摘要点击排行

    一年内发表文章 |  两年内 |  三年内 |  全部

    当前位置: 全部
    Please wait a minute...
    选择: 显示/隐藏图片
    1. 钢轨打磨关键装备及磨石技术发展现状与展望
    章武林, 樊小强, 朱旻昊, 段海涛
    中国机械工程    2022, 33 (19): 2269-2287.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.19.001
    摘要295)      PDF (17216KB)(519)    收藏
    概述了钢轨打磨策略、钢轨打磨技术,并对国内外砂轮式打磨(主动打磨、高速被动打磨)、铣磨等关键装备进行了综述。同时,对于与砂轮式打磨车相配套且起关键切削作用的磨石(砂轮),从组分、成形工艺、结构设计、磨削性能评价方法等方面进行了详细评述,总结出精细的配方设计、科学的评价体系标准等是高性能磨石研制所面临的主要挑战。最后,从绿色化、智能化、标准化等方面对未来磨石技术的发展方向进行了展望。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    2. 20年来齿轮测量技术的发展
    石照耀, 于渤, 宋辉旭, 王笑一
    中国机械工程    2022, 33 (09): 1009-1024.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.09.001
    摘要260)      PDF (72652KB)(372)    收藏
    推动齿轮测量技术发展的力量有两股,一是齿轮产业发展对齿轮测量不断提出的新要求,二是不断进步的关联技术在齿轮测量领域的渗透。21世纪以来,这两股力量的交汇推动了齿轮测量技术的快速发展。在简要回顾20世纪齿轮精度理论和齿轮测量技术演变的基础上,提出了齿轮广义精度理论的基本要义,从齿轮全信息测量技术、面向生产现场的齿轮在线快速分选检测技术、面向特大齿轮和微小齿轮的极端测量技术、高精度齿轮样板及量值传递等多个方面系统归纳了20年来齿轮测量技术的新发展。齿轮精密测量肇始至今已历经百多年,目前处在第三代齿轮测量向下一代齿轮测量跨越的关键阶段。提出了下一代齿轮测量的整体技术构想,列出为实现下一代齿轮测量必须攻克的基础理论和关键技术问题,展望了未来10年齿轮测量的研究重点和科学问题。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    3. 微量润滑复合增效技术及其应用研究进展
    杨简彰, 王成勇, 袁尧辉, 袁松梅, 王西彬, 梁赐乐, 李伟秋
    中国机械工程    2022, 33 (05): 506-528.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.05.001
    摘要234)      PDF (22261KB)(330)    收藏
    微量润滑技术具有切削液用量少、润滑效率高等优点,但在特定工况下仍存在冷却性不足以及润滑不充分等问题。微量润滑复合增效技术,如低温冷风、液态CO2等,综合了良好冷却和润滑优势,可有效解决难加工材料清洁切削加工难题。综述了各类微量润滑复合增效技术原理、关键装置及其工艺应用最新研究进展,详细剖析了各类装置性能及其参数调控特性。结合微量润滑复合增效应用形式和作用机制,系统分析了其在钛合金、镍基合金、不锈钢等难加工材料的应用性能,并对各类微量润滑复合增效技术进行了可持续性分析,为清洁切削技术的工程应用提供技术支撑和参考。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    4. 极端环境表面工程及其共性科学问题研究进展
    常可可, 陈雷雷, 周若男, 肖雪莲, 王方明, 王立平
    中国机械工程    2022, 33 (12): 1388-1417.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.12.001
    摘要220)      PDF (51339KB)(281)    收藏
    “三深一极”(深空、深海、深地、极地)典型极端环境的多因素强耦合作用,导致材料腐蚀、磨损、疲劳、断裂等多模式损伤失效共存,给机械系统的高精度、高可靠性和超长寿命服役带来了严峻挑战。表面工程技术是最有效的表面强化和延寿途径之一,相关方法和基础科学问题的研究是极端环境高安全、高可靠机械工程装备结构优化和材料设计的重要支撑。介绍了常用的表面工程技术方法及其在极端环境相关领域中的应用,分析了极端环境表面工程的共性基础科学问题,着重探讨了理论计算方法在解决问题中的实践,评述了极端环境表面工程的发展方向。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    5. 水上应急救援关键装备技术现状与发展
    赵杰超, 金浩, 陈健, 潘长城, 张英香, 王吉武, 翁大涛
    中国机械工程    2022, 33 (04): 432-451,458.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.04.007
    摘要218)      PDF (3281KB)(156)    收藏
