中国机械工程

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2018, 29(23): 0.

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基于热弹流润滑的墨辊挤压接触区的油墨温度分析

初红艳;陈立博;安然;蔡力钢

2018, 29(23): 2773-2778.

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印刷过程中，印刷油墨的温度和黏度对印刷质量有较大的影响。基于热弹流润滑理论，应用MATLAB计算了两墨辊接触区内的油墨墨层压力、中心墨层厚度及油墨层的温度分布，研究了印刷油墨在一软一硬两墨辊接触区内沿墨层厚度方向不同位置处的油墨温度分布，以及载荷、对滚速度和墨辊材料对油墨中间层最大温升的影响。结果表明：受热传导的影响，沿墨层厚度方向的不同位置处，中间层油墨温度最高，越靠近两墨辊处温度越低；随着载荷的增大，油墨中间层最大温升增加；随着两辊对滚速度的增加，两辊接触区油墨中间层的温度变化不大；随着软辊弹性模量的增加，两辊接触区油墨中间层的温升逐渐增加。

基于实验设计技术的增程式发动机性能提升研究

程雪利1;丁树勇2;安林超1

2018, 29(23): 2778-2782.

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以某1.5 L增程式发动机为研究对象，建立并标定其CAE仿真模型，利用实验设计（DOE）技术对气门升程曲线、进气歧管及进气道结构进行优化研究；对改型后的增程式发动机进行了全面的台架试验标定。实验和分析结果表明：新的气门升程曲线提高了低速段扭矩，尤其是转速为1200r/min和2800r/min时，扭矩分别增大了10%和12%；优化了进气道结构，平均滚流比大幅提升至原来的1.5~2.2倍；优化后的增程式发动机高效率区的实验等油耗值为250g/（kW·h），相对原机的实验等油耗值，增加了近3倍。

基于静电微量润滑技术的磨削加工性能试验研究

林建斌;吕涛;黄水泉;胡晓冬;许雪峰

2018, 29(23): 2783-2791,2798.

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在构建静电微量润滑(EMQL)磨削加工系统的基础上，分析了不同荷电电压下润滑液液滴的荷质比和润湿渗透性能，研究了正负荷电电压下静电微量润滑技术的磨削加工特性。通过分析工件表层的显微硬度和显微组织，揭示了静电微量润滑技术的磨削加工作用机理。结果表明：荷电液滴的表面张力与润湿角减小，液滴的渗透性和润湿性提高。与传统微量润滑（MQL）相比，荷电液滴更易在砂轮-工件接触面渗透铺展，提升了润滑与换热能力，在正荷电静电微量润滑条件下，工件表层显微组织中的铁素体相对含量增加，工件表层显微硬度降低，磨削加工性能更好。

基于熵值法径向基神经网络的清扫车吸尘口垃圾颗粒驻留时间预测

赵富强1,2;邓海龙1;解璨铭1;董竞1;李玉贵1;王铁2

2018, 29(23): 2792-2798.

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针对清扫车吸尘口内垃圾颗粒驻留时间受到结构类、固相类及气相类因素多类型、非线性作用预测难的问题，提出了基于熵值法的径向基神经网络(RBFNN)的垃圾颗粒驻留时间预测方法,该方法考虑了吸尘负压、滚刷转速、颗粒质量、颗粒密度、颗粒流量和吸尘管直径6种因素，将采用熵值法求解的因素权重作为输入扰动变量，建立了垃圾颗粒驻留时间的预测模型。结果表明：与采用传统RBFNN的预测方法相比，所提方法具有预测精度高的优点，可较好地解决清扫车吸尘口垃圾颗粒驻留时间预测难的问题，有助于提升清扫车吸尘系统设计水平。

基于单目图像序列的铸件三维重建方法

张洪鑫;王明珠;仇浩然;姜金刚

2018, 29(23): 2799-2803,2814.

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为了实现基于机器视觉的铸件毛刺自动检测与识别，提出了一种基于单目视觉的铸件三维重建方法。利用单目相机对目标进行无标定多角度旋转拍摄，获得一组单目图像序列；运用“两步匹配法”优化相邻图像特征点的匹配，剔除大量误匹配点，提高特征点匹配效率。对三维重建的点阵进行泊松表面重建，细化了铸件三维表面的细节。实验结果表明,该方法装置简单，无需对相机与目标的相对位置进行预先标定，能有效地恢复铸件三维表面的细节特征。该方法适用于机械加工环境下零件的三维表面重建。

可重用零件特征的快速设计技术

张壮;程筱胜;戴宁;李大伟;孙登广;孟令尹

2018, 29(23): 2804-2814.

