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  • 2018年第46卷第17期文章目次
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    • 虎克铰间隙对3-RUU并联机构定位精度的影响

      2018, 46(17):1-4. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.001

      摘要 (440) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于并联机器人而言,关节间隙是影响机器人精度的重要因素。采用极限误差的方法,对虎克铰关节的空间间隙进行等效分解,利用数值算法,建立关节间隙与末端动平台的定位精度之间的函数关系和位姿误差分布图,与机器人运动学雅可比矩阵条件数分布图进行对比分析,得到位置误差与雅可比矩阵条件数分布规律相似,而姿态误差与此相反的结论,该结论可作为机构优化设计的理论依据。

    • 一种2T2R型并联机构的运动学分析及仿真

      2018, 46(17):5-9. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.002

      摘要 (407) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种新型2T2R并联机构,该机构由静平台、动平台和连接两平台的两条PRS支链和两条PSS支链组成。基于螺旋理论对机构的自由度进行分析,并根据机构运动螺旋系、约束螺旋系和驱动螺旋系的线性相关性分析了机构的奇异位形;然后利用齐次坐标变换法建立机构的位姿方程,再通过对位姿态方程求导得出机构的速度、加速度正、逆解方程;最后给出数值算例,仿真结果验证了理论分析的正确性。

    • 天车机器人模型及吊钩运动视觉检测

      2018, 46(17):10-15. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.003

      摘要 (636) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:天车是企业生产中物料吊运的重要设备。研究天车安全、可靠、高效运行具有重要意义。为研究天车运行特点及引入视觉系统进行避障、监控运行的可行性,在实验室环境中搭建了天车机器人及其视觉测量系统。建立了天车机器人吊钩轨迹运动坐标系及双目立体视觉模型;采用RGB不同颜色阈值选取方法对吊钩目标图像进行识别,进而将吊钩从复杂的背景中分割出来;采用SIFT特征点匹配方法实现了吊钩图像的特征点匹配及吊钩运动目标的视觉检测与跟踪。研究结果对提高天车运行的自动化、智能化具有借鉴意义。

    • 穿戴式康复训练机器人液压系统故障分析

      2018, 46(17):16-20. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.004

      摘要 (391) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于穿戴式康复训练机器人液压系统非线性特点以及故障形式的多样性,为了真实反映穿戴式康复训练机器人的液压系统运行的稳定性,对液压驱动系统的故障机制进行分析,并对非线性液压系统的故障进行了研究。提出了通过 AMESim、ADAMS与MATLAB联合来对液压驱动系统的故障信号进行仿真,将获得的相应的故障响应曲线与正常工作响应曲线作对比,确定了液压驱动系统的故障类型并对其进行诊断改善,旨在进一步提高康复训练机器人驱动系统运行的稳定性。

    • Arduino与MATLAB混合模式人机对弈系统设计方法

      2018, 46(17):21-24. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.005

      摘要 (477) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决人机对弈系统的程序可读性差、研究效率低及开发周期较长问题,提出一种具有高可读性、高效率、高精度的人机对弈机器人系统设计方法。通过对弈过程及博弈行为分析,确定人机对弈系统的功能及组成,并详细叙述软件系统设计以及利用Arduino与MATLAB混合编程设计方法。最终,利用博弈试验证明,在保证控制执行效率和精准度的前提下,此方法程序可读性及移植性明显提高。该设计方法不仅为后续系统开发奠定了良好的实践基础,而且为人机对弈系统开发提供一种新模式。

    • 不同冗余滑动方式对并联机床工作空间的影响

      2018, 46(17):25-29. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.006

      摘要 (375) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以三平动非对称(3-2SPS)并联机床为研究对象,着重研究冗余直线滑动和冗余圆弧滑动两种冗余滑块对机床工作空间的影响。对机床建立坐标系,确定两种滑动方式中冗余滑块的位置坐标,在同一坐标系下建立两种不同冗余滑动方式并联机床的位置反解模型,得到机构的反解运动方程,设置机床运动的约束条件,利用MATLAB软件对两种冗余滑动方式下并联机床的工作空间进行仿真,比较分析两种冗余滑动方式对机床工作空间的影响。

