机械设计与研究

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尤芳;陈建军;马娟;曹鸿钧;

2016 (04): 1-4+9.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4019

摘要 ( 389 )

研究具有随机-区间-模糊混合变量的平面连续体结构在刚度约束下的拓扑优化设计问题。考虑结构的材料物理参数、外部载荷及结构许用柔度分别同时为随机、区间或模糊三种不同类型的变量,首先利用信息熵转化法将模糊变量转换为等价的正态随机变量,然后基于概率可靠性分析方法获得随机变量和区间变量共存时的混合可靠性指标。在此基础上建立了以结构单元有无为设计变量,结构体积极小化为目标函数,满足结构柔度混合可靠性约束的平面连续体结构拓扑优化数学模型,并利用渐进结构优化法求解。通过两个算例验证文中所建模型的合理性及求解策略、方法的有效性。

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参考文献格式要求

2016 (04): 3.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4025

摘要 ( 278 )

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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一种3-RRS并联机构位置分析的代数消元法

马春生;汪辉;李瑞琴;刘小娟;

2016 (04): 5-9.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4026

摘要 ( 323 )

系统地研究了3-RRS并联机构的位置正反解问题。首先应用螺旋理论对该机构进行自由度分析。利用代数消元法从3个约束方程中消去多余的未知数,以得到单参数的多项式,并结合MATLAB软件编程求解。实际算例求出了3-RRS并联机构的全部8组实数反解和全部8组实数正解,并绘制出了8组位置正解构型图。该机构位置分析的方法具有较强的通用性。

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基于误差区域映射的并联机构精度设计研究

王卓识;陈根良;王皓;徐勋;孔令雨;

2016 (04): 10-14.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4027

摘要 ( 292 )

提出了一种并联机构误差传递建模的区域映射方法,采用确切的误差输出区域来描述机构末端的定位精度特性。基于Delaunay三角剖分,采用独立误差因素依次作用、逐层求解的方式建立了输出误差区域的边界推进求解算法,可快速确定末端位置和姿态误差的确切区域。采用上述方法,以末端输出位置误差区域的体积和最大值作为优化目标,对6-PSS型并联实验平台进行了精度设计,最终获得了确保定位精度性能的杆长公差参数。

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用于光电产品检测的混联6-dof平台的刚度及模态分析与仿真

邓嘉鸣;沈惠平;王玮;李菊;邹伟平;丁少华;

2016 (04): 15-19+23.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4050

摘要 ( 243 )

提出一种滑块式6-dof光电产品检测平台机构,采用SOLIDWORKS建立机构的三维实体模型,并将其导入ANSYS软件进行静刚度分析,得到机构在外力作用下两种不同姿态的位移变形云图,由此得出机构刚度的薄弱部位;利用ANSYS的模态分析功能,求出检测平台系统的一到六阶固有频率及相应振型,找出机构运动过程中易引起共振的位置,以避免或抑制机构运动中的共振现象,为机构的设计及实际应用奠定了基础。

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腕功能康复机器人的设计与分析

李明强;谢叻;

2016 (04): 20-23.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4053

摘要 ( 361 )

脑卒中和脑外伤带来的偏瘫等后遗症给患者生活与工作带来巨大的不便。腕部是人们日常工作生活的重要器官,针对具有腕功能障碍的患者,设计了一款外骨骼式三自由度便携腕部康复机器人。该机器人具有掌屈/背屈、内翻/外翻、内收/外收三个自由度,采用Maxon电机驱动。能够带动患者手腕进行三自由度运动,从而使患者进行有效的康复训练。传统的腕部康复机器人体积质量大、价格贵、局限于医院使用。该设备具有同时具备三个自由度、结构紧凑、体积小重量轻、便于携带等优点,患者可在包括家庭内的多种环境下使用。利用UG软件对设备进行了运动学仿真与分析,证明了其可行性,并对设备进行病人实验论证其可行性。

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基于等级控制分类的下肢外骨骼高层控制策略

陈建华;穆希辉;杜峰坡;郭浩亮;赵晓东;

2016 (04): 24-27+36.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4054

摘要 ( 235 )

下肢外骨骼穿戴于人体外侧,是一个人机耦合的智能化机器人系统。针对目前国内外对控制策略归纳和综述存在不清楚等问题,基于等级的控制分类方法,将外骨骼控制按照等级差别,分为任务规划层、高层和低层等三种,厘清了分类依据的思路,归纳出高层控制包含的各种不同控制方式。从适用助力控制和康复辅助两方面角度出发,对这些控制方式的原理、控制率和控制效果进行了分析、讨论和研究。最后,对全文进行了总结。

