当期目录

2019年 第30卷 第11期    刊出日期：2019-06-10
上一期    下一期
版权页和目次
2019, 30(11):  0. 
摘要 ( )   HTML   PDF (364KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
机械基础工程
基于仿生微圆结构的汽车吸能盒耐撞性分析
白中浩;谭雯霄;张林伟;周存文
2019, 30(11):  1261-1267. 
摘要 ( )   HTML   PDF (7104KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为提高汽车吸能盒的耐撞性，受甲虫鞘翅微观结构启发,研究了一种可应用于吸能盒结构设计的仿生微圆结构。建立了仿生微圆结构的有限元模型，对比分析了仿生微圆结构与传统肋板结构的吸能特性。基于简化超折叠单元理论，推导了仿生微圆结构在轴向载荷下的平均压溃力理论解。研究结果表明：与传统肋板结构相比，仿生微圆结构的能量吸收效率提高了32.20％以上，且理论解与试验结果的吻合度较高。
卫星动量轮轴承摩擦力矩性能可靠性动态预测
夏新涛1,2;陈向峰1;叶亮3
2019, 30(11):  1268-1275. 
摘要 ( )   HTML   PDF (1359KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
基于灰置信水平、自助-最小二乘法和最大熵原理建立动态预测模型，并应用于卫星动量轮轴承摩擦力矩性能可靠性的动态预测。首先，对摩擦力矩原始数据分组得到样本，并选定本征样本，提出了由灰置信水平求解各样本变异强度的新方法，进而求得各样本可靠度的实际值；其次，将紧邻的5个样本变异强度融入自助-最小二乘法线性拟合得到拟合系数，由最大熵原理得到下一个样本的变异强度预测值和上下区间；然后，持续更新紧邻的5个变异强度，得到各样本可靠度的预测值和上下区间，最终实现滚动轴承摩擦力矩性能可靠性的动态预测。试验结果表明，恒转速条件下可靠度预测误差均小于4.1%，变转速条件下可靠度预测误差不超过9.4%，充分验证了所提出动态预测模型的可行性和正确性。
基于功构映射的拆卸设备设计方法
杨得玉1;徐志刚2;沈卫东1;朱卓悦1
2019, 30(11):  1276-1286. 
摘要 ( )   HTML   PDF (4296KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
针对拆卸对象和拆卸过程对拆卸设备设计的特殊要求，提出了基于功构映射的拆卸设备设计方法。将拆卸设备的概念设计过程定义为需求域、功能域、行为性能域和结构域之间的映射过程和求解过程，利用面向对象技术构建了拆卸设备设计的需求信息集合；运用功能分解和功能表面集成规则构造了功能集合和行为性能集合；定义了拆卸设备设计过程的需求-功能映射模型和功能-结构映射模型。通过需求信息的层级提取、映射和参数化，生成了用于拆卸设备结构重构的基本约束矩阵，用于指导拆卸设备的创新设计。通过键盘拆卸设备的设计，验证了所提方法的有效性和实用性。
壁槽电极雾化烧蚀成形加工工艺
邵俊科;孔令蕾;邱明波;韩云晓;刘志东;田宗军
2019, 30(11):  1287-1293. 
摘要 ( )   HTML   PDF (11009KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为解决放电雾化烧蚀成形加工盲型孔过程中出现的烧蚀颗粒大、排屑难、加工不稳定问题,制作了中空铜管与正方形紫铜块相结合的成形电极,分别对无壁槽电极和壁槽电极的极间流场及颗粒质量浓度分布进行了仿真分析与比较,基于极间流场仿真结果进行了雾化烧蚀对比实验，并对两种电极加工工件表面形貌进行了对比分析。实验结果表明：当槽宽为1 mm、倾斜角为60°时，烧蚀效率最高。在相同加工条件下进行雾化烧蚀加工时,与无壁槽电极相比，壁槽电极的蚀除速率提高了15.7%,壁槽电极的电极相对损耗率增大了6.2%。壁槽电极加工时的表面质量比无壁槽电极加工时的表面质量高。实验结果验证了仿真结果的正确性。
基于扩展有限元模型的动态应力强度因子计算
汪必升1;李毅波1,2;廖雅诗3;李剑1
2019, 30(11):  1294-1301. 
摘要 ( )   HTML   PDF (7022KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为准确计算基于扩展有限元法（XFEM）的裂纹扩展模型中的应力强度因子，在ABAQUS软件中建立中心裂纹平板和三点弯曲的XFEM模型，采用相互作用积分法，通过用户子程序接口分别实现了Ⅰ型、Ⅱ型断裂模式下裂纹扩展过程中应力强度因子的计算；研究了网格密度与积分半径对XFEM模型应力强度因子计算精度的影响规律，研究结果表明：当网格密度因子为0.012~0.016、相对积分半径为3时，应力强度因子收敛至稳定值，计算误差不超过3%。利用所提方法与程序计算了单边带孔疲劳裂纹扩展试样的动态应力强度因子，试验结果表明：基于Paris理论预测的剩余寿命与疲劳试验结果误差为5.3%，进一步验证了所提方法与程序的正确性。
滚动轴承工作表面超精密加工技术研究现状
王旭;赵萍;吕冰海;袁巨龙
2019, 30(11):  1301-1309. 
