中国机械工程

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2018, 29(16): 0.

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单失效数据情形下蓄能器可靠性评估

郭锐1，2;张荣兵1，3;赵静一1，2，4;汪晋锋1，3

2018, 29(16): 1891-1899.

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采用无替换定时截尾试验方法得到单失效数据，并分别得到在指数分布下的寿命可靠度模型和在威布尔分布下的可靠度函数、失效概率密度函数和失效率函数的可靠性曲线。分析蓄能器的可靠性寿命后发现，威布尔分布综合考虑了失效前、失效时和失效后实验数据对可靠性评估的影响，在实验数据完整性方面更优，克服了指数分布不能将失效后的数据考虑在内的缺陷，其可靠性数据更接近实际，对蓄能器少数据、小样本可靠性评估更具有理论和工程意义。

错齿BTA深孔钻削切屑变形断裂影响因素研究

李旭波;郑建明;孔令飞;肖世英;刘驰;郭便

2018, 29(16): 1900-1906.

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利用错齿BTA深孔钻削切屑弯曲变形规律，对导致错齿BTA内排屑深孔钻切屑断裂的影响因素进行了分析，通过试验研究了错齿BTA深孔钻削切屑的变形断裂随刀齿钻削半径、钻削工艺参数、断屑台尺寸的变化规律。研究结果表明，刀齿钻削半径对切屑厚度影响很大，随钻削半径的增大，各刀齿切屑厚度增大，切屑厚度最大值点均位于刀齿切屑大径边缘且中心齿、中间齿、外齿的切屑厚度最大值依次减小；与转速相比，进给量对切屑厚度和切屑应变增量的影响更大，随进给量增大，切屑厚度增大,切屑应变增量增大；随断屑台宽度减小、高度增大，切屑应变增量增大，断屑条件改善。

压缩感知框架下的共振解调故障诊断方法

王珂1，2;吕勇1，2;易灿灿1，2

2018, 29(16): 1907-1911.

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风力机滚动轴承早期故障诊断中，压缩感知算法能够利用信号的稀疏性对信号去噪，但稀疏度的选取对去噪结果影响较大。由于信号故障成分在傅里叶域的稀疏度已知，故可通过傅里叶变换基和压缩感知子空间追踪（CS＿SP）算法对风力机信号的包络特征进行不完全重构，以降低噪声和其他无关信息的影响，获取直接反映故障特征的信号成分，从而提取故障特征频率。研究结果表明，压缩感知框架下的的共振解调技术能有效获取风力机滚动轴承的故障特征信息，验证了所提方法的有效性。

螺栓结合部接触面域的融合绑定建模方法

崔方圆;华灯鑫;李言;孔令飞;李鹏阳

2018, 29(16): 1912-1920.

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为提升复杂结构体模型在线动态监测与实时更新的精度，提出了一种螺栓结合部接触面域的融合绑定建模方法。建模过程中，由配对子结构在接触面两侧各提供一部分单元组成接触面域单元，通过对该区域单元进行等效处理，使其满足各向同性条件，而接触面域单元之间则被构建为融合绑定接触连接。该建模方法最大的优点是可以有效避免增加结合部模型求解的自由度数，节约计算资源且参数识别方便，通用性较强。为保证计算模型与物理模型具有协调一致的精度，建模过程中考虑了螺栓螺母及传感器附加质量对建模精度的影响，并引入多目标遗传算法对结合部的物理表征参数进行了优化识别。结果表明：前6阶实验振型和仿真振型完全一致，相应固有频率相对误差的绝对值均在10%以内，说明该建模方法能够较为有效地解决工程实际中结合部的动力学建模问题。

连铸结晶器非正弦振动装置建模与固有特性分析

周超1，2;张兴中1;刘平飞1;关杰3

2018, 29(16): 1921-1926.

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为实现机械系统驱动的结晶器非正弦振动波形偏斜率的在线调节，设计出一种双伺服电机驱动的结晶器非正弦振动装置。阐述其工作原理，建立三维模型并进行运动学仿真；建立扭转-平移耦合动力学模型，推导其动力学方程。研究表明，非正弦振动系统的质量矩阵是常量，刚度矩阵、阻尼矩阵随时间周期性变化。最后，基于瞬时机构凝固法，分析了系统偏心轴的转角、振幅、构件惯性参数及刚度对其固有频率的影响。

轴入式两级串联旋流器流场分析与性能评估

邢雷1，2；张勇1，2；蒋明虎1，2;高扬3

2018, 29(16): 1927-1935.

