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: 两年内
    Please wait a minute...
    选择: 显示/隐藏图片
    1. 超精密加工误差补偿技术研究综述
    陈启迪, 胡小龙, 吝敏, 孙晓霞, 张涛, 周志雄
    中国机械工程    2023, 34 (03): 253-268.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.03.001
    摘要1705)      PDF (8557KB)(433)    收藏
    超精密加工技术是高端制造领域的一项关键技术,当前超精密加工已进入纳米尺度,掌握超精密加工误差控制关键技术、保障并提高数控机床的加工精度,已经成为提高加工制造水平的研究热点。系统总结了超精密加工误差补偿技术研究现状及发展趋势,重点介绍了对超精密加工影响最大的几何误差、力诱导误差、热诱导误差及其补偿方法。在此基础上,深入探讨了超精密加工在几何误差分离,切削力、热诱导误差测量与补偿等方面存在的一系列问题,进一步指出超精密加工误差补偿技术还应关注其向高效、高精,通用化,模块化,智能化及柔性化的发展方向。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    2. 面向智能制造的工业工程和精益管理
    齐二石, 霍艳芳, 刘洪伟
    中国机械工程    2022, 33 (21): 2521-2530.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.21.001
    摘要1433)      PDF (4622KB)(1031)    收藏
    回顾了工业工程作为独立的一门工程学科诞生100多年来美日德等工业发达国家的发展路线,探讨了企业管理创新的规律性特征,得到智能制造同样需要工业工程/精益管理(IE/LM)提供管理支持的结论。按照智能制造项目周期,从基础准备、方案选择、融合发展等角度深入剖析了IE/LM在智能制造工程中的作用方式,给出了面向我国企业智能化转型的智能精益管理体系架构,结合案例阐释了智能精益融合的改善思路与方法。最后,结合我国的现实需求给出了面向中国企业转型升级的智能制造管理的关键技术。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    3. 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803)      PDF (17216KB)(690)    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
    4. 2022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, 朱明亮, 黄志权,
    中国机械工程    2023, 34 (04): 379-386.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.04.001
    摘要710)      PDF (2658KB)(317)    收藏
    介绍了2022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、加强人才培养和研讨未来发展方向等方面的具体举措,展望了2023年的主要工作。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    5. 高强钢热冲压结构件三维激光切割回弹规律及精度补偿方法
    李守港, 刘鹏, 刘祥, 胡志力,
    中国机械工程    2022, 33 (22): 2741-2747.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.22.012
    摘要701)      PDF (7408KB)(103)    收藏
    为了减小高强钢车身结构件三维激光切割过程中回弹缺陷对切割精度的影响,将热冲压后的高强钢车身构件应用于三维激光切割,研究其回弹特性。以某车型的高强钢车身结构件A柱为研究对象,利用有限元仿真软件AUTOFORM与ABAQUS分别建立了热冲压和激光切割有限元模型,通过数值模拟得到回弹值分布图,揭示了车身结构件在切割后轮廓的回弹规律。根据基于回弹预测的直接补偿方法对轮廓进行补偿以确定最佳切割轮廓,对A柱冲压半成品进行切割试验验证,试验结果表明,所提补偿方法能够将轮廓误差控制在公差范围内,轮廓误差减小约28.5%,型面回弹减小约38.3%,验证了该补偿方法的有效性。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    6. 基于修正Preston方程的百页轮抛光材料去除深度建模
    张军锋, 史耀耀, 蔺小军, 吴晓君
    中国机械工程    2022, 33 (22): 2711-2716.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.22.008
    摘要689)      PDF (4289KB)(168)    收藏
    由于百页轮具有一定的柔性,故实际材料去除深度与名义抛光深度不一致,直接影响抛光效率及表面质量的控制。基于Hertz弹性接触理论建立了抛光接触区抛光压力和切削速度分布函数,并依据修正的Preston方程建立了材料去除深度模型,据此确定了影响材料去除深度的关键抛光工艺参数(磨粒粒度、主轴转速、百页轮变形量和进给速度),获得了百页轮抛光接触区的材料去除深度分布规律和关键抛光工艺参数对材料去除深度的影响规律。最后,通过模拟仿真和抛光实验验证了所建模型和影响规律的正确性,结果表明,该模型可以较好地预测百页轮柔性抛光的材料去除深度。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    7. 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621)      PDF (72652KB)(545)    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
