机械设计与研究

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黄晖;宫杰;张帆;范海阔;张强;夏文;刘义军;付云飞;

2018 (06): 1-3+9.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4789

摘要 ( 267 )

阐述了椰树攀爬装置的结构特点,并对其作业原理及工作过程进行了分析,介绍了声发射的试验原理与方法,并在空载、承重50 kg、承重75 kg以及承重100 kg四种工况下,对该装置进行了声发射试验,试验结果表明:该装置在作业过程中,声发射信号稳定,在不同承载工况下,信号幅值变化较小,其使用可靠性高,安全性能好。

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六轮滑动转向爬壁机器人壁面运动动力特性分析

周依霖;张华;张响亮;

2018 (06): 4-9.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4790

摘要 ( 229 )

针对一种六轮滑动转向爬壁机器人的壁面运动动力学问题开展了相关研究。通过引入驱动轮纵向滑动率,建立了考虑机器人纵向和侧向滑动的运动学模型。基于车辆动力学理论中的轮胎离散模型,分析了驱动轮与壁面之间的摩擦力学特性,进而建立了机器人壁面滑动转向动力学模型。基于上述模型,仿真分析了不同壁面倾角下机器人运动过程质心运动轨迹、质心侧向滑动速度、右侧驱动轮的总驱动力和纵向滑动率的变化规律,为机器人的运动控制和路径规划提供了参考依据。

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参考文献格式要求

2018 (06): 5.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4765

摘要 ( 364 )

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.

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爬树机器人的研究现状综述

袁吉伟;王汝贵;

2018 (06): 10-15.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4785

摘要 ( 456 )

爬树机器人具有攀爬和操作功能,以代替人们在高空复杂环境中从事危险工作为目标,完成诸如树木整枝、果实采摘、采集标本、军事探测及杆状建筑物的清洗保养、质量检测等任务。在详述了国内外爬树机器人的研究和应用现状后,分别探讨了爬树机器人夹持机构设计、自保防坠落机构设计、爬树时位姿调整机构设计和运动规划避障以及控制结构设计等关键技术,最后浅谈了爬树机器人的发展趋势。

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水冷壁爬壁机器人导向防倾覆装置

刘春惠;李静;俞竹青;

2018 (06): 16-20+24.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4786

摘要 ( 363 )

针对水冷壁爬壁机器人运动中的倾覆问题,提出了1种导向防倾覆装置。在水冷壁特殊壁面工作情况下,对机器人进行静态受力与稳定性分析,得到其能在壁面不发生下滑和倾覆的安全吸附条件。介绍了永磁间隙式导向防倾覆装置的工作原理。对间隙式永磁导向防倾覆装置磁路结构,采用Halbach永磁直线阵列的磁路设计,并在Ansoft Maxwell软件中对该装置进行了仿真分析和结构优化。现场实验表明,装有间隙式永磁导向防倾覆装置的爬壁机器人运行稳定可靠。

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自主移动机器人的轨迹误差补偿方法

李航锋;项四通;阮铃俐;

2018 (06): 21-24.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4787

摘要 ( 313 )

自主移动机器人现有轨迹控制器结构复杂且控制不稳定,本文设计出一种结构简洁且快速收敛的线性化轨迹误差补偿方法。首先将自主移动机器人在全局坐标系下X和Y方向的轨迹误差转换到局部坐标系下,然后得到切向误差、法向误差以及角度误差,最终设计线性化轨迹误差补偿方法,计算出两个驱动轮的运动补偿量。基于李雅普诺夫稳定判据,在该控制模型下整个线性化系统是渐进稳定且收敛的。实际试验测试证实基于所提出的轨迹误差补偿方法,自主移动机器人的运动精度能稳定控制在±5 mm之内。

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建筑机器人应用与发展

李朋昊;李朱锋;益田正;喜冠南;

2018 (06): 25-29.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4788

摘要 ( 350 )

近些年,随着经济建设步伐的急剧加快,建筑行业迎来高速发展。基于建筑行业特征,引进工业机器人技术,发展具有针对性的建筑机器人已经成为必然趋势。结合机械结构和控制系统等方面,系统综述了墙体施工机器人、装修建筑机器人、维护建筑机器人、救援建筑机器人和3D打印建筑机器人等国内外研究与应用现状。同时,从结构设计、传感器技术、导航定位技术、控制系统等方面,指出未来建筑机器人技术发展方向—集高精度、轻量化、智能化等特征于一体。