摘要 ( )   HTML   PDF (7642KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
滚动轴承的工作表面包括套圈滚道表面和滚动体表面，其表面质量直接影响轴承的精度和性能。对滚动轴承工作表面超精密加工技术的发展概况和最新研究进展进行了介绍和分析，为进一步探索在线电解磨削、电化学磨削、双电解磨削和力流变抛光等技术在轴承加工中的重点应用提供参考。
齿板啮合连接强度影响因素研究
蔡俊杰1，2;徐宗真1，2;刘德峰3;李欣3;刘马宝1，4
2019, 30(11):  1310-1314,1321. 
摘要 ( )   HTML   PDF (5456KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
对铝合金齿板啮合连接强度及影响因素进行了实验研究与有限元分析。研究结果表明：当齿数较少时，齿板啮合连接强度随着齿数的增多而近似线性增大，当齿数较多时，随着齿数增加，齿板啮合连接强度增大趋势渐缓；齿板啮合连接强度随着齿高或齿宽的增大而近似线性增大，同时，随着螺栓预紧力的增大，齿板啮合连接强度呈现先增大后减小的趋势，因此，实际工程中需选择合适的螺栓预紧力，以提高结构连接强度。
磨料水射流切割碳纤维复合材料的表面粗糙度试验
陈正文1;阮晓峰2;邹佳林2;任启乐3;龙新平2;孟俊坤4
2019, 30(11):  1315-1321. 
摘要 ( )   HTML   PDF (4162KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
采用超高压磨料水射流技术对碳纤维复合材料进行切割试验，借助μscan激光共聚焦显微镜重构样品切口的三维表面，测得样品切口表面粗糙度；研究了扫描分辨率对表面粗糙度测量的影响，以及切割速度、样品厚度对样品切口表面粗糙度的影响规律。试验结果表明：扫描分辨率对表面粗糙度的测量无明显的影响；当切割深度较小（0~0.6 mm）时,即在切口入口处，表面粗糙度随切割深度的增大而减小，当切割深度较大（大于0.6 mm）时，表面粗糙度随切割深度的增大而增大；当样品厚度一定时，随着切割速度的增大，切口最大表面粗糙度在整体趋势上是增大的，而样品厚度的大小对表面粗糙度的影响并无明显的规律。
通道形状对活塞冷却油腔内工作流体阻力及流动特性的影响
张亮1;原亚东1;孙志强1;李徐佳1;陈贺敏2
2019, 30(11):  1322-1328. 
摘要 ( )   HTML   PDF (6886KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为揭示通道形状对活塞冷却油腔内工作流体的阻力及流动特性的影响，将冷却油腔的直壁通道改为波壁通道，并采用压力差和可视化的方法对通道内工作流体的阻力及流动特性展开了实验研究。压力差实验结果表明，与水在直壁通道内的流动相比，水在波壁通道内层湍转捩点大大提前，将非牛顿流体替换水作为工作流体后，层湍转捩点再次提前；可视化实验结果表明，波壁通道内工作流体在雷诺数较低时就可呈现不稳定流动形态。为在较低雷诺数下继续强化活塞冷却油腔内的热质传递，进一步开展了脉动流场下非牛顿流体在波壁通道内的流动特性实验和数值模拟研究，结果表明：脉动流场的操作参数对波壁通道内非牛顿流体的流动不稳定率有较大影响，且影响了通道内非牛顿流体的质量传递。
可持续制造
面向绿色性能优化的产品族模块再设计优先次序识别
赖荣燊1;林文广1;吴永明2
2019, 30(11):  1329-1335. 
摘要 ( )   HTML   PDF (3929KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
针对产品族绿色化过程中模块再设计优先次序识别问题，基于产品族层次结构模型提出功能模块通用性指标，以反映模块类型对再设计优先次序的影响；构建模块实例生命周期绿色性能评估模型，采用模糊层次分析法和灰色关联分析法来评价模块实例的绿色性能；以绿色性能评价值与通用性指标值之比来确定模块再设计优先次序；通过实例验证了所提方法的可行性和有效性。
插电式混合动力汽车的次优能量管理策略
吴进军1;颜丙杰2;方继根1;王西峰1;谢志鹏3;史洋4;李亮2
2019, 30(11):  1336-1342. 
摘要 ( )   HTML   PDF (10094KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
从实际应用角度出发，针对插电式混合动力汽车提出了一种次优能量管理策略，借助随机动态规划获得了最优的挡位与功率分配，提出了算法内部约束与外部修正相结合的方法来解决最优策略在实际应用中可能出现的频繁升降挡问题，并采用瞬时优化算法解决换挡过程中的最优功率分配问题。研究结果表明：与传统的瞬时优化控制策略相比，所提策略的燃油经济性有显著的提升效果。
考虑回收利用过程的汽车产品全生命周期评价
徐建全1;杨沿平2
2019, 30(11):  1343-1351. 
