源的基础上,基于准刚体假设,运用齐次坐标变换矩阵,通过坐标系之间的运动变换,建立了球坐标测量系统精确的测量模型。该模型包含球坐标测量系统20项几何误差,为进一步进行误差辨识和误差补偿奠定了理论基础。
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    基于钻杆转速和钻屑量测定煤体应力实验研究
    岳立新;杨全春;郝志勇;
    2018 (04):  127-132+147.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4650
    摘要 ( 329 )  
    通过对钻孔过程中煤岩体应力场、钻杆转速及钻杆排屑力、排屑扭矩进行理论分析,提出利用钻杆转速和钻屑量综合预测煤体应力大小的可行性,并利用自主研制的钻孔多参量测试设备进行实验室试验和现场钻孔实验。研究结果表明:在钻进速度、钻杆参数一致的条件下,钻杆转速与煤体应力呈负相关趋势,钻屑量与煤体应力呈正相关趋势,且钻杆转速与钻屑量保持很好的对应关系,证实了依据钻杆转速和钻屑量来综合预测煤体应力大小、集中程度是可行的;依据现场测试数据可得某矿实际工作面卸压区、集中应力区及原始应力区的大致分布位置,且集中应力区钻杆转速最小约为517.2 r/min,对应的钻屑量最大为5.1 kg/m。依据大量钻屑转速测试数据,提出利用一孔双指标对冲击地压进行预测预报,为煤矿动力灾害的防治提供新思路。
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    基于J2EE的电机个性化定制平台
    余建国;张魏巍;向健明;
    2018 (04):  133-136.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4684
    摘要 ( 132 )  
    随着"互联网+"时代的到来,消费需求日益个性化,不断推动着电机生产企业生产模式的转变。本着客户满意度为前提,针对电机产品生产企业的特点,结合电机企业制造的现状指出电机产品制造的桎梏;基于企业实地调研与需求分析,建立电机制造企业个性化定制系统,同时对系统进行功能模块分析与设计,采用Power Designer建模软件设计了系统的物理数据模型,利用J2EE技术对电机产品个性化定制平台的系统结构及模块进行设计开发;通过电机企业的实际应用,电机个性化定制系统的设计极大的满足了客户对个性化设计的体验,进一步推进企业与客户的实时交互,真正实现以客户为中心的生产模式。
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    航天器大型化构件数字化工厂仿真建模方法
    诸葛洵;王笑含;王强;郑培;吴若诚;程辉;张执南;
    2018 (04):  137-141+151.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4679
    摘要 ( 284 )  
    面向航天器结构件生产线的布局优化,提出了针对生产线布局和物流路径的优化方法,并建立了离散系统仿真建模的一般性方法。采用CAD软件和3维物流仿真软件对航天器结构件制造系统进行物流和工艺流程进行建模和仿真。该方法有助于制造型企业设计新生产线布局和进行原有布局的优化。
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    亚音速离心叶轮分流叶片前缘掠形性能分析
    杨世平;刘俊;杨家礼;张锦纶;周韧峰;
    2018 (04):  142-147.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4672
    摘要 ( 376 )  
    在保证叶轮其它参数不变的情况下,设计了7种不同分流叶片前缘掠角,分别为-15°、-10°、-5°、0°、5°、10°、15°,利用ANSYS CFX软件对其进行数值模拟,并对数值方法进行实验验证,来分析分流叶片前缘掠对亚音速离心压气机气动性能的影响;研究结果表明:相比不掠而言,分流叶片前缘后掠使效率、压比降低,失速裕度和稳定工作裕度增加,分流叶片前缘前掠使效率、压比增加,失速裕度和稳定工作裕度减小;后掠增大堵塞流量,加大其叶片上载荷,而前掠减小堵塞流量和其叶片上载荷,并随角度的改变而相应的发生改变。
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    润滑油老化对发动机摩擦特性的影响
    徐宏昌;李冕;周龙;