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为解决狭长空间内无法实现油水两相介质高精度分离的问题，结合旋流分离理论，设计了一种可实现轴向进液的两级串联旋流器，针对该装置开展内部流场特性及分离性能研究。揭示了不同处理量及分流比对旋流器内速度场、压力场、浓度场以及分离效率的影响规律。结果表明：随着处理量的增大，底流口压降最大值逐渐增大且增长速率逐渐增大，旋流腔内切向速度也逐渐增大；增大一级溢流分流比，可减小环式通道及二级旋流器内的切向旋动能，二级溢流分流比对一级旋流器分离性能影响不大；实验及模拟得出研究范围内一级分流比为20%、二级分流比为15%时分离效率最高,最佳处理量为4.8 m3/h，最佳总分流比为32%；装置对不同流量、不同分流比条件具有较强的适应性，分离效率最高可达99.6%。

连续顶升液压控制系统仿真分析与验证

周玉伟;章青;石云飞

2018, 29(16): 1936-1942.

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针对大型结构物连续同步顶升技术原理，使用四桩腿支点、每个桩腿支点4个顶升油缸的支撑结构；单支点内采用基于同步分流液压泵的容积同步控制方式；支点
间采用基于位移模糊的多点主从同步控制方式。建立了基于同步分流液压泵的液压系统和基于位移模糊控制的控制系统的仿真模型并进行联合仿真。对大型结构物连续同步顶升系统样机进行同步顶升试验，并对实验数据进行分析。结果表明：受实际工况中各种因素所导致的误差影响，实际同步误差比仿真同步误差略大，但仍满足同步要求，验证了所设计的液压控制系统的应用可行性。

轴系减振器相位角的频域分析提取技术

张新1;宋璇1;蒋励2

2018, 29(16): 1943-1946.

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为了预防船舶行进过程中减振器性能衰退引起轴系振动过大所带来的危害，提出了船舶轴系减振器相位角频域分析提取算法，使用扭振仪对减振器内外圈扭角速度进行实时测量，计算减振器的相位角和阻尼系数，分析误差原因，筛除误差较大的数据，将拟合曲线与标准曲线进行对比，判断减振器性能。实船测试结果表明，该算法能准确计算出减振器相位角，拟合曲线精确度高，满足了船舶轴系减振器性能分析的设计要求。

箭体结构连接刚度影响因素研究

李操;商显扬;周鑫;冷月

2018, 29(16): 1947-1951.

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火箭舱段对接面的连接刚度是影响飞行安全性的重要因素之一，同时由于运载能力的约束，箭体结构设计过程中对质量的要求较为严格。通过有限元仿真分析，对箭体结构舱段对接面连接刚度的影响因素即连接螺栓预紧力、对接件厚度、螺栓分布等进行了分析研究，得出了各因素对刚度影响的规律，为后续箭体结构对接面的设计工作提供参考。

振动环境下电连接器接触性能退化机理

骆燕燕1，2;张乐3;孟凡斌4;郝杰5

2018, 29(16): 1952-1957.

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针对电连接器金属接触件在交变振动应力作用下易产生应力松弛及微动磨损现象，从而降低电连接器接触可靠性的问题，建立了电连接器接触件数学模型；设计了电连接器振动试验方案和测试电路并进行了试验；分析了电连接器的接触性能退化机理。试验中，试品接触件接触电阻随振动次数的增加而缓慢增大，接触电阻的波动量与振幅和频率相关。试验后，电连接器的插孔孔径增大，插拔力有增有减。由此可知：应力松弛和微动磨损现象是导致电连接器接触性能退化的两个主要因素，插孔中晶粒尺寸减小及滑移线密度的增加是插孔出现应力松弛的根本原因。

纵向打滑状态下轮式移动机器人轨迹跟踪控制

贝旭颖1，2;平雪良1，2;高文研1，2

2018, 29(16): 1958-1964.

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针对轮式移动机器人纵向打滑状态下滑动参数未知的轨迹跟踪控制问题，提出了一种轨迹跟踪控制方法。建立了纵向打滑状态下移动机器人的运动学模型，用滑动参数表示左右轮的打滑程度；设计合适的滑模观测器对未知的滑动参数进行估计，并通过低通滤波器减少抖振对估计结果产生的影响；基于Lyapunov直接法设计轨迹跟踪控制律，并提出了一种根据控制系统的极点分布确定控制参数的方法。仿真结果验证了所提方法的准确性和有效性。

面向个性化产品服务方案的推荐方法与应用

杨珍;耿秀丽

2018, 29(16): 1965-1974,1983.