    8. 我国中小企业数字化转型的模式与对策
    王柏村, 朱凯凌, 薛塬, 白洁, 臧冀原, 谢海波, 杨华勇,
    中国机械工程    2023, 34 (14): 1756-1763.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.14.013
    摘要615)      PDF (5220KB)(451)    收藏
    推动中小企业数字化转型对我国制造业的全面提质增效具有重大意义。中小企业在数字化转型中存在成本过高、路径模糊、人才短缺等问题,且缺少数字化转型的分析框架与参考范式,因此构建了中小企业数字化转型的分析框架,明确了实现数字化转型关键因素,通过案例研究归纳提出了中小企业数字化转型的四类基本路径模式。基于上述研究,为我国中小企业的数字化转型提出针对性对策建议,以期推动中小企业数字化、智能化发展。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    9. 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575)      PDF (2807KB)(289)    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
    10. 融合双重注意力机制与并行门控循环单元的晶圆加工周期预测方法
    戴佳斌, 张洁, 吴立辉
    中国机械工程    2023, 34 (14): 1640-1646.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.14.001
    摘要574)      PDF (4600KB)(171)    收藏
    晶圆制造过程中的生产特征数据大规模、特征间复杂关联和特征样本强相关特性导致晶圆加工周期预测效率低与预测精度不高,因此提出了一种融合双重注意力机制与并行门控循环单元的晶圆加工周期预测方法。首先,利用Relief-F算法对生产特征数据进行降维处理;然后,基于模糊C均值算法对数据样本进行工艺相似性聚类,并设计并行门控循环单元网络来挖掘晶圆lot特征样本间的强相关特性;最后,设计了双重注意力机制来学习关键特征内部及特征与加工周期的复杂关联信息。实验结果表明,所提出方法能有效缩短预测训练时间,提高预测精度
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    11. 采用改进两点交叉算子的改进自适应遗传算法求解不相关并行机混合流水车间调度问题
    郑堃, 练志伟, 顾新艳, 朱长建, 徐慧, 冯雪晴
    中国机械工程    2023, 34 (14): 1647-1658,1671.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.14.002
    摘要564)      PDF (4458KB)(128)    收藏
    针对不相关并行机的混合流水车间调度问题,提出了改进两点交叉算子(ITPX)的自适应遗传算法。首先,利用精确取点方式提高两点交叉算子的求解性能;其次,论证了基于激素调节的自适应选择概率引导种群的收敛趋势;然后,建立优质染色体池和记忆因子来记录种群迭代的优质解,并实现两种不同区域的交叉。实验结果表明,ITPX可节省优化时间,提高求解性能;自适应概率可增强收敛性;改进两点交叉算子的改进自适应遗传算法(ITPX-IAGA)可缩短40%以上的求解时间,并提高求解性能。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    12. 双电机精密传动机构消隙方法研究
    郑杰基, 陈凌宇, 范大鹏, 谢馨
    中国机械工程    2022, 33 (22): 2684-2692.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.22.005
    摘要553)      PDF (6537KB)(318)    收藏
    针对双电机精密传动机构两路传动链间隙引起的速度波动大与冲击的问题,对系统的间隙消除方法展开了研究。建立了包含行星减速器输出端齿轮与大齿圈啮合间隙的机构动力学模型,通过模型仿真分析了传动链间隙大小对系统特性的影响;在此基础上,提出了基于速度指令的动态偏置力矩和基于差速负反馈的交叉耦合同步控制相结合的复合消隙方法。搭建了双电机精密传动机构实验测试装置,进行了消隙方法的验证实验。实验结果表明,在简单的速度闭环情况下,所提的复合消隙方法不仅能够保证完全消除系统间隙,还可以将系统速度跟踪精度最大提高73.38%,启动阶段的冲击幅值最大衰减76.35%。研究成果为双电机精密传动机构高精度控制方法的进一步研究打下基础,为齿轮传动系统间隙的消除提供了一种参考方案。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    13. 谐波减速器加速寿命试验方法研究
    王巧, 杜雪松, 宋朝省, 朱才朝, 孙健铨, 廖德林
    中国机械工程    2022, 33 (19): 2317-2324.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.19.005
    摘要551)      PDF (5879KB)(286)    收藏