    • 含两个冗余驱动并联机床的灵巧度分析

      2018, 46(17):30-35. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.007

      摘要 (333) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以两个冗余驱动的并联机床为研究对象,建立机床的运动学模型,得到机床的雅克比矩阵,并对机床进行灵巧度分析。利用雅克比矩阵建立了3个影响机床灵巧度的指标,即可操控性、条件数和最小奇异值,通过这3个灵巧度指标定义了综合灵巧度系数这个评价指标。最后采用MATLAB进行仿真分析,得到不同位置的灵巧度分布情况,为机床的优化和轨迹规划奠定了一定的理论基础。

    • 人机交互式五轴机械手设计与制造

      2018, 46(17):36-38. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.008

      摘要 (355) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:仿照人的手臂设计小型五轴机械手,通过SolidWorks软件完成机械手的三维数字化设计,根据D-H方法建立机械手的姿态运动方程,从而建立数学模型。通过运动学反解得出机械手臂的位姿,完成零件加工,并制作实物,为正在研究的人机交互式的控制系统,时时追踪人手臂的动作,实现远程医疗服务提供理想的实验对象。

    • 机器人轨迹规划目标逆解精度优化算法

      2018, 46(17):39-43. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.009

      摘要 (338) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用常规D-H建模方法,建立6R机器人正运动学模型。当模型存在误差时,轨迹规划目标逆解含有误差,实际运行轨迹无法满足机器人作业精度。提出将目标位姿与实际位姿间误差作为迭代目标,基于Levenberg-Marquardt方法求逆,利用含有误差的模型参数,实现逆解精度迭代优化,输出修正后的关节角逆解,可使机器人实际运动以所需作业精度接近轨迹规划目标位姿。经仿真验证,算法可完成复杂的轨迹规划逆解精度优化,且避免运动学模型高精标定与参数识别,有实际应用价值。

    • 基于MK60DN512ZVLQ10 的自动循迹小车系统的设计

      2018, 46(17):44-47. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.010

      摘要 (346) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统智能小车信息采集不稳和实时性不高等问题,提出一种基于MK60DN512ZVLQ10 的自动循迹小车系统。系统由主控模块、传感器模块、电机与舵机控制等模块组成。金属传感器采集复杂的赛道信息,按照SPI通信协议将采集回来的数据传到主控器MK60DN512ZVLQ10中;主控芯片对采集的数据进行处理,判断车身位置和赛道信息,控制车的方向;BTS7970作为电机驱动模块,可实现电机的稳定控制;针对车模的双电机特性,设计中采用对后轮分别驱动模式,用两个编码器分别进行速度的测量,采用增量式PID算法实现动力系统的精确闭环控制,可以使小车沿铁丝快速稳定前行。当采集到特殊赛道信息,通过OLED进行实时显示。通过测试,系统能够精确稳定地实现复杂路径的寻迹功能。

    • 6-PSS并联机构的刚-柔耦合动力学建模及仿真

      2018, 46(17):48-52. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.011

      摘要 (382) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:主要对一种新颖的6-PSS并联机构进行刚-柔耦合动力学建模以及仿真分析。并联机构主要包括动平台、静平台、定长杆、滑块和冗余容错驱动装置等。以此机构为研究对象进行运动学分析,得到逆运动学方程。首先利用有限元理论对柔性杆进行离散处理,运用拉格朗日方程和动力学相关理论建立单元的弹性动力学方程及刚性子结构的动力学方程;推导出系统的弹性动力学方程。其次利用ADAMS软件和ANSYS软件建立6-PSS并联机构的刚-柔耦合体模型,对该模型进行仿真分析,与全刚体模型进行比较。仿真结果表明两类模型运动和受力曲线吻合,同时在短时间内,平台位置和受力误差趋于某一波动范围,模型各驱动力与系统负载相比较小;建立的刚-柔耦合体模型正确,机构的驱动性能较好。