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响应面法在可靠性灵敏度分析中的应用

蔡斌;邢海丰;

2016 (04): 28-30+36.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4006

摘要 ( 393 )

可靠性灵敏度分析在可靠性设计和修改、可靠性优化设计、可靠性维护等方面均有重要的应用。但由于最大可能点摄动法、JC法、几何法等方法进行结构可靠度的计算时无法将可靠性指标函数表示为随机变量的显式,给可靠性灵敏度分析带来困难,该文基于响应面法将可靠性指标函数表示为随机变量的显式,从而较好地解决问题。通过实例计算,说明文中方法在工程实际中的应用。实例结果表明响应面法在获得在某区域内的可靠度及该区域内的可靠性灵敏度时是一种实用、快速、有效的方法。

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‘3-3’-PSS型并联机器人运动学参数标定

周志琨;曹睿;赵现朝;高峰;郭为忠;

2016 (04): 31-36.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4055

摘要 ( 262 )

空间对接半物理仿真系统对运动模拟器的运动精度提出了较高要求。针对一种新型的3-3式并联结构六自由度运动模拟器进行了运动学参数标定研究。提出了一种新的误差传递模型建立方法,针对各种不同性质的运动学参数分别推导出其误差与动平台位姿误差之间的传递关系,最终利用线性叠加原理,得到总的动平台位姿误差与各种误差因素之间的关系。与传统标定模型相比,物理意义明确、层次清晰,数学描述更简洁。标定后的运动模拟器位置绝对定位精度可达0.35 mm,姿态精度可达0.045°,效果显著,验证了标定方法的正确性。

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基于耦合度分析的6-SPS并联机构位置正解的计算机自动生成

左双双;沈惠平;孟庆梅;刘安心;杭鲁滨;杨廷力;

2016 (04): 37-42.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4028

摘要 ( 399 )

阐述了基于耦合度分析的并联机构位置正解求解的原理,对6-SPS并联机构及其衍生机型进行拓扑结构分析,得到它们的耦合度κ分别为0、1、2、3;给出了κ=0的机构位置正解的解析计算公式,以及κ≥1的机构位置正解求解的算法,即通过虚设κ个SPS型支链,使之转化为κ=0的虚拟并联机构,并基于杆长条件建立κ个仅含一个变量的相容性方程,再采用κ维搜索法求出实数解,从而实现了6-SPS并联机构位置正解求解过程的计算机自动生成;最后给出3个算例,予以验证。

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PSO与LS混合算法在故障特征选择中的应用

张亚龙;赵荣珍;王雪冬;张娟;

2016 (04): 43-45+49.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4029

摘要 ( 309 )

为了提高分类器的分类精度和泛化能力,提出一种基于粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)和拉普拉斯分值(Laplace Score,LS)的混合式故障特征选择方法。该方法首先采用过滤式的特征选择方法(LS)对原始特征集进行筛选,然后利用PSO在经过精简的特征子空间里进行随机搜索,搜索过程中以支持向量机的分类准确率为适应度函数,选择出最优特征子集。用双跨转子实验台的一组故障特征数据集进行验证。实验结果表明,该方法可以有效地筛选出规模较小且最有辨别力的特征子集,能显著提高分类器的分类准确率及效率。

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输电线路巡线机器人机械结构设计分析

周庆;李新平;周小龙;肖杰;周婷;王成疆;

2016 (04): 46-49.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4051

摘要 ( 254 )

针对为了满足500 kV高压输电线路巡检作业要求,提出了一种新型的巡线机器人结构设计方案。该机器人采用对称式机械结构,由两个完全相同的吊臂组成,再加上中间主梁加两个转动关节连接起来,从而研制了巡线机器人样机,并着重阐述了行走单元、开合单元、压紧单元、旋转单元等四大功能单元。在室外搭建了一个1∶1的比例模拟500 kV输电线路及其障碍物的环境,样机在此环境下,完成了行走和越障实验,验证了机器人结构设计的合理性,越障功能的快速性和稳定性。

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SR3-600型焊接机器人结构的静力学动力学分析和拓扑优化

宋浩;薛华夏;俞竹青;

2016 (04): 50-53.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4011

摘要 ( 326 )