    2018 (04):  148-151.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4681
    摘要 ( 194 )  
    润滑油品质对发动机内相关零部件间的摩擦特性具有重要影响,其性能在发动机工作过程中会随着运行时间、环境温度等因素的变化而发生改变,进而影响到发动机系统整体的动力性能和经济性能。以某款1.5 L排量4缸汽油机为研究对象,在台架试验的测试数据基础上,建立发动机系统的多体动力学仿真模型,着重分析润滑油老化与发动机主要传动部件间摩擦特性变化的关系。研究结论有利于发动机动力传动机构的设计以及润滑油型号的匹配。
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    空间管路数字化协调系统设计与开发
    徐晓坤;顾城歌;周志宇;莫锦秋;
    2018 (04):  152-155.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4680
    摘要 ( 318 )  
    一些分段加工的管路无法直接进行无缝拼接,需对管件进行协调,方可成功拼接。目前协调工作通过人工协调完成,工时长且无法确保质量。数字化协调指在管路最终拼接前,实物取样取得管路安装连接的接口位置、走向值及管件的实测值,在数字空间中对管路部件的部分尺寸进行修正性地再设计或确定,根据数字协调结果加工制造管件。本论文对管路数字化协调的3个关键步骤:实物数字化、数字空间中的协调求解、数字化协调结果实物化(即数字放样)进行了研究和实现。对逆向软件Imageware进行二次开发来实现管件测量点云的曲面重构;对管路进行数字协调求解,并在3维软件Creo中采用Pro/TOOLKIT二次开发实现管件数字空间中的自动切割、拼接以及装配;以四元数轨迹确定实物加工所需的工具姿态,在Robot Studio中完成数字放样仿真。
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    基于2自由度传动调速的风电机组模拟系统设计
    苏睿;刘平平;李华志;黄杨森;王钧;
    2018 (04):  156-159.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4685
    摘要 ( 151 )  
    在与双馈、永磁直驱等传统风电机组的结构方案进行对比分析的基础上,提出了2自由度传动的新型风电机组模拟系统方案:首先,建立了风轮转矩与风速、转速、桨距角的关系式,并采用电动机按此关系式模拟风轮转矩作为输入;其次,建立了典型2自由度传动机构(差动轮系)的动力学模型,用其模拟新型风电机组的传动链;最后,在SIMULINK中分别建立了新型风电机组和传统双馈风电机组的模拟系统。将仿真结果进行对比,验证了2自由度传动的风电机组模拟系统的有效性,为后续2自由度传动调速风电机组物理试验平台的设计提供了理论基础。
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    大米滚筒分级机筛分过程的动力学模拟与筛分效果分析
    郭璇;武鑫;甯尤军;曾乙伦;
    2018 (04):  160-164.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4658
    摘要 ( 369 )  
    大米滚筒分级机的设计和工作参数影响筛分效率和精度。采用非连续变形分析(DDA)方法对大米滚筒分级机进行动力学筛分过程模拟,探讨筛分分级机理和筛分参数影响问题。通过模拟研究了收集槽设计参数、米粒与窝眼的匹配关系对筛分比及槽内筛分精度的影响;研究了滚筒内筛分米粒数量以及被筛分米粒尺寸级配对筛分结果的影响,发现适宜的筒内米粒数量及米粒尺寸级配能提高筛分效率及筛分精度。通过滚筒内筛分米粒的运动学和运动轨迹分析,探究了滚筒分级机的米粒分选过程和机理。本研究工作有助于对滚筒分级机分选过程与机理的认识,以及滚筒分级机参数的设计与优化。
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    某后独立悬架硬点坐标的多目标优化
    徐劲力;李秀梅;任中亚;
    2018 (04):  165-171+176.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4682
    摘要 ( 346 )  
