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  • 2019年第47卷第13期文章目次
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    • 孔表面粗糙度与AE信号能量计数相关性的研究

      2019, 47(13):1-4. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.001

      摘要 (498) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对液体磁性磨具小孔光整加工时无法实时动态检测孔表面粗糙度的问题,将声发射无损检测技术应用在液体磁性模具孔光整加工技术中,通过对采集到的AE信号进行分析研究,得出声发射信号与工件表面粗糙度有明显的相关性,通过特征值参数分析方法提取了能量计数AE特征值,得出能量计数的分布可以用来表征工件表面粗糙度变化情况。研究结果为液体磁性磨具光整加工的实时动态检测提供了有价值的参考。

    • 扭转冲击器旋冲过程应力波传播特性的研究

      2019, 47(13):5-10. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.002

      摘要 (376) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:水平旋冲技术极大地提高了深井高硬度地层的采钻速度和效率,但摆锤旋冲对能量传播的影响趋势尚不明确,尤其是在狭小渐变截面圆柱体内旋冲应力波的传播及反射特性未见研究。为此,建立了狭小圆柱体的特征关系和旋冲冲击波阵面上的突跃条件,讨论了渐变截面圆柱杆中的一维应力波传播和反射规律,确定了微分方程和解析表达式。然后依据构件的几何尺寸及材料属性对纵波传播特性的影响特点,确定冲击波在传播过程中的演化规律。再针对旋冲过程中应力波在渐变截面的应力-应变-衰减规律进行了数值分析。最后基于现有的理论研究搭建冲击应力波实验平台,通过对实验中应力应变等变化参数的测量,验证了文中对渐变截面圆柱杆应力波传播特性的研究结果。

    • 超精密飞刀铣削主轴位姿影响分析及实验研究

      2019, 47(13):11-15. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.003

      摘要 (380) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对超精密飞刀平面铣削中主轴空间位姿倾斜量对工件平面度的影响问题,建立了主轴空间位姿与工件平面度的对应数学模型,由仿真结果可以确定工件平面度与主轴空间位姿的定量关系。根据工件平面度对应的主轴空间位姿精度,提出了主轴空间位姿精确快速测量和调整方法。采用直径为50 mm的Al6160工件进行了实验,在完成主轴位姿测量和调整后,工件平面度由228 μm提高到了086 μm。实验结果表明:在空间主轴位姿数学模型基础上,通过在位测量方法定量确定位姿误差,可有效提高加工精度,将工件面形提高到亚微米级水平。

    • 电磁支撑阻尼对非线性刚度转子系统振幅突变性能的影响

      2019, 47(13):16-21. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.004

      摘要 (372) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析电磁支撑阻尼参数对非线性刚度转子系统振幅突变控制性能的影响规律,将具有非线性电磁支撑刚度和电磁支撑阻尼特性的电磁支撑引入转子系统,建立了电磁支撑-转子系统动力学模型。利用平均法导出了转子系统主共振频率响应方程。在此基础上,基于突变理论和奇点稳定性理论分别得到转子系统分叉集曲线和临界失稳曲线的数学表达式。借助数值算例讨论了电磁支撑阻尼对主共振振幅特性、分叉集突变区域以及振幅失稳区域的影响规律。结果表明:电磁支撑阻尼可以进一步优化非线性刚度转子系统振幅突变的控制效果,同时也可以作为一种振幅突变控制措施而单独使用。

    • 纵扭复合超声螺旋铣孔系统的设计与试验

      2019, 47(13):22-28. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.005

      摘要 (403) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:鉴于碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的高铁构件上安装孔的制造质量差和加工效率低等问题,提出一种纵扭复合超声螺旋铣孔的加工工艺;基于运动合成原理,获得了刀尖点与端刃的空间运动轨迹,分析了纵扭复合超声螺旋铣削的椭圆振动加工特点;基于传输矩阵法及螺旋槽模态转换原理,推导了带刀具悬链过渡复合变幅杆的频率方程,实现了超声加工系统的纵扭复合振动,其间利用Ansys软件对设计的超声加工系统进行有限元计算,获得了不同结构参数对加工系统频率及扭纵振幅比的影响规律;对研制的超声加工系统进行切削性能测试,获得了较好的加工效果。