以自主研发的SR3-600型六关节工业焊接机器人为研究对象,设计了机器人的整体方案及传动形式。运用Solidworks对机器人的各部件进行三维建模及虚拟样机的装配,并利用有限元分析软件Ansys Workbench对机器人在最危险工况下的结构强度进行仿真计算,包括静力学和动力学分析。仿真结果验证了机器人结构强度的可靠性,并在满足性能要求的前提下对机器人进行有限元拓扑优化以提高其负载-自重比,为相关机器人的设计提供了理论依据。

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一种垂直运动精密微定位平台的设计与分析

徐骁;任佳琦;朱晓博;刘品宽;

2016 (04): 54-58.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4041

摘要 ( 283 )

根据桥式放大机构和平行四边形导向机构相结合设计了一种新型的垂直运动精密微定位平台。利用卡式定理推导了微定位平台的最大行程、刚度及放大比,利用拉格朗日方程推导了微定位平台的动力学模型及其固有频率。采用有限元仿真软件分析微定位平台的动静力学特性,并与理论分析结果进行对比,两者结果吻合良好。制造了微定位平台的原型样机,并进行了实验验证,实验结果表明:垂直运动精密微定位平台的行程可达112.9μm,闭环分辨率为10 nm,可以用于显微镜聚焦系统的微调等垂直定位精度较高的场合。

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齿面上不同直径圆形凹坑对面齿轮传动误差的影响分析

何国旗;邓澍杰;何瑛;孙能;王其雷;严宏志;

2016 (04): 59-63.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4030

摘要 ( 397 )

建立不同直径的圆形凹坑形貌面齿轮三维实体模型及凹坑形貌面齿轮传动系统仿真模型,通过ADMAS软件进行仿真,分析了在一定工况下,不同直径的圆形凹坑形貌面齿轮输出转速的变化规律,并得出不同直径的圆形凹坑形貌面齿轮的传动误差值。利用YD9550滚动检查机搭建传动误差检测平台,对不同直径圆形凹坑形貌面齿轮进行转动误差实验,实验结果与仿真结果基本一致,验证了仿真的正确性。研究结果表明:具有齿面凹坑形貌的面齿轮传动会增大其传动误差,且凹坑直径在300μm时面齿轮的传动误差最小,传动最稳定,为面齿轮齿面微形貌的设计及微形貌面齿轮乏油润滑建模提供了一定的依据。

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超精密摩擦传动机构

刘斌;陈琦;蔡黎明;杨洪波;于涌;

2016 (04): 64-67.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4031

摘要 ( 255 )

针对超精密传动机构定位精度高、行程大、运行平稳、激励振动小、系统可靠性高的要求,设计了一种双圆弧型驱动轮摩擦副的超精密摩擦传动机构,与圆柱型驱动轮摩擦副、双V型驱动轮摩擦副的结构相比,减小了接触应力,提高了接触刚度。应用赫兹接触理论对摩擦副的接触区域中最大接触应力以及接触变形量进行分析。实验表明该摩擦传动机构在300 mm全行程范围内,定位精度±10 nm。

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摩擦提升机摩擦传动特性建模

刘义;杨芳;李济顺;陈国定;

2016 (04): 68-73.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4010

摘要 ( 278 )

以非线性有限元法和多体动力学理论为理论基础,通过采用考虑剪切变形的二维梁单元的绝对节点坐标方程来描述钢丝绳的柔性变形,借助于单元节点相对于摩擦轮的线-线接触方法,建立了摩擦提升机摩擦传动系统的多点动态接触动力学模型。研究表明,构建的摩擦提升机多点接触动力学计算模型由于综合考虑了钢丝绳的柔性体效应、钢丝绳与摩擦轮之间的动态接触、摩擦轮转速、摩擦系数等因素的影响,为分析摩擦提升机提升过程中,摩擦接触处钢丝绳的接触力、张力、滑动、接触等摩擦传动特征提供了一个有效的研究工具。

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高等教育出版社《机器人科学与技术》丛书简介

2016 (04): 73.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4032

摘要 ( 284 )

机器人科学与技术是先进科学技术的代表和体现,是装备制造业发展的助推力量,是改善人类生活和生命的重要手段,是实现国防现代化的新兴力量。该丛书隶属于"HEP机械工程前沿著作"系列,在类别上包括但不限于专著、基础理论著作、译者、实用型科学技术著作;在表述上,追求系统、深入、简洁、实用;在需求上,努力以读者为中心。目前,该丛书已出书目如下:

