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    2012年, 第28卷, 第04期 刊出日期:2020-07-26 上一期   
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    论文
    结构多目标拓扑优化设计
    孙晓辉;丁晓红;
    2012 (04):  1-4+9.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2910
    摘要 ( 341 )  
    为了研究结构多目标拓扑优化设计方法,引入了数学规划法的相关理论,分别采用最短距离法、平方加权法、规范目标法、线性加权法和折衷规划法建立了五种不同的目标函数,将多目标拓扑优化问题转化为单目标拓扑优化问题。通过在一个优化实例中验证这五种方法,结果表明五种方法均能解决多目标拓扑优化问题,其中线性加权法在提高结构刚度方面贡献比较大,而折衷规划法更能提高结构的固有频率。
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    基于Dynaform的回弹补偿算法与系统
    胡志超;李延平;常勇;王沁峰;李毅;
    2012 (04):  5-9.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2898
    摘要 ( 356 )  
    以线性控制系统、傅里叶变换及传递函数为基本理论,在分析Dynain文件格式基础上,提出了一种基于Dynaform软件冲压回弹结果 Dynain文件的回弹补偿算法。基于该算法,以Visual C++6.0为平台、以Matlab为矩阵运算工具、以OpenGL为图形开发工具,开发了基于Dynain文件的回弹补偿系统springbackcom。该系统为回弹误差分析及回弹补偿提供了有力的支持。
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    支持复杂工程产品开发的系统语境模型
    米洁;陈秀梅;
    2012 (04):  10-13.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2909
    摘要 ( 252 )  
    从描述复杂产品开发的数据特点出发,提出基于"产品-环境"的系统模型,建立支持产品集成开发的数据基础结构。该模型由需求、功能、结构、语境数据信息组成。采用树形数据语境,实现数据的有效组织和管理结构;建立模型的控制语境,完成对任务执行逻辑关系及时序关系的定义。构建系统模型的数据追踪机制,实现对产品开发过程中用户需求、设计任务及目标的追踪。
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    基于vague集和熵权法的机械设计方案评价
    薄瑞峰;李瑞琴;沈兴全;
    2012 (04):  14-17.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2911
    摘要 ( 299 )  
    针对传统基于模糊集方案评价方法的不足,将vague集理论运用到机械方案评价中,并使用熵权法结合层次分析法确定各指标权重,建立了一种基于Vague集的方案评价决策模型。通过计算各方案的支持(反对,中立)目标集,利用目标优属度矩阵对目标属性值及目标权重进行集结,得到方案的Vague估计值。利用一个改进的评分函数对方案排序,获得最优方案。算例验证了该方法的有效性。该方法利用vague集兼顾了隶属和非隶属两方面的信息,具有对不确定数据更强、更灵活的直觉表达能力,而且综合考虑了属性值和属性权重的重要性,从而为方案评价提供了更趋于实际的一种方法。
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    支承系统的刚度对转子动力特性的影响
    白中祥;吴伟亮;刘闳钊;
    2012 (04):  18-21+25.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2912
    摘要 ( 410 )  
    转子的动力特性受到很多因素的影响,其中,支承系统的刚度是一个重要因素。通过在有限元分析软件ANSYS中建立某小型燃气轮机支承系统的三维有限元模型,分析了其静刚度和动刚度。以该燃气轮机的压气机转子为例,文中考察了支承系统的刚度对其临界转速和稳态不平衡响应的影响。计算结果表明,与仅考虑轴承的支承刚度相比,同时考虑支承系统刚度的情况下,压气机转子的第一阶临界转速下降了约54%,其第一级叶轮的稳态不平衡位移响应的峰值下降了56.9%。
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    共轭凸轮—滑块摇杆组合机构的设计与应用