    目前,工程中亟需一种谐波减速器加速寿命试验方法来替代全寿命试验,以减少试验周期和成本。基于加速寿命试验原理,提出了一种基于谐波减速器失效特性的恒定应力加速寿命试验方案,以谐波减速器最易发生失效的柔轮为对象,给出了确定失效判定、加速应力、加速系数、加速模型的方法。在小样本试验数据处理中,通过采用极大似然法和马尔科夫蒙特卡洛法得到了更为准确的威布尔分布参数估计。样机的实验结果表明该方案能有效描述谐波减速器的寿命,其基本额定寿命的可靠度评价标准比中位寿命的评价标准高出62%,有效地评估了谐波减速器的寿命指标,研究结果具有一定的工程应用价值。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    14. 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542)      PDF (5702KB)(442)    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
    15. 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534)      PDF (7590KB)(330)    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
    16. 一种基于数字孪生的重型数控机床碰撞检测方法
    江雪梅, 袁子航, 娄平, 张小梅, 严俊伟, 胡辑伟,
    中国机械工程    2022, 33 (22): 2647-2654,2663.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.22.001
    摘要526)      PDF (10716KB)(227)    收藏
    目前数控机床碰撞检测通常利用系统的仿真功能对加工G代码进行检测,仅考虑数控机床加工过程中加工轨迹上刀具与理想状况下的工作台、夹具之间是否有干涉现象,难以满足开放式重型数控机床动态的加工环境、装夹方式以及刀具尺寸变化等实际情况。将数字孪生引入重型数控机床碰撞检测,构建了感知演化预测反馈的碰撞检测框架,即通过构建数控机床的数字孪生体,动态感知工件、夹具、刀具等加工要素,并感知数据驱动孪生模型演化,从而预测数控机床加工过程中潜在的干涉现象,提高了机床加工效率,避免加工过程的潜在危害。将所提方法应用于重型数控龙门镗铣机床ZK5520的碰撞检测,证明了其有效性与可行性。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    17. 基于深度时间卷积神经网络与迁移学习的流程制造工艺过程质量时序关联预测
    阴艳超, 施成娟, 邹朝普, 刘孝保
    中国机械工程    2023, 34 (14): 1659-1671.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.14.003
    摘要523)      PDF (13154KB)(114)    收藏
    针对流程生产多工艺参数时序耦合导致的生产质量难以准确预测的问题,提出了基于深度时间卷积神经网络与迁移学习的生产质量快速高效预测方法。借助序列到序列的学习框架,采用深度时间卷积神经网络和时序注意力机制构成的编码器提取多源关键时序特征,采用残差长短期记忆神经网络构成的解码器挖掘质量时序信息,引入迁移学习解决预测模型对生产质量在线预测适应性的问题。实验表明所提方法的预测精度与稳定性优势显著,且在小样本数据预测时具有较高的预测精度和计算效率。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    18. 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514)      PDF (3080KB)(474)    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
    19. 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508)      PDF (3728KB)(213)    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
    20. 小轴交角面齿轮副齿面展成与啮合特性分析
    周如传, 吴文敏, 冯曼曼, 郭辉, 蔺彦虎
    中国机械工程    2023, 34 (06): 631-640.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.06.001
    摘要508)      PDF (6100KB)(299)    收藏
    为了增强直升机传动系统中小角度齿轮传动副的啮合性能,对小轴交角面齿轮副进行齿面几何与啮合特性研究。建立了小轴交角面齿轮副展成坐标系,并基于齿轮啮合原理推导了其齿面方程。基于蜗杆推导了拓扑修形的圆柱齿轮齿面方程,并将该圆柱齿轮应用到小轴交角面齿轮副中。进行了轮齿接触分析,并研究了安装误差对啮合的影响规律。为评价小轴交角面齿轮副的传动性能,进行了应力计算分析,并与锥形渐开线-圆柱齿轮副进行了对比。研究结果表明:相对于圆柱齿轮齿向修形,拓扑修形可有效避免小轴交角面齿轮副的边缘接触,减小接触应力和弯曲应力;相同参数下,小轴交角面齿轮副的接触应力和弯曲应力均比锥形渐开线齿轮-圆柱齿轮副小约27%。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    21. 碳纤维/聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料摩擦磨损性能及抗摩擦静电特性研究
    逄显娟, 岳世伟, 黄素玲, 谢金梦, 王帅, 宋晨飞, 岳赟, 刘建, 李栋