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针对传统隐语义模型（LFM）未考虑数据库动态更新从而影响方案推荐结果的问题，提出动态更新机制的加权LFM用于推荐个性化产品服务方案。针对余弦相似度计算忽略个体差异的问题，提出采用云滴距离测度与云的余弦相似度加权后的综合相似度，预测并填充空缺数据，减少数据稀疏性；采用加权LFM推荐产品服务方案，以约束新用户兴趣差异性，提高推荐精度；采用差值平均法更新推荐结果。

变流量工况下小型离心压气机多目标优化设计

唐新姿;肖鹏;蔡鹏;彭锐涛

2018, 29(16): 1975-1983.

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为提高离心压气机变流量工况下的性能，基于三维流场分析研究了离心压气机叶片几何参数对其变工况气动性能的影响规律；基于相关性分析建立了降阶的优化设计变量空间，采用拉丁超立方试验设计、Kriging模型和NSGA-Ⅱ算法进行了离心压气机叶轮变流量工况多目标优化。优化后，叶轮设计流量的压比提高6.43%，效率提高3.99%；小流量时压比提高5.62%，效率提高3.52%；内部流动损失减少，喘振流量减小2.7%，阻塞流量增加6.85%，稳定工作范围得到扩宽。

基于多目标遗传算法的双机器人协调焊接路径规划

侯仰强;王天琪;岳建锋;贾振威

2018, 29(16): 1984-1989.

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对双机器人协调焊接复杂空间焊缝路径规划问题进行研究，提出了一种基于多目标遗传算法的焊接路径规划方案。通过分析影响焊缝质量及机器人运动平稳性的各参数，建立了评价焊接路径的目标函数：焊接质量函数、机器人运动平稳性函数以及双机器人碰撞函数。利用多目标遗传算法对协调焊接路径进行求解，实现对双机器人最佳焊接路径的规划。以"马鞍形"空间焊缝为例，对双机器人协调焊接路径进行了试验验证。结果表明，该方案可实现双机器人协调焊接路径的规划。

基于混合灰狼算法实现第Ⅱ类机器人U型装配线能耗优化

张子凯1，2;唐秋华1，2;张利平1，2;李梓响1，2

2018, 29(16): 1990-1995.

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面向作业工序分配和机器分配，提出一种基于随机键编码的灰狼算法，以实现能耗最小化。算法在解码中，考虑工序间的优先关系约束和节拍约束，将工序和机器分配到工位中。该算法基于灰狼个体间的社会等级信息，选择3只最优狼指引剩余个体进化，以实现种群的更新。同时，该算法依据作业工序分配和机器人分配，混合了两种交叉方式以增强最低等级狼群间的交流。最后通过U型装配线的标杆案例，验证灰狼算法的有效性和优越性。

基于热-力耦合和变摩擦因数的高强钢冷冲压成形性

聂昕;谭广;乔晓勇

2018, 29(16): 1996-2002.

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测定了DP780高强度双相钢在不同温度下的摩擦因数，建立了变摩擦因数模型,研究了热-力耦合和变摩擦因数对室温冷成形的影响。结果显示，热变组仿真分析
部分区域温度明显升高，相比参照组相同区域，板料减薄程度更小，不易开裂，表现出更好的延展性。从回弹偏移量看，热变组的值比冲压实验测量值偏小，而参照组的值偏大，且相比冲压实验测量值的误差，热变组仅为参照组的27.8%，与冲压实验符合度更好。

励磁作用下铁磁管道缺陷磁特性仿真

张丽攀1;马冰洋1;宋凯1;王振2

2018, 29(16): 2003-2009.

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通过有限元法建立了管道直流磁化的三维模型，分析了励磁状态下铁磁材料的磁特性、缺陷附近材料的磁导率分布特征以及励磁强度、管道厚度、缺陷深度对磁导率分布的影响。结果表明，饱和磁化后缺陷区域的磁导率分布并不均匀，励磁作用下内壁缺陷可引起外表面磁导率的改变，从而揭示了铁磁性管道内部缺陷检出机理，拓展了涡流检测方法的应用范围。

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欧阳生1;孔德洋2

2018, 29(16): 2010-2015.

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