    • 视觉定位下的并联机械手运动仿真平台设计

      2018, 46(17):53-56. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.012

      摘要 (443) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对Delta并联机械手对目标物体的拾放任务,基于MATLAB图像处理技术获取目标物体的中心坐标,并在直角坐标空间中进行机械手的五次多项式轨迹规划,得到末端运动平台的运动轨迹。建立Simulink/Simmechanics联合仿真系统,采用Simulink完成多项式轨迹规划并得出驱动臂的实时目标角度,传递给Simmechanics模拟机械手的连续轨迹运动,得到机械手的动力学参数。运用MATLAB/GUI设计仿真平台,集成图像处理和机械手运动仿真并实现不同插件之间数据的传递。最后通过运动仿真实例验证了仿真平台的有效性,对机械手驱动电机选型和智能化控制研究有较大价值。

    • 高速轧辊磨头集成供油平台电液控制系统的研发

      2018, 46(17):57-60. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.013

      摘要 (392) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足国产高速轧辊磨头综合测试实验的要求,通过分析国产数控轧辊磨床的现有技术,针对高速轧辊磨头各类油膜润滑轴承以及磨头不同部位的润滑特点,设计了一种高速轧辊磨头集成供油平台的液压控制系统。并对其PLC控制系统进行开发,包括硬件PLC控制电路的设计及其软件的开发。调试结果表明:该高速轧辊磨头集成供油平台电液控制系统不仅自动化程度高,而且能在不同供油压力与转速的情况下稳定运行,从而为高速轧辊磨床的国产化提供强有力的实验条件支撑。

    • 小型旋翼气动特性研究

      2018, 46(17):61-65. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.014

      摘要 (589) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究小型旋翼的气动特性,运用CFD方法对旋翼的流场进行数值模拟,通过旋翼表面压力分布、速度矢量、流场流线以及升阻比来详细分析旋翼的流场分布特点和气动特性。设计试验系统并搭建气动测试实验平台,实际测量旋翼的拉力和功耗并验证数值模拟结果的可行性。研究结果表明,旋翼桨尖处压力最大且存在负压区域,桨尖压力梯度最大的地方逸出了桨尖涡。在雷诺数范围 08×105~116×105内,旋翼翼型在雷诺数约为90 000时的升阻比达到最大。低转速下旋翼的功率载荷较大,在转速约为1 700 r/min时,旋翼的拉力较大同时功耗较小。

    • 司机操作特性对挖掘机主泵压力的载荷特性的影响

      2018, 46(17):66-71. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.015

      摘要 (332) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:载荷谱是挖掘机系统和部件寿命预测和可靠性分析的数据基础,载荷特性的差异对寿命预测和可靠性分析结果影响很大。司机操作特性是影响载荷特性,特别是载荷集中位置和波动程度的重要因素之一。通过采集3名司机操作下的挖掘机液压系统主泵压力载荷数据,并进行载荷处理和载荷分段提取挖掘段载荷,得到每名司机操作下载荷数据的均值和标准差,通过拟合图法和K-S检验法验证载荷特征值的正态分布特性,并基于显著性差异理论分析了3名司机操作下载荷特性的差异性,证明了司机操作特性对载荷特性影响的客观性,为重视工程机械领域人为因素对载荷特性的影响提供了理论依据。

    • 主轴动态精度测试与分析

      2018, 46(17):72-75. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.016

      摘要 (392) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:主轴动态误差对加工精度有至关重要的影响,针对主轴动态误差进行了试验与分析。介绍了主轴动态误差的概念,采用主轴动态误差分析仪对主轴动态误差进行了采集,采集的数据包括主轴径向平均误差、径向异步误差、轴向平均误差、轴向异步误差以及轴向最小间隙。对某型号同类型三台立式加工中心分别进行了多转速情况下的测量,对比并分析了三台立式加工中心的测量结果。在转速为7 500 r/min时,三台立式加工中心径向异步误差分别为70、 15、15 μm;在转速升至6 000 r/min之后主轴最小径向间隙均有较大提升。试验结果表明:主轴动态精度受到机床工况和转速共同影响;在高速转动情况下,主轴径向最小间隙增大明显;加工时要根据工况合理安排转速,以保证加工质量。