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六自由度并联柔性铰链微动平台的研究

桂和利;周睿;

2018 (06): 30-35.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4766

摘要 ( 309 )

为获得具有运动解耦性的并联2-2-2结构的6自由度微动平台,首先以并联6-PUS 3维平台为原型,用柔性铰链替代球铰,用柔性框架替代直线移动副,设计了并联2-2-2结构的6自由度微操作平台。其次,建立了该微操作平台的位置正反解方程;然后,建立了柔性铰链的刚度模型,以各种强度条件为约束,并利用有限元分析校核了其中的柔性铰链。上述分析证明了该机构的可行性及运动解耦性。

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不同加热方式对传热效率的影响

居来提·买提肉孜;阿依先古力·热合曼;李艳娜;艾则孜·艾合买提尼亚孜;佐热姆·拜科日;

2018 (06): 36-40.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4791

摘要 ( 247 )

为解决传热系统效率低、沙层垂直温度分布不均匀问题,对具有不同加热方式的传热系统温度场进行实验与数值模拟,得出有效的能使沙体层垂直温度分布均匀的方式。设计了多种实验平台优化方案;采取多孔介质导热方程、DO辐射模型及标准k-ε湍流模型,创建3维热物理模型,将传热系统中的气固耦合问题通过有限体积方法进行了计算,对系统的温度场分布情况在不一样的边界条件基础下进行数值模拟,同时也对实验结果进行比较。通过研究得知了自然对流-多向加热明显的提高了系统的传热效率,使沙体层垂直温度分布均匀化,以及强迫对流对多向加热的系统温度变化没有明显影响。

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变胞机构基因设计研究

王汝贵;孙家兴;戴建生;

2018 (06): 41-46.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4745

摘要 ( 254 )

尝试将生物学中生物基因引入到机构学领域中,提出机构基因的概念,对遗传性、变异性和自适应性进行描述,并建立机构基因变异与变胞方式的关系,将机构基因变异分为基因突变和基因重组两类。分别运用基因突变和基因重组方式对八杆九副机构和(0T-3R)并联机构进行机构综合,综合出多种构型,以满足不同工作环境的需求,机构基因变异的提出为机构的构型设计提供了参考,丰富了构型综合的内容。

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一种新型六自由度可重构并联机构的设计与应用

王汝贵;黄慕华;李屹豪;廖益丰;

2018 (06): 47-51.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4767

摘要 ( 301 )

为了克服并联平台工作空间小的问题,结合少支链并联机构与可重构机构的优点设计出一种新型可重构并联机构,该机构可在3-SPS、2-SPS-SRS、2-SRS-SPS和3-SRS构型之间灵活转换,在保持了并联机构原有的优点上扩大了其工作空间,增加了其灵活性。以该并联机构为研究对象,首先利用螺旋理论对机构的各个构型进行自由度分析,接着在结合矢量法与旋转矩阵法建立出机构各个构型的运动学反解方程,然后以建立好的各个构型的运动学反解方程为基础采取三维极坐标搜索法仿真出机构在各个构型中的工作空间并进行对比分析,最后给出了三个应用实例,为该机构进一步的理论研究提供了一定基础。

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基于商空间的五轴数控机床几何误差标定与补偿算法

孙二辉;毕庆贞;朱利民;

2018 (06): 52-56+62.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4752

摘要 ( 388 )

提出了一种基于商空间和指数积的五轴数控机床几何误差标定与补偿算法。首先,利用提出的机床几何误差标定模型可以快速、准确识别出机床各运动轴的实际旋量坐标,采用商空间法去除伴随变换冗余参数,避免了旋量坐标重复正交化和归一化。其次,采用基于微分法的雅克比矩阵补偿算法,可以在不求取机床运动学逆解的情况下,对机床几何误差进行补偿。最后,通过MATLAB仿真对误差标定模型和补偿算法模型进行验证。

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一种多模式移动并联机构的运动学分析及优化

张春燕;谢明娟;张丹;

2018 (06): 57-62.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4774

摘要 ( 232 )