    为推进国家应急管理体系和能力现代化,结合我国水上应急救援能力建设现状,深度剖析近年来一些典型水上应急救援案例暴露出的关键问题,指出“体系建设”是我国应急救援装备技术建设亟待加强的核心问题。从“陆海空天”一体化建设的角度出发,瞄准人命救助、环境救助、财产救助和应急抢险打捞四大使命任务,系统性地将水上应急救援关键装备技术按照天基、空基、水面和水下4个维度划分为7大类型。针对每种类型关键装备技术建设现状及存在的问题,综合采用德尔菲法、头脑风暴法和文献计量法针对性地开展发展趋势研判,从七大类关键装备技术中遴选出13项亟需重点关注的关键装备技术,系统分析了每项关键装备技术当前面临的挑战,给出了其在未来5~15年发展目标和核心建设任务的建议。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    6. 基于人工侧线的履带装备水阻力计算方法
    吴家雄, 申焱华, 杨舒迪, 冯志鹏
    中国机械工程    2022, 33 (10): 1135-1141.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.10.001
    摘要212)      PDF (7590KB)(291)    收藏
    针对水下装备的水阻力无法实时测量的问题,提出了一种基于人工侧线的履带装备水阻力计算方法。通过履带装备模型的人工侧线系统,提取不同来流速度和来流角度的传感器压力值,应用压力值的分布规律对履带装备模型的局部流场信息进行感知。通过履带装备模型水阻力拘束实验结合计算流体动力学(CFD)仿真的方式对水阻力系数进行辨识,建立履带装备模型的迎流面外形与黏性水阻力系数的函数关系。将人工侧线的流场感知结果作为输入,实时计算履带装备模型的水阻力。履带装备模型的人工侧线和水动力验证结果表明,人工侧线的压力分布特性可以有效地识别流场的来流速度和来流角度,履带装备模型的水阻力计算误差在工程应用可接受范围内。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    7. 轴承沟道表面完整性研究进展
    王东峰, 袁巨龙, 王燕霜, 程勇杰, 吕冰海
    中国机械工程    2022, 33 (18): 2143-2160.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.18.001
    摘要211)      PDF (5702KB)(155)    收藏
    改善沟道工作表面完整性是解决轴承可靠性寿命低、摩擦功耗高、振动噪声不稳定等技术难题的有效手段。在综合调研国内外学者对广义表面完整性研究的基础上,提出了轴承沟道表面完整性特征参数的定义和内涵,阐述了特征参数的意义及对轴承性能影响的机理,简述了轴承沟道表面加工技术的发展现状,详细分析了锻造、车削、热处理、磨削、超精加工等不同加工工艺对轴承沟道表面特征参数的影响规律,给出了相应的控制措施。最后,介绍了提高轴承工作表面完整性的新技术、新工艺、新方法,并对提高轴承沟道工作表面完整性技术进行了总结和展望。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    8. 基于多模型融合的内河船舶航行轨迹预测方法
    张阳, 高曙, 何伟, 蔡菁
    中国机械工程    2022, 33 (10): 1142-1152.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.10.002
    摘要208)      PDF (2807KB)(91)    收藏
    内河航运是现代综合运输体系的重要组成部分,实时和高精度的船舶轨迹预测方法能够有效规避水上交通事故、增强船舶自动化与智能化监管能力。针对现有内河船舶轨迹预测方法精度不高的问题,以提高船舶轨迹短期预测精度为目标,综合使用待测船舶近期船舶自动识别系统(AIS)数据和历史AIS数据,基于轨迹与航速和航向间的内在联系以及内河航道特点,构建了面向航速和航向预测的时域卷积网络模型、船舶轨迹动力学方程模型、自适应双隐层径向基函数网络等模型,提出了基于多模型融合的船舶轨迹预测方法。实验结果表明,所提方法轨迹预测精度有明显提高,并能满足实时性要求。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    9. 具备温度感知的船用智能水润滑尾轴承设计及性能验证
    薛恩驰, 郭智威, 袁成清,
    中国机械工程    2022, 33 (14): 1639-1645.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.14.001
    摘要206)      PDF (3728KB)(131)    收藏
    提出了一种船用智能水润滑尾轴承的创新设计方法,以此辅助船舶尾轴系统在苛刻环境下的运行状态监测与性能预测。基于微型嵌入式自供电监测系统和水润滑轴承结构与材料设计,实时采集与分析船舶航行中水润滑轴承的关键性能参数,实现其运行状态辨识、评估与寿命预测。以苛刻工况下轴承内部温度变化特性及其表征为例,利用CBZ-1摩擦磨损试验机进行智能水润滑尾轴承设计方案的可行性验证。试验结果表明,轴承内部温度可以很好地反映其润滑与工作状态,常温水润滑条件下,其初期升温速度为0.1~0.4 ℃/min、末期升温速度为0~0.01 ℃/min、平稳运行时温度为29~33 ℃,而在干摩擦条件下,以上三项数据分别为0.6~1.4 ℃/min、0.03~0.25 ℃/min、36~45 ℃。不同润滑状态下的巨大差异使得通过温度判断轴承润滑状态成为可能,温度监测的实现将大大提高水润滑轴承的可靠性。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    10. 极端环境表面工程专辑
    中国机械工程    2022, 33 (12): 1-.  