    • 液压制动系统协调控制下电动汽车制动系统研究

      2018, 46(17):76-79. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.017

      摘要 (355) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高电动汽车制动过程的稳定性,分析了电动汽车电机的制动和液压制动的过程,并依据电动汽车制动转矩的要求,提出了电机制动与液压制动模式的切换方案及制动转矩的协调控制方案。利用仿真软件平台建立了电动汽车电动液压制动系统仿真模型,通过改变制动强度,获得了电动汽车制动稳定性数据。分析结果表明:对于低强度制动工况,电机制动系统可有效满足汽车制动的需要,而液压制动系统无法达到相应工作要求;对于中等强度制动工况,电机制动系统及液压制动系统可有效协调工作,并实现稳定制动过程;而对于高强度制动或高蓄电池SOC工况,采用电动液压制动系统可有效保证车辆的制动稳定性。

    • 316不锈钢摩擦磨损性能研究

      2018, 46(17):80-84. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.018

      摘要 (472) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以316不锈钢为研究对象,采用火花直读光谱仪检测316不锈钢的基本成分,利用高温真空硬度计对316不锈钢不同温度下的维氏硬度进行测试与分析,采用金相显微镜对316不锈钢的组织结构进行分析。分别以GCr15钢、440C钢、316不锈钢、304不锈钢球为摩擦副,与316不锈钢圆盘在万能摩擦磨损试验机上进行球盘摩擦实验。结果表明:干摩擦条件下,316不锈钢的表面耐磨性能优于304不锈钢,弱于GCr15钢与440C钢。316不锈钢与GCr15钢的高温摩擦实验表明:316不锈钢的耐磨性能随摩擦温度的升高逐渐降低。温度的升高导致316钢组织变软,以致加剧试样与摩擦副之间的黏附黏着,导致严重磨损。

    • 基于预测可信时间的往复压缩机振动信号非参数预测方法

      2018, 46(17):85-89. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.019

      摘要 (379) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对具有分形特征的复杂非线性时间序列的预测,核心问题表现为初始条件敏感性对系统动力模型的影响,该敏感性又决定了最大预测可信时间,忽略最大预测可信时间而得到的仅包含有限离散振动幅值的预测,对具有周期震荡趋势信号的特征识别与寿命分析意义甚微。笔者从信息熵角度计算预测可信时间,在对振动时序局部均值分解(Local Mean Decomposition, LMD)的基础上,建立基于KNN(K Nearest Neighbor)非参数改进预测算法,从能量角度选择LMD主分量和影响权值,对主分量做相空间重构并构造预测序列,以最大预测可信时间为重构间隔,对不同特征模态相空间重构以实现对模型的变参数寻优;采用上述预测算法对2D12往复式压缩机轴承振动序列计算并提取故障特征分量,对比分析表明,该算法能较准确预测序列演化趋势并为寿命预测提供有效支撑。

    • 转运系统曲线落煤管结构参数对煤流速度的影响

      2018, 46(17):90-95. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.020

      摘要 (407) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在转运系统中根据曲线落煤管的母线方程得出影响出口处煤流速度的主要结构参数。建立曲线落煤管内部煤流的动力模型,基于离散单元法,利用EDEM软件研究部分系统参数与曲线落煤管结构参数对落煤管出口处煤流沿输送带方向分速度与垂直于输送带方向分速度的影响。研究表明:改变曲线落煤管的高度、中心距和出口角度直接影响了曲线落煤管中煤流的速度;通过对3个参数的综合调节,可以使曲线落煤管出口处煤流的速度控制在目标值,降低因煤流与输送带的相对运动产生的皮带磨损和扬尘现象。

    • 双锥形流量计仿真与数学模型研究

      2018, 46(17):96-99. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.021

      摘要 (371) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:双锥流量计目前没有统一的国家标准,研究其前锥角、后锥角、槽道长度、等效直径比4个几何参数,与流出系数、压力损失等性能评价指标的影响规律,有助于双锥流量计的性能评估与校准。采用控制变量实验法,设计了4组FLUENT流体仿真实验,对各几何参数对性能指标的影响进行研究。实验结果表明:前后锥角对流出系数影响不大,锥角45°的相对压力损失最小;槽道长度对流出系数大小影响最大,但不影响流出系数的线性度,对相对压力损失也有影响;等效直径比越大,流出系数越大,相对压力损失越小,且具有线性关系。以此为依据,确定节流件优化参数为前后锥角45°、槽道长度取D/2。最后建立双锥流量计在优化参数下,等效直径比与流出系数、压力损失的数学模型。