    沈毅;刘春雷;高大牛;费鑫;
    2012 (04):  22-25.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2916
    摘要 ( 415 )  
    凸轮机构从动件的运动一般均为往复运动,文中提出一种新型的凸轮—滑块摇杆组合机构,可实现将匀速旋转输入运动转变为同轴的变速旋转输出运动,其结构紧凑,适合在空间有限的机械中应用,并推导了机构运动学数学模型及凸轮廓线设计方法,最后以纺机上的应用加以说明。
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    一种新型速降装置手动调速机构设计、分析与改进
    陶表达;
    2012 (04):  26-29.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2917
    摘要 ( 240 )  
    根据特殊工况要求,设计一种二级增力手动调速机构,分析其工作原理和结构特点,给出安全性计算公式并进行校核,针对可能存在的安全隐患进行改进和进一步校核,确定最终数据。该手动调速机构的特点是结构简单、重量轻、制动力大、操作方便、制造工艺性好。
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    基于同步齿形带与滚动螺旋-铰杆增力机构的伺服压力机设计
    夏春风;钟康民;杨丽琴;
    2012 (04):  30-31+37.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2901
    摘要 ( 321 )  
    设计一种基于同步齿形带与滚动螺旋-铰杆增力机构伺服压力机,分析其工作原理,给出压力机的压力计算公式。该压力机利用伺服电机产生动力,动力经同步齿形带放大后再传给滚珠丝杆,经左右旋滚珠丝杆带动套筒上的浮动滚子和铰杆增力机构运动,产生向下的压力,实现对工件加压。该压力机结构紧凑,运动精确,功能较为完善,可远距离传动,传动效率高,噪声小。其能在高温、腐蚀等恶劣环境下工作,不需要润滑,且节能,无污染,绿色化特征明显。
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    伸缩臂叉装车主动调平机构性能优化
    许怡赦;郭雄华;康辉梅;
    2012 (04):  32-33+37.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2918
    摘要 ( 225 )  
    在变幅运动时,伸缩臂叉装车货叉底面与水平面的夹角随伸缩臂仰角的变化而变化,这种变化影响叉装车的平移性,且对安全作业不利。鉴于此,在分析工作装置的调平性能基础上建立了数学模型,利用遗传算法进行优化,仿真结果表明适当调整主动调平油缸的铰点位置能提高叉装车的平移性。
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    基于Creo的摇杆式变形履带机器人移动平台的分析与仿真
    张霖;王忠宾;李允旺;
    2012 (04):  34-37.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2906
    摘要 ( 264 )  
    利用Creo Parametric进行了摇杆式变形履带机器人移动平台的三维建模,并对其进行了运动仿真,依据这些仿真的分析结果,验证了其机构分析结果的正确性,使摇杆式变形履带机器人移动平台的设计效率与可靠性大大提高。
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    三臂轮式巡线机器人设计与爬坡分析
    李晓舟;邢向飞;龙志伟;于化东;
    2012 (04):  38-41+45.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2905
    摘要 ( 324 )  
    针对高压线巡线任务和避雷线环境提出了一种新型巡检机器人设计方案,规划了巡线越障方式,采用高阻尼转轴与质心调节相协调的杆塔越障方法,并利用ADAMS对系统爬坡过程进行了仿真分析,在驱动轮转矩为10Nm,爬坡坡度为20°时,分析比较了控制箱位于滑台不同位置时横向摆动和机器人行程,结果表明在控制箱位于滑台斜上方50mm处最稳定。
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    基于单元刚度矩阵法的二维微动平台刚度分析
    宫金良;张彦斐;胡光学;林于一;
    2012 (04):  42-45.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2913
    摘要 ( 342 )  