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发动机内啮合齿轮齿条式动力传输机构的设计与研制

潘济安;尤政;

2016 (04): 74-78+84.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4049

摘要 ( 471 )

为提高传统发动机曲轴连杆动力传输机构的机械传动效率,以及减小缸壁和活塞组件间的侧压力,设计新型内啮合齿轮齿条机构作为发动机动力传输机构。对齿轮齿条动力传输机构运动过程进行仿真验证;对齿轮齿条动力传输机构与曲轴连杆动力传输机构的机械传动效率和缸壁侧压力进行对比分析;制造应用齿轮齿条式动力传输机构的发动机样机并调试运行,实验测量同条件下齿轮齿条式和曲轴连杆式发动机样机的输出功率和缸壁磨损量。仿真与分析结果表明:齿轮齿条动力传输机构在三种冲击较大的危险工况下均满足强度要求,其机械传动效率比曲轴连杆动力传输机构的提高12.7%,缸壁侧压力降低68.5%;实验结果表明:发动机样机运行良好,结构简单可行,齿轮齿条式比同条件下曲轴连杆式发动机样机的实测输出功率大,缸壁磨损量小,验证了分析结果。

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含缺陷滚动轴承内部载荷分布

丁为民;潘帅航;张执南;

2016 (04): 79-84.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4033

摘要 ( 302 )

建立了外滚道含矩形剥落的滚动轴承接触力学模型,基于Hertz接触理论研究了静态径向载荷作用下轴承内部载荷分布,并探究了缺陷形貌(环向跨度角、轴向跨度角)对轴承内部载荷分布的影响。结果表明,当滚动体经过缺陷区域时,其载荷部分卸载或完全卸载,而承载区内的其他滚动体加载;缺陷形貌对滚动轴承内部载荷分布有显著影响。总体来说,缺陷相貌尺寸越大,对内部载荷分布的影响越显著,缺陷环向跨度角和轴向跨度角综合决定了滚动轴承内部载荷分布。

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轴向载荷作用下滚珠丝杠副接触变形分析

刘丽兰;吴子英;

2016 (04): 85-89.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4034

摘要 ( 286 )

依据弹塑性接触理论,考虑塑性变形对滚珠丝杠副接触变形的影响,对双螺母预紧的滚珠丝杠副进行了接触受力分析,利用赫兹接触理论、Mises屈服准则建立了滚珠丝杠副弹塑性接触变形的数学模型。以某一型号的滚珠丝杠副为例,分析了轴向工作载荷、螺旋升角及接触角对滚珠丝杠副接触特性的影响。分析结果表明,适当增大螺旋升角、接触角可以有效改善滚珠丝杠副传动性能,为新型滚珠丝杠副的高精度合理设计提供理论支撑。

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粘弹性流体Poiseuille流动的SPH数值模拟

马小晶;买买提明·艾尼;穆塔里夫·阿赫迈德;闫亚岭;

2016 (04): 90-95+100.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4007

摘要 ( 398 )

粘弹性流体作为非牛顿流体的一种特殊形式,其流变行为复杂,较难得到理论瞬态解析解。文中运用SPH方法,引入一种新的固壁处理方法对UCM(Upper-convected Maxwell)简单粘弹性流体模型的平板Poiseuille流进行了数值模拟,并与相关文献中其他数值结果进行了比较,验证了该方法在模拟粘弹性流体瞬态流动问题的准确性和有效性;随后对非线性SPTT(Simplified Phan-Thien-Tanner)粘弹性流体模型进行了数值模拟,分析了该流体的运动规律,并讨论了本构方程中流变参数对流动过程的影响。

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主辅弹簧结构车轮径向刚度分析

郭世杰;宋彬;郭劭琰;吕建刚;

2016 (04): 96-100.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4043

摘要 ( 347 )

为提高传统军用轮式车辆橡胶轮胎防穿刺、防爆胎以及环境适应性方面的性能,提出一种主辅弹簧结构车轮。该车轮由金属圆柱螺旋压缩弹簧相互编织、勾连而成。在深入分析了车轮的系统构成与工作原理的基础上,结合主簧接地时的径向受力情况,建立了主簧力学模型并计算了其径向刚度。加工制作了车轮试件并进行了静态加载实验,实验结果与理论计算结果吻合较好,验证了力学模型的正确性和车轮设计的可行性,对车轮结构的优化和改进具有指导意义。

