当期目录

2017年 第28卷 第02期    刊出日期：2017-01-25
上一期    下一期
版权页和目次
2017, 28(02):  0. 
摘要 ( )   PDF (347KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
机械基础工程
宽频压电振动能量采集器的分布参数模型与实验
杨斌强, 徐文潭, 陆国丽, 王光庆
2017, 28(02):  127-134. 
摘要 ( )   PDF (782KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为解决无线传感网络节点自供电问题，提出了一种带有弹性支撑与放大的宽频压电振动能量采集器。利用Hamilton原理和Raleigh-Ritz方法，并考虑悬臂梁末端质量块的影响，建立了压电能量采集器的分布参数机电耦合模型；数值分析了能量采集器质量比、刚度比和阻尼比等参数对系统振动特性、输出特性的影响；研制了实验原理样机，搭建了实验测试平台，验证了数学模型的正确性。研究结果表明，分布参数模型比集总参数模型具有更高的预测精度。
基于射频信号反射特性的金属塑性变形评估
尹爱军, 姚文权, 任宏基, 戴宗贤
2017, 28(02):  135-138. 
摘要 ( )   PDF (456KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
提出了一种根据电磁特性变化对金属塑性变形进行监测的研究方法。首先，针对金属试样的电磁参数（磁导率、电导率）变化对射频反射特性的影响进行仿真，仿真结果表明，电磁特性与射频能量分布有着明显的相关性。然后，通过试验对仿真结果进行验证，试验结果表明，随着塑性变形程度的加剧，反射的射频信号强度将会逐渐减小，与仿真结果相符。
可调向心涡轮增压器调节机构优化设计
邢世凯, 李聚霞, 马朝臣, 陈立辉, 李晴
2017, 28(02):  139-143,149. 
摘要 ( )   PDF (648KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
提出了一种新型的增压器调节机构设计方案，该设计方案取消了传统增压器调节机构中的喷嘴座或定距套结构，利用3个固定导叶来控制喷嘴环的宽度。该设计方案力图减小蜗壳或导叶流道中由于特定结构所导致的局部扰动，减小其流动损失，提高涡轮效率。对该设计方案与喷嘴座结构方案、定距套结构方案进行了相同工况的数值计算，通过计算结果的对比，从理论上验证了设计方案的可行性。
变刚度钢板弹簧加速寿命试验程序载荷谱编制
韩为铎, 卢剑伟, 龙道江
2017, 28(02):  144-149. 
摘要 ( )   PDF (589KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
考虑钢板弹簧总成大变形非线性刚度特性，提出一套适用于钢板弹簧总成的加速寿命试验程序载荷谱编制方法。通过实车试验采集了钢板弹簧总成载荷输入点的加速度载荷谱，结合有限元方法分析了簧片上任意一点的应力载荷谱，发现应力幅值服从Weibull分布，但均值不服从常规的正态分布或Weibull分布，基于获得的分布规律对此类型载荷谱编制方法及台架实现方式进行了探讨。对比发现，编制的加速寿命试验程序载荷谱能够很好地复现路试结果。
不确定轮式移动机器人统一自适应神经网络H∞控制
叶锦华, 吴海彬
2017, 28(02):  150-155. 
摘要 ( )   PDF (525KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
提出了一种基于自适应神经网络控制和H∞控制的轮式移动机器人光滑全局跟踪和镇定统一的控制器。首先采用横截函数方法，扩展系统控制输入，建立与原系统等价的、输入输出完全解耦的无奇异全驱动系统，再对新系统设计自适应神经网络H∞控制器。自适应神经网络控制可有效补偿系统的复杂不确定项。H∞控制器可同时对系统扰动和神经网络逼近误差进行预定水平抑制，进一步提高控制器的适应性，优化系统的控制性能。仿真结果验证了算法的有效性。
基于动网格的液压缸双向流固耦合分析
张瑞, 姜峰, 杨晋, 胡天威, 王卫强
2017, 28(02):  156-162. 
摘要 ( )   PDF (690KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
针对液压缸偏载引起的结构磨损及液压油泄漏等问题，基于动网格方法，开展了偏载工况下液压缸的双向流固耦合分析。研究表明：在自锁半径内，随偏载量增大，柱塞与导向套间的侧推力、柱塞最大侧倾位移和导向套应力均增大，偏载量超过自锁半径时，三者都有所减小，但均比稳态分析结果大，表明液压油对柱塞侧倾有“加剧”作用。因此，在液压缸偏载分析设计中，建议采用流固耦合方法，或适当增大稳态分析结果的安全系数。
电动直驱式超高压力液压系统动力机构特性分析
许宏, 杜治江, 沈佳丽, 王凌
2017, 28(02):  162-166. 
摘要 ( )   PDF (536KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
提出一种适用于金刚石等超硬材料生产过程压机保压阶段的电动直驱式超高压力控制方式。该方式可实现精确的压力补偿，为人造金刚石晶体生长提供高精度的平稳压力，提高金刚石的品质等级。介绍了电动直驱式超高压力控制系统的工作原理,建立了相应的伺服动力机构的数学模型，并对动力机构的主要参数和系统开环频率特性进行了分析，指出了液压缸有效面积、压力腔有效体积以及负载弹性刚度等主要参数对系统特性影响的变化趋势。
基于设计公差约束的螺旋桨配准问题
闵壮, 彭芳瑜, 郑妍, 闫蓉
2017, 28(02):  167-172. 
