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2019年, 第35卷, 第04期　刊出日期：2019-08-20 上一期    下一期

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新书推荐 2019 (04):  0.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4961 摘要 ( 198 )   书名:MEMS技术及应用作者:蒋庄德著出版时间:2018年11月定价:69. 00元对微机电系统(MEMS)的精微剖析和系统阐述。20年MEMS教学与科研历程的总结;蒋庄德院士的倾心力作。让我们跟随作者的脚步,将"芯"的革命进行到底!内容简介:"先进制造科学与技术丛书"的首本。本书讨论的主题是微机电系统(MEMS)这一前沿交叉学科。作者对MEMS技术的主要方面:结构、材料、工艺、设计、测量等进行了系统的论述,并随之对MEMS的典型应用进行了分类介绍,为读 相关文章 | 计量指标

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液压油缸检测机器人设计与分析 谢波;王坤东; 2019 (04):  1-4+10.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4982 摘要 ( 229 )   提出一种便携式大变径全驱式的油缸检测机器人,该机器人采用模块化设计思想,分为运动机构和转台机构两部分。运动机构采用周向三轮定位全驱机构和双丝杆剪刀式主动变径机构相结合,通过对称式设计,在实现油缸内行走及变径的同时,保证运动机构中心轴线始终与油缸内壁中心轴线平行。转台机构可实现转动和支撑两种运动,通过对称式刚性支撑腿设计,使转台稳定支撑在管道内。机器人直径190 mm～450 mm,重量12 kg,可携带。测试表明检测机器人具有良好的检测性能和大变径适应性,适用于大口径油缸内壁的检修检测。 相关文章 | 计量指标

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面向脑卒中恢复期患者的上肢外骨骼主动式力量训练器的设计 李翌;于随然; 2019 (04):  5-10.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4972 摘要 ( 251 )   针对脑卒中恢复期患者的上肢力量训练及神经性训练对促进脑卒中患者完全康复意义重大。开发了一台上肢外骨骼主动式力量训练器,用于恢复患者的上肢肌力训练及运动控制能力训练。基于人体上肢运动规律及国人上肢尺寸,设计训练器结构。通过实验对阻力训练等级进行标定,通过均方根误差与标准偏差对训练器运动跟随能力和数据采集能力进行评估。实验验证了训练器的可行性,为恢复期患者上肢力量训练、控制能力训练提供辅助,为康复师制定训练计划提供参考。 相关文章 | 计量指标

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含间隙可控式码垛机器人强度与模态分析 唐俊杰;晏紫琦;蔡敢为;徐敬彭; 2019 (04):  11-14.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4983 摘要 ( 248 )   根据串联式机器人承载能力和工作精度不足的局限性,以可控机构的理念为基础,设计出一种新型可控式码垛机器人。考虑受力变化频繁关节处的运动副间隙,分别建立理想模型和含间隙模型。以有限元分析软件ANSYS Workbench为基础,通过静力学计算,得到运动副间隙对应力应变的影响;通过模态计算,求解运动副间隙对机构固有频率、最大变形量以及振动发散趋势的影响。根据以上分析,提出优化措施,用以改善含间隙机器人的动力特性。 相关文章 | 计量指标

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新型足控行走座椅的创新设计 魏春雨;潘捷;张阳;龙康; 2019 (04):  15-19.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4953 摘要 ( 306 )   针对某些岗位的办公室工作人员需要不停走动、业务繁忙的情况,设计了一种新型足控行走座椅。该座椅能够解放人的双手,通过双足控制座椅的前进、后退、转向等动作,实现在工作场地内的自由移动。座椅包括鞍座、直流电源、座椅底盘等基本必要部件和脚踏、双头独立动力轮等创新设计部件。对双头独立动力轮进行了结构设计和理论分析,计算确定了动力参数。对脚踏装置进行了结构设计和理论分析,利用ADAMS软件进行仿真计算,优化了弹簧刚度和阻尼参数。搭建了该新型足控行走座椅实物平台,进行了操控实验,结果表明,座椅运动灵活、平稳,可控性好、力感清晰,满足设计要求,实现了预期目标。 相关文章 | 计量指标

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面向打磨力控制的电磁柔顺单元控制策略仿真分析 朱贺轩;赵勇;余觉;王力;祁佩;梁世盛; 2019 (04):  20-25+31.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4987 摘要 ( 179 )   针对工业生产中的打磨工艺,基于电磁柔顺单元进行多种控制策略的设计与仿真分析;首先基于电磁柔顺单元系统模型以及相关性能系数,设计并进行控制系统开环特性仿真。通过对电磁柔顺单元输入确定变形量以及直流电压,观察柔顺单元的线圈电流以及输出力变化。然后针对电磁柔顺单元的环境不确定性以及电磁干扰等现象,建立电磁柔顺单元的自适应控制策略进行补偿;分别设计增量式PID控制策略,BP神经网络PID控制策略以及模糊PID控制策略并分别基于MATLAB中的Simulink模块进行仿真分析,得出三种策略的控制系统的指标参数。通过分析调整时间,稳态误差以及超调量等指标,确定最优控制策略;仿真结果表明,模糊PID控制策略在电磁柔顺单元上具有最优控制效果。 相关文章 | 计量指标