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基于相似性的风电机组轴承剩余寿命预测方法

任博;董兴辉;郑凯;

2016 (04): 101-104.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4052

摘要 ( 252 )

风电机组是一个复杂系统,工作环境恶劣,维修费用高,通过寿命预测,制定精益维修策略,提高风机利用率。在欧几里得函数的基础上,引入衰退系数构建相似性函数,以剩余寿命为目标优化权重分配,提出一种应用历史失效样本进行相似性寿命预测的方法。通过数据模拟仿真,验证了该方法可较准确地预测设备剩余寿命。

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汽车用新型组合弹簧的非线性分析

黄会荣;陈蓉蓉;倪亮军;贺明辉;

2016 (04): 105-108.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4045

摘要 ( 274 )

钢板弹簧虽然结构简单,使用可靠,但其质量大,行驶平顺性相对较差,所以本文提出新型钢板橡胶组合弹簧来提高汽车行驶平顺性、舒适性。本文基于APDL在ANSYS中对组合弹簧在装配过程中的接触非线性行为进行了分析,并分析了弹簧片几何参数对组合弹簧力学性能的影响。结果表明,相比钢板弹簧而言,七层8+8组合弹簧的接触应力降低了27.37%,七层8+16的组合弹簧的接触应力降低了47.8%;对比8+8组合弹簧、8+16组合弹簧和12+12组合弹簧可得,同时增加钢板层和橡胶层厚度,接触应力降低效果更加显著。由此可见,相同的位移荷载下,组合弹簧在装配过程中的接触应力比钢板弹簧的低,而且接触应力随着橡胶层厚度的增加而降低,同时增加钢板层和橡胶层的厚度更有助于接触应力的降低。

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变生产节拍下装配线的平衡性

晁永生;孙文磊;

2016 (04): 109-112.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4020

摘要 ( 290 )

装配线的平衡性受到多种因素影响,提出通过改变生产节拍提高装配线的平衡性。考虑装配线的空闲时间和平滑性,建立了固定生产节拍下的装配线平衡目标函数。在此基础上增加了惩罚因子,分别建立了变节拍下的空闲时间目标函数和平滑性指数目标函数。采用遗传算法对目标函数求解。最后,通过实例对比了固定生产节拍下和变生产节拍下任务分配的平衡性,通过改变生产节拍装配线的平衡性得到了显著提高。该方法为平衡性难度较大的装配线提供了一种新的选择。

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零件功能与GPS规范集相关性的评估方法

孙永厚;肖振泉;黄美发;张骥;

2016 (04): 113-116.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4012

摘要 ( 256 )

为了分析零件功能与产品几何技术规范(Geometrical Product Specification,简称GPS规范,亦称公差规范)集的相关性,提出一种基于模糊层次分析法(Fuzzy Analytic Hierarchy Process,简称FAHP)的零件功能与GPS规范集相关性评估方法。首先,利用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP),建立相关性评估的递阶层次模型,计算GPS规范的权重向量;然后,根据模糊综合评价法(Fuzzy Comprehensive Evaluation,简称FCE),计算GPS规范的隶属度,设计一种新的模糊算子;最后,通过多级模糊运算,获得相关性的定量评估结果。实例结果表明该方法合理、有效,能够准确评估零件功能与GPS规范集相关性大小。

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面向回转类零件圆度的机器视觉测量方法与试验

金守峰;范荻;陈蓉;田明锐;

2016 (04): 117-119+124.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4056

摘要 ( 268 )

针对工程应用中回转类零件的圆度测量精度不高、效率低等问题,提出了基于改进的Zernike矩亚像素边缘特征提取算法的回转类零件圆度视觉测量方法。建立了回转类零件轴截面图像的机器视觉测量系统,在分析零件轴截面图像特征的基础上,将传统的Zernike矩算法与最大类间方差法相结合得到改进的快速算法,提高了亚像素边缘点的定位精度。建立了轴截面圆度测量数学模型,应用标准量块对系统进行标定,实现了回转类零件直径与圆度的非接触式测量。试验结果表明,该方法不仅可使直径与圆度的测量达到亚像素级精度,还避免了传统测量方法造成的低效率与误判,实现了快速、准确、非接触式测量。

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基于模糊VIKOR的机械产品再制造方案选择

徐士东;耿秀丽;

2016 (04): 120-124.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4035

摘要 ( 232 )