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针对零件建模中复杂结构设计重用困难的问题，提出了一种基于网格融合的建模方法。采用离散指数映射(DEM)方法对基网格目标区域进行局部参数化；利用最小二乘网格以特征网格边界为条件进行补洞处理，进而采用DEM方法对补洞网格进行参数化，得到特征网格边界点的参数坐标和法矢；依据参数坐标将特征网格边界映射至基网格目标区域，并以目标区域映射边界点的位置和法矢作为初始形变条件，利用基于层的网格变形优化算法对特征网格进行变形重建，使特征网格具有较好的保形性；通过修正特征网格边界点法矢来控制重建网格体积膨胀收缩情况，进一步提高保形性；依据法矢、曲率对基网络和特征网格提取特征图元并以此添加几何约束，控制特征网格在基网格上的位置形态，保证两网格相对位置关系。实验结果表明：该方法便捷高效、精度高，可在新模型设计中有效实现设计重用。

基于人工鱼群和粒子群优化混合算法的侧铣刀轴轨迹规划

刘红军1;魏宇祥2

2018, 29(23): 2815-2820.

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针对圆锥刀侧铣加工非可展直纹面的刀轴轨迹规划问题，采用两点偏置法确定初始刀轴矢量，为评价单个刀位，提出了单刀位下的误差度量函数，即刀轴上各点到非可展直纹面的距离与对应各点到圆锥面的距离差值的平方和最小。为解决每个刀位下的位姿寻优问题，提出了基于人工鱼群（AFS）和粒子群优化（PSO）混合算法的优化方案。仿真结果表明，所提方法在单刀位下的优化过程简单，结果精度高，优化后位姿集合形成的刀具包络误差小。

电动车用电机式主动稳定杆多模式控制策略研究

李姣;皮大伟;王洪亮;李育龙

2018, 29(23): 2821-2828.

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电动车在行驶过程中，路面及车身等情况不断变化，为了兼顾车辆在不同行驶工况下的行驶平顺性及侧倾稳定性，针对电机式主动稳定杆系统提出了三种工作模式，控制器根据车身的状态信号选择合适的工作模式。基于MATLAB/Simulink，建立了14自由度整车模型和电机式主动稳定杆模型，在多种工况下进行了仿真分析。仿真结果表明：电机式主动稳定杆系统根据不同的外部条件或行驶工况选择合适的工作模式，能有效提高车辆的侧倾稳定性与行驶平顺性。

可调螺距螺旋桨单叶静平衡试验台研制

王超;苏世杰;付灵懿;杨逸琳;张超

2018, 29(23): 2828-2835.

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提出一种二次称重测量桨叶重心及不平衡力矩的方法，以提高桨叶静平衡的测量精度；基于所提方法进行双层结构的可调螺距螺旋桨单叶静平衡试验台设计，同时为保证试验台测量精度并扩大测量范围，采用响应面优化法对上层平台进行结构优化设计，以提高上层平台的刚度并减小质量；开发了一试验台样机并进行了实桨测量试验。结果表明：静平衡试验台具有较高的测量精度及重复精度，能够较好地满足可调螺距螺旋桨单叶静平衡试验的需求。

低碳低成本约束下箱体零件加工路线优化方法

张雷;赵希坤;蒋诗新;宋豪达

2018, 29(23): 2836-2844.

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针对箱体零件工艺设计过程中工艺路线的低碳低成本优化问题，分析了复杂箱体零件的加工特征。在加工工步排序原则和机械加工工艺路线的基础上，根据多色集理论构建了工步排序问题的“特征-工步”和“特征-面孔”围道布尔矩阵，提出了以最低总碳排放（低碳）和最低加工成本（低成本）为优化目标的机械加工工艺路线多目标优化方法，并将改进的遗传算法应用到求解工步排序的问题中，从而得到最优解。以某型号箱体零件为例，验证了所提优化方法的有效性和可行性。

基于聚类和自适应神经模糊推理系统的数控机床绿色度评价方法

王宇钢1;修世超2

2018, 29(23): 2845-2849,2858.

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为了实现对数控机床绿色度的智能评价，提高数控机床绿色度预测精度，提出了一种基于聚类和自适应神经模糊推理系统（ANFIS）的评价方法。采用改进的粒子群优化模糊C均值聚类算法实现样本的自适应分类，生成辅助ANFIS学习的训练样本集；建立基于ANFIS的评价模型，通过对训练样本集的学习自动生成模糊规则，消除评价指标的模糊性和随机性对评价结果的影响；训练后的评价模型可用于评价样本的自适应推理。最后利用提出的评价方法对数控机床绿色度进行实例分析，验证了该评价方法的有效性。

不相关并行机节能调度问题建模

孟磊磊1;张超勇1;詹欣隆1;洪辉1;罗敏2

2018, 29(23): 2850-2858.