    中国机械工程    2023, 34 (03): 277-286.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.03.003
    摘要495)      PDF (16300KB)(169)    收藏
    利用真空热压烧结技术制备了不同碳纤含量的碳纤维/聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料,采用热导率分析仪和热重测试仪对材料的热学性能进行表征,并利用多功能摩擦磨损试验机、三维形貌轮廓仪、扫描电子显微镜和摩擦静电计对材料的摩擦磨损性能和抗摩擦静电性能进行分析。分析结果表明:随着CF添加量的增加,复合材料摩擦因数、磨损率和摩擦静电电压先降低后升高,当CF添加量(质量分数)为20%时,摩擦因数、磨损率和摩擦静电电压达到最低,分别为0.247、5.6×10-6 mm/(N·m)和3.3 V,证明此种方法制备的20%CF/PEEK材料具有优异的摩擦磨损性能和抗静电性能。CF/PEEK复合材料磨损机理以黏着磨损为主,并且伴随着轻微的磨粒磨损。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    22. 集成强化学习算法的柔性作业车间调度问题研究
    张凯, 毕利, 焦小刚
    中国机械工程    2023, 34 (02): 201-207.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.02.010
    摘要490)      PDF (4473KB)(380)    收藏
    将柔性作业车间调度问题转化为马尔可夫决策过程,提出了集成5种深度Q网络(DQN)优化的算法D5QN。构建马尔可夫过程中,提取一组特征来表述状态,通过调度规则的组合设计出三组动作,通过直接和间接两种方式共同描述奖励。与基于规则、元启发式和其他强化学习算法的比较证明,所提方法可进一步缩短求解时间,并具有可行性和有效性。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    23. 智能制造中的人-信息-物理系统协同的人因工程
    杨晓楠, 房浩楠, 李建国, 薛庆
    中国机械工程    2023, 34 (14): 1710-1722,1740.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.14.008
    摘要489)      PDF (5740KB)(261)    收藏
    人信息物理系统(HCPS)的智能制造理论体系明确了人在智能制造系统的中心地位。从智能制造人机协同的需求出发,基于人机交互鸿沟理论,在行为、意图、认知三个层面讨论了人因工程在“人本智造”中的研究重点。围绕虚实融合场景、多模态人机交互及认知量化等方法,阐述了人因工程在促进HCPS智能融合的重要作用。最后,从实现HCPS集成的智能制造系统出发,提出了“人本智造”的研究方向和学科发展建议。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    24. 数字孪生车间机器人虚实驱动系统构建方法
    刘怀兰, 赵文杰, 李世壮, 岳鹏, 马宝瑞
    中国机械工程    2022, 33 (21): 2623-2632.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.21.011
    摘要488)      PDF (2935KB)(360)    收藏
    针对目前数字孪生车间构建中工业机器人等虚拟实体建模复杂、开发周期长等问题,提出了一种数字孪生车间工业机器人虚实驱动系统的模块化构建方法,即将虚实驱动系统分为设置模型参数的交互层和按功能需求设计配置的控制层,然后将实体工业机器人等抽象为单功能原子模型耦合而成的仿真模型。模块化分层构建虚实驱动系统的方法能快速有效地实现工业机器人等数字孪生虚拟实体的建模,以及工业机器人在虚拟空间中的仿真运行模拟和虚实同步运行。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    25. 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486)      PDF (1784KB)(336)    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
    26. 水陆两栖六足机器人的设计与性能评估
    王宇, 周爽, 李亚鑫
    中国机械工程    2022, 33 (17): 2079-2086.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.17.009
    摘要478)      PDF (7080KB)(213)    收藏
    为提高机器人两栖环境下的运动性能,同时降低其运动机构在水陆间切换的机械复杂性与控制难度,提出了一款复合运动肢的水陆两栖六足机器人。对机器人进行陆地和水下的运动规划,解决了机器人适应不同坡度斜坡地形的稳定性问题;通过配置矢量推进器的位姿,实现了机器人多自由度的水下运动。ADAMS下机器人爬行运动的仿真结果在验证机械设计合理的前提下也表明机器人在不同坡度的斜坡爬行具有较好的稳定性。为进一步评估机器人的运动性能,搭建了机器人样机,在测试机器人斜坡爬行性能的同时,验证了机器人在水下可实现包括直行、旋转、上浮和下潜的多自由度运动。实验结果表明,机器人在陆地与水下均具有良好的运动性能。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    27. 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477)      PDF (5495KB)(286)    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