    • 基于变密度法的动载结构梁拓扑优化设计

      2018, 46(17):100-103. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.022

      摘要 (375) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:自动化流水线中吊臂搬运是比较常见的一种运输形式,吊臂导轨的承重梁在运输货物时承受垂直向下且位置随时间周期性变化的重力作用,造成周期性变化的形变。此形变对整个装置的稳定性、安全性和寿命具有重大影响。对承重梁在运输货物时受力进行分析,以位置变化的动载作为约束,建立基于变密度法的拓扑优化数学模型;引入通用性强的优化准则,采用以卷积方程为基础的过滤器,消除由于棋盘格和网络依赖所造成的不确定性;借用MATLAB建立相应的数学模型进行拓扑优化,根据优化结果建立相应的三维模型,将模型导入ANAYS进行静力变形分析;将试验数据与仿真结果进行对比,验证了仿真结果的可信度和拓扑优化方法的可行性。最终设计在屋顶窗吊装搬运装置中应用效果良好,为此类承重梁结构设计提供了参考。

    • 钛合金高速铣削的切削力实验研究与建模

      2018, 46(17):104-108. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.023

      摘要 (396) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对难加工材料Ti6Al4V(TC4)进行高速铣削的铣削力研究,通过多因素正交试验,分析切削参数对切削力的影响,得出对难加工材料宜采用高速小切削的方法加工。将铣削加工中的切削力分解为纵向铣削力、横向铣削力和轴向铣削力, 根据铣削力和切削加工参数之间的关系,采用最小二乘法等概率统计方法和回归分析原理,建立了三向铣削力模型。对所建立的铣削力模型进行回归参数显著性检验, 分析所构建模型的置信度和残差,结果表明所建立的铣削力模型能很好地符合原始实验数据,可靠性好,能用于铣削力的预测和控制,为高速铣削钛合金的参数优化提供可靠依据。

    • 基于多体系统理论的数控机床加工精度几何误差预测模型

      2018, 46(17):109-113. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.024

      摘要 (447) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多轴联动数控机床加工精度误差补偿问题,从分析数控机床误差产生机制和建立精度误差补偿模型的角度,提出基于多体系统理论的数控机床加工精度几何误差预测模型。分析B-A摆头五轴龙门数控机床的拓扑结构关系、低序体阵列、各典型体坐标变换,推导出B-A摆头五轴龙门数控机床的精度几何误差预测函数模型。采用平动轴十二线法误差参数辨识算法,计算出B-A摆头五轴数控机床21项空间几何误差,为精度几何误差预测函数提供有效的误差参数。该精度误差参数建模方法,对不同结构和运动关系的数控机床具有通用性,为后续数控机床误差动态实时补偿提高切削加工精度提供了理论基础。

    • 基于知识的汽车零配件挤压铸造CAPP系统设计与实施

      2018, 46(17):114-119. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.025

      摘要 (354) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以汽车零配件为研究对象,结合挤压铸造工艺规划知识研究基于知识的汽车零配件挤压铸造CAPP系统设计与实施的关键技术。介绍基于知识的辅助工艺系统框架,进一步探讨CAPP系统中工艺知识库的建立、知识的表示与映射以及推理策略和运行机制。并通过基于特征对象的建模方法论述CAPP系统的实施。最后以发动机壳体作为实例对象解析挤压铸造CAPP的应用系统工作和实施流程和方法。整个CAPP系统集成了挤压铸造知识并通过内在推理策略智能化生成工艺,实现了汽车零配件挤压铸造的自动化和数字化,大大缩短了工艺规划的时间。它可以解决传统人工方式效率低下、难以保证正确率和信息不便于共享的问题。