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微型可变形轮式机器人研究 靖霄;张卫平;周岁;邹阳;葛伟;周靖; 2019 (04):  26-31.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4984 摘要 ( 312 )   面向微型机器人未来在地外探测上的潜在应用,提出了一种手掌尺度可变形轮式机器人的整体设计与制造方案。基于多层材料叠合加工工艺将探测机器人主体材料与柔性薄膜电路叠合在一起构建复合结构;基于平面一体式成形制造方法加工出探测机器人的可折叠主体结构。基于一体化集成方法设计了包含运动驱动电机、变形驱动机构、传动系统及电池等部分的一体化车轮并在此基础上与主体结构进行结合。开展了微型可变形轮式机器人的系统设计与加工测试。总重约300 g的可变形轮式机器人样机在内置7 V电压下完成了运动与变形测试,验证了可变形轮式探测机器人设计方案的可行性。 相关文章 | 计量指标

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仿生蝴蝶飞行器设计分析 冷烨;张卫平;周岁;陈笑行;葛伟; 2019 (04):  32-35+42.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4973 摘要 ( 5004 )   面向仿生飞行器未来在地外探测上的潜在应用,提出了一种仿蝴蝶扑翼飞行器的整体设计与制造方案。构思并设计了一款结构相对简单的舵机驱动式双驱扑翼飞行器,并对其做出一系列优化。首先对研究对象进行了概念设计。为了方便实验探究,基于自由度理论设计了一种结构简单,自由度高的仿蝴蝶扑翼微飞行器,并基于飞行器的飞行原理设计了姿态控制方案。利用一系列自行设计的加工工艺,制造组装出整机后,通过实验平台对扑翼微飞行器的飞行状态进行测试,并结合高速摄像机对比观察升力与翅膀运动规律的关系。该仿蝴蝶扑翼飞行器由舵机直驱,翼展为49.8 cm,机身总长37.9 cm,整机重量为32.2 g。测得该飞行器的升力为0.272 N,拍打频率在1.1 Hz左右,最大拍打角为136°。 相关文章 | 计量指标

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基于弹簧负载倒立摆模型的闭链弹性仿生腿设计 姚燕安;徐小景;武建昫; 2019 (04):  36-42.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4985 摘要 ( 464 )   基于弹簧负载倒立摆(SLIP)模型的结构特性,提出一种面向高速奔跑的新型仿生闭链弹性腿结构。以猎豹的腿部骨骼肌肉系统为仿生对象,基于Stephensen-Ⅲ型连杆机构的构型进行演化设计,在腿部杆件结构中加入弹簧,并引入两杆三副,构建一种符合SLIP模型结构和弹性特性的八杆十副腿部机构。基于闭环矢量法对腿部机构进行运动学分析,采用对称弯月形曲线作为期望足端轨迹,提出一种将机构尺度综合分为腿部骨骼尺寸设计与曲柄摇杆尺寸优化的设计方法,得到了满足期望足端轨迹的结构尺寸。进一步采用拉格朗日动力学方程描述单腿足端地面反作用力与驱动力之间的关系。应用Adams软件建立动力学仿真模型,进行质心速度、质心垂直位移、弹簧变形量等仿真分析。经构型设计、运动学分析、动力学仿真和结构设计,验证了该新型闭链弹性仿生腿可实现快速的奔跑步态。 相关文章 | 计量指标

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随机冲击下退化率变化的系统竞争失效可靠性建模 胡启国;高展; 2019 (04):  43-46+52.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4944 摘要 ( 381 )   考虑非平稳Poisson冲击下,退化率变化的退化失效和突发失效两类失效过程之间相互竞争的可靠性建模问题。以线性过程为基础描述退化过程,幅值和强度逐渐增大的非平稳随机冲击过程描述突发失效过程,研究冲击超过临界阈值导致系统退化过程退化率增大的情况下系统的可靠度问题。通过建立系统退化过程和突发失效过程的分布函数,导出了系统竞争失效的可靠度函数。结合Sandia微引擎系统进行实例分析,并对冲击强度与突发失效的临界阈值做了灵敏度分析,结果验证了模型的正确性,表明该模型可以有效提高可靠性评估的精度。 相关文章 | 计量指标

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力觉交互控制的机械臂精密位姿控制技术 王杰鹏;谢永权;宋涛;于卫东;陈根良;王皓; 2019 (04):  47-52.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4992 摘要 ( 248 )   针对卫星装配过程中关键零部件质量体积较大,不易装配的问题,提出了基于力觉交互控制的机械臂精密位姿控制技术,通过在机器人末端安装六维力/力矩传感器,实时获取机器人末端负载重力和末端所受外部作用力,并将负载重力和外部作用力解耦,进而实现外部作用力对机械臂末端位姿的精密控制。同时,对机器人辅助装配控制系统及其架构进行了介绍,并提出了一种简单可行的六维力传感器标定方法。试验结果表明:该技术可以实现机器人末端位置的精密控制,具有结构简单、计算量小、操作方便等特点。 相关文章 | 计量指标