    刚度作为设计和评价全柔性机构的一个重要指标,在很大程度上影响着全柔性机构的动态性能和定位精度。利用材料力学中的单元刚度矩阵原理,根据柔性机构的结构特点进行单元划分。然后全面考虑机构中各单元的复杂变形,建立单元间的位移、力平衡方程,得到便于进行递推运算的刚度表达形式。以一种二维微动平台为例,给出了应用该方法的刚度分析过程,结果表明理论计算接近有限元分析数据。
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    微位移放大机构的分析与计算
    李仁军;漆小敏;刘莉;
    2012 (04):  46-48.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2921
    摘要 ( 408 )  
    基于力学理论提出一种通用的柔性铰链柔度的计算方法,适用于各种切口形状的单轴和多轴柔性铰链的设计计算。推导出直圆柔性铰链在平面受力状态下的柔度计算公式,并分析了直圆柔性铰链结构参数与性能的关系。分析一种微位移放大机构的结构与工作原理,推导出微位移放大机构获得较大输出位移时,机构中两直圆柔性铰链结构参数应满足的关系,计算结果表明本文方法正确有效。
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    应用于泥泵双速齿轮箱的智能控制系统的研究与开发
    董鹏;严忠胜;江瑞田;刘渊;常震罗;龚春全;李强;赵飞;
    2012 (04):  49-52.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2926
    摘要 ( 235 )  
    随着国内工程的需要,可实现挖泥、吹泥不同工况的大型耙吸挖泥船陆续投入使用。在该型船的泥泵传动系统中,齿轮箱的最大特点是具有两种不同的转速输出,且两种转速可相互切换。针对该双速齿轮箱的工作特点,文章研究开发出一套智能控制系统,既可以实现双速齿轮箱在低速档(挖泥工况)、高速档(吹泥工况)、空档(非工作状态)之间相互切换,满足实际工况的需要,又具有故障识别及处理功能,对换档过程中的故障进行相应的处理。此外,该智能控制系统还具有多信号报警功能,并输出供全船的监控系统使用。
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    用修形法提高相交轴变齿厚齿轮的精度
    徐锋;吴站雷;陆翔宇;刘平;
    2012 (04):  53-54+57.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2899
    摘要 ( 284 )  
    使用标准的齿条形刀具加工变齿厚齿轮,会造成变齿厚齿轮轮齿的左右侧端面压力角、螺旋角的变化和不等,影响两相交轴变齿厚齿轮的正确啮合,因此有必要研制非对称滚刀和调整机床修正螺旋角,用于加工相交轴变齿厚齿轮,以纠正此类偏差和提高啮合精度。
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    船用齿轮箱动响应的有限元分析与计算
    应丽霞;蒋立冬;李建强;刘莹;
    2012 (04):  55-57.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2927
    摘要 ( 341 )  
    采用MASTA软件与ANSYS软件相结合的方法,对箱体进行子结构分析,利用凝聚节点实现了传动系统和箱体的耦合连接,建立了大功率船用齿轮箱系统的动力学分析耦合模型。在对齿轮啮合刚度激励、传递误差激励和啮合冲击激励分析计算的基础上,对齿轮传动系统相啮合齿轮的动态啮合力进行了分析计算。并将该动态啮合力进行转换得到轴承处的动态力,施加在相应的凝聚节点上,对齿轮箱体的动响应进行了分析。
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    考虑表面粗糙度的面齿轮齿面接触应力分析
    严宏志;胡威;何国旗;
    2012 (04):  58-61+65.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2914
    摘要 ( 556 )  
    根据齿轮啮合原理,得出了面齿轮的齿面方程,求得面齿轮齿面曲率。结合赫兹接触理论,推导了点接触面齿轮传动接触点的接触应力及应力沿齿面的分布规律,从齿根到齿顶,齿面接触应力先增大后减小,在靠近齿面中点处达到最大值。由粗糙表面接触理论,分析了面齿轮齿面微观弹塑性变形时的接触面积,并得到粗糙齿面接触时面齿轮齿面接触应力及其分布。对比分析了几种不同粗糙度条件下面齿轮齿面接触应力的变化规律,结果表明:齿面接触应力随表面粗糙度的增大而增大,与齿根处相比,齿顶接触应力受表面粗糙度影响更大。文中的分析可为面齿轮磨损及润滑机理的研究提供依据。
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    基于ANSYS workbench的柱塞泵回程盘结构优化设计