机械产品是再制造工程应用的重要领域之一。结合再制造实践,提出了一种基于模糊VIKOR的机械产品再制造方案选择方法。提出了基于最大偏差法的主客观结合的指标权重计算方法;针对传统模糊VIKOR中方案间距离计算过程中模糊信息损失的问题,引入相对偏好关系分析间接计算其距离。最后通过在某企业机床再制造过程中的应用,验证了所提方法的有效性。

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基于最小二乘支持向量机的应力强度因子预测模型

马清艳;张亚;

2016 (04): 125-127.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4008

摘要 ( 319 )

应力强度因子是表征材料断裂的重要参量,与应力大小,裂纹的形状和裂纹长度有关。对应力强度因子进行分析,基于最小二乘支持向量机原理,结合粒子群优化,建立以应力大小和裂纹长度作为输入值,应力强度因子为输出值的模型,从而对应力强度因子进行分析和预测。模型预测值与理论值进行分析比较,结果显示,基于最小二乘支持向量机结合粒子群优化算法建立的数学模型,模型拟合优度为0.994 9,可通过应力大小和裂纹长度预测应力强度因子,预测值与精确值的相对最大误差为0.186 4,可证明该模型的适用性与精确性。

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基于PSO算法的高速铣削切削温度软测量建模与算法实现

殷红梅;汪木兰;范晶晶;

2016 (04): 128-131.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4013

摘要 ( 359 )

针对高速铣削过程中切削温度模型的非线性动态随机变化问题,在其二维热传导模型的基础上提出采用粒子群算法(PSO)进行建模优化,引入惯性权重值,建立热传导逆问题优化模型,分析粒子最优迭代条件,最终通过高速铣削试验验证运用PSO优化算法实现切削温度软测量的可行性。

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人工骨个性化定制与激光快速成型

李林升;谢家龙;林国湘;陈艾华;程兵;

2016 (04): 132-134+138.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4057

摘要 ( 225 )

复杂曲面的人工骨个性化定制与激光快速成型一直是人工骨设计与制造的难点,针对此问题提出了一种由自然骨CT切片数据构建STL模型并采用激光快速成型的方法。首先对自然骨CT切片进行目标边缘提取,并采用八邻域跟踪算法获取自然骨的轮廓数据;然后,为满足激光快速成型对层片厚度的加工要求,建立相邻断层切片上的轮廓匹配点对,根据轮廓匹配点对,线性插值得到中间过渡轮廓数据,并采用三次样条曲线对自然骨轮廓进行拟合;最后采用最小对角线三角剖分法生成自然骨的STL模型,并通过激光快速成型机打印出人工骨。试验验证了方法的可行性与有效性。

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循环湍动流化床实验平台设计及实验研究

谢君科;曾涛;刘少北;徐鹏;胡修奎;冯杰;

2016 (04): 135-138.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4009

摘要 ( 309 )

为克服传统循环流化床和湍动流化床固含率低和气固反混严重等缺点,设计出一种新型流化床——循环湍动流化床,并在该装置上进行了压力分布及变化规律的实验研究。结果表明:不同静床高度,相同的床层截面上,压力梯度仅有微小的变化,说明床层内气固接触均匀;压力梯度波动标准偏差的变化规律表明静床高度越大,转折点对应的气速会相应地增大,然后减小,转折点对应的气速是形成循环湍动流态化的初始转变速度。

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基于电机电流分析法及能量特征向量的摩擦实验

王仁德;李国富;应小刚;王晓丹;

2016 (04): 139-141+144.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4036

摘要 ( 188 )

对机床类设备的摩擦状态的监测是设备运行过程的一个重要环节。针对机床类设备运行过程中摩擦状态的变化,提出基于电机电流分析法及能量特征向量对摩擦状态进行测试和分析,利用电流信号的小波包变换节点系数重构各频带信号,计算各信号的能量值,构造能量特征向量。通过分析不同时刻各频带信号的能量值,提取包含摩擦信息的特征值能量值,以此作为分析与监测摩擦状态的特征量。实验表明,分析摩擦特征量的变化曲线,可以获得设备工作过程的摩擦状态,有利于实现摩擦状态的在线监测。

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纵-扭复合超声换能器振动特性的试验研究

刘建慧;姚斌;崔峰;

2016 (04): 142-144.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4021

摘要 ( 323 )