    • 剪式清障装置液压缸位置优化设计

      2018, 46(17):120-124. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.026

      摘要 (378) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立剪叉起升机构的运动模型和力学模型,分析清障装置的运动情况及起升过程中剪叉臂主要受力点和液压缸推力与剪叉臂起升角度的关系。为使剪式清障装置中液压缸在起升过程中最大推力尽可能减小,以液压缸的最大推力为优化目标,以液压缸底座位置、液压缸柱塞拐臂长度及柱塞拐臂与剪叉臂的夹角为设计变量,运用ADAMS进行优化。优化后最大推力减小了191%,验证了优化的有效性,为清障装置的设计提供了理论依据。

    • 基于等效等时应力应变曲线的燃气涡轮叶片多工况蠕变计算

      2018, 46(17):125-128. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.027

      摘要 (418) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于等时应力应变曲线理论,提出了一种可用于计算多工况的等效等时应力应变曲线蠕变计算方法。运用该方法计算了某航空发动机燃气涡轮工作叶片,在先后经历4个状态(共150 h)持久试车工作状态后的残余变形,并将变形结果与其他蠕变计算方法以及真实发动机叶片经过150 h持久试车后的计量结果进行了对比分析。分析结果表明,与其他蠕变方法相比,本文作者提出的基于等效等时应力应变曲线蠕变计算方法在保持计算精度的同时,进一步提高了计算效率,更具有工程实用价值。

    • 基于压差-位移校正的两级插装式比例调速阀特性研究

      2018, 46(17):129-132. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.028

      摘要 (352) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统调速阀是在节流阀基础上串联定差减压阀或是并联溢流阀构成,其存在节流损失大、流量控制精度易受负载干扰、结构尺寸大等不足。针对以上问题,提出一种基于压差-位移校正的两级插装式比例调速阀,通过传感器反馈的主级压差计算出主阀芯位移,并与反馈位移做闭环PI控制以达到控制流量的目的。通过分析插装阀工作原理及数学模型建立流量控制器,在Simulation X中建立该阀仿真模型。仿真结果验证了该阀的正确性与可行性,并表明该阀具有优越的静态控制精度和较好的静态负载特性,且其动态特性良好。

    • 管材液压成形脉动加载参数的设计及仿真

      2018, 46(17):133-136. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.029

      摘要 (357) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为确定变径管液压成形中的脉动加载参数,以奥氏体304不锈钢变径管为例,利用有限元分析软件建立了仿真模型,采用液压加载速度2 MPa/s并分别以复合幅值3 MPa和5 MPa、频率1 Hz和05 Hz的载荷进行脉动加载,根据成形零件壁厚分布的仿真结果比较分析,发现相较其他加载情况,复合幅值5 MPa频率1 Hz成形零件最大减薄率和最大增厚率明显减少,零件壁厚分布更均匀,实际加工结果验证了上述计算机辅助设计方法的可行性。

    • 基于正交试验的钻井用水力振荡器结构性能参数设计

      2018, 46(17):137-140. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.030

      摘要 (361) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:水力振荡器用于解决井下摩阻过大所造成的钻进缓慢、卡钻等问题。在螺杆马达已定情况下,振荡器的性能主要取决于动、定阀孔尺寸,及动阀孔偏心距的选取。结构参数选择不合适,如振荡力过小,不能解决由于摩阻过大造成的问题,影响钻井速度,延缓钻井完成时间;如振荡力过大,则会影响其他井下工具正常工作,严重时会造成安全事故。利用Fluent滑移网格及UDF模拟阀组流道在实际工况下的运动状态,计算产生振荡力的压降,并结合试验数据验证了其正确性。为得到不同结构性能参数下的压降数值,对动、定阀孔尺寸及动阀孔偏心距进行正交试验设计,筛选出压降均值为2~45 MPa区间的结构参数组合。该研究结果对水力振荡器的设计有重要指导意义。