摘要 ( )   HTML   PDF (2492KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
构建了汽车产品全生命周期材料、能耗、排放评价模型，该模型涵盖汽车产品从材料获取、材料加工、零部件加工制造、整车装配、运行使用直至回收利用的生命周期闭环全过程。运用该评价模型，对某公司生产的传统汽油车和在该同一平台上开发的纯电动汽车进行实证分析，结果表明：纯电动汽车的全生命周期能耗及全生命周期CO2、CH4、N2O、NMVOC排放低于传统汽油车，但CO、SOx、NOx和PM排放均高于传统汽油车。采用CML 2001模型进行了两款车的全生命周期影响评价，结果显示：使用稀缺金属铜、锂较多的纯电动汽车在不可再生资源消耗（ADP）方面显著高于传统汽油车；纯电动汽车产生的温室效应（GWP）优于传统汽油车，但在人体健康损害影响、光化学烟雾影响及酸化影响方面，纯电动汽车均劣于传统汽油车。
工程前沿
可靠性约束下的包装生产线运行参数优化
周宏明;彭姣娇;张祥雷;王素芬
2019, 30(11):  1352-1358. 
摘要 ( )   HTML   PDF (658KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
针对包装生产线运行参数的选择与优化问题进行了研究，根据包装生产线的结构特点，构建了各耦合单元的可靠性与运行参数之间的映射关系，建立了可靠性约束下的包装生产线运行参数优化模型。以订单周期内包装生产线的有效运行速度为优化目标，采用自适应遗传算法求解最佳运行速度。实验结果表明，所提出的可靠性建模方法对研究可靠性约束下包装生产线的运行参数优化问题是有效和实用的。
不锈钢板激光光束摆动叠焊工艺研究
李翠1;周丹1;孟晓明2;叶兵1;王爱华1,3
2019, 30(11):  1359-1366,1377. 
摘要 ( )   HTML   PDF (15279KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
采用光纤激光器和D50摆动激光头进行不锈钢板激光叠焊工艺研究，分析了5种激光光束摆动方式对焊缝成形和气孔率的影响规律，并对直线形光束摆动方式下的焊接工艺参数进行了优化。研究结果表明：相对于常规激光焊接，5种激光光束摆动方式焊接均能有效增大叠焊板结合面熔宽，并可抑制焊缝气孔的产生。在直线形光束摆动方式下，随着激光功率增大或焊接速度减小，焊缝熔深和结合面宽度均增大；随着摆动频率增大，熔深则相应减小；随着摆动振幅增大，焊缝截面形状由丁字形向椭圆形、梯形转变。当激光功率、焊接速度、离焦量、摆动振幅和摆动频率分别为3 kW、2.4 m/min、5 mm、1.5 mm和300 Hz时可获得成形好、气孔较少、剪切强度较高的叠焊接头。
先进材料加工工程
基于三维成形极限应力图的AA6061挤压管材成形性能分析
朱良金;陈孟杰;王威;杜飞;董国疆
2019, 30(11):  1367-1377. 
摘要 ( )   HTML   PDF (9599KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
为解决AA6061挤压管材成形性能极差的问题，建立了“固溶水淬+颗粒介质胀形+人工时效”的铝合金管件成形工艺流程。研究了固溶水淬和人工时效工艺参数对材料性能影响规律，并建立了考虑厚向应力的三维成形极限应力图；建立了管件颗粒介质胀形有限元仿真模型，分析管件变形特征质点的运动轨迹和应力应变状态，并应用理论成形极限图对管件破裂失稳点和胀形极限进行分析和预判。四方截面管件胀形工艺试验结果表明，颗粒介质胀形工艺与合适的热处理工艺相结合能够有效地解决AA6061挤压管材的成形问题；考虑厚向应力的三维成形极限应力图可作为铝合金管件胀形工艺方案制定的破裂失稳判据。
热作模具热疲劳寿命评估及预测方法的研究进展
苏楠;陈明和
2019, 30(11):  1378-1385. 
摘要 ( )   HTML   PDF (632KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
热作模具服役过程中存在温度及机械载荷的循环变化，产生变形及失效的机理复杂，故热作模具热疲劳寿命的评估预测是模具应用研究的难点。结合现有研究成果，介绍了热应力疲劳研究中可用于热作模具热疲劳寿命评估及预测的方法, 从唯象寿命模型和损伤累积模型两个角度分别阐述了热作模具热机械疲劳寿命的研究,并对热作模具热疲劳寿命预测的发展趋势进行了展望。
英文目次
2019, 30(11):  1386. 
摘要 ( )   HTML   PDF (106KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
上一期    下一期