当期目录

    2019年 第30卷 第15期    刊出日期:2019-08-10
    版权页和目次
    2019, 30(15):  0. 
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    相关文章 | 计量指标
    机械基础工程
    考虑自锁元件动态特性的超越离合器-齿轮系统模型研究
    刘延伟1;朱云学1;林子越1;赵克刚2;黄谢鑫3
    2019, 30(15):  1765-1775. 
    摘要 ( )   HTML   PDF (20142KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    现有超越离合器动力学模型仅将主从动端的转速差或者转角差作为其处于接合或者超越状态的判断依据,但实际上由于自锁元件的惯性、变形因素及主从动件之间间隙的存在,此类模型在准确描述超越离合器及其传动系统的动力学特性方面存在一些问题。针对此类问题,以现有动力学模型为基础,提出通过转角补偿的形式将自锁元件动态特性的影响纳入建模的考虑因素,基于不同类型的超越离合器模型建立了超越离合器-齿轮系统动力学模型,分别在输入端驱动力矩稳定和波动两种情况下,应用MATLAB/Simulink进行了动力学特性仿真计算,并进行了超越离合器-齿轮系统台架试验。对计算结果和试验结果进行了对比分析,证明超越离合器采用“加入转角补偿的转角差模型”能够更为准确地描述超越离合器-齿轮系统的动态特性。
    针对打车软件的分心驾驶研究
    冯谢星1;张新钰2;张颖麟1;曹立波1,3
    2019, 30(15):  1782-1789. 
    摘要 ( )   HTML   PDF (3081KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    研究了打车软件信息提醒方式和操作方式对驾驶员驾驶行为的影响。利用模拟驾驶仪生成虚拟驾驶场景,包括跟车、变道以及危机驾驶工况以提供真实可控的试验环境,并通过APP Inventor软件制作试验所用打车软件以保证打车订单的内容与发生时间可控;针对分心事故高发群体招募志愿者,按照试验流程进行试验并记录驾驶员行为、接近速度、最小跟车时距等数据;利用方差分析(ANOVA)和事后检验分析方法(Post Hoc)进行数据分析,并通过可靠度评价模型评价对比各工况下的驾驶安全性。对18名志愿者的驾驶表现数据进行了统计学分析,结果表明:可靠度模型显示提醒方式对可靠度的影响明显,可靠度由高到低是文字提醒、语音提醒、综合提醒,最安全的提醒和操控模式为“文字提醒+声控操作”。
    基于磨料磨损的盘形滚刀刀圈磨损模型
    柳培蕾;杨世强;白乐乐;李卓;李德信
    2019, 30(15):  1782-1789. 
    摘要 ( )   HTML   PDF (4015KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对盾构机用盘形滚刀在隧道掘进施工中磨损严重的现状,提出一种针对盘形滚刀刀圈磨损的建模方法。基于盘形滚刀的主要磨损形式——磨料磨损,对破岩轨迹和破岩力进行分析,建立了综合塑性去除机制和断裂去除机制的磨损模型,采用粒子群优化算法对两种不同去除机制的占比进行优化。通过有限元分析软件DEFORM建立滚刀磨损仿真模型来模拟实际工况,计算盘形滚刀磨损量。结果表明:模型计算值与实际工程值的误差小于20%,表明磨损模型具有较高的准确性,可用于刀具磨损量计算。
    基于二次预测型横向载荷转移率的汽车侧翻预警研究
    金智林1,2;严正华1
    2019, 30(15):  1790-1795. 
    摘要 ( )   HTML   PDF (1682KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    准确预警可有效降低车辆侧翻事故。针对汽车侧翻预警算法的模型复杂度和预警精度之间存在矛盾的问题,提出了一种基于二次预测型横向载荷转移率的汽车侧翻预警方法。以某运动型多功能汽车为研究对象,建立了线性三自由度汽车侧翻动力学模型;应用汽车侧翻动力学理论,计算了横向载荷转移率及其一次变化率和二次变化率,求得了基于二次预测型横向载荷转移率的汽车侧翻预警时间的解析解;对高速紧急工况下运动型多功能汽车的绊倒型及非绊倒型侧翻过程进行实例仿真,结果表明,提出的基于二次预测型横向载荷转移率的汽车预警算法预警结果准确,可提高汽车侧翻的预警精度,能有效改善汽车防侧翻的主动安全性能。
    高速汽油机进气道喷射参数对混合气形成的影响
    孙承1;张毅2;江武1;杨靖1;明阳1
    2019, 30(15):  1796-1803,1812. 