    基于悬架结构特点和空间解析几何方法,根据连接硬点建立梯形多连杆独立悬架的运动学理论模型和虚拟样机模型,对比分析悬架的运动特性,确定了待优化的设计目标。然后利用Adams/Insight模块分析硬点坐标的灵敏度,确定了优化问题的设计变量。分别采用基于虚拟样机模型的DOE试验优化设计、基于理论数学模型的多目标遗传算法和基于响应面近似模型的多目标遗传算法处理悬架多变量多目标优化问题,对比分析了它们的优化精度和在后悬优化问题上的应用特点,确定了最佳硬点调整方案,使后轮前束角、外倾角和单侧车轮跨距变化量的变化范围分别减小了62.5%、30.8%和11.8%。
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    汽车后悬架拖曳臂台架疲劳试验失效分析及其改进
    胡勇;
    2018 (04):  172-176.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4683
    摘要 ( 237 )  
    为解决某SUV后悬架拖曳臂台架试验耐久失效故障,首先建立后悬架系统有限元分析模型,根据悬挂系统耐久试验装置及其失效工况,在轮心处沿着纵向施加6 000 N,对其进行强度分析,以此确定应变片测试位置。然后基于胡克定律对测试数据进行处理计算,得到测试点的应力值,与有限元模型进行对标分析,分析结果表明两个应变片测试点的台架试验结果与有限元分析的误差率分别为4.5%和5.1%,因此该有限元模型具有很高的准确性。再基于对标成功的有限元分析模型,约束车身所有自由度,在轮心位置施加以纵向力12 000 N,分析结果表明拖曳臂的最大应力为397.3 MPa,并且其应力集中位置与裂纹源一致。通过在开裂的螺栓孔处焊接大垫片,改进之后拖曳臂的最大应力为313.74 MPa,其较改进之前降低了21.1%。最后基于Miner线性损伤理论和Ncode软件对拖曳臂原始方案和改进方案进行分析,其最大损伤值分别为2.3和0.9,相应的拖曳臂疲劳寿命提高了60.9%,改善效果非常明显,其最大损伤值位置也与失效件裂纹源位置相吻合,并且其改进方案最终顺利通过了悬挂系统的台架耐久试验验证。
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    超深井提升钢丝绳多层缠绕卷筒的层间过渡装置结构设计
    彭霞;刘劲军;徐永福;
    2018 (04):  177-181+185.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4651
    摘要 ( 495 )  
    超深矿井提升多通过钢丝绳多层缠绕实现,多层缠绕钢丝绳需在两个挡绳板位置借助层间过渡装置实现钢丝绳向更高层的爬升、换向。传统的Lebus层间过渡装置在超深、高速、重载的工况下存在磨损大、易在2~3层过渡时卡绳等问题。针对这些问题设计了1种新的层间过渡装置,并结合钢丝绳层间过渡时的运动状态推导出层间过渡装置各部分的参数计算公式。该层间过渡装置的设计思想及其计算公式可为超深矿井提升机多层缠绕卷筒层间过渡装置的设计提供有益参考。
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    光伏板清扫机器人支撑架轻量化优化设计
    王龙;王云霞;陈健飞;蒋麒麟;
    2018 (04):  182-185.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4694
    摘要 ( 278 )  
    以光伏板清扫机器人支撑架为例提出了1种基于拓扑优化与响应面法相结合的轻量化设计方法。对支撑架受力进行有限元分析并对模型拓扑优化;然后利用Box-Behnken设计实验得到7个设计变量的数值模拟样点,通过响应面方法进行2次回归拟合得到响应面模型;最后,利用非支配多目标遗传算法对近似模型进行了迭代优化计算,得到Pareto最优解集。结果表明:轻量化优化后的支撑架的质量减轻了24.6%,应力下降了1.007 MPa。
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    芦苇机械式打捆机压缩机构的偏置式曲柄应力及模态分析
    朱海燕;张立新;王欢;李继霞;张翔;陈可圣;
    2018 (04):  186-189+193.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4648
    摘要 ( 362 )  
    压缩机构是芦苇机械式打捆机的关键机构,其结构的设计合理性影响着压缩质量、效率。利用ANSYS软件对压缩机构中的关键部件偏置式曲柄进行静力学、动力模态分析。结果表明:偏置式曲柄左右两端铰接处承受较大应力,满足强度要求;在自由模态、约束模态分析对比中发现,在压缩作业过程中,约束模态下的曲柄固有频率比在自由模态下高,不易与其他机构产生共振。