    王国志;张志鹏;刘桓龙;柯坚;张燃;
    2012 (04):  62-65.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2915
    摘要 ( 292 )  
    针对某型号斜盘式轴向柱塞泵回程盘与柱塞组件试验出现局部严重磨损及干涉故障,利用ANSYS Workbench软件对斜盘式柱塞泵回程盘进行了强度和刚度分析,首先找出了回程盘的应力主要集中区和变形量较大的位置,为回程盘的设计提供了参考;其次,对回程盘进行了优化,在保证回程盘的强度达到设计要求的情况下,增强了回程盘的刚度,改善了泵的整体性能,为斜盘式轴向柱塞泵的结构优化、提高效率等方面提供实用经验和参考。
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    基于数值仿真的盾构刀盘载荷影响因素分析
    苏翠侠;蔡宗熙;王燕群;亢一澜;
    2012 (04):  66-69.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2900
    摘要 ( 285 )  
    盾构刀盘在掘进过程中受到周围环境的影响工作状态随时改变,文章通过将盾构刀盘掘进过程简化为刀盘刀具掘土作用,采用数值方法对刀盘掘进过程进行了全物理过程仿真,分析了地质参数、施工参数以及结构参数等影响因素对处于稳定工作状态的盾构刀盘切削力及扭矩等动态掘进载荷分布的影响。
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    基于ANSYS的驱动桥壳瞬态动力学和疲劳寿命分析
    樊智敏;高亮;
    2012 (04):  70-72.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2924
    摘要 ( 347 )  
    以有限元法为基础,在建立驱动桥桥壳的有限元力学模型的基础上,先借助有限元软件ANSYS的瞬态动力学分析找出桥壳上的危险点,再通过ANSYS-Fatigue疲劳分析模块对桥壳进行疲劳寿命分析,得到桥壳整体的疲劳寿命分布。桥壳的危险部位主要分布于圆弧过渡区域,与台架实验结果基本一致。从而验证了有限元软件对驱动桥壳理论分析的正确性,为驱动桥壳的设计和相关性能的分析提供了一种方法。
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    扫描式数据采集测头半径的三维智能计算补偿
    张伟;陈颖;
    2012 (04):  73-78.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2922
    摘要 ( 269 )  
    探讨了基于扩展的自组织特征映射神经网络的扫描式密集数据采集的测头半径三维补偿。构建了测头半径三维补偿神经网络模型及其训练算法。首先经过训练,神经网络将整个数字化点群数据分成许多子区域,每个子区域用一个微切平面逼近;然后对子区域的分类核心,即神经元位置权重,沿微切平面法矢方向进行修正;最后根据微切平面的法线,对测头半径进行三维补偿。算例表明所创建的测头半径三维补偿神经网络模型有效可行。
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    粒子群算法在多模式项目作业调度中的应用
    陈君兰;叶春明;周蓉;谢阳;
    2012 (04):  79-81+89.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2894
    摘要 ( 222 )  
    采用混沌粒子群算法解决多执行模式资源受限项目调度问题(MRCPSP),先生成第一代执行模式链表,然后定义由工序随机生成的一组数为优先规则链表,由逆向迭代的串行进度生成机制形成最优解,结合混沌理论,在粒子群算法的基础上,更新粒子。并运用遗传的思想生成新子代的方式更新执行模式链表,计算并保留最优调度的模式。对库里的算例进行验算,结果证明了这种方法是有效的。
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    环控系统功能试验温度控制建模与仿真
    方刚;姚振强;胡永祥;
    2012 (04):  82-85.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2923
    摘要 ( 220 )  
    为了确保飞机首飞前环控系统各功能部件正常工作,飞机总装测试阶段需使用地面热气源模拟发动机气源,进行高温高压大流量压缩空气的环控功能试验,其中温度控制系统属于大惯性系统并有滞后性,传统上采用手动调节的方式,然而飞机入口温度控制精度往往难以达到试验要求。针对该问题,论证建立了包括气动薄膜调节阀阀芯构件动态特性等因素在内的地面试验设备温度控制系统数学模型,采用PID自动控制,并在MATLAB环境下进行了仿真。结果表明,PID控制器作用下的试验温度满足试验技术要求。