    摘要197)      PDF (181211KB)(485)    收藏
    相关文章 | 多维度评价
    11. 低温液氮冷却下高速切削淬硬钢的切屑形成及刀具磨损
    吴世雄, 张文锋, 刘广东, 王成勇
    中国机械工程    2022, 33 (05): 551-559.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.05.003
    摘要196)      PDF (7443KB)(88)    收藏
    针对低温液氮冷却下淬硬钢高速车削过程中切屑形成及刀具磨损机理尚缺乏相关研究的问题,开展了液氮冷却下的淬硬钢高速切削研究,并与干切进行了对比。分析了切削力、切削温度、切屑特征以及刀具磨损特征,讨论了冷却润滑、切屑形成及刀具磨损机理。结果表明: 与干切相比,各组实验中低温液氮冷却切削的切削温度降低了6.9%~9.9%,因材料硬化使得切削力增大了10.1%~12.8%;低温液氮冷却下,切屑锯齿化程度相比干切明显增大,这与第一变形区应力应变更大、切屑形成存在从热塑性剪切失稳到周期性脆性断裂的过渡有关;低温液氮对切削界面的润滑降低了切削热,液氮强射流吹离了高热切屑,强传热换热能力可迅速置换切削区热量;与干切相比,低温液氮明显减小了黏结磨损,通过冷却增强刀体减缓了刀具微剥落,刀具寿命延长了28.6%~47.1%;低温液氮冷却下,黏结不再是主要磨损机理之一,磨粒磨损、冲击磨损为主要磨损机理,后刀面片状剥落和微崩刃为主要刀具破损形式。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    12. 机械传动系统运动精度优化分配新方法
    李健, 冉琰, 张根保, 王勇勤
    中国机械工程    2022, 33 (09): 1034-1043.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.09.003
    摘要191)      PDF (2446KB)(134)    收藏
    为对机械传动系统的运动精度进行合理分配,结合元动作理论,提出了一种机械传动系统运动精度优化分配新方法。首先利用“功能-运动-动作”结构化分解树对机械系统进行结构化分解,得到基本的元动作和元动作链;然后以元动作链为研究对象,分析运动精度形成机理,建立运动误差传递模型;考虑成本因素和运动误差灵敏度因素,建立了成本函数和鲁棒性函数。在此基础上建立了元动作链运动精度优化分配模型,得到了元动作运动误差。工程实例证明了该方法的有效性。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    13. 仿真与实测多信息融合的机械结构外载荷反演技术
    刘纯琨, 丁晓红, 倪维宇, 李官运
    中国机械工程    2022, 33 (06): 639-646,655.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.06.002
    摘要186)      PDF (7689KB)(150)    收藏
    针对机械结构在复杂工况下载荷边界条件难以确定的问题,提出一种仿真与实测多信息融合的外载荷反演技术。首先建立待研究结构的有限元模型,在结构外载荷作用位置施加单位载荷,计算构件全场应变响应;然后基于D-最优设计原则得到应变测试的测点最佳布置方案和最优载荷系数矩阵,据此建立外载荷与应变间的动态响应关系;根据得到的测点布置方案,在结构上粘贴应变片,测得机械结构在实际工作过程中的动态应变历程,基于该实测应变历程以及载荷与应变的响应关系,反演结构的动态外载荷历程。以液压挖掘机工作装置为例,通过提出的方法确定其动臂的铰点载荷,并将载荷反演结果作为动臂瞬态动力学分析的输入,计算得到基底测点和非基底应变仿真值,将实测值与仿真值进行对比分析,证明了提出方法的有效性。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    14. 船用混合动力推进系统能量管理系统关键技术研究现状
    孙晓军, 宋恩哲, 姚崇
    中国机械工程    2022, 33 (04): 469-481,495.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.04.010
    摘要186)      PDF (4818KB)(132)    收藏
    面对能源短缺和排放法规严格的问题,使用新型混合动力系统成为船舶未来发展的重要方向。分析了航运业所面临的挑战,阐述了船舶混合动力优势和必要性,并总结归纳能量管理系统的拓扑结构和实现构架;对能量管理系统研究现状进行剖析,提出了混合动力系统多能源耦合能量管理策略的发展路线;剖析了船舶混合动力系统能量管理策略研发所面临的挑战,展望了未来发展的趋势及深入研究的方向,为船舶混合动力绿色化、智能化的发展提供了研发方向。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    15. 船用低速机关键摩擦副建模分析与摩擦力无线测量验证
    李瑞, 孟祥慧, 谢友柏
    中国机械工程    2022, 33 (04): 380-387,396.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.04.001
    摘要184)      PDF (7506KB)(96)    收藏