提出一种新型的多模式移动并联机构,以平面单环闭链为单元,设计一种结构对称、两电机控制的多模式移动并联机构,通过改变两电机输入角的大小,可实现机构的直线滑行、转向滑行、整体滚动等多运动模式的自动切换。在简述机构结构原理的基础上,分别对各运动模式下的自由度、运动学进行分析,并对机构的稳定性和杆长进行优化。最后对机构进行仿真及样机试验,验证了该机构的理论正确性,从而提高其在移动机构中应用的可行性。

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渐开线圆弧螺旋锥齿轮根切问题研究

林菁;张玉萍;

2018 (06): 63-65.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4775

摘要 ( 186 )

深入研究了渐开线圆弧螺旋锥齿轮根切问题。根据齿轮啮合原理,应用微分几何学方法,建立了圆弧螺旋锥齿轮的根切齿数的求解方法,推导出了圆弧螺旋锥齿轮最少根切齿数的计算公式,该公式简单、准确、实用,且同样适用于直齿圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮。为圆弧螺旋锥齿轮的设计制造提供了理论依据。

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A35CrNiMo感应淬火齿轮弯曲疲劳强度试验

王明旭;李永祥;秦超;晏丽;

2018 (06): 66-69+79.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4754

摘要 ( 290 )

为解决某大型升船机用大模数齿条新材料-A35CrNiMo感应淬火弯曲疲劳特性基础数据缺乏,准确预测和评估该大型装备的寿命和可靠性问题,采用成组与爬山试验相结合的方法,对该种材料齿轮弯曲疲劳特性开展了试验研究,采用LABVIEW软件对试验数据进行处理,得到了齿轮的疲劳极限应力、弯曲疲劳寿命分布和不同可靠度下的P-S-N曲线,为该材料齿轮齿条可靠性、安全性设计提供了基础数据。

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基于改进杠杆法的6速行星齿轮机构的设计

张国芬;刘召杰;刘晋霞;

2018 (06): 70-74+79.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4779

摘要 ( 213 )

利用单级和双级单排行星齿轮机构的统一模型,提出采用改进杠杆法建立6速行星齿轮机构的速度矢量图,从而图解得到各挡传动比,此方法简单直观。根据速度矢量图分析,6速行星齿轮机构两类6种方案只有两种是合理的,由于每排可以是单级或多级两种情况,所以理论上最多共有16种子方案。设计了1种3排都是单级的6速行星齿轮机构以及自动变速器,并把它与其它3种自动变速器进行多方面的比较,该设计自动变速器在传动比方面具有明显优势。

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多段式组合变刚度悬架螺旋弹簧设计与研究

方子帆;郑小伟;何孔德;杨蔚华;何雪辉;余红昌;

2018 (06): 75-79.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4757

摘要 ( 296 )

针对某特种车辆悬架不同工况载荷特点,设计1种变刚度悬架螺旋弹簧。基于弹簧串联和并圈理论,提出多段式组合变刚度悬架螺旋弹簧设计方法,取各段弹簧丝径、工作圈数和弹簧内径为设计变量,以弹簧装配尺寸、变形量、总工作圈数、疲劳强度为约束条件,建立以弹簧质量最小为优化目标的数学模型,利用多变量优化设计方法,求解各段弹簧结构参数。结合仿真分析,能够满足最大变形量、最大剪切应力和疲劳寿命的要求,结果表明设计参数合理,方法可行。所提出的弹簧参数优化算法及弹簧设计方法为变刚度弹簧设计提供理论依据。

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基于小波包分解和频率加权能量算子的滚动轴承故障诊断

张龙;刘晶;熊国良;毛志德;

2018 (06): 80-84.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4758

摘要 ( 220 )

针对强背景噪声下故障特征信号提取难的问题,利用小波包分解能重构信号高低频的特点和频率加权能量算子抗干扰性强的优势,提出基于小波包分解与频率加权能量算子相结合的滚动轴承故障诊断方法。首先运用小波包分解对原始信号进行三层小波包分解,通过计算各个分量的峭度得出最优分解系数;再利用频率加权能量算子追踪信号的瞬时能量并求其包络谱;最后分析包络谱中频率成分并与对应故障特征频率进行对比。仿真信号和实验数据都能证明所提方案的有效性和实用性。

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基于离散元法的立轴冲击式破碎机转子的结构优化

张成;赵丽梅;杨康;

2018 (06): 85-88+94.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4759

摘要 ( 298 )