    28. 新型无耳托板螺母拉铆过程数值仿真与试验验证
    王守财, 孙昂, 刘如刚
    中国机械工程    2023, 34 (07): 875-881.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.07.014
    摘要476)      PDF (7273KB)(83)    收藏
    一种新型304不锈钢无耳托板螺母的安装效率较高且能减少疲劳源,在航空领域应用广泛。基于Johnson-Cook模型建立了有限元模型,对该螺母拉铆成形过程载荷变化趋势、塑性流动、夹紧力与干涉量、夹层状态对铆接质量的影响分别进行分析,并开展了螺母的铆接安装试验。结果表明:有限元仿真模型与试验载荷曲线符合性较好,最大载荷误差为2.4%;螺母在受压应力远高于材料屈服应力时才发生结构失稳,迅速形成褶皱,塑性流动主要沿径向发展;拉铆过程可以给夹层提供一定量的夹紧力与干涉量,夹紧力在完成铆接后达到最大值,且在一定范围内夹层的斜度不影响夹紧力的大小,铆接过程最大干涉量为4.6%左右。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    29. 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475)      PDF (51339KB)(372)    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
    30. 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469)      PDF (2446KB)(298)    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
    31. 基于仿真数据驱动和领域自适应的滚动轴承故障诊断方法
    董绍江, 朱朋, 朱孙科, 刘兰徽, 邢镔, 胡小林
    中国机械工程    2023, 34 (06): 694-702.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.06.008
    摘要467)      PDF (6394KB)(288)    收藏
    针对实际工业环境中较难获取大量的高质量滚动轴承故障数据,智能诊断模型泛化性能差的问题,提出了一种基于仿真数据驱动和领域自适应的故障诊断方法。首先,建立仿真数据驱动故障诊断所需的物理模型,并根据轴承的型号及相应工况模拟不同故障形式,获得丰富的仿真数据;其次,采用迁移学习的方法解决仿真与实际故障数据存在数据特征分布不一致的问题,通过残差通道注意力机制网络提取不同领域的迁移故障特征,采用考虑了源域与目标域数据特征的条件分布差异的条件最大均值差异度量准则进行网络训练过程中不同领域的自适应操作;最后,在人为损坏和加速寿命实验损坏的轴承数据集上进行了不同迁移模型的实验验证,结果表明所提方法能在目标域小样本监督情况下获得较高的识别精度。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    32. 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466)      PDF (9998KB)(76)    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
    33. 曲线焊缝的机器人焊接轨迹规划与高频控制
    吴超群, 赵松, 雷艇
    中国机械工程    2023, 34 (14): 1723-1728.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.14.009
    摘要464)      PDF (6070KB)(231)    收藏
    机器人实时焊缝跟踪系统中,轨迹规划时间及控制延迟过高会影响跟踪精度和焊接质量。针对这一问题,结合B样条曲线插补算法和外部引导运动模块,提出一种用于曲线焊缝的分段式实时轨迹规划与控制方法。首先根据插补时间最优原则将轨迹分段,然后采用三次非均匀B样条插补每段轨迹并得到插补点,最后设计了机器人高频控制器,利用外部引导运动模块以4 ms为周期将插补点依次发送给机器人,引导机器人运动。试验结果表明,该方法在100 ms内即可完成正弦曲线焊缝的规划并引导机器人焊接,跟踪精度控制在±0.2 mm以内,实现了轨迹的快速规划和高频控制。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    34. 湿式双离合器拖曳力矩算法及其应用
    刘波, 张新桂, 石兴磊, 余子林, 钟振远, 李佳
    中国机械工程    2022, 33 (15): 1882-1889.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.15.015
    摘要459)      PDF (5896KB)(159)    收藏
    以某湿式双离合器总成为研究对象,分析了湿式双离合车辆在空挡(N挡)、驻车(P挡)怠速、蠕行过程中,离合器的输出扭矩变化机理;通过搭建输出扭矩的数学模型,得出了离合器片间隙润滑油膜的当量半径、峰值力矩、临界转速的理论计算公式,阐明了三者相互影响的动态关系;结合实验数据,论证了该模型的准确性,运用该模型可减小输出端扭矩波动、拖曳力矩和临界转速。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    35. 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455)      PDF (13411KB)(306)    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