    摘要 ( )   HTML   PDF (7162KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用实验与计算流体动力学(CFD)数值计算相结合的方法,对一台高速四冲程进气道喷射(PFI)汽油机在全速全负荷工况下,不同喷油参数对混合气形成的影响进行了研究。研究结果表明:在高转速情况下,较多喷孔、较小喷孔直径能显著减少附壁油膜的生成,增大缸内燃空当量比;燃油喷射角对缸内当量比影响较大,喷射角较大时的当量比显著小于喷射角较小时的当量比,但是随着喷射角的减小,当量比也逐渐减小;半开阀喷射模式下附壁油膜量较少,缸内当量比大于闭阀喷射模式下缸内当量比;二次喷射相比于单次喷射,缸内当量比无明显差异。
    基于少子样的核主泵电机滑动轴承可靠性研究
    杨世平1;谭博思1;夏天宇1;朱杰2;丁强明2
    2019, 30(15):  1804-1812. 
    摘要 ( )   HTML   PDF (7303KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为研究一种核主泵电机滑动轴承的可靠性,在少子样无法进行大量整机试验的情况下,分析了核主泵电机滑动轴承的工况,确定了其失效模式并绘制了故障树。采用ANSYS软件仿真分析了轴承重要单元受力情况,求解了单元应力分布,根据应力-强度干涉法,利用蒙特卡罗抽样法得到了单元可靠度;采用数据手册法得到了其他单元的可靠度,并计算得到了轴承的整体可靠度。对少数试制轴承的缩小推力瓦模型样本和原尺寸冷却器展开试验,结果表明该核主泵电机滑动轴承满足工程可靠性要求。
    民用涡扇发动机总体多学科设计优化研究
    罗钜;郭福水
    2019, 30(15):  1813-1820. 
    摘要 ( )   HTML   PDF (2994KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了在概念设计阶段充分考虑各学科间的耦合和平衡各指标间的冲突,以某型民用大涵道比涡扇发动机为研究对象,基于协同优化策略构建了发动机总体多学科设计优化平台,该平台集成了热力循环分析、尺寸/质量估算、轮挡燃油估算、污染物排放估算、整机噪声估算以及部件气动和结构强度分析等多个模块。采用非支配排序遗传算法进行了发动机总体方案多目标优化研究。计算结果表明:涵道比和涡轮进口温度对轮挡燃油和整机质量的影响较大,后两者在Pareto解中呈近似二次曲线式的分布规律。
    曳引电梯磁流变制动装置的多物理场耦合分析与试验
    郑祥盘1,3;郭源帆2;唐晓腾1;陈淑梅3
    2019, 30(15):  1821-1827. 
    摘要 ( )   HTML   PDF (5934KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    设计了一种具有双线圈结构的磁流变制动装置,该结构满足曳引电梯较大制动力矩和良好散热功能的要求。基于数学物理方法,在COMSOL Multi-physic有限元软件中建立了曳引电梯磁流变制动装置多物理场模型,即静磁场、流场与转子动力学方程相互耦合的数学模型,利用该模型进行动态仿真研究分析,揭示不同电流、转速下磁流变制动装置的制动力矩、制动时间、温度的变化规律和动态性能。最后进行了实验验证,仿真分析结果与试验结果相吻合。
    可持续制造
    废旧动力电池逆向物流模式及回收网络研究
    朱凌云;陈铭
    2019, 30(15):  1828-1836. 
    摘要 ( )   HTML   PDF (781KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    以上汽集团所销售的电动汽车产生的报废动力电池为研究对象,建立了评价指标体系,并运用模糊综合评价法研究了废旧动力电池的逆向物流模式选择。研究发现,自营模式在总体上最适合上汽集团的电池回收。在具体指标方面,自营模式在经济和管理因素方面优势突出,外包模式在技术因素方面优势最为明显。最后,综合分析了上汽集团废旧动力电池回收的利益相关方和逆向物流过程所涉及的各个环节,建立了现阶段适合上汽集团发展的以自营模式为基础的复合型废旧动力电池逆向物流回收网络。
    考虑布局熵的多态性车间布局稳健优化模型与算法
    陈勇;程子文;姜枞聪;王亚良;王成;郦仕云
    2019, 30(15):  1837-1848. 
    摘要 ( )   HTML   PDF (2010KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为满足大规模定制和产业集群下多品种、小批量的市场需求和订单动态波动的客户需求以及车间低成本、高稳健性的布局要求,设计了以单位面积布置成本、单位产品物流成本和布局熵为优化指标的多目标布局优化模型。提出了基于Pareto优化的聚类并行多目标遗传算法,引入模糊C-均值聚类算法以提高Pareto解集分布的多样性与均匀性,设计了多元胞差分进化重插入操作与基于“精英策略”的移民操作,增强了算法全局与局部搜索能力,有效避免了早熟现象。通过典型算例对比,验证了模型和算法的有效性;同时在企业布局实例应用中,获得了既能满足低成本又能将布局熵值控制在理想范围内的车间布局方案,表明模型具有良好的实用性。
    基于实验设计与数据分析的金属热挤压成形比能耗优化
    李洪丞;马国喜;罗蓉;罗志勇
    2019, 30(15):  1849-1855. 