为了改善立轴冲击式破碎机转子对物料的加速效果,采用离散元软件EDEM仿真分析了转子结构对物料加速效果的影响并提出了采用正交试验、离散元仿真和回归分析相结合的方法对转子结构参数进行优化。首先,通过EDEM建立立轴冲击式破碎机转子关键结构参数对物料加速效果影响的仿真模型,设计正交试验方案并进行仿真试验,再运用MATLAB软件对仿真结果进行回归分析,建立以转子抛料速度为衡量指标的物料加速效果与影响因素的关系模型,最后利用该模型对转子的结构参数进行优化,得出当转子直径为830mm、分料锥倾角为17°、导料板安装角度为38°时物料加速效果最好,为立轴冲击式破碎机转子结构的改进设计提供了理论依据。

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光电经纬仪中径向密珠滚动轴承设计要素的分析

高七一;余伦;

2018 (06): 89-94.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4776

摘要 ( 221 )

对光电经纬仪中常用的精密径向密珠滚动轴承组件设计参数进行了探讨,主要有轴承尺寸、钢球直径、钢球数量、钢球过盈量、轴承载荷等相关要素的影响及组合分析,通过对钢球额定载荷、钢球最大载荷、钢球过盈负荷等计算校核,提出了1种参数的设计和工艺校核的算法,最后结合我单位已研制成功的多种型号光电经纬仪轴系的经验数据进行了统计分析,证明了该方法的可行性,为精密光电经纬仪轴系中滚动轴承的设计及校核提供了1种有效的方法。

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基于EEMD与盒维数的轴承故障特征提取

张安安;黄晋英;朱文辉;张利东;

2018 (06): 95-98.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4760

摘要 ( 254 )

针对EMD存在的模态混叠以及轴承振动信号故障特征提取困难的问题,提出了一种基于EEMD与盒维数的轴承故障特征提取方法。首先,采用EEMD方法将去噪后的轴承振动信号自适应地分解为多个本征模函数。其次,利用相关系数和峭度选取一定量的本征模函数,并计算盒维数与能量熵得到特征向量。最后,将特征向量输入概率神经网络进行分类识别。仿真与实验结果表明在抗模态混叠以及轴承故障分类识别方面,该方法均优于EMD。

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柔性轴承随动加载疲劳寿命试验设计

杨赵岩;陈晓阳;冯戴一楠;黄凯;

2018 (06): 99-102+108.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4761

摘要 ( 327 )

为了研究谐波减速器中的柔性轴承性能和疲劳寿命,针对其特殊的运动与受力方式设计并研制出具有随动加载功能的柔性轴承性能试验机,其加载机构能始终对运动且受椭圆形波发生器作用而不断径向变形的柔性轴承外圈在持续转动的长轴方向跟随加载,试验机能模拟柔性轴承在各种大减速比谐波减速器内的运动特性。初步试验结果表明:试验能复现谐波减速器中柔性轴承发生的各种失效现象,验证了柔性轴承的主要失效模式是内圈长轴沟道的磨损和疲劳剥落;柔性轴承失效后的故障特征频率检测值与轴承内不同零件失效的理论值吻合,验证了试验方法的有效性。本试验机仅针对柔性轴承进行试验,避免了其他谐波构件造成的干涉,能更加准确有效的试验柔性轴承的工作性能。

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扭矩转角法工艺与检测方法

汤春球;张继伟;莫易敏;覃雄臻;覃佳亮;

2018 (06): 103-108.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4762

摘要 ( 979 )

传统的螺纹紧固件拧紧方式为扭矩控制法,紧固扭矩随很难控制的摩擦系数变化,轴向预紧力精度低,且不会超过屈服强度的70%。针对紧固件扭矩法和扭矩转角法进行了理论与试验研究,对扭矩转角法的起始扭矩和转角的确定方法做出了说明,提出了螺栓扭矩转角法的屈服点捕捉方法,制定了合理的扭矩转角法拧紧方案,并通过路试试验验证了扭矩转角法的优势,结果显示扭矩转角法得到的预紧力较高,且在路试过程中预紧力衰减较少。

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铣削加工力-位误差的综合建模与补偿

侯洪福;葛广言;杜正春;杨建国;

2018 (06): 109-114.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4751

摘要 ( 341 )