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    AZ91D压铸镁合金超声振动钻削实验
    邵云鹏;祝锡晶;袁小飞;刘振;
    2012 (04):  86-89.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2902
    摘要 ( 304 )  
    镁合金材料由于特殊的物理性能,传统的机械加工方法很难保证要求的精度和质量,具有一定的局限性。介绍了超声振动钻削镁合金材料的加工机理,通过改变切削速度、进给量、振幅等加工参数,对比分析了超声振动钻削与传统钻削加工工件的孔直线度、孔扩量、毛刺高度、粗糙度、切屑等试验结果,得出超声振动钻削具有较好的加工表面质量和加工效率,对研究镁合金的深加工具有重要的意义。
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    超声平台珩磨机理分析
    成全;祝锡晶;王建青;
    2012 (04):  90-91+100.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2903
    摘要 ( 327 )  
    超声平台珩磨装置能使油石条产生超声振动,在珩磨缸套时具有磨削力小、珩磨温度低、油石不易堵塞、加工效率高等特点。对单颗磨粒在振动时产生的脉冲力,以及超声脉冲力垂直于珩磨网纹的方向分力——有效去峰力进行了分析,并用断裂力学原理来解释尺寸效应产生的机理,最后得出结论:珩磨中油石磨粒具有强大的脉冲力具有足够的能量削掉网纹峰尖成为平台,该理论对于生产实践具有重要的意义。
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    Ti6A14V钛合金高速切削试验与有限元建模
    张相琴;张雪萍;A.K.Srivastava;
    2012 (04):  92-96+100.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2904
    摘要 ( 288 )  
    综合考虑刀具圆角影响的Merchant模型和高速正交切削Ti6AI 4V实验测量的切削力和切屑几何参数,解析求得了"切屑-刀具-工件"摩擦系数。计算表明"刀具-工件"摩擦系数约为"刀具-切屑"摩擦系数的3~7倍,该研究克服了现有文献中对"切屑-刀具-工件"摩擦系数取值的盲目性。基于该摩擦关系,建立钛合金高速切削有限元模型(FEM)。仿真切削力与试验值相比误差小于4.9%:锯齿间距、锯齿高度,及其剪切角与试验值误差均小于5.2%,钛合金高速切削有限元模型得到了有效性验证。
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    推焦装置振动的测试与分析
    高俊云;
    2012 (04):  97-100.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2895
    摘要 ( 298 )  
    清洁型机焦设备是一种新型环保产品,其核心部件之一推焦装置在工作过程中产生了严重振动。为了了解产生振动的原因,找到降低振动的措施,进行了振动加速度、电机电流、噪声等多参数测试,通过时域、频谱综合分析及有限元模态计算,证明是摩擦引起的自激振动。在对其自激振动机理进行理论分析的基础上,提出了减小滑履和炉底的摩擦,以及适当降低推焦杆的移动速度等减小振动的措施。
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    局部载荷下压入响应与材料性能的关系
    孙渊;张栋;汪烨;王庆明;
    2012 (04):  101-104.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2896
    摘要 ( 317 )  
    采用量纲分析法,建立了在载荷作用下压入响应与材料硬度/弹性模量(H/E)之间的无量纲函数,并基于有限元分析结果,分析了材料性能对于压入响应的影响,建立了在一定载荷下,材料性能H/E从0.005到0.025范围内,压入响应参数即压痕深度h、压痕接触半径a、塑性隆起量δ与材料H/E为基本物理量之间近似函数表达式。研究结果表明:材料H/E比值小,压入响应参数变化率随着载荷增加而加快,材料H/E比值大,其变化率慢;在压入响应过程中,压痕周围均产生隆起量;压入响应参数与H/E之间函数表达式拟合精度高达99%以上,在实测中根据压痕参数可计算材料的H/E值。
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    基于Elman神经网络的赛车操纵动力学逆向研究
    倪俊;陈思忠;吴志成;