    低速机结构复杂,其关键摩擦副的性能对船舶运营的经济性、安全性和稳定性有重要影响,然而,目前对低速机摩擦学问题的理论和试验研究很少。对船用低速机关键摩擦副进行建模分析,并对摩擦力进行无线测量验证。结合多体动力学和混合润滑理论建立了低速机关键摩擦副的多学科耦合仿真模型,实现对各摩擦副性能的预测;进而,基于间接测量思想,提出了低速机移动副摩擦力无线测量方法并开发了测量系统,在发火工况下实现了摩擦力的在线测量。研究结果显示:低速机摩擦力的仿真结果与试验结果趋势吻合,仿真和试验的最大摩擦力误差小于5%;十字头轴承的仿真载荷与试验载荷也吻合较好;低速机填料函的系统油消耗量仿真结果与试验观测值的误差小于3%。相关结果证明了所提建模和测量方法的可行性,为低速机摩擦学设计和节能减排提供了支持。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    16. 船用柴油/天然气双燃料发动机模式切换控制策略研究
    宋恩哲, 蒋中州, 姚崇, 赵国锋
    中国机械工程    2022, 33 (04): 388-396.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.04.002
    摘要177)      PDF (4803KB)(79)    收藏
    船用柴油/天然气双燃料发动机在实际运行过程中,纯柴油模式与双燃料模式之间的切换极易造成发动机转速波动大、运行不稳定等情况,危害发动机的正常运行,此外,一些紧急情况(如天然气燃料不足、负荷突卸等)下,发动机需要快速平稳地完成不同模式的切换。针对这一需求,在控制系统硬件不变的前提下,根据双燃料发动机运行需求和机理,设计了基于规则的双燃料发动机模式切换控制策略,其中,柴油转双燃料模式采用倒逼控制方法,双燃料转柴油模式分为主动切换与被动切换以应对不同控制需求。所设计的切换控制策略根据实验标定数据和软件算法,实现了不同燃料模式的相互切换。最后,搭建了基于YC6K双燃料发动机实验平台,验证了不同运行工况下的模式切换控制性能。结果表明:所设计的切换控制策略满足各工况下的切换控制需求,提高了整机运行性能。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    17. 考虑基坐标系误差的机器人运动学标定方法
    倪华康, 杨泽源, 杨一帆, 陈新渡, 严思杰, 丁汉
    中国机械工程    2022, 33 (06): 647-655.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.06.003
    摘要177)      PDF (4061KB)(155)    收藏
    提出了一种基于机器人几何参数误差与基坐标系位姿误差的六轴串联型机器人误差标定方法。首先基于MD-H方法建立了IRB6700机器人几何参数误差模型,得到机器人连杆几何参数误差到机器人末端位姿误差的映射关系;然后进一步考虑了基坐标系的位姿误差,并建立了考虑基坐标系误差的机器人误差模型;此外,针对传统标定方法操作繁琐、偶然误差大等问题,提出了一种改进的参数辨识方法,进一步提高了标定过程的可操作性与标定精度。最后,开展了本体标定实验与基坐标系误差扰动实验,结果表明所提方法将机器人位置误差的平均值由3.1928 mm减小至0.1756 mm,位置误差的标准差由0.5494 mm下降到0.0830 mm。基坐标系位姿误差扰动前后参数辨识的结果一致性高于99%,标定精度及稳定性得到显著提高。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    18. 激光熔覆工艺参数对铁基双层涂层组织和残余应力的影响
    周嘉利, 程延海, 陈永雄, 梁秀兵, 白成杰, 杜望
    中国机械工程    2022, 33 (12): 1418-1426,1434.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.12.002
    摘要175)      PDF (13411KB)(254)    收藏
    针对激光熔覆过程中剧烈的温度场变化伴随着应力、应变演化,进而导致零件具有高裂纹敏感性的问题,对不同激光扫描路径及工艺参数下残余应力演变规律进行研究。采用激光熔覆在Q345钢上制备了Fe基双层多道涂层,并以X射线衍射法结合电化学腐蚀剥层法测量沿涂层深度方向的残余应力分布,探究激光扫描路径、功率以及扫描速度对涂层显微组织和应力分布的影响。结果表明:涂层表面和内部为残余压应力,在涂层基体熔合线处残余应力发生突变,热影响区表现为残余拉应力;激光熔覆工艺对涂层残余应力的大小和分布规律有显著影响,当激光扫描路径为轮廓偏置式、激光功率为1.8 kW、扫描速度为0.02 m/s时,涂层具有最优的残余应力分布和成形质量;残余应力的产生主要与激光束对熔池的冲击作用以及熔覆层的非平衡凝固特性有关。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    19. 面向手功能康复训练的软体机器人设计
    丛明, 毕聪, 王明昊, 刘冬, 杜宇
    中国机械工程    2022, 33 (08): 883-889.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.08.001
    摘要174)      PDF (7250KB)(122)    收藏
    为解决现阶段软体机器人与人手贴合较差、自由度不够、驱动力小等问题,设计了一种带有双向弯曲模块和伸长模块、可实现多个自由度独立或耦合运动的软体机器人。利用有限元仿真分析方法建立了软体驱动器模型,融合多种柔性材料,保证驱动器可以提供足够大的驱动力。利用传感器实现了对弯曲特性的跟踪。实验验证表明:该软体机器人可以完成抓握训练、手势训练等,满足患者不同康复阶段的训练要求,指尖力可达到5.1 N,可对患者日常的手部康复训练运动起到辅助作用。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    20. 2021年度机械设计与制造学科国家自然科学基金管理工作综述
    叶鑫, 李宏伟, 朱明亮,
    中国机械工程    2022, 33 (06): 631-638.  