摘要 ( )   PDF (599KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
针对螺旋桨加工过程中叶面和叶背加工余量分布不均匀的问题，提出了一种公差约束条件下螺旋桨毛坯与设计曲面快速配准的方法，用以保证螺旋桨叶面和叶背加工余量均匀。在螺旋桨设计过程中，分析了半径、纵斜、轴向位置和桨叶夹角对设计曲面空间位置的影响，确定了基于设计公差变动范围的螺旋桨形貌变化约束条件。建立了约束条件下螺旋桨曲面配准数学模型，并基于模拟退火算法快速求解得到全局最优解。螺旋桨毛坯曲面与设计曲面的匹配验证结果表明，该算法能实现螺旋桨毛坯曲面和设计曲面的快速匹配。
智能制造
多目标柔性作业车间稳健性动态调度研究
朱传军, 邱文, 张超勇, 金亮亮
2017, 28(02):  173-182. 
摘要 ( )   PDF (776KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
研究了以调度稳定性和鲁棒性为优化目标的柔性作业车间动态调度问题。建立了多目标柔性作业车间动态调度问题模型；针对动态事件特点，采用工件到达发生器和机器故障预维护发生器模拟动态事件，提出了基于周期与事件驱动的混合重调度策略，该策略在每个重调度点对工件进行完全重调度或右移重调度；为克服传统差分算法早熟的缺点，设计了一种改进的多目标差分进化算法求解该调度问题；实例验证了提出策略和算法的有效性。
多目标拆卸线平衡问题的Pareto人工鱼群算法
汪开普, 张则强, 毛丽丽, 李六柯
2017, 28(02):  183-190. 
摘要 ( )   PDF (668KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
针对拆卸线平衡问题的复杂性，提出了一种改进的基于Pareto解集的多目标人工鱼群算法进行求解。为提高人工鱼觅食时的寻优能力，引入遗传算法的随机交叉操作，指导人工鱼向全局最优拆卸方向觅食。通过拥挤距离不断筛选人工鱼觅食、聚群和追尾过程中的非劣解，实现了各行为结果的多样性。采用精英保留策略，将外部档案中的非劣解添加到算法下次迭代的种群中，加快了算法的收敛。通过对不同规模的拆卸实例进行求解，并将其与已有算法进行对比，验证了所提算法的有效性和优越性。
面向云制造的混流混合车间调度问题
鲁建厦, 胡庆辉, 董巧英, 汤洪涛
2017, 28(02):  191-198,205. 
摘要 ( )   PDF (816KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为解决云制造环境下混流混合车间的生产调度优化问题，综合考虑混流装配与零部件加工的集成优化以及外协云任务与自制任务的协同调度，建立了以最小化最大完工时间、均衡化零部件生产和最大化零件车间机器利用率为优化指标的多目标车间调度模型。基于零件分批和车间调度的两阶段求解策略，设计了一种两级递阶结构的混合生物地理学优化算法，采用在迁移算子中嵌入差分进化算法的变异策略来提高算法的搜索效率。最后，通过实例验证了模型和算法的有效性。
生物制造
3-RRR+(S-P)人形机器人仿生肩关节主参数设计及其工作空间分析
杨龙, 褚宏鹏, 孙通帅, 邱雪松, 周玉林
2017, 28(02):  199-205. 
摘要 ( )   PDF (740KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
通过实验测量得到人体肩关节的运动空间。依据结构仿生原则，对比人体肱骨结构参数，将3-RRR+(S-P)人形机器人仿生肩关节的输出偏置角定为45°，并通过坐标变换得到其安全工作空间。依据空间一致性原则，对比人体肩关节的运动空间，确定仿生肩关节定平台在“人体”中的安装位姿角，使仿生肩关节相对于“人体”的安全工作空间与人体肩关节运动空间的中心位置（对称轴线）重合，从而设计完成3-RRR+(S-P)人形机器人仿生肩关节。最后，建立3-RRR+(S-P)人形机器人仿生肩关节与人体肩关节的空间映射关系。
汽车内饰材料气味的用户嗅觉体验测评及装置
唐帮备, 郭钢, 夏进军
2017, 28(02):  206-214. 
摘要 ( )   PDF (826KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为改善汽车内饰气味用户嗅觉体验的愉悦度，提出了一种汽车内饰工业设计材料气味用户嗅觉体验测试评选方法，并设计了相关装置。分析了用户嗅觉感知体验测试原理，构建了基于用户嗅觉体验的气味评价指标体系，建立了用户嗅觉体验模糊综合测评模型。以汽车座椅设计材料气味用户体验测试评选为例，招募20名被试对象对来自4家供应商的座椅材料进行用户嗅觉体验测试，通过评价模型对实验数据进行了验算，选出了气味最优的汽车座椅材料方案。
机械基础工程
高速电弧喷涂Al-Ni-Mm-Co涂层在脂润滑下的摩擦磨损性能
席翔, 夏延秋, 曹正锋, 王骏遥, 梁秀兵, 乔玉林
2017, 28(02):  215-222. 