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EWT-MFE与t-SNE结合的旋转机械故障诊断方法 薛瑞;赵荣珍; 2019 (04):  53-57+63.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4958 摘要 ( 265 )   为提取出辨识度高的故障数据集,将经验小波变换(empirical wavelet transform,EWT)、多尺度模糊熵(multi-scale fuzzy entropy,MFE)以及t-分布随机邻域嵌入算法(t-distributed stochastic neighbor embedding,t-SNE)进行结合,提出一种能够有效识别旋转机械故障状态的分析方法。首先,将旋转机械的振动信号进行经验小波变换,以提取具有紧支撑傅立叶频谱的调幅-调频(AM-FM)成分,选择相关系数较大的AM-FM进行信号重构;然后,计算出重构信号的多尺度模糊熵并组成能表征故障状态的高维特征集,利用t-SNE对高维特征信息进行维数约简,剔除冗余不相关特征;最后,将约简后的敏感故障数据集输入到支持向量机(support vector machin,SVM)中,在SVM核函数参数进行粒子群算法优化的基础上进行状态识别及分类。用双跨转子实验台采集的数据对上述方法进行验证,结果表明该方法能够有效提取转子振动信号的故障特征,并且具有更精确的故障识别率。 相关文章 | 计量指标

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基础振动下液压管道主动减振研究 张怀亮;陈婷;潘文龙; 2019 (04):  58-63.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4956 摘要 ( 276 )   针对硬岩掘进机工作过程中产生的强振动影响液压管道工作性能的问题,应用双向流固耦合的原理,建立了基础振动下液压管道主动减振仿真模型,实验验证了仿真模型的正确性。以管道最大应力和最大位移为判据条件研究了主动激励参数对管道减振的影响,并得到了对管道减振影响的主次顺序。分析发现当主动减振激励与工作振动频率相等,幅值大小相等,相位角差为π,作用位置在管道中间时,管道最大应力减小22.2%,最大位移减小53.1%,此时的减振效果最好。该研究结果能为强振动环境下液压管道的减振设计提供一定的理论参考。 相关文章 | 计量指标

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机构中局部自由度和消极自由度判别方法 卢文娟;秦开科;丁季松;张立杰; 2019 (04):  64-69+76.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4959 摘要 ( 1660 )   局部自由度、消极自由度是机构自由度计算的重要指标。结合作者提出的杆组理论,从局部自由度和消极自由度本质出发,分析其存在对杆组参数、杆组自由度、输出参数、机构自由度等参数的影响,推导通过杆组自由度进行局部自由度判断的简易方法,总结常用到的含局部自由度杆组,为机构结构设计提供参考;建立结合杆组参数及输出参数进行消极自由度判断的准则及推论,提出基于元参数表示杆组参数矩阵的方法,更方便对机构中消极自由度及输入副的判断;最后证实了所提理论的方便性和适用性。 相关文章 | 计量指标

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自行车机器人质心位置对回转运动的影响 庄未;孙兵;赵智慧;刘成举;黄用华; 2019 (04):  70-76.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4986 摘要 ( 201 )   针对一台自行车机器人,研究机器人质心位置水平和竖直变化对车体回转运动的影响问题。引入査普雷金(Chaplygin)方程建立自行车机器人系统的力学模型,采用线性二次型调节器(LQR)设计车体回转运动的平衡控制器,通过调节质量块位置水平和竖直变化改变车架质心位置,以车把90°转角为例对控制系统进行数值仿真和物理试验。结果表明:选择同样的加权矩阵,适当的使车架质心向左水平移动或向上竖直移动,车架横滚角由初始的偏角更快地恢复到平衡位置,且前车轮控制力矩更小。研究结果可为该平衡车机器人的结构和驱动优化设计提供理论参考。 相关文章 | 计量指标

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一种低耦合度半对称球面并联机构的设计、拓扑分析与运动学 王恪;沈惠平;吕蒙;杨廷力; 2019 (04):  77-84.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4960 摘要 ( 374 )   根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计理论,设计了一种低耦合度半对称的三转动(3R)球面并联机构,分析计算了该机构输出运动的方位特征集(POC)、自由度以及耦合度(κ=1)三个主要拓扑特性;其次,运用序单开链法运动学原理求解了位置正解的数值解。再次,基于导出的机构位置反解公式,分析了动平台的工作空间,并基于Jacobian矩阵对机构奇异位形进行了分析;最后,利用Matlab给出工作空间中的奇异轨迹。 相关文章 | 计量指标