通过理论和仿真分析,设计和制作了一种纵-扭复合超声换能器,其谐振频率与理论值较吻合。进而重点试验研究了螺栓预紧力对纵-扭复合超声换能器相关参数的影响。随着预紧力的增大,频率、品质因数、动态电阻都呈现出一定的规律性。通过合理预紧,使共振频率更接近理论频率,并获得较理想的纵-扭振幅。

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基于知识重用的门式起重机快速设计方法

程贤福;从言言;

2016 (04): 145-148+153.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4037

摘要 ( 318 )

为了快速满足用户对起重机个性化的需求,提出了基于知识重用的起重机快速设计方法。采取模块编码、数据库、规则表示法等对相应的设计知识进行表达,建立起重机设计知识库,然后基于实例推理技术对起重机进行相似度计算、实例检索,并对新产品进行有限元分析,最终输出新产品并更新实例库。设计过程以Soildworks、Access、VB、Ansys为工具支撑,进行参数化建模、设计参数存储、相似度计算、有限元分析等,以此来快速地完成起重机设计。

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基于LCD关联维数和SVM的自动机故障诊断

吕岩;房立清;齐子元;张前图;

2016 (04): 149-153.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4044

摘要 ( 258 )

针对自动机振动信号的非线性与短时冲击特性,提出了一种基于局部特征尺度分解(Local characteristic-scale decomposition,LCD)、关联维数和支持向量机(Support vector machine,SVM)三者相结合的故障诊断方法。首先,对自动机振动信号进行LCD分解,得到若干个内禀尺度分量(Intrinsic scale component,ISC)。然后,将ISC分量分别与原信号进行相关分析,筛选出包含主要故障信息的前几阶ISC分量,计算其关联维数并组成特征矩阵。最后,将特征矩阵输入SVM进行分类识别。自动机故障诊断实验表明,该方法能够较准确的识别自动机常见故障,为自动机故障诊断提供了新方法。

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基于同步器错位的同步点辨识方法

李鸿魁;鲁统利;张建武;

2016 (04): 154-156.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4046

摘要 ( 244 )

针对由于磨损导致的同步点发生变化,综合考虑了同步器错位的现象,分析了同步器错位出现的原因及其与换挡同步力之间的关系,进而开发了一种新的同步点辨识方法。最后通过实车实验证明了该同步点辨识方法在升档和降档时都有着较好的表现,辨识到的同步点的准确性和一致性较好。

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印制电路板硬质合金微钻棒材送料系统的摩擦性能设计

韦海英;孙志勇;胡仲勋;

2016 (04): 157-158+162.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4014

摘要 ( 258 )

微钻工艺则是PCB(印制电路板)制造中的重要工艺之一。PCB微钻毛坯成型容易在硬质合金棒材两侧形成棒筋,棒筋的存在,导致粗磨时PCB微钻毛坯承受因毛坯跳动而产生的磨削冲击力。尽管相比PCB微钻的毛坯尺寸,棒筋凸起小,但采用PCB微钻毛坯棒料与两个滚轮之间不同摩擦性能设计实现了PCB微钻毛坯的周向自动定向。

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某油箱的耐久性试验箱体破裂原因分析及箱体结构的改进

刘赟;尹辉俊;田丽雯;张雯;汪洋;

2016 (04): 159-162.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4047

摘要 ( 383 )

针对某燃油箱在振动耐久性试验中油箱共振引起下箱体的振幅过大和底部破裂的问题,对该油箱进行扫频激振试验分析,发现有半箱水时会降低油箱的阻尼振动频率。利用有限元软件Hypermesh对该油箱模型进行模态分析得到该油箱的固有频率并与扫频激振试验结果对比。提出了三种下箱体底部结构的设计方案来改变该油箱的固有频率,并对结构改进后的油箱进行扫频激振试验。结果表明,改进后的油箱的固有频率有所提高。

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并联式液驱混合动力车设计分析

朱利静;陈浩;李永芳;

2016 (04): 163-166+171.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4048

摘要 ( 213 )

液驱混合动力是重型汽车节能环保的重要方法之一,以码头牵引车为样车进行液驱混合动力的设计计算分析。首先根据码头牵引车工作特性和驾驶循环特点,在满足动力性和燃油经济性的条件下,建立了基于CAN总线并联式液压混合码头牵引车驱动系统;然后对码头牵引车主要部件,包括动力耦合装置、泵/马达、蓄能器、再生制动系统等主要部件进行了参数匹配;最后建立仿真试验模型,进行了仿真实验,试验结果表明样车计算正确,节能效果良好。