基于铣削加工特点,建立铣削加工过程中的力-位综合误差模型,并基于原点偏移法建立了力-位综合误差在线补偿系统。根据铣削过程中的剪切和犁切机制,建立刀具微元切削力模型,通过积分得到切削力模型。依据变形理论,提出刀具及工件的切削力所致误差模型,并结合机床几何误差模型,利用齐次坐标变换,建立力-位综合误差模型。基于Fanuc数控系统的原点偏置功能开发误差在线补偿系统,实现力-位综合误差的在线补偿。利用立式加工中心对工件进行铣削加工实验,并对无误差补偿、仅补偿机床几何误差、仅补偿切削力所致变形误差、补偿力-位综合误差四种加工方式的加工精度进行对比,结果表明,力-位综合误差补偿的加工精度大大优于各单项误差补偿及无补偿的加工精度。

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自适应飞机大翼打磨设备的设计与分析

祝世兴;蔡高存;

2018 (06): 115-118.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4777

摘要 ( 221 )

针对飞机大修时采取的大翼漆层人工打磨方式的不足与提高效率等项需求,利用3维设计软件CATIA,设计了一套大翼漆层去除设备。该设备采用气动式吸盘夹紧、自动恒力磨削等设计,较好地解决了其与大翼装夹、打磨压力控制等问题;利用CATIA完成零部件设计,对设备可行性及工作时可能产生的振动情况进行了分析,结果表明其固有频率远离工作频率。经实践分析,该设备投入使用后,在保证打磨质量、减轻劳动强度的同时,可将工作效率提高4倍以上。

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AR辅助装配中基体及零件位姿组合估计方法

刘然;范秀敏;尹旭悦;王冀凯;杨旭;

2018 (06): 119-125+137.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4780

摘要 ( 324 )

增强现实装配引导技术应用于复杂工业产品的装配引导中,可以提高装配操作人员装配效率。在产品增强现实装配引导过程中,对装配基体及装配零部件的位姿估计是实现真实场景中增强现实装配引导信息注册的关键技术环节。为同时对装配基体以及零部件进行位姿估计,实时获取装配基体与零部件的相对位置关系进行位置检测,针对装配过程中装配基体与装配零部件的不同特点,分别采用不同的位姿估计方法:使用SIFT特征点匹配和PNP方法对装配基体位姿进行位姿估计;使用LINEMOD算法对装配零部件进行位姿估计。本研究以汽车车门板状连接件及车窗驱动电机的装配为例,说明了该位姿估计方法对真实场景中虚拟装配引导信息注册的有效性,能够应用于产品增强现实装配引导中。

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耐腐蚀双金属复合管热液压成型技术分析及装置设计

范贤勇;王学生;陈琴珠;

2018 (06): 126-128+142.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4753

摘要 ( 256 )

开发了1种新型双金属复合管热液压装置制造技术,克服了双金属复合管现行制造工艺的不足,并在新技术和新装置的基础上进行了优化设计。通过理论分析阐述了热液压工艺的原理,在液压成形过程中分析了复合管和外管的应力应变,并通过热液压实验验证了理论分析的正确性。该装置成功研制了DN200(6+2)双金属CRA复合管,为大批量工业生产打下了基础。

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基于体素模型的多孔结构骨支架快速建模

张壮雅;赵珂;段明德;

2018 (06): 129-133+146.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4792

摘要 ( 246 )

为解决组织工程骨支架多孔结构设计建模问题,提出1种基于体素模型的多孔体骨支架建模方法。基于CT断层扫描图像,采用MC算法3维重建骨支架三角网格模型;采用分区划分,逆向追踪求交分层算法,获取骨支架分层截面轮廓线段;基于离散采样法,对分层截面轮廓线段等距扫描线填充、离散,生成骨支架体素化模型;构建孔隙单元结构,以体素化空间为约束边界,通过孔隙单元"映射",构建出多孔骨支架模型。研究结果表明,所提算法可以快速构建出能够构建孔隙结构可控的多孔模型,从而为骨支架建模提供了1种可行性的方法。

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一种外包络法土豆表皮切削刀头的设计与运动轨迹分析

马淑霞;秦娟娟;高小勤;

2018 (06): 134-137.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4755

摘要 ( 368 )