    摘要174)      PDF (2554KB)(218)    收藏
    绍了2021年度国家自然科学基金委员会工程与材料科学部机械设计与制造学科(工程科学二处)科学基金项目的申请、评审和资助情况以及科学基金项目的进展与结题情况,阐述了学科在落实科学基金改革任务、开展学术交流与研讨、加强人才培养和推进重大研究计划评估等方面的具体举措,展望了2022年的主要工作。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    21. 脆性材料机械加工表面粗糙度模型的研究进展
    马廉洁, 李红双
    中国机械工程    2022, 33 (07): 757-768.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.07.001
    摘要174)      PDF (3344KB)(141)    收藏
    表面粗糙度受众多因素影响,脆性材料的特有属性使其表面形成机制更为复杂,导致其加工质量难以控制。通过构建表面粗糙度模型,可以对表面粗糙度进行预测,进而控制加工质量。为更好地借鉴前人的研究成果,总结了表面粗糙度的表征参数,归纳了建立表面粗糙度模型的方法,并对模型的主要研究流派及其发展历程、主要学术贡献、模型特点等进行了详细的分析及总结。最后,对表面粗糙度模型构建的未来研究方向进行了展望。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    22. 微流控技术在机械工程-生命科学交叉领域的应用
    满佳, 华泽升, 夏荷, 李建勇, 李方义, 李剑峰,
    中国机械工程    2022, 33 (15): 1857-1868.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.15.012
    摘要172)      PDF (9998KB)(36)    收藏
    以微流控技术为研究对象,介绍了微流控芯片的制备材料及工艺,阐述了微流控技术在生命科学交叉领域的应用,主要从生物检测、体外结构仿生制造及可控释放的药物载体制备三方面展开介绍;从芯片结构设计及制备、功能模块集成、过程调控等方面入手,探讨了所涉及的关键技术;展望了微流控技术在机械工程-生命科学交叉领域的应用前景。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    23. 浅层卷积神经网络融合Transformer的金属缺陷图像识别方法
    唐东林, 杨洲, 程衡, 刘铭璇, 周立, 丁超
    中国机械工程    2022, 33 (19): 2298-2305,2316.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.19.003
    摘要170)      PDF (8847KB)(111)    收藏
    针对金属缺陷识别领域中传统深度学习方法存在参数量多、计算量大的问题,提出了一种浅层卷积神经网络融合Transformer模型的金属缺陷识别方法。利用浅层卷积神经网络学习图像局部信息与位置信息,通过Transformer学习图像全局信息,同时引入通道注意力模块SE关注重要特征通道,实现缺陷图像识别。通过引入公开缺陷数据集验证该方法的有效性,同时利用自建缺陷超声数据集验证所提方法的通用性。实验结果表明,在中小规模数据集上,该方法通用性较强,能够对金属缺陷图像进行有效识别。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    24. 人机环境系统多领域行为过程建模与优化方法研究进展
    董元发, 张文厉, 肖人彬, 田启华, 杜轩,
    中国机械工程    2022, 33 (08): 929-942.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.08.007
    摘要168)      PDF (1784KB)(147)    收藏
    目前智能技术自身在通用性、稳健性、安全性等方面并不成熟,智能交互产品极易因在意图表达、信息处理、决策逻辑、交互时序、动作强度等方面与用户行为模式的不匹配而产生“行为冲突”,人机环境系统多领域行为过程的统一建模与优化是实现智能交互产品行为特性调控和正向设计的关键。从如何表征、用什么表征、如何校验、如何优化四个维度系统地梳理了人机环境系统多领域行为过程表征模型、建模语言/工具、模型验证和行为过程优化等方面的研究进展,分析了目前该领域存在的问题和局限性,展望了未来的研究重点和发展趋势。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    25. 船舶柴油机状态监测及预测性维护研究及应用
    陈冬梅, 赵思恒, 魏承印, 陈亚杰
    中国机械工程    2022, 33 (10): 1162-1168.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.10.004
    摘要165)      PDF (3080KB)(301)    收藏
    从热工、油液、振动、缸压4个维度开展数据采集和特征提取工作,提出了OCSVM异常检测算法联合Fisher判别分析进行柴油机状态监测的一种方法,采用累计和/参数均值比进行参数变点检测,采用D-S证据理论及证据加权分配合成方法进行多源信息融合,并利用LSTM对柴油机滑油的剩余使用寿命进行预测,解决了传统柴油机状态监测方法早期预警率低、动态工况下模型适应性差等问题。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    26. 面向核心问题的系统原因识别方法与创新设计研究
    杨桄, 李文强, 万昌富,