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低速重载齿轮齿条传动机构混合弹流润滑分析 文安;张执南;于随然; 2019 (04):  85-90+95.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4977 摘要 ( 471 )   低速重载齿轮齿条传动机构广泛应用于矿山、水利等升降系统中,但由于其工况恶劣,极易发生磨损、胶合。以三峡升船机的大模数齿轮齿条传动机构为研究对象,建立瞬态混合弹流润滑模型,分析了其啮合过程中的润滑状态,并研究转速、齿面线接触载荷以及齿面粗糙度对润滑状态的影响。结果表明:在一个啮合周期中,啮入点是低速重载齿轮齿条在啮合过程中的危险点;在低速、重载工况下,齿面线接触载荷对啮入点润滑状态几乎不产生影响,而齿轮转速与齿面粗糙度对啮入点膜厚比的影响显著;另外,粗糙度纹理方向也会影响齿面润滑状态,其中横向粗糙度纹理能够使齿面具备较大的膜厚比,改善其润滑状态。 相关文章 | 计量指标

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无铆钉铆接强度及失效模式预测 余志华;谭敦松;楼铭;冯昌文;盛勇生;李昊;张国涛;李永兵; 2019 (04):  91-95.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4949 摘要 ( 349 )   根据无铆钉铆接接头拉剪实验失效模式和接头截面几何尺寸给出拉剪强度计算公式,经过不同材料组合验证,计算公式与实际拉剪强度有较好的一致性。基于上述结果,在不破坏无铆钉铆接接头的前提下,根据实验材料厚度、凸凹模几何尺寸,建立关键尺寸估算模型,推导出拉剪强度估算公式,为实际生产提供参考和指导。 相关文章 | 计量指标

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经验模态分解与核马氏距离的滚动轴承性能退化评估 熊国良;毛志德;张龙;成俊良; 2019 (04):  96-100+104.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4964 摘要 ( 242 )   为了准确识别滚动轴承退化状态,提出了一种基于经验模态分解(EMD)和核马氏距离的滚动轴承性能退化评估方法。该方法通过EMD分解得到各阶IMF分量的标准偏差提取信号的特征信息,以样本的标准偏差向量作为样本的特征向量,将无故障样本的特征向量和待测样本特征向量设为样本集,通过衡量样本集和待测样本之间的核马氏距离来评估滚动轴承的性能退化程度。通过对轴承不同故障程度数据以及对轴承全寿命实验数据的分析验证了该评估模型的可行性,所提出方法能够准确反映故障程度的加深并持续跟踪故障发展趋势。 相关文章 | 计量指标

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基于变分模态分解谱熵的电机轴承退化状态识别方法 段永彬;张玉芝;安建良;张前图; 2019 (04):  101-104.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4965 摘要 ( 198 )   为更好的表征电机轴承的退化状态,对电机轴承退化特征提取方法进行了研究。结合变分模态分解(Variational modal decomposition, VMD)和信息熵理论,提出了基于VMD分解谱熵的退化状态识别方法。对不同损伤程度的轴承振动信号进行VMD分解,分别计算其在不同尺度下的复杂度度量能谱熵、奇异谱熵和边际谱熵,以其作为退化特征向量。通过建立相关向量机退化状态识别模型实现轴承的退化状态识别。仿真信号和轴承实测信号均验证了VMD分解谱熵对轴承退化状态的表征能力。 相关文章 | 计量指标

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切纸机高效节能液压系统设计与应用 马骥;陶涛; 2019 (04):  105-108.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4954 摘要 ( 374 )   随着包装印刷技术朝着高速、高自动和高智能化方向的发展,用户对切纸机的性能和效率提出了更高的要求。本文通过对切纸机的工作过程进行研究,分析了切纸机的压纸机构对切纸效率及精度的影响,研发了一种高效节能的新型切纸机液压系统。与普通系统相比,该系统具有结构紧凑、压力调整灵活方便、随动速度快、精度高和能耗低等优点,对切纸机以及其他机械设备的设计制造均具有重要的参考价值。 相关文章 | 计量指标

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插装式机载二维电液压力伺服阀实验分析 陈烜;刘奎;朱兆良;阮健; 2019 (04):  109-112.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4974 摘要 ( 255 )   提出了一种用于某飞行器刹车液压伺服控制系统中的插装式二维电液压力伺服阀。其中电液伺服驱动模块由双余度力矩马达和二维活塞伺服机构组成,结构上双余度力矩马达与二维活塞伺服机构以及压力阀为同轴,实现了整个阀的插装集成。LVDT用于检测二维活塞的轴向位移,并与整个系统实现位置闭环控制。为对插装式二维电液压力伺服阀的静动态特性进行实验研究,设计出样阀,搭建其实验平台。实验结果表明:在系统压力18 MPa下,其滞环小于2.5%,压力跟随特性良好;由幅频特性可知,其幅频宽(-3 dB)超过40 Hz;由相频特性可知,其相频宽(-90°)超过40 Hz。相较于传统的航空上所用的压力伺服阀,该阀抗污染能力高,功率-质量比优势明显。 相关文章 | 计量指标