    • 轿车发动机横梁内高压成形仿真研究

      2018, 46(17):141-145. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.031

      摘要 (367) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:与传统冲压焊接工艺相比,管件内高压成形工艺具有成形精度高、质量轻、材料省等优点。因此,管件内高压成形技术成为从制造工艺上降低车身质量的主要途径之一。利用自制设备对简单管件进行内高压成形实验,并借助有限元软件对其成形全过程进行数值模拟,通过实验验证仿真结果的正确性和可靠性。基于此,对发动机横梁内高压成形过程进行仿真分析,主要研究摩擦因数、轴向补料路径对成形质量的影响规律。仿真结果表明:减小摩擦因数可有效降低发动机横梁壁厚减薄程度,轴向补料路径对其厚度分布影响较为明显。

    • 某型立式加工中心结构动态特性研究

      2018, 46(17):146-150. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.032

      摘要 (373) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以某型立式加工中心为研究对象,首先进行实物建模并做必要的简化,将其转化为结构力学模型,并进行模态分析,得到了立式加工中心的振型和固有频率等动态特性;分析了主轴箱处在立柱不同位置对立式加工中心固有频率的影响;通过谐响应分析可知,立柱和主轴箱的结构对立式加工中心的模态影响最大;最后进行了试验模态,通过对比有限元和试验模态结果,验证了试验结果的可信性和有限元模型的准确性。在误差允许的范围内,有限元分析结果可以作为加工中心振动特性分析的参考依据,该方法对加工中心的设计优化及相关测试工作具有重要的参考价值。

    • 水阀通断开关电磁线圈的优化设计

      2018, 46(17):151-154. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.033

      摘要 (374) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在满足水阀通断功能的前提下,优化设计水阀通断开关的电磁线圈,尽量使铜线匝数最少,且电磁线圈的电磁吸力能够满足要求。建立了水阀通断开关电磁线圈的吸力模型和线圈温升模型,根据分析结果对电磁阀结构及线圈匝数进行了优化设计,确定了优化后的线圈匝数,为了能够形象地看出改进后电磁线圈电磁场的变化规律,利用电磁场分析软件ANSOFT Maxwell对通断电磁开关电磁场进行了仿真分析,结果表明:改进后的电磁阀不仅能够节省铜线,而且水阀通断开关电磁阀的电磁吸力、温升等参数仍能满足工作要求。

    • 基于流固耦合的螺旋桨性能数值对比分析

      2018, 46(17):155-160. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.034

      摘要 (367) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同流固耦合方法对螺旋桨水动力及强度的影响。首先建立螺旋桨模型,对模型进行前处理,在Workbench平台中分别采用单向与双向流固耦合方法,对某型螺旋桨在不同进速下敞水性能、表面压力分布、等效应力和变形进行计算分析与比较,得到敞水性能对比曲线、不同截面处压力分布对比曲线以及应力和变形随桨叶半径变化的对比曲线。结果表明:在低进速系数下,双向流固耦合计算的敞水性能结果精确度高于单向流固耦合,随着进速系数增加,两种方法的计算值差距越来越小;单向流固耦合所得到的压力峰值高于双向流固耦合,但是采用双向流固耦合所得到的压力分布更均匀;单向流固耦合所得应力与变形峰值高于双向流固耦合,随着进速系数的增大,两种流固耦合方法计算值偏差有增大的趋势。

    • 基于超限学习机的轴向柱塞泵滑靴磨损故障诊断

      2018, 46(17):161-163. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.035

      摘要 (382) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高故障诊断的分类准确度并减少分类时间,运用一种新的分类器即超限学习机(ELM)对轴向柱塞泵滑靴磨损进行故障诊断与识别。采集轴向柱塞泵正常工作状态和不同滑靴磨损工作状态下的信号;对采集到的信号进行预处理,提取出8维的特征向量;运用ELM和其他分类器分别对其进行诊断与识别。对比试验结果表明,新的方法故障诊断准确度高且诊断速度快。