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针对以能耗最小化为目标的不相关并行机调度问题，提出了5个考虑关机/重启策略的混合整数规划(MIP)模型。针对非线性模型，通过引入中间决策变量将其转换为线性模型。从模型尺寸复杂度、计算复杂度两方面对所提5个MIP模型进行了详细的对比评估。试验结果表明：基于不同建模思路的MIP模型尺寸复杂度、计算复杂度差别很大，基于空闲能耗的线性模型求解效果最好。

基于表面质量需求的机械零件再制造毛坯预处理工艺优化方法

柯庆镝1;田常俊1;李杰1;李柏青2;翟正树2;詹伟1

2018, 29(23): 2859-2866.

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针对目前再制造预处理工艺不能有效地与检测、修复等后续工艺相匹配的问题，通过调研现有再制造毛坯污染物及相应预处理工艺，构建了基于表面质量需求的再制造毛坯预处理工艺能力函数。同时考虑再制造预处理工艺中的能量消耗过程，构建了再制造预处理工艺模型，提出一种基于表面质量需求的再制造毛坯预处理工艺优化方法。以某款变速箱壳体类零件为研究对象，基于Box-behnken实验数据，构建了超声波清洗预处理工艺优化模型，并提出了不同表面质量需求下的优化工艺方案，验证了所提模型及方法的可行性与有效性。

智能透明汽车工厂的构建与实施

杨一昕1，2;袁兆才2;皮智波2;夏纬3;姜潮1;郭孔辉1

2018, 29(23): 2867-2874.

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以一个实际的智能工厂项目为依托，系统研究了智能工厂的构架和具体建设实施方法，形成了包括工厂智能设计、智能生产、智能物流、智能管理等多个方面的智能制造与汽车制造业务流程有机结合的系统体系。在此基础上，构建了数字化工厂、自动化柔性生产线、物流管理系统、智能管理中心等智能制造基础设施，制定了智能工厂的相应标准，并通过应用工业互联网、大数据等技术，实现了自动化、信息化和数字化在智能工厂体系中的融合，给出了智能透明汽车工厂具体的实施思路和体系框架。

大功率两冲程柴油机气缸套加工工艺

赵向军;谭勇敢;周忠毅;吴凯

2018, 29(23): 2875-2881.

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在分析230系列大功率两冲程柴油机气缸套的结构特点和应用优势的基础上，探讨了加工该缸套的工艺路线并分析了工艺难点。研究了缸套毛坯铸造、缸套本体与水套钎焊、内孔激光淬火强化处理以及异形内孔珩磨等关键工艺技术并进行了试验验证。基于以上研究完成了230型气缸套的国产化研制并进行了批量装机应用，应用效果表明该气缸套服役性能良好。

基于活动拉深筋过拉深工艺的高强钢S梁扭曲回弹控制研究

王成勇;姚圆圆;程明;安自仁

2018, 29(23): 2881-2886.

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采用CAE分析与现场调试相结合的方法，研究了高强钢变截面S梁拉延后的扭曲回弹规律，发现拐角特征是S梁发生扭曲回弹的关键影响因素。通过对拐角截面的应力和变形分析，解释了拐角造成扭曲回弹的原因，并设计了成形筋，以控制拐角造型引起的扭曲回弹。在设计成形筋的基础上，比较了变压边力和活动拉深筋过拉深两种工艺方案对S梁扭曲回弹的改善效果。研究结果表明活动拉深筋过拉深工艺对S梁扭曲回弹的改善更有效。

立方体破片对铝合金板冲击的数值仿真

王轩;路明建;邓云飞

2018, 29(23): 2887-2894.

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为研究不同强度铝合金板受立方体破片冲击的损伤特性及失效机理，利用有限元软件ABAQUS/Explicit建立了立方体破片以不同着靶姿态冲击不同强度铝合金靶板的模型，分析了破片着靶姿态、靶板强度对靶体防护性能、失效模式和能量吸收的影响规律及机理。研究结果表明：立方体破片点接触着靶冲击时弹道极限速度高于面接触着靶冲击时弹道极限速度;弹道极限速度并不是随着靶板强度的增大而单调增大，而是呈现先增大后减小的趋势，即存在一个最佳强度使得靶板的抗冲击性能最优;靶板强度和破片着靶姿态对靶体失效模式、能量吸收情况均存在显著影响，但各因素影响程度与机理存在差异。

增材制造从产业培育步入推广应用新阶段——《增材制造产业发展行动计划（2017—2020年）》解析

欧阳安

2018, 29(23): 2895-2897.

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