基于土豆外形凹凸不平的削皮局限性,提出了1种外包络法土豆表皮切削的新方法,在逐个仿人工切削的基础上,将一整个切削刀片分成若干等宽的小刀片,并采用弹性介质作为传动媒介,以达到土豆表皮仿形等厚切削的效果。确定出此切削方法的工作原理,阐明了该刀头整体和关键组成部分的功能实现及结构,并通过对土豆表皮切削的3维仿真及运动轨迹分析,得到了基本切削参数,以验证此加工方法及刀头设计的合理性。

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分流比对两相旋流器性能的影响

王皓;

2018 (06): 138-142.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4746

摘要 ( 537 )

通过计算流体动力学Fluent软件,研究分流比对旋流分离器性能的影响,模拟了旋流器内分流比对旋流器所处理流体的压力特性、速度分布及分离效率的影响。发现随着分流比的增大,底流压力降增大,溢流压力降降低,分流比与压降比呈线性关系;简化效率Ej及质量效率Ez变化趋势相似,随着分流比的增加都呈现增长趋势,而综合效率E却随着分流比增加呈现先增大后减小的变化趋势。当分流比为12%时,旋流器综合效率最高,而此时简化效率与质量效率均高于90%。通过室内试验,得出模拟与试验结果吻合良好,从而验证了模拟计算结果的可靠性。

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汽车车身整车主模型检具的研究与开发

李钦生;何俊;

2018 (06): 143-146.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4781

摘要 ( 274 )

汽车车身整车主模型检具是专门用来验证汽车车身制造精度的1种特殊检测装备,它既要匹配整个车身,又要匹配各个零部件,是主机厂用来控制车身质量不可或缺的工装,但是,它结构非常复杂,零部件繁多,其中有许多活动件需要经常装拆,制造精度要求也特别高,它是机械行业中的高端产品,开发难度相当大。以某轿车车身主模型检具为例,详细阐述它的设计难点、设计步骤和设计要点等,为同类产品开发提供一定的工程参考作用。

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质子交换膜燃料电池绑带式装配建模分析

丁一;梁鹏;彭林法;

2018 (06): 147-151.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4747

摘要 ( 321 )

绑带装配的质子交换膜燃料电池(PEMFC)较传统的螺杆式装配具有结构紧凑、功率密度高的特点。电池中膜电极(MEA)与极板接触压力对电池的性能至关重要。本文运用ABAQUS软件建立绑带型PEMFC的3维有限元模型,研究了绑带数量、厚度、分布以及端板圆角半径对MEA接触压力的影响规律。研究表明,对于车用440mm×135mm规格的金属极板电池,4根和5根绑带的MEA接触压力均匀性较好;端板圆角半径增大,MEA接触压力均匀性略有降低;绑带位置分布越不均匀,MEA接触压力均匀性越差。

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改进的超前支架液压系统防冲击性能研究

谢苗;李晓婧;李海超;刘玄;

2018 (06): 152-155+160.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4749

摘要 ( 282 )

为改善超前支架的防冲击性能,针对其液压系统,提出一种添加先导溢流阀的改进方案,针对超前支架全支撑与过渡过程两种工况,对新、旧液压系统工作过程进行仿真分析与实验验证,仿真结果表明:当液压冲击发生时,对于全支撑状态,改进后系统液压缸无缸腔压力波动时间减小了6 s,活塞杆位移波动时间减小了9 s;对于过渡过程,改进后系统液压缸无缸腔压力时间减小了9 s,活塞杆位移波动时间减小了5 s。对于两种工况的波动时间,实验结果与仿真结果偏差在25%范围内。安装溢流阀后的液压系统可以有效的减小液压冲击作用对超前支护的不利影响,保证超前支架安全性与稳定性。

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基于HyperWorks的注吹机下模板有限元分析边界条件的研究

蒲明辉;王奉阳;余蔚;

2018 (06): 156-160.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4748

摘要 ( 252 )

通过研究某注吹机下模板断裂的实际情况,利用Solid Works建立其模型并利用Hyperworks系列软件进行有限元分析。在分析过程中发现边界条件的设定对分析结果有直接的影响,进一步通过对不同边界条件下的分析结果进行比较,最终提出与实际情况相符合的下模板有限元计算边界条件,并总结了对同类产品进行有限元分析边界条件的一定规律,对同类问题的分析起到一定参考作用。

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基于TRIZ理论的粉体流化快淬设备系统设计

尹素花;董中奇;韩提文;张莉;梁海军;