    中国机械工程    2022, 33 (15): 1810-1820.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.15.007
    摘要162)      PDF (6499KB)(50)    收藏
    针对传统的创新设计方法在解决多冲突问题时,通常只能解决某一对冲突的现状,提出一种面向核心问题的系统原因识别方法,该方法可实现对多冲突问题的求解。通过质量屋获得产品设计中的冲突关系并从中选取核心问题,采用根因分析法获得各核心问题的系统原因;建立核心问题与系统原因间的关系网络图,采用最佳最差法获得各系统原因的重要度并依次开展创新设计;通过对系统原因的求解从而实现对多组冲突问题的求解。以浮置板隔振器设计为例,验证了该方法的可行性与有效性。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    27. 基于动态模态分解的叶道涡非定常解耦与重构
    童哲铭, 辛佳格, 童水光,
    中国机械工程    2022, 33 (07): 769-776.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.07.002
    摘要153)      PDF (6268KB)(91)    收藏
    为进一步探索混流式水轮机偏负荷工况下叶道涡的演变机制,引入动态模态分解方法并结合数值模拟与实验对水轮机叶道涡的非定常流场进行相干结构的解耦。数值结果表明,叶道涡呈低频特性,演化的主频为0.5倍水轮机转频;涡管状叶道涡空腔起源于叶轮上冠,并与叶片背面的片状涡连为一体。应用动态模态分解方法获得了叶道涡速度场的动态模态,并将该方法与本征正交分解方法进行了对比。结果表明,动态模态分解方法在特定频率下对叶道涡流动结构进行分解可得单倍频率特征,更便于进行相干结构的流动机理分析。两种方法都可在平均流态和主要模态的基础上对水轮机速度场流动结构进行降阶重构,但对局部复杂叶道涡区域的重构存在局限性。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    28. 面向三维零件工艺智能设计的工艺尺寸快速标注方法
    刘金锋, 盛苏山, 董磊, 周宏根, 刘晓军, 曹旭武, 李磊,
    中国机械工程    2022, 33 (06): 707-717.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.06.010
    摘要152)      PDF (13086KB)(202)    收藏
    针对现有工艺尺寸标注方法存在无法精确描述零件加工前后特征变化的问题,提出面向三维工艺智能设计的工艺尺寸快速标注方法。首先,建立去除体的参数化快速建模方法,构建去除特征与定形尺寸之间的组织与管理机制;其次,在工艺模型逆向创建过程中,分析工序特征、去除体与工艺尺寸三者之间的关联关系,构建“特征-尺寸-去除体”约束机制以快速生成工艺模型的工艺尺寸;然后,根据工艺尺寸标注元素优先级和尺寸间的约束关系,构建工艺尺寸的完备性检查与规范化处理方法;最后,基于三维零件工艺设计系统,集成开发工艺尺寸标注模块,选用两个典型板腔类复杂加工零件工艺设计为对象,验证工艺尺寸快速标注方法的可行性与有效性。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    29. TC17钛合金低温铣削表面粗糙度预测
    雷勇, 赵威, 何宁, 李亮
    中国机械工程    2022, 33 (05): 583-588.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.05.007
    摘要151)      PDF (4186KB)(115)    收藏
    进行了TC17钛合金低温铣削试验,研究了不同切削条件下的已加工表面粗糙度。采用回归分析方法建立了表面粗糙度经验模型,研究了射流温度、每齿进给量、铣削速度和径向切削深度对表面粗糙度的影响规律。基于BP神经网络建立了表面粗糙度预测模型,并与经验模型进行了对比分析。研究结果表明,基于经验模型表面粗糙度值与参数间存在强相关性(R2=0.92),对表面粗糙度影响最大的因素为每齿进给量,然后依次是射流温度、径向切削深度、铣削速度,预测值与试验值均方误差为1.73×10-4 μm2,最大相对误差为8.81%,误差变化幅度较大;而基于神经网络模型的预测值与试验值均方误差为3.53×10-5 μm2,最大相对误差为3.64%,误差变化幅度较小,与经验模型相比,神经网络模型的预测精度和泛化能力更高,可更好地实现各参数对表面粗糙度影响的预测。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    30. 基于电极位移的点焊飞溅量化评价与自适应控制研究
    李欢, 吕天乐, 夏裕俊, 李永兵
    中国机械工程    2022, 33 (09): 1025-1033.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.09.002
    摘要150)      PDF (8186KB)(78)    收藏
    飞溅是电阻点焊过程中一种常见的缺陷,严重的飞溅会显著影响焊接质量。针对典型的异常工况,通过飞溅金属量化分析与飞溅骤停实验,发现电极位移信号突变量与飞溅金属总质量之间线性相关,且电极位移信号突变量与飞溅前后熔核厚度减少量基本一致,因此电极位移信号突变量可以表征飞溅程度。在此基础上,提出了基于量化统计的点焊飞溅自适应控制策略,制定了以飞溅程度和飞溅概率为输入,以调幅系数、调幅时刻、调幅时长等电流调幅参数为输出的模糊控制策略,同时根据恒能量与恒功率补时策略确定了补时时长、补时电流等补时参数。使用两种强度的板材验证了该策略的效果。实验结果表明,与恒流焊接模式相比,该方法能有效抑制飞溅,减小压痕深度,增大熔核直径,与传统短时电流调幅策略相比,该方法减少了调幅次数和补时时间,有效提高了焊接效率。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    31. 基于运动性能分析的仿人机械臂尺度优化