    2012 (04):  105-107+112.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2925
    摘要 ( 181 )  
    以进行汽车操纵动力学逆向研究为目的。以某方程式赛车为例,建立了计入空气动力特性的多体动力学整车模型.在通过试验验证其准确度的基础上,利用Elman神经网络建立了单移线工况下的侧向加速度、横摆角速度与方向盘转角之间的非线性映射关系.神经网络的验证结果表明,利用Elman神经网络进行汽车操纵逆动力学的研究方法是可行的,并且学习速率较快,识别精度较高。
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    2500t环轨式起重机抗倾覆稳定性分析
    周奇才;周在磊;李文军;代习伟;叶阜;
    2012 (04):  108-112.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2919
    摘要 ( 198 )  
    为解决2500t环轨式起重机的抗倾覆稳定性验算问题,提出了验算模型并做了验算,为环轨式起重机的设计提供一定理论支持。分析总结了3种最危险的情况,同时考虑风载荷、配重载荷、结构自重及吊重等对稳定性的影响,建立其抗倾覆稳定性的验算模型;介绍了风载荷及配重载荷的计算方法,利用验算模型,对2500t环轨式起重机进行了抗倾覆稳定性的验算。结果表明:3种危险情况均稳定,工作状态最长臂架最小幅度满载运行时的倾覆力矩最大。
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    一种并联结构的显示器移动支持系统
    宫金良;肖霄;张彦斐;林于一;
    2012 (04):  113-114+118.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2907
    摘要 ( 290 )  
    提出一种基于并联机构的显示器移动支持系统。分析了并联机构运动学模型的正反解,建立了工作空间模型并利用MATLAB对机构参数进行了设计。分析结果对显示器移动支持系统的结构设计和控制系统设计提供了重要理论依据。
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    自调角冷却风机叶片与驱动装置受力分析
    张建卓;关丽喆;杨萃颖;高猛;
    2012 (04):  115-118.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2897
    摘要 ( 278 )  
    提出一种新型工程机械发动机自动调角节能冷却风机的设计思路,阐述了以发动机冷却液温度控制自调角冷却风机叶片角度的原理,给出了以孤单翼理论和等环量设计计算的冷却风机设计尺寸。应用等环量计算法,对风机叶片进行强度校核,以5°为变化幅度改变安装角数据,计算叶片的受力变化,得到了驱动力随自调角冷却风机叶片角度的变化曲线,为驱动装置的设计和强度校核提供数据依据。
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    中国机构学专业委员会成立30周年的工作回顾
    2012 (04):  119-121.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2920
    摘要 ( 158 )  
    2012年7月中国机构学专业委员会于1982年10月在安徽黄山汤口正式成立。今年我们再次回到黄山举行2012中国机构与机器科学国际会议,以及海峡两岸机构学学术研讨会,以纪念中国机构学专业委员会成立30周年。30年在历史长河中是短暂的,真是弹指一挥间。30年是一代人成长的历史,它又是漫长的。回顾专业委员会30年的历程,感慨万分。一、1982年前中国机构学的概况中国机构学的教学早在上世纪30年代开始,在全国各个大学里先后开出了"机构学"、"机动学"以及"机械原理"等课程。
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    南京理工大学纳米结构材料中心人才招聘
    2012 (04):  121.  DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a2908
    摘要 ( 262 )  
    招聘部门:南京理工大学纳米结构材料中心项目简介:南京理工大学纳米结构材料中心是一所致力于发展成为国际一流水准的纳米结构材料研究中心,以纳米结构材料的基础理论、纳米结构材料、及材料纳米化装备等的研究与产业化技术为目标。中心新近得到丰厚的资金支持,根据纳米结构材料及装备技术的研发的需要,特向社会招聘以下研发人员。
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