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    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为降低金属挤压成形阶段能耗,以挤压成形比能耗为目标,建立热平衡约束条件等价方程,以铝棒起始温度、铝棒长度、挤压速度、挤压筒温度、模角等为控制变量,以热导率、材料强度系数为扰动变量,集成利用实验设计(DOE)与数据分析等方法构建热平衡约束的挤压成形比能耗鲁棒优化模型。结果表明,在热平衡约束以及多参数控制环境下,通过鲁棒优化可降低挤压成形比能耗,而且可以保证产品质量的稳定性。
    工程前沿
    面向企业生产集成系统的物料推荐系统
    吴文李1;范小朋2;周庚申1;黄羿1;曹旸1;林桂婵1
    2019, 30(15):  1856-1865. 
    摘要 ( )   HTML   PDF (2526KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    针对目前生产制造信息平台因多系统集成带来的物品检索量过大、信息冗余、人工筛选耗时、不支持近似查询等问题,提出一个可集成于当前工业信息系统的“物品-用户”组合推荐模型。该推荐模型组合了基于内容推荐和基于协同过滤推荐。在推荐项方面,考虑了推荐项的具体形态,全面分析物料清单 (含零部件、半成品、产品)所包含的特征,提出基于内容相似、物料清单结构相似及两者集成的相似距离定义方法,并按物品的不同选择不同的方法来定义物品间的近似距离,同时以距离为基准划分主题或分类。对于模型中的用户,主要针对生产系统特点来量化用户兴趣、定义用户近似公式。最后,以系统套件的方式实现了推荐平台的建立,并引入最新的研究成果解决了系统冷启动问题。实验表明,物料推荐平台有效填充了现有信息系统的空缺功能,能为用户准确推荐满足其需求的物品,提高信息获取的效率。

    高温环境下电连接器内部温度有限元仿真分析及试验
    高成;张芮;黄姣英 ;赵冬
    2019, 30(15):  1867-1872. 
    摘要 ( )   HTML   PDF (5217KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对电连接器内部温度难以准确测量的问题,以Y2型宇航分离脱落电连接器为研究对象,完成了电连接器内部温度测试方法的仿真研究、试验设计及相关影响因素分析。利用SolidWorks软件建立电连接器的三维模型,基于ANSYS对电连接器模型进行热电耦合仿真分析,得到了电连接器在不同环境温度下的内部温升及温度分布规律。设计电连接器内部温度测试系统,完成电连接器内部温度测试以及与仿真结果的对比验证。基于此仿真方法,研究芯数、工作电流及接触电阻对电连接器温度变化的影响,发现电连接器内部最高温度均随这三个影响因素的增大而增大。
    先进材料加工工程
    层状金属复合板带铸轧复合技术研究进展
    季策1,2;黄华贵1,2;孙静娜1,2;刘文文1,2
    2019, 30(15):  1873-1881. 
    摘要 ( )   HTML   PDF (6041KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    介绍了层状金属复合板带铸轧复合技术的发展背景和意义,概述了近年来固-液铸轧复合工艺和液-液铸轧复合工艺开发现状及研究成果,对比分析了传统的固-固相、固-液相金属界面结合机理和铸轧复合机理的区别,并结合研究现状,从产品极限规格、产品种类、复合界面性能调控、全生命周期理论等方面对层状金属复合材料铸轧复合工艺发展进行了展望。
    夹具拘束下大型薄壁铝合金结构搅拌摩擦焊接变形特性
    汤一博1;孙宏波2;余海东1;郑斌1;来新民1
    2019, 30(15):  1881-1889. 
    摘要 ( )   HTML   PDF (6542KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用应力分区映射法对大型薄壁铝合金结构搅拌摩擦焊接工艺进行了仿真计算,并通过实验验证了该方法的计算精度,从机理上分析了搅拌摩擦焊接的变形行为,在此基础上研究了不同夹具拘束对不同尺寸的大型薄壁结构焊接变形的影响规律。结果表明,夹具释放前,焊接件存在的沿厚度方向的应力梯度是导致搅拌摩擦焊接薄板纵向翘曲变形的根本原因;对于一般的焊接件,拘束距离较小的约束方式可以有效地抑制焊接变形;随着焊接件长度的增大,其焊接变形明显增大,装夹位置对焊接变形的影响效果更加明显。
    英文目次
    2019, 30(15):  1890. 
    摘要 ( )   HTML   PDF (104KB) ( )  
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