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圆筒形部件变形评价模型及方法

张晓飞;姜健;王玲玲;

2016 (04): 167-171.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4042

摘要 ( 322 )

圆筒形部件变形是工程实践中经常碰到的问题,定量地评估其变形程度对于指导工业生产具有重要的意义。提出了圆筒形部件变形评价指标,引入三次样条插值方法建立了工程化的指标计算方法,计算了飞机进气道/发动机之间圆筒形过渡段在三种不同状态时变形评价指标,并实际装机验证对比。结果表明:指标的评价结果与实际装机验证结果相一致,表明圆筒形部件变形评价模型、指标及方法准确可行、具有实用价值;样本数据量越多,指标计算结果越准确,但影响越小;不建议在圆筒形部件上焊接,以避免出现严重变形。

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下吸式风力喂丝系统参数化建模的研究及应用

廖和滨;林郁;李晓刚;江家森;张伟;邓宏博;席景亮;

2016 (04): 172-174+182.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4018

摘要 ( 222 )

为解决下吸式风力喂丝系统喂丝斗送料不畅的问题,利用有限元分析软件模拟空气在喂丝斗中流动的形态,对流场中的压力和流速进行分析,并比对五种不同补风风门(全关、0.125、0.25、0.5、全开)开度状态下的压力场,从而得出最佳的补风风门设置。结果表明:1补风风门全关,负压初始值和二级压力梯度变化值最优;2补风风门全开,缩口处局部压力最优;3综合以上两个因素,取优化的实际阀门开度0.1885,能够满足系统的较好流场分布需要。

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纵-扭复合模式压电超声换能器设计分析

刘建慧;姚斌;

2016 (04): 175-177+182.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4022

摘要 ( 280 )

提出了一种螺旋槽纵-扭复合模式振动压电超声换能器结构,并对其纵-扭复合模式振动进行了理论分析。重点研究了螺旋槽的尺寸对换能器频率的影响,通过模拟分析发现螺旋槽的深度对换能器的共振频率影响比较大,并得到了纵扭共振时换能器的几何尺寸。理论模拟与试验结果吻合较好。

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暖气T型管道焊接三维温度场及热应力场分析

李丙如;周建平;许燕;李智钟;

2016 (04): 178-182.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4015

摘要 ( 341 )

对全数字自动焊接设备下的暖气T型管道焊接进行数值模拟研究,采用数学解析与试验相结合的方法验证了温度场模拟结果,并分析了不同焊接路径下的热应力。结果表明:热源选择直接影响焊接时的最高温度,而散热函数直接影响焊后降温速率。双椭球热源焊接下的母材的最高温度及冷却速率与数学解析结果相吻合,温度循环曲线与热成像仪实验趋势一致。热应力在焊缝中心线很小,向焊缝融合线增加至最大应力,达到材料的屈服强度。焊接路径及装夹约束对焊接应力应变均有影响,本文根据该分析结果合理选择焊接工艺运用于暖气管道T型管焊接。

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机械工业出版社郑重推出彩色本《揭开机器人的面纱》

2016 (04): 183.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4058

摘要 ( 172 )

本书由邹慧君、梁庆华主编上海市青少年活动中心和市重中学老师参编。机器人至今使人有一种神秘感。本书从揭开机器人神秘面纱着手,认识它们的基本组成和工作原理。帮助青少年举一反三地去创造崭新的机器人。本书第1章~第4章介绍了机器人技术基础,包括机器人的构成、机器人的机构以及机器人的感官与控制;第5章~第7章介绍了形形色色的机器人包括玩具机器人、古代机器人、智能机器人;第8章~第11章介绍了

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金属塑性成形导论

Reiner Kopp;Herbert Wiegels;康永林;洪惠平;

2016 (04): 184.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4017

摘要 ( 231 )

出版时间:2010年3月定价:45.00元编辑荐语:本书是《材料科学经典著作选译》丛书之一。本书是德国亚琛工业大学金属塑性成形研究所(IBF)所长Reiner Kopp教授和Herbert Wiegels博士根据其多年的科研及教学经验总结而成的一本经典教材,也是德国金属塑性加工领域科技人员的重要参考书。与国内外已出版的同类书籍相比,本书在内容组成和系统上独具特色。在塑性成形基本理论中以工艺过程的局部量(分

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东华大学机械工程学院

2016 (04): 187.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4040

摘要 ( 234 )

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.

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