    孙鹏, 李研彪, 张聪, 单晓杭, 岳义, 韦宝琛
    中国机械工程    2022, 33 (19): 2331-2340.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.19.007
    摘要149)      PDF (10626KB)(283)    收藏
    针对多关节串联机构耦合影响末端执行器运动性能的问题,分析了串并混联机构的运动特性,提出了实现可视化设计的多参数平面模型。基于旋量理论,分别建立了串联、并联关节的运动传递矩阵,并设定了相应性能指标。在此基础上,根据多参数平面模型,通过三维可视化图形,进一步揭示了参数尺度、关节转角空间、性能指标之间的耦合关系,最终确定了参数取值、关节的优质转角范围和指标分布情况。优化结果表明:肩关节、腕关节的全域性能指标分别为0.78、0.67,肘关节的全域条件数为2.38。该混联构型具有与人体手臂关节相类似的功能,可充分发挥串联、并联机构的综合优势。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    32. 一种平面闭链腿式机构的尺度参数优化设计
    王仙业, 刘海涛, 黄田
    中国机械工程    2022, 33 (11): 1261-1268.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.11.001
    摘要148)      PDF (6330KB)(151)    收藏
    以Theo Jansen机构输出的足端轨迹为目标,对一种新型平面闭链腿式机构的尺度参数进行优化。利用基本杆组法建立了该新型机构的运动学模型,根据新型机构和Theo Jansen机构的结构特点,利用曲柄摇杆机构的极限位置条件,将设计变量数目减少为一个;以两机构的足端轨迹偏差最小为目标,以各尺度参数间的几何关系为约束,建立了单目标优化问题,并利用一维搜索法得到优化结果。在此基础上,设计了一种八足移动机器人并搭建实验样机,验证了设计结果的可行性。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    33. 薄板类零件加工精度可靠性分析及工艺参数优化
    易茜, 李聪波, 潘建, 张友
    中国机械工程    2022, 33 (11): 1269-1277.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.11.002
    摘要148)      PDF (5621KB)(105)    收藏
    针对薄板类零件加工过程中加工变形导致加工精度低的问题,利用有限元法和高斯过程回归算法建立了加工变形预测模型,综合考虑机床运动误差与工件加工变形,对薄板件加工精度可靠性进行分析,建立了以加工效率和平均加工变形为目标、加工精度可靠度为约束的铣削加工工艺参数优化设计模型,并利用多目标优化算法进行求解,确定了协调加工效率和加工变形最优的工艺参数组合。案例研究结果表明,经优化设计后最低加工精度可靠度达到98.21%,平均加工变形减小21.14%,加工效率提高了4.18%,为薄板类零件铣削加工工艺参数选择提供了一种可行的方法。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    34. 自适应频谱塑形主动控制及舰艇领域应用研究进展
    陈甜, 张兴武, , 刘金鑫, , 陈雪峰, , 严如强,
    中国机械工程    2022, 33 (04): 482-495.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.04.011
    摘要146)      PDF (3924KB)(96)    收藏
    舰艇的隐身性能是其重要的性能指标和战术指标。吸振隔振等被动控制技术在舰艇减振降噪领域得到了广泛的应用,但依然无法满足舰艇对声隐身性的需求,因此,开展舰艇的振动与噪声主动控制研究意义重大。频谱塑形主动控制可以通过改变辐射噪声特征的方式对舰艇进行变特性声隐身。介绍了频谱塑形主动控制的内涵,根据自适应频谱塑形主动控制理论的发展,依次从自适应逆控制、自适应主动控制以及自适应频谱塑形主动控制三个方面进行综述,最后以舰艇领域的应用来验证自适应频谱塑形主动控制方法的有效性。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    35. 低温微量润滑加工技术研究进展与应用
    刘明政, 李长河, 曹华军, 张松, 陈云, 刘波, 张乃庆, 周宗明
    中国机械工程    2022, 33 (05): 529-550.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.05.002
    摘要146)      PDF (20902KB)(115)    收藏
    综述了低温微量润滑技术的最新进展,阐明了研究成果中的关键科学问题。首先,系统分析了从传统设置到创新设计的低温微量润滑装备在切削中的应用形式和工艺特点。其次,揭示了低温微量润滑的冷却润滑机理及其对切削热力演变和工件表面质量的影响机制。然后,基于低温微量润滑的作用机理和应用形式,系统分析了低温微量润滑在车削、铣削、磨削中针对典型难加工金属的应用性能,发现低温微量润滑技术对抑制热力耦合损伤及提高表面质量的效果优于低温或微量润滑单独使用。最后,分析了该技术的局限性并展望了其发展方向,为低温微量润滑技术的工程应用提供了参考。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    36. 柔性端面气膜密封流场分析及密封特性研究