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局部中轴约束的散乱点云特征提取方法 贾宗福;孙殿柱;沈江华;李延瑞; 2019 (04):  113-116.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4988 摘要 ( 201 )   逆向工程领域内,为提升散乱点云特征提取结果的准确性,提出一种基于局部中轴判断采样曲面形态的方法。通过三维Voronoi剖分处理初始点云数据,基于任一给定样点邻近区域内的Voronoi极点模拟局部中轴面,随后求解极点坐标的协方差矩阵,通过主元分析、特征值平面拟合等方法求解局部中轴的形位分布特性,进而判断采样曲面在给定样点处的形貌特点,实现对棱边、尖角区域样点的识别与提取。试验结果表明,该方法适用于不同采样密度的点云,可显著提升棱边、尖角区域特征提取结果的准确性。 相关文章 | 计量指标

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射频识别(RFID)在机加工混线生产中的应用 魏桢琦;金隼;凌卫国;时轮;唐水龙; 2019 (04):  117-120+125.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4978 摘要 ( 217 )   针对传统汽车动力总成零部件多品种混线加工的难题,研究基于RFID的汽车缸盖/变速箱阀体混线加工在线切换生产模式。在传统的车间层次化结构的基础上,构建现场操作层、管理层、企业层的自动化车间系统体系架构;设计混线加工生产模式、切换流程,完成多种型号产品混线生产的全自动不间断换产;结合某工厂汽车缸盖/阀体自动化生产线混产MES系统,通过实际案例表明,该技术能够为机加工混线生产提供有效的系统支持和技术手段。 相关文章 | 计量指标

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碳纤维增强复合材料纵扭复合超声振动钻削试验 王晓亮;焦锋;戚嘉亮;王晓博;牛赢; 2019 (04):  121-125.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4948 摘要 ( 267 )   碳纤维增强复合材料(CFRP)以其优越的性能被广泛应用于航空航天领域,然而其作为典型难加工材料,采用传统钻削加工时极易出现毛刺、撕裂、分层及加工表面质量差等现象,严重制约了CFRP的应用。采用纵扭复合超声振动钻削和普通钻削两种钻削方式加工CFRP板材,对比了两种钻削方式下的轴向力、扭矩及钻孔质量,研究了单向型和编织型CFRP板材的钻削轴向力特性,分析了转速、进给速度对钻削轴向力的影响规律。试验表明:纵扭复合超声振动辅助钻削可以更加有效切削CFRP,降低轴向力和扭矩,降低撕裂因子,抑制分层现象;钻削轴向力随着进给速度提高而增大,随着钻速的提高而降低,且当Vc/Vf增大时,钻削轴向力随之下降,试验拟合得到轴向力经验公式。 相关文章 | 计量指标

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磁感应游离磨粒线锯吸附机理及切割性能分析 裘腾威;姚春燕;张威;刘敏;柯春松;金涨军; 2019 (04):  126-129.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4981 摘要 ( 320 )   传统游离磨粒线锯切割过程中,磨粒难以进入到切割区域,这使得切割区域工况变差,线锯切割效率降低,切缝损失增大。提出了一种磁感应游离磨粒线锯切割的新方法,通过磁场力的作用将磁性磨粒吸附于锯丝表面顺磁区,使更多磁性磨粒进入切割区域,从而提高线锯切割性能。通过分析锯丝在不同磁场强度下的吸附磁性磨粒情况,验证了磁感应游离磨粒吸附机理的正确性。最后,进行磁感应游离磨粒线锯切割实验。结果表明,磁场强度的变化对游离磨粒线锯的切割效率、表面粗糙度和切缝宽度都会产生显著的影响。 相关文章 | 计量指标

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基于改进遗传算法的机器人去毛刺工艺参数优化 李波;葛天哲;向华; 2019 (04):  130-133+139.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4989 摘要 ( 212 )   传统人工去毛刺方法存在工作环境恶劣、劳动强度大、质量一致性差等问题,以机器人为代表的去毛刺自动化装备得到了广泛关注。由于去毛刺工艺过程复杂,影响因素众多,难以通过理论分析推导工艺参数,根据经验制定相关参数值。针对机器人去毛刺工艺参数优化数学模型的求解,提出了一种集成模拟退火的改进遗传算法,种群选择采用Metropolis抽样,有效解决了遗传算法易局部收敛的问题,搭建了机器人去毛刺测试平台,开展了工艺参数优化验证。测试数据表明与经验方法相比,单位长度毛刺去除耗时缩短,效率明显提升。 相关文章 | 计量指标

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不锈钢多脉冲点焊过程热膨胀电极位移的变化规律 李昊;李鹏;张国涛;楼铭;李永兵; 2019 (04):  134-139.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4950 摘要 ( 260 )   热膨胀电极位移是反映电阻点焊质量变化的重要指标,然而多脉冲焊接条件下热膨胀电极位移的动态变化与熔核生长的关系规律尚不清楚。基于商业有限元仿真软件ANSYS建立2D轴对称电-热-力耦合模型,对奥氏体不锈钢点焊过程中熔核生长、热膨胀电极位移变化以及各阶段电流对熔核形成的影响规律进行研究,并通过点焊实验对数值计算模型的有效性进行验证。研究结果表明:熔核首先在工件接触面处产生,然后沿径向与厚度方向生长,最终形成椭球状焊核;热膨胀电极位移与液态熔核尺寸具有相同的变化趋势,在焊接后期熔核进入平稳生长后,二者趋于线性相关。多脉冲焊接条件下焊接脉冲对熔核生长影响最大,预热脉冲和回火脉冲对其无明显影响。 相关文章 | 计量指标