摘要 ( )   PDF (744KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
针对铝合金硬度低、耐磨性差的问题，采用电弧喷涂分别在6061铝合金基体表面喷涂Al和Al-Ni-Mm-Co涂层，采用显微硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪分别对涂层硬度、涂层显微结构、涂层成分进行分析。采用球-盘式往复摩擦试验机考察涂层在脂润滑下的摩擦学性能，并对磨痕形貌和表面主要元素进行观察。结果表明，Al-Ni-Mm-Co涂层的减摩性和抗磨性能均优于6061铝合金和Al涂层，其优异的摩擦学性能归结为摩擦表面形成的Al2O3、NiO、CoO等氧化保护层，主要的磨损形式为疲劳磨损。
镍基高温合金珩磨表面粗糙度研究
高绍武, 杨长勇, 徐九华, 傅玉灿, 周晓卫, 闫文, 左朋
2017, 28(02):  223-227,232. 
摘要 ( )   PDF (613KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为探索镍基高温合金的珩磨加工性，进而实现镍基高温合金精密孔的高效加工，进行了GH4169定量进给珩磨试验，并对珩磨加工表面粗糙度进行了分析。结果表明：油石平均粒径及每往复进给量是影响珩磨表面粗糙度的显著因素（置信水平分别为99.5%及95%），切向珩磨速度、轴向往复速度对珩磨表面粗糙度的影响不显著；减小油石平均粒径与每往复进给量后，单颗磨粒的平均切厚、珩磨表面粗糙度和工件表面的划痕沟槽宽度减小。
双定子力平衡轴向柱塞泵及其流量波动性分析
刘巧燕, 闻德生, 高俊峰
2017, 28(02):  228-232. 
摘要 ( )   PDF (563KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为实现一泵多级流量输出且不用减压阀实现一泵多压，设计了双定子力平衡轴向柱塞泵。介绍了其结构特点与工作原理，推导出该泵在不同工况下的理论排量、理论瞬时流量及合流量不均系数，分析了不同柱塞数对泵输出特性的影响以及滞后角对输出合流量的影响。结果表明：该泵能实现两种不同流量的输出；随柱塞的增多，其瞬时流量脉动性递减；当两单泵的柱塞数相同且均为奇数时，输出流量品质最高；合理控制滞后角可有效改善泵的波动性。
压电膜片式微喷的多场耦合仿真模型及其应用
王堃, 习俊通,
2017, 28(02):  233-240. 
摘要 ( )   PDF (719KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
基于自行设计制造的压电驱动膜片式微喷装置的实际结构，建立了一个多场耦合的数值模型，用来研究压电驱动的膜片式微滴喷射过程中的参数作用和变化规律。在模型的建立过程中，对流体部分的湍流判定和表面力作用的关键技术问题进行了分析研究。该模型能较好地模拟微喷装置工作过程。利用该模型研究了驱动波形对液滴属性的决定关系，以及液体腔中一个工作周期内压力的变化规律等问题。
复杂形状夹杂物对动车组车轮辋裂的影响
陈换过, 蔡丽, 陈文华, 陈培, 易永余, 李雅洁
2017, 28(02):  240-245. 
摘要 ( )   PDF (583KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
以CRH5型动车组轮轴为研究对象，研究了夹杂物的形态对轮辋局部应力和轮辋裂纹成核的影响。结果显示，夹杂物棱角角度越小，夹杂物周围应力水平越高；夹杂物的厚度越小，半径越大，夹杂物周围最大等效应力越大，越易引起局部应力集中，导致疲劳裂纹易于萌生。利用有限元法和曲线拟合方法得到不同工况下夹杂物的临界尺寸，研究发现:不同工况下夹杂物的临界尺寸不同，弯道工况下的临界尺寸最小,夹杂物的尺寸超过临界尺寸时，裂纹才会萌生。
轮对扁疤对高速列车转向架振动特性的影响
王晨, 王旭, 罗世辉, 马卫华
2017, 28(02):  246-251. 
摘要 ( )   PDF (643KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为准确预测高速列车轮对擦伤对车辆性能的影响，基于车轨耦合动力学和非赫兹接触理论，对新旧两种轮对扁疤的几何外形进行数值描述，建立了考虑轮对扁疤的高速列车动力学模型，分析了轮对扁疤激扰对车辆走行部的影响。结果表明，旧扁疤对走行部冲击要大于新扁疤，随着扁疤尺寸的增大，走行部各部件受到的冲击载荷与振动加速度逐渐增大；随着速度增大，轮轨间垂向冲击先增大、后减少；当扁疤长度为10mm，速度为100km/h 时，轮轨垂向力达到最大值；随着速度增加，走行部簧下部件与簧上部件的振动特性差异不断加大。以轮轨垂向力为判断标准时，轮对扁疤尺寸应限制在30mm以内。
英文目次
2017, 28(02):  252. 
摘要 ( )   PDF (81KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
上一期    下一期