    徐洁, 俞树荣, 严如奇, 丁雪兴, 王世鹏, 丁俊华
    中国机械工程    2022, 33 (06): 656-663.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.06.004
    摘要145)      PDF (6016KB)(127)    收藏
    提出一种航空发动机主轴承端适用密封——柔性端面气膜密封。通过对三种密封端面变形情况下的压力控制方程进行求解,获得密封气膜微尺度流场特性的演变规律,并探讨关键密封性能参数与工况条件的相关性。研究结果表明:柔性端面在带压气膜的作用下发生变形,其中波箔片的变形起主导作用,平箔片的影响可忽略不计;相较于刚性端面,柔性端面可有效增大气膜开启力,同时泄漏量也增大;在不同进出口压力比、转速以及初始气膜厚度下,二者部分密封特性呈现出不同的变化趋势,间隙楔形效应使柔性端面的黏性摩擦力矩和气膜刚度变化率均小于刚性端面的相应数值。通过研究结果推断,柔性端面结构可在高速低压工况下具有更稳定的综合密封性能。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    37. 织构化可控界面对汽轮机调节阀泄漏影响规律及机制
    廖毅弘, 张桂明, 许静
    中国机械工程    2022, 33 (12): 1427-1434.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.12.003
    摘要145)      PDF (5452KB)(72)    收藏
    基于流体润滑理论,应用有限元法计算了汽轮机调节阀压力分布及泄漏量,分析了织构化可控界面对调节阀泄漏影响的规律,明确了织构化调节阀的作用机理,实现了界面调控。结果表明:所设计的亲水、疏水织构满足预期的润湿性能;微凹坑流体动压润滑效果较差,动压平衡织构具备动压楔形效应,存在明显的涡流,有效改善了阀杆阀套间隙动压润滑效应,但动压平衡织构增大了上下壁面的联通面积,不利于密封。织构的减漏率影响从大到小依次为:疏水织构、组合织构、亲水织构、动压平衡织构。当调节阀所受压力超过3.5 MPa时,减漏率变化变得平缓。动压效应、密封坝效应以及凹槽内涡流能量交换与能量耗散的协同,使得组合织构在提高阀杆稳定性及降低泄漏方面优于其他织构。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    38. 工件分特征下的五轴数控机床关键几何误差分析与补偿方法
    卢成伟, 钱博增, 王慧敏, 项四通
    中国机械工程    2022, 33 (14): 1646-1653.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.14.002
    摘要145)      PDF (5495KB)(173)    收藏
    提出了工件分特征下的五轴数控机床关键几何误差分析与补偿方法,将复杂工件进行特征分解,通过灵敏度分析辨识工件分特征下的关键几何误差并补偿,从而提高工件整体加工精度。以某一复杂工件为例,首先,将其分解为平面、斜面、圆柱和圆锥台四个典型特征;然后,基于灵敏度分析分别辨识出各典型特征对应的关键几何误差;最后,分特征地进行误差补偿。在AC双转台五轴数控机床上进行了实验验证,实验结果表明,辨识得到的关键几何误差灵敏度系数之和占比均大于90%,补偿后工件四个典型特征的加工精度提高了20%~30%。研究结果表明,所提方法能有效辨识不同工件分特征下的关键几何误差,从而提高复杂工件的加工精度。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    39. 无轴泵喷推进器水润滑轴承间隙流水动力设计与试验
    何升阳, 周枫
    中国机械工程    2022, 33 (04): 406-412.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.04.004
    摘要143)      PDF (13150KB)(44)    收藏
    针对无轴泵喷轮毂布置式水润滑支撑/推力轴承的敞水自润滑结构,以桨叶做功后产生的高速高压流场为输入来设计轴承的润滑和冷却流动通道,形成一体化支撑/推力轴承的自循环润滑方案。鉴于桨叶水动力与轴承间隙流的耦合影响作用,提出了两者迭代的设计方法,建立了桨叶与轴承间隙水动力耦合计算模型,实现了无轴泵喷轴承间隙流量的定量计算与分析,完成了无轴泵喷推进器样机敞水试验和一体化水润滑轴承台架试验。在整个测试区间内,推力系数和轴承间隙流量计算值与测试值最大误差分别为6.2%和4.6%,验证了设计方法和计算模型的有效性与准确性。所提方法对无轴泵喷推进器水力性能的设计与优化具有重要的工程意义。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    40. 不锈钢表面裂纹方向电磁检测方法
    闫梁, 万本例, 胡斌, 范孟豹
    中国机械工程    2022, 33 (09): 1057-1064.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.09.006
    摘要141)      PDF (6902KB)(69)    收藏
    针对传统交流电磁场检测表面不定方向裂纹容易出现漏检的问题,研究了旋转磁场下感应电流方向、裂纹方向变化对平板表面裂纹检测幅值的影响,推导了裂纹走向角度与平面磁场分量波谷幅值的关系表达式,从检测机理角度提出了裂纹方向判定方法及影响因素。建立了奥氏体不锈钢表面裂纹交流电磁场检测有限元仿真模型,开发了基于双U形激励和高分辨率隧道磁阻传感器的金属平板表面裂纹检测系统。仿真和实验结果表明,利用磁场分量的波谷特征能够实现裂纹走向的判定,判定误差不超过8.4°。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价