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    工作压差对非接触式余弦转子泵效率的影响
    邹旻;孔德昂;朱英杰;吴良才;
    2018 (04):  190-193.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4673
    摘要 ( 275 )  
    为了探究非接触式余弦转子泵工作时工作压差对泵工作效率的影响,运用理论推导得出余弦转子泵的排量和流量计算公式,并且运用转子泵经验泄漏公式计算泵的泄漏量。通过理论计算得出泵工作效率与工作压差成比例关系。运用Fluent软件对泵内部流场变化情况进行数值模拟,对理论推导进行验证。经过数值模拟发现转子间隙处返流速度随着工作压差的增大而增大。转子间隙处的返流速度的增大导致转子间隙处的泄漏量增大致使泵工作效率降低。从而得出随着工作压差增大,泵工作效率降低。
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    DU型水平带式真空过滤机动力传动系统优化设计
    樊佳杰;张亚新;
    2018 (04):  194-197.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4674
    摘要 ( 323 )  
    设计计算出适用于DU型水平带式真空过滤机动力传动系统的凸缘联轴器传动方案。首先对凸缘联轴器进行以质量最小为目标的优化设计,初步设计出适用于过滤面积为30 m2的DU型水平带式真空过滤机的动力传动方案。然后,利用集中质量法求出系统的固有频率,并与减速器齿轮啮合频率校核,避免发生共振。最后,通过Solid Works建立3维模型,利用Simulation插件对联轴器进行疲劳分析,校核其使用寿命。工程实践表明,上述设计方案是可行的。
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    专利规避设计方法
    李辉;檀润华;
    2018 (04):  197.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4695
    摘要 ( 358 )  
    出版时间:2018年1月定价:89.00元编辑荐语:专利规避设计是利用专利信息进行的一种创新设计方法。通过专利规避技术可在创新的初始阶段寻找技术机会,缩短研发时间避免重复研究;可在研发过程中结合与其过程相适应的TRIZ创新设计方法,提高研发水平;可在研发后期进行知识产权评价与管理,以确
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    机械创新设计理论与方法(第二版)
    邹慧君;颜鸿森;
    2018 (04):  198.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4675
    摘要 ( 260 )  
    出版时间:2018年5月定价:89.00元编辑荐语:编辑推荐:任何一个国家想要真正强大,就必须有完整、坚实的制造业,特别是装备制造业。装备制造业是制造业之母。为了满足社会新需求,为了发展先进生产力,我们必须不断地设计和制造出各种新颖、高效的机械装备。只有这样才能使我国由制造大国转变为制造强国。
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    西華大學机械工程与自动化学院
    2018 (04):  199.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4696
    摘要 ( 226 )  
    西华大学机械工程与自动化学院成立于1 960年,现有教职工100余人,其中博士生导师3人,教授、副教授50人,归国学者10余人,在读本科生2200余人,硕士研究生300余人。经过50年的发展,形成了围绕现代制造业,从本科、硕士到联合培养博士的多层次协调发展的学科体系。现有机械设计制造及其自动化、机械电子工程、自动化、工业工程、工业设计、包装工程(包装机械)6个本科专业,其中机械设计制造及其自动化为国家特色专业:拥有"四川省机械工程及自动化本科人才培养基地"、财政部"中央与地方共建机械学科基础实验室"、"四川省机械工程综合训练实验教学示范中心";拥有机械工程一级学科硕士点和机械制造及其自动化、机械电
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