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精密卧式加工中心立柱综合性能优化设计及分析 陈宇;朱守琴; 2019 (04):  140-143+154.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4951 摘要 ( 324 )   为提高精密卧式加工中心立柱的综合性能,采用拓扑优化与多目标参数优化相结合的系统优化方法对立柱进行分析及优化。利用ANSYS计算并分析了原始立柱的质量和静、动态性能。以立柱的刚度最大为目标,采用拓扑优化技术研究立柱的载荷传递路径。基于拓扑优化结果,分别以立柱的最大振幅和质量最小为优化目标,以立柱的最大静应力和最大静变形及质量不大于原始立柱相关参数为约束,对立柱进行多目标参数优化设计,确定了最佳结构和最佳参数的立柱。其与优化前相比:质量降低6.1%、静刚度和强度提高10%以上、各轴的最大振幅分别减小29.5%、26.7%、9.2%、最小动刚度分别提高43.5%、36.8%和8.8%。 相关文章 | 计量指标

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基于激光跟踪仪的大型薄壁贮箱环缝装焊在位测量技术 张阳洋;王玉坤;崔凡;徐奎;宋学成;陈晓波;习俊通; 2019 (04):  144-150.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4975 摘要 ( 206 )   航天产品制造过程中的在位测量是数字化制造领域的研究热点。为解决现有的液氧贮箱环缝装焊在位测量过程中可测量的关键形位公差较少、测量准确性和一致性较差、缺乏对测量过程的管理等问题,研究了基于激光跟踪仪的大型薄壁贮箱环缝装焊的在位测量方法。提出了基于遗传算法的激光跟踪仪工作位置和ERS点布局优化方法,并将该方法应用到实际的测量项目中。为提高在位测量的效率,开发了基于Visualization Toolkit可视化工具和Qt平台的在位测量软件系统。最后通过对液氧贮箱的现场应用测试验证了在位测量策略的有效性。 相关文章 | 计量指标

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三滚轮整体加载旋转工况光弹流试验机设计及实验 董法凯;陈晓阳;沈雪瑾;王志坚; 2019 (04):  151-154.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4966 摘要 ( 316 )   弹流润滑的光干涉法必须采用透明材料,而一般玻璃等透明材料不能承受高的拉应力,且局部柔性加载技术较为困难,制约着有限长线接触光弹流实验的开展。为了弥补目前对有限长线接触光弹流实验研究的不足,设计了一种三滚轮整体加载旋转工况光弹流试验机,并对滚子的弹流油膜形状进行了初步的实验。实验表明,该试验机可以有效地工作在旋转工况下,测量滚子类线接触弹流润滑接触表面的油膜形状及其变化情况,为今后相关弹流润滑成膜机理的理论研究提供有效的实验数据。 相关文章 | 计量指标

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人体膝关节标本生物力学实验平台的设计与试验 陈浩;于随然; 2019 (04):  155-159+167.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4990 摘要 ( 339 )   评价ACL重建后的膝关节稳定性对于理解临床医生治疗效果,提升手术技巧具有重要意义。针对膝关节运动学特性以及临床上对于膝关节稳定性测量参数的要求,设计开发了一台新型人体膝关节标本生物力学实验平台。本研究设计了人体膝关节标本安装、姿态定位、位姿测量结构,利用气动技术搭建了仿生肌力加载系统。通过人体膝关节标本实验验证了仿生肌力加载系统的精度和膝关节稳定性参数测量系统的测量可重复性。 相关文章 | 计量指标

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应急交通工程装备产品品牌基因生成方法 胡伟峰;殷万通; 2019 (04):  160-162+172.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4991 摘要 ( 206 )   为推动应急交通工程装备产业的发展,对其品牌基因的生成方法进行研究,从隐性基因和显性基因两个层面构建产品品牌基因生成方法。一方面,利用语义词库构建、核心词汇提取、统一认知尺度生成隐性产品品牌基因;另一方面,利用形状语法生成显性产品品牌基因。将该方法应用于企业应急机械化桥的设计实践,成功生成其产品品牌基因并构建应用指南,验证了该品牌基因生成方法的可行性与合理性。 相关文章 | 计量指标