    36. Gyroid结构力学性能及数值收敛性研究
    蒋创宇, 张保强, 陈云, 王存福, 罗华耿, 胡杰翔, 曹龙超
    中国机械工程    2022, 33 (23): 2790-28000.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.23.003
    摘要452)      PDF (14171KB)(106)    收藏
    为了更好地揭示三周期极小曲面(TPMS)结构设计与力学性能参数之间的对应关系,研究了螺旋二十四面体Gyroid结构(GCS)不同网格参数的数值收敛性和不同排列方式的力学性能。设计了体积分数和胞元尺寸固定的GCS试件;基于单元参数变化的体素化模型,使用有限元方法对GCS进行收敛性分析;通过试件拉伸试验验证了仿真的正确性;最后以拉伸和弯曲工况研究了GCS在不同排列形式时的力学性能差异。研究结果表明:仿真分析与试验之间的抗拉强度、极限载荷误差在1.5%以内;基于体素化方法,调整雅可比参数值可显著降低收敛时的单元数量。对变厚度GCS力学性能做了定量分析,拉伸工况中,针对4×4×4结构,其等效弹性模量沿厚度方向变化最大可达14.41%;弯曲工况中,针对20×4×4结构,等效弹性模量最大差距为21.25%。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    37. 基于改进非支配排序遗传算法的多目标柔性作业车间低碳调度
    姜一啸, 吉卫喜, 何鑫, 苏璇
    中国机械工程    2022, 33 (21): 2564-2577.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.21.006
    摘要450)      PDF (6637KB)(260)    收藏
    为解决以设备能耗、刀具磨损和切削液消耗为碳排放来源,能耗和人工费用为加工成本的多目标柔性作业车间低碳调度问题,建立以最小化碳排放量、最长完工时间和加工成本为目标的低碳调度模型,提出一种改进带精英策略的非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)并进行求解。首先通过基于Tent混沌映射的编码与融合了层次分析法(AHP)的贪婪解码来动态调整染色体组成,提高初始种群质量;然后提出了一种基于遗传参数的自适应遗传策略,根据种群进化阶段与种群非支配状态动态调整交叉、变异率;最后设计了一种基于外部档案集的改进精英保留策略,提高了算法后期的种群多样性并保留了进化过程中的优质个体。通过标准调度算例与实际案例验证了改进算法的有效性。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    38. 磁悬浮高速电机转子低频振动机理及补偿方法
    纪历, 马雪晴, 陈震民
    中国机械工程    2022, 33 (17): 2053-2060.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.17.006
    摘要450)      PDF (7012KB)(92)    收藏
    在实际工业应用中,磁悬浮电机转子时常出现与转速无关的低频振动。针对该问题,从数学模型及外部激励两个层面对该低频振动进行了分析,结果表明磁悬浮电机转子的低频振动由闭环控制系统的固有频率决定,且该振动会在噪声的激励下被激发。研究了基于扩展状态观测器的振动补偿策略,并提出了引入扩展状态观测器后控制系统稳定性的判据方法。通过仿真与试验对提出的振动补偿策略进行了验证。结果表明:在同样白噪声激励下,加入补偿器后转子最大振动量较单独使用PID控制时下降约21%;在30 000 r/min转速下,补偿器的作用更为明显,转子最大振动量减少了26.6%。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    39. 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448)      PDF (8847KB)(208)    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
    40. 行人与自动驾驶汽车的交互研究
    吕伟, 郭伏, 刘莉, 张泽宇, 王天博
    中国机械工程    2023, 34 (05): 515-523.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.05.002
    摘要445)      PDF (3924KB)(303)    收藏
    从行人汽车环境系统视角出发,探索道路交通系统中行人安全设施、自动驾驶汽车让行行为、驶近方向以及外部人机界面(eHMI)等因素对行人与自动驾驶汽车交互过程的影响。基于洞穴式自动虚拟环境(CAVE)仿真平台,使用Unity 3D软件设计、开发了自动驾驶汽车的驾驶场景,招募38名志愿者参与行人与自动驾驶汽车交互实验,并记录交互过程中行人的决策时间、决策结果和交互体验等数据。利用生存分析对38名行人被试的实验数据进行了统计学分析,结果表明:在有自动驾驶汽车的交通环境中,行人安全设施、自动驾驶汽车的让行行为和eHMI能够显著缩短行人决策时间、提升交互体验、提高交通效率。但行人安全设施对行人决策与行为的影响主要体现在过街间隙出现的早期,汽车让行行为的影响相对滞后,同时光带式eHMI用于传达自动驾驶汽车让行意图的效力和清晰度有限。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价