2018 (06): 161-162+167.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4768

摘要 ( 261 )

针对行星式高能球磨机对Cu/Fe粉体进行研磨时难以形成均匀的颗粒度的问题,建立了功能模型,通过因果链分析得到关键问题;采用基于TRIZ冲突解决理论的技术冲突和物理冲突工具对关键问题求解,得到发明原理,最终形成了粉体流化快淬设备系统的创新设计方法和解决方案。新的制粉设备针对塑形金属材料而设计,集加料、流化、快淬和收集功能为一体,能够快速、便捷的制备实验物料,省时省力,提高实验效率。

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卡扣设计参数对连接性能的影响分析

雷恒;郭鹏程;林启权;刘颖;李落星;文学;

2018 (06): 163-167.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4782

摘要 ( 241 )

针对某SUV进行路试时前车门出现内饰板抖动异响、卡扣弹出等问题,首先对用作连接的卡扣插拔过程进行有限元仿真和实验分析,仿真和实验结果表明,卡扣存在连接性能不达企业要求、角度设计不合理等问题。其次探讨了卡扣设计参数中的材料、瓣厚和角度对连接性能的作用规律,得出卡扣最佳选材为POM、瓣厚为1.4 mm、角度为150°,此设计参数使原卡扣保持力提高了49.1%。最终通过车门振动实验验证了优化后卡扣成功解决了内饰板抖动异响等问题。本文为卡扣设计和选用提供参考依据。

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变截面悬臂梁型升降平台的线刚度配置与设计

刘小波;袁晓东;

2018 (06): 168-171+175.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4769

摘要 ( 282 )

根据特定环境与接口尺寸分析了国内激光核聚变装置下装光机模块升降平台的设计要求,构建了升降平台力学计算模型,推导了求解变截面悬臂梁型升降平台的线刚度公式。结合边界条件应用公式计算了升降平台主要结构参数和开展了平台线刚度配置,运用ANSYS软件构建了升降平台3维模型和开展了结构分析,验证了平台刚度配置的合理性。最后将研究成果应用于某系统的垂直举升机构样件制作。

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前副车架振动特性分析及其优化设计

钟自锋;

2018 (06): 172-175.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4783

摘要 ( 345 )

为了解决某SUV在高速时产生的振动与噪声问题,基于前副车架有限元分析模型和自由模态计算对其进行振动特性分析,获取其低阶模态频率及其阵型,分析结果表明其第1阶扭转频率处于发动机激励频率范围之内,将引起前副车架产生共振,从而产生剧烈振动和噪声。基于霍克-吉维斯直接搜索法对前副车架的料厚进行优化设计,得到了各个零部件最优的厚度值,分析结果表明优化之后其前4阶模态频率均有所提高,并且均处于发动机的激励频率范围之外,能够避免发生共振,满足模态设计要求。对前副车架的优化方案进行模态试验,试验结果表明其模态频率及其阵型的测试值与仿真值基本一致。整车道路试验结果表明优化之后前副车架的振动明显减少,最终成功解决了该故障问题。

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可重构模块化空间机械臂的模块库与构型

王丹;孟悦;尹伟萌;刘金国;韩亮亮;

2018 (06): 176-181+187.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4793

摘要 ( 209 )

面向我国空间站战略计划实施,为了满足航天器舱内外各种任务需求,尤其是解决空间站复杂多样的在轨维修维护以及舱外的运行监测等问题,根据空间站典型的任务需求,基于模块化可重构机器人的设计思想,研究空间机械臂的各个功能模块,建立完整的模块库,根据任务需求,搭建了三种机械臂构型,并仿真验证了直线模块对机械臂工作空间的影响。

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双梁桥式起重机货载起升过程桥架的应力特性

项载毓;莫文锋;何冬康;陈文勇;肖正明;

2018 (06): 182-187.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4770

摘要 ( 314 )

桥式起重机作为生产车间重要的搬运设备,其货载起升过程,桥架频繁承受冲击载荷的作用。以50/10t双梁桥式起重机桥架为研究对象,建立货载起升过程动力学模型,获取该阶段小车动态轮压,并将其作为桥架动态载荷开展瞬态动力学分析,研究不同起升速度下桥架应力特性;依据桥架结构形式及其受力特点,开展动态应力测试研究。结果表明,小车起升速度越大,应力以及货载离地后的应力幅最大值均越大,而且两者与小车起升速度呈线性关系;桥架结构动态应力测试结果与瞬态动力学分析结果基本吻合,为该型桥式起重机桥架动态设计及优化提供了理论依据。