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钻井液中纳米SiO_2含量对套管摩擦学性能的影响 聂荣国;蔡明杰;毛良杰;何军;郑莉; 2019 (04):  163-167.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4947 摘要 ( 256 )   研究钻井液中纳米SiO_2含量对套管摩擦学性能的影响,用2Cr13钢材加工制作销盘,在含有不同纳米SiO_2的水基钻井液下进行摩擦试验,得出了销盘磨损率、摩擦系数、钻井液温度变化,并分析测试了实验后销盘的硬度、膜基结合强度、三维形貌和EDS表面元素组成。试验研究结果表明:钻井液套管的主要磨损类型为磨粒磨损和氧化磨损;在钻井液中加入纳米SiO_2可以显著降低套管磨损率;纳米SiO_2粒子在套管摩擦磨损过程中可以起到保护、承压、填充、抛光、屏蔽作用,降低套管的磨损率;在钻井液中加入2%的纳米SiO_2可获得最低磨损率,继续添加纳米SiO_2将降低表面膜的粘结强度进而提高套管磨损率。结论:在钻井液中加入纳米SiO_2可显著降低套管磨损,2%的纳米SiO_2添加量具有对套管的最佳润滑效果。 相关文章 | 计量指标

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小型清扫车吸嘴的优化设计与试验 黄兴华;叶军一;熊杰; 2019 (04):  168-172.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4979 摘要 ( 168 )   为进一步提高小型清扫车的吸尘效率,基于对国内外反吹式吸嘴研究的基础,设计了一种适用于小型清扫车的吸嘴。运用计算流体力学(CFD)方法对吸嘴进行流场仿真分析,采用二次正交旋转组合设计试验方法,研究了排气管倾斜角、径长比、宽长比、反吹口的反吹量等参数对吸嘴吸尘率的影响。试验表明:影响吸嘴吸尘率性能的大小依次为径长比>反吹量>排气管倾斜角>宽长比。在排气管倾斜角为108.35°,长径比为0.22,长宽比为0.49,反吹量为1 400 m~3/h时,吸嘴吸尘率达93.28%,满足实际工程需要,研究为小型清扫车吸嘴的优化设计与性能进一步提高提供参依据。 相关文章 | 计量指标

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基于机床原生信息的进给系统位置-速度摩擦模型 陈晔;程龙;余嘉;熊晓航;赵春雨; 2019 (04):  173-177.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4952 摘要 ( 322 )   利用数控机床信息采集管理与分析系统,采集实时的工作台位置及伺服电机驱动力矩电流等原生信息,进而提出量产数控机床进给系统摩擦力的提取算法。并利用该摩擦力数据的瞬时均值研究其随位置、速度变化的规律。提出摩擦力随位置与速度变化的双重多项式特性辨识方法,利用最小二乘法,拟合试验摩擦力估算值,得到摩擦力瞬时均值对于位置和速度的二维模型。经与Stribeck摩擦模型以及原试验数据的对比,证明位置-速度摩擦模型更能准确地描述量产机床实际的摩擦规律,具有良好的适应性和精度。 相关文章 | 计量指标

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陶瓷滚子超声振动辅助磨削装置设计与试验 李文博;张占立;姚强;刘延斌;邓四二; 2019 (04):  178-181.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4967 摘要 ( 295 )   针对超声辅助超精研磨陶瓷滚子的技术需求,基于简谐振动基本原理和波动方程,设计了超声振动的阶梯形超声变幅杆,研发了适用于陶瓷滚子超精加工试验机的点接触式超声振动辅助装置。利用试验机,研究了超声电源电流对陶瓷滚子表面粗糙度和材料去除率的影响规律,并进行了超声加工超精研磨影响对比试验。结果表明:文中所研发的超声振动装置安装简便,工作可靠;与普通超精加工相比,超声复合加工在改善工件表面质量的同时,加工效率有显著提升。 相关文章 | 计量指标

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废气处理吸附器均匀流场的优化 刘义鑫;李国富;韩素涛; 2019 (04):  182-186+192.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4955 摘要 ( 369 )   采用CFD软件对含原气体分布器、改进型气体分布器和改进型气体分布器与多孔板相结合3种方案的吸附器的内部流场进行研究,并进行相应的实验验证。模拟结果表明:含原来的气体分布器、改进型分布器和改进型分布器与多孔板相结合吸附器内吸附剂截面上速度相对标准偏差分别为79.165%、36.74%和23.13%;当改进型分布器与多孔板组合使用时,多孔板距离吸附器进口450 mm时气体分布最均匀。实验结果表明:多孔板距离吸附器入口450 mm时,实验数据和模拟结果相对误差仅为2%,存在极好的一致性。 相关文章 | 计量指标

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辊压机煤粉成型力学分析 张波;荆森;张宁;雷贤卿;杨正海; 2019 (04):  187-192.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4946 摘要 ( 311 )   基于理论与实验相结合的方法,针对实际工况下辊压机辊压区内的力学状态进行研究分析。对煤粉受力与压缩状态进行标定实验,得到煤粉受力与受压后密度之间的公式。基于散体力学相关理论对辊轮进行力学分析,建立辊轮承受扭矩的数学模型并计算辊轮承受扭矩,再进行扭矩实验验证与辊轮电机优选。验证结果表明:辊轮承受扭矩的理论计算值与实验验证值的相对误差为0.45%～3.69%,验证了理论计算的正确性;并且辊轮电机选取15 KW即可满足要求,在降低辊压机生产成本的同时,也为辊压机之后的工作节省了运行成本。 相关文章 | 计量指标