    • 基于单层SAE与SVM的滚动轴承性能退化评估

      2018, 46(17):164-168. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.036

      摘要 (383) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:滚动轴承是旋转机械设备的常用关键部件之一,其性能退化评估是机械设备状态监测与视情维修的基础和依据。为及时准确掌握滚动轴承性能退化趋势与程度,提出基于单层稀疏自编码学习和支持向量机的滚动轴承性能退化评估方法,研究能够深度挖掘数据各种潜在隐含信息的稀疏自编码学习方法以及基于时频域特征和稀疏自编码学习的轴承状态特征的提取方法;提出基于支持向量机分类算法改进的轴承性能退化评估算法,并应用到滚动轴承的性能退化评估模型中,确定了模型参数寻优的方法;最后将所获得的轴承状态特征输入到轴承性能退化评估模型,得到了轴承性能退化趋势图,并通过滚动轴承实例验证了所提出方法的实用性。

    • 故障树模型分析法在灯体加工机械人机工程设计中的应用

      2018, 46(17):169-172. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.037

      摘要 (357) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:故障树模型分析法是安全人机系统中一个重要分析方法,结合现有灯体热加工机械的研究和使用现状,建立灯体热加工机械的故障树模型,定量计算该类设备发生人机事故的概率,提出事故的预防措施。最后,总结故障树模型分析法在灯体热加工机械人机工程设计应用中的优点。

    • 基于轴心轨迹的转子升速过程故障特征提取方法研究

      2018, 46(17):173-176. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.038

      摘要 (477) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对升速过程中转子故障诊断所面临的复杂分析问题,在传统轴心轨迹的基础上提出瞬态倍频轴心轨迹的分析方法。利用Vold-Kalman阶比跟踪方法提取出各故障特征频率;然后将特征频率进行重构,合成随转速变化的瞬态倍频轴心轨迹;利用几何矩方法提取瞬态倍频轴心轨迹的故障特征,并将几何矩特征集进行MDS降维。经实验验证,该方法在转子升速过程中的故障特征提取及诊断方面取得了良好的效果。

    • 基于马尔可夫模型的滚动轴承声发射故障诊断研究

      2018, 46(17):177-179. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.039

      摘要 (417) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:滚动轴承是转动机械的主要零部件,容易发生各种故障,这些故障会带来一系列安全隐患,并造成一定的经济损失。因此工业生产中滚动轴承故障诊断研究非常重要,具有巨大的用途。以滚动轴承为研究对象,建立滚动轴承声发射实验平台,采集不同缺陷、不同转速滚动轴承声发射信号,根据HMM理论和算法对声发射信号进行数据处理。首先应用MATLAB软件提取数据,进行分帧处理,进而提取特征向量,得出似然概率。将不同缺陷滚动轴承似然概率进行数据拟合,得到似然概率和转速拟合公式。对二种转速不同、已知缺陷滚动轴承声发射信号进行测试,并对某种缺陷滚动轴承声发射信号进行诊断。结果表明,HMM可以有效地对滚动轴承故障进行诊断。

    • 某火箭炮调炮过程中液压系统故障仿真研究

      2018, 46(17):180-184. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.040

      摘要 (385) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决某火箭炮在调炮过程中,液压系统故障诊断样本较少、故障知识获取较难等问题,以某火箭炮高低随动液压系统为研究对象,利用ADAMS与EASY5软件建立其虚拟样机模型,并通过高低调炮过程的仿真结果与实测数据对比,完成模型准确度校核。在此基础上,分析液压故障原理,通过修改模型参数或等效建模,完成液压泵泄漏、油液夹带空气以及过滤器堵塞等故障的注入,并仿真计算了不同故障情况对系统性能的影响,仿真结果符合理论分析。因此可以通过故障仿真获取故障知识和样本,为液压系统故障诊断提供参考,对装备的维修保障具有指导意义。

    • 基于倒谱分析的齿轮箱齿轮点蚀故障诊断研究

      2018, 46(17):185-188. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2018.17.041

      摘要 (397) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:齿轮箱是各种机械设备上重要的传动部件,齿轮故障诊断对设备的长期安全运行起着至关重要的作用。阐述了近年来国内外齿轮传动系统故障特征提取和模式识别方法的研究现状;介绍了倒频谱分析的原理及其在齿轮箱诊断中的优点;在对齿轮箱的振动信号进行幅值谱、功率谱分析的基础上,利用倒谱分析诊断出齿轮箱中的点蚀故障,并确定点蚀故障所在的齿轮,证明了倒谱分析的有效性和可行性。

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