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新型梁斗合一电除尘器灰斗试验研究与分析

张辰茜;赵建昌;

2018 (06): 188-192+197.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4756

摘要 ( 284 )

进行了1∶1足尺新型梁斗合一电除尘器灰斗模型的注水加载试验,并对灰斗大梁应力,斗壁应力,灰斗大梁挠度,斗壁位移等试验数据及现象进行了深入剖析。通过建立以材料各项同性为基础的MIDAS/GEN有限元模型对试验模型进行模拟分析,数据相近,规律基本吻合。研究表明:斗壁对组合梁刚度的贡献不可忽视,应在今后设计中考虑协同作用;灰斗大梁应力分布并不均匀,其顶部翼缘处应力较大;灰斗在受满载工况下,斗壁竖向位移远大于横向位移。最后,根据试验结果及有限元模型对比分析给出优化后的新型梁斗合一体系模型,在保证可靠性的前提下,减少了约8%的用钢量。

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全方位航拍无人机变形机架的创新设计与研究

胡瑞;许春霞;梁俊;温林成;万绍强;江剑峰;

2018 (06): 193-197.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4778

摘要 ( 263 )

鉴于常规多旋翼航拍无人机摄像机侧向拍摄时无法兼顾飞行方向上的障碍物而只能拍摄正前方、整机重量影响续航时间、收纳体积较大对运输和存储造成困难、单人操控复杂拍摄任务时难度大等问题,以航拍无人机承载平台的机架为主体设计重点,采用丝杆滑块机构和定长的4杆机构组合,使机架具有变形特性。通过PWM信号控制电路驱动直流减速电机驱动各个模块组件的相对位置和抬高拍摄时的动力输出平面,使整机重心低于动力输出平面且获得更佳的抗风和稳定性能,以提升其拍摄画面的效果;又创新性地将飞行控制与拍摄角度控制进行了独立设计,以提高飞行安全性的同时可实现360°全方位航拍,这将大大降低航拍的拍摄难度甚至复杂的拍摄任务。机架变形特性的研究有助于航拍无人机的承载平台设计。

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关于薄煤层采煤机螺旋滚筒的研究方法、进展及展望

刘旭南;赵丽娟;陈佳豪;罗贵恒;

2018 (06): 198-201.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4750

摘要 ( 279 )

薄煤层采煤机螺旋滚筒普遍存在生产能力低、截割性能、装煤效果差等问题,因此螺旋滚筒的结构参数设计和选取至关重要。分析概括了国内外学者对薄煤层采煤机螺旋滚筒截割性能、装煤效果所做的贡献,针对现行研究办法及手段,提出了未来薄煤层采煤机螺旋滚筒的研究趋势,这些新的方法将使更加全面的研究薄煤层采煤机螺旋滚筒性能成为可能,对现行研究具有借鉴意义。

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大学生方程式赛车尾翼减阻系统的设计与测试

张文海;王江林;吉泽勇;

2018 (06): 202-204.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4784

摘要 ( 360 )

尾翼减阻系统(DRS)是针对现代汽车最新开发的一款提升车辆行驶稳定性的装置,该装置具有提升汽车弯道操控性和直道极速能力的优势。根据FSAE赛事中赛车弯道行驶时的临界状态,结合CAE软件进行仿真,设计了1款适应FSC中国大学生方程式汽车大赛的尾翼DRS系统,并对其车载性能进行测试。

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机械工程前沿

2018 (06): 209.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4771

摘要 ( 228 )

(ISSN 2095-0233,CN 11-5984/TH;邮发代号:80-975)欢迎订阅、欢迎赐稿英文季刊(45篇/年)录用后免费润色在线优先出版平均审稿周期<2个月平均出版时效

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高等教育出版社学术著作新书简介

2018 (06): 210.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4772

摘要 ( 193 )

书名:机械创新设计理论与方法(第二版)作者:邹慧君颜鸿森出版时间: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

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西華大學机械工程与自动化学院

2018 (06): 211.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4773

摘要 ( 247 )

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

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