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浆粕自动防倒输送机设计与分析 暴勇临;张士强;夏淑红;高欣;汤生安; 2019 (04):  193-195+200.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4945 摘要 ( 254 )   目前浆粕输送时,采用人工放置包角式防倒架防止浆粕向后倾倒。提出了一种新型浆粕自动防倒输送机设计方案,通过两个防倒板与浆粕交替随动运行,避免浆粕向后倾倒,实现浆粕自动化传送。利用有限元分析软件ANSYS完成了浆粕防倒机构的力学分析及其驱动链轮的振动分析,为粘胶短纤的全自动化生产线开发提供了前期基础,实践证明:该输送机稳定可靠,运行良好,完全取代了人工操作,生产效率提高了38%。 相关文章 | 计量指标

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基于ADAMS的重载柱式旋臂起重机的动力学仿真分析 丁云鹏;朱学军;霍志磊;孙绪强; 2019 (04):  196-200.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4968 摘要 ( 373 )   针对重载柱式旋臂起重机的结构特点,利用Solidworks软件建立柱式旋臂起重机三维模型。采用D-H坐标系方法建立起重机系统的数学模型,并得出其运动学正、逆解。在ADAMS软件环境下对柱式旋臂起重机虚拟样机系统进行动力学仿真,从而获得起重机关键部件的运行动态特性与末端执行器Z轴方向位移特征曲线。对起重机关键部件在运行过程中的误差波动及形成原因进行了分析,验证虚拟样机模型设计的合理性。最后通过对起重机在典型工况下进行轨迹规划,实现了柱式旋臂起重机系统稳定控制的目的,并分析了柱式旋臂起重机关键部件的峰值力矩特征规律,验证了驱动电机功率参数选择的合理性。 相关文章 | 计量指标

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硬式空中加油系统对接机构设计及其动力学特征 何洁;许一鸣; 2019 (04):  201-204.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4976 摘要 ( 343 )   针对硬式空中加油系统的对接问题,设计锁紧结构和回中结构,用于提高空中加油的可靠性。基于拉格朗日方程,推导机构的动力学方程。利用加油过程的技术要求,推算对接机构的结构参数,构建数字化模型,探究结构设计的合理性。结果表明本设计使输油机、伸缩管和受油机在对接过程中能顺利完成回中和锁紧,保证加油的顺利进行;在加油完成之后,输油机和受油机相应的部分能够实现油路自封,为后续飞行提供了可靠保障。 相关文章 | 计量指标

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某前保险杠过渡支架振动开裂分析与优化 樊富起; 2019 (04):  205-209.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4980 摘要 ( 260 )   为了解决某前保险杠过渡支架的开裂问题,首先基于建立前保险杠总成有限元模型,对其进行振动特性分析,并且进行模态测试对标,分析结果表明其不会发生共振。然后采集纵梁前端在坏路的激励载荷,测试结果表明该前保险杠总成的第一阶模态频率与搓板路的激励频率相同,从而引起偶合共振。再对该前保险杠总成进行振动疲劳分析,分析结果表明其最低寿命低于实际工程设目标值,并且其危险点与开裂区域一致。再采用Isight集成平台对过渡支架进行多学科多目标优化分析,分析结果表明该过渡支架能够满足振动特性和疲劳性能设计要求。最后对其优化方案进行路试验证分析,分析结果表明优化之后过渡支架的振动幅值下降了32.1%,并且顺利通过了道路耐久试验。 相关文章 | 计量指标

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依据《三国志·作木牛流马法》复原木牛流马 曹励华;邹慧君; 2019 (04):  210-214.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4969 摘要 ( 390 )   木牛以形造,流马以尺造。在符合历史文献记载的基础上,复原模型参考分析了其它相关的约束要素,例如容积要求、功能要求、制作技艺、结构坚固程度、不跨越历史等,完整地表达了复原思路,解剖了与历史记载相对应的结构形态,完成了木牛流马表达模型的复原研究过程。 相关文章 | 计量指标

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高等教育出版社 学术著作新书简介 2019 (04):  218.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4970 摘要 ( 141 )   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。只有这样才能使我国由制造大国转变为制造强国。 相关文章 | 计量指标

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东华大学机械工程学院 2019 (04):  219.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4971 摘要 ( 321 )   东华大学(原中国纺织大学)地处上海,是教育部直属的全国重点大学、国家"211工程"重点建设院校。东华大学机械工程学院前身为成立于1951年的华东纺织工学院纺织机械系,为建校初期三大系之一,1981年成为我国首批获得博士、硕士、学士三级学位授予权部门,1999年成立机械工程学院。目前拥有机械工程一级学科博士点、机械工程博士后流动站;机械工程一级学科为上海市一流学科,机械设计及理论二级学科为国家重点培育学科,机械制造及其自动 相关文章 | 计量指标