    • 三维类摆线轨迹自由曲面抛光的参数优化

      2019, 47(13):29-33. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.006

      摘要 (384) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:工件表面质量受到抛光去除深度模型和抛光轨迹形式的影响,然而对抛光表面质量的研究主要集中这两者其中之一,因此寻找两者参数的最优组合有重要意义。选择非回转的自由曲面作为加工工件生成自由曲面的恒半径步距三维类摆线轨迹,再以传统表面粗糙度参数Sa和表面纹理纵横比Str为指标,通过设计合理的Taguchi正交试验以及设置去除深度模型参数和轨迹参数的试验水平,分析各参数对表面质量影响程度的大小,得出一组基于试验水平的最优抛光参数组合,并进行最优组合的试验验证。试验结果表明:在各抛光去除深度模型参数和摆线轨迹参数中,对表面质量影响程度大小依次为:倾角α、接触变形e、进给速度F、摆线半径r、摆线步距s;经最优参数组合抛光的自由曲面Sa值为0.19 μm,Str值为0.50,结果均优于正交试验各组结果,寻找最优组合的方法快速有效。

    • 动车车轴表面划痕检测技术研究

      2019, 47(13):34-40. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.007

      摘要 (341) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决动车车轴表面微小划痕的种类多、定量准确测量困难等难题,提出了一种基于线激光和CCD组合测量的解决方案。首先将线激光投在金属划痕表面上,利用高精度的CCD相机采集划痕与线激光的图像,然后对激光线使用Smoothing Spline函数进行平滑样条拟合,并进行一次分段线性插值,最后将金属表面划痕转化为高低落差图,得到划痕的高度与宽度。该方法主要是寻找划痕的几何中心,用线条来替代划痕,以此来分析计算划痕的宽度和深度特征参数。实验结果对划痕检测的宽度误差小于005 mm,深度误差小于01 mm,证明该方法能够有效地识别金属表面划痕,且在准确性和分割效率方面有明显的优势,并能满足动车车轴表面划痕的实际测量要求。

    • 输气管道矫正设备的模态试验与振动分析

      2019, 47(13):41-45. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.008

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

      摘要:针对煤炭采空塌陷引起的输气管道沉降问题,研发了一套输气管道智能矫正设备。采用SolidWorks和ANSYS Workbench工程软件对该设备进行了模态仿真分析,分析结果表明:智能矫正设备前6阶模态频率随阶数的提高呈递增趋势,并在设备的1、2、3、6阶出现扭转现象,此时传动模块的大轮上发生条状形变。在模态仿真分析后进行了模态试验,并将试验数据与仿真数据对比,得知智能矫正设备两种测验方法所得数据相差很小,证明了所得数据具有较强的可靠性。最后为了了解智能矫正设备的振动特性而进行了振动试验,试验结果表明:设备的振动频率集中在0.53、50.06、80.97、99.92、171.38、194.65 Hz附近,与设备固有频率相差甚大,保证了该智能矫正设备在运行时不会出现共振现象。

    • 自冷却高速电主轴风扇叶片的研究与设计

      2019, 47(13):46-50. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.009

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

      摘要:以自扇冷却高速电主轴为研究对象,分别采用解析法和计算流体力学(CFD)方法对电主轴冷却风扇的工作风量进行计算和对比分析,同时研究了叶片数量、叶片型式对风量和风压的影响,并在此基础上对风扇叶片进行了优化设计。结果表明:采用计算流体力学方法获得的风量与解析法计算得到的结果基本一致;叶片数在9扇叶时该风扇具有较好的性能;径向式叶片能提供更大的风压,但其风量不一定更大,风量与风压中的静压有关,静压值越大,风量越大;改进后的风扇与原型相比,性能更加优良,风量提升了23.6%。

    • 陶瓷托辊专用锯床主轴系统动力学分析

      2019, 47(13):51-55. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.010

      摘要 (423) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:便拆装式主轴是陶瓷托辊专用锯床的关键部件,在其工作中,主轴系统需高速旋转,用于切割陶瓷托辊毛坯,加工要求较高。为了分析其工作性能,应用有限元ANSYS软件对主轴进行有限元的建模与模态分析,得到各阶固有频率与振型,求出主轴的临界转速,并进行锤击实验法进一步对比验证,并且应用主轴动力学知识分析了轴系的扭转振动与轴的动强度。通过对主轴各项指标的分析,对主轴性能进行评价,为进一步优化主轴提供了理论依据。

    • 基于液压激振的桩锤直线冲击振动耦合沉桩设备的研究

      2019, 47(13):56-58. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.011

      摘要 (350) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对马达偏心块液压振动锤存在能量利用率低、多锤同步代价高等问题,提出一种新型的桩锤直线冲击振动耦合沉桩设备,搭建试验平台,并对设备的可行性进行前期的研究。利用LMS Test.Lab中振动测试系统进行了一定参数下的振动实验。分析了测量的时域曲线,验证了这种设备在振动的过程中确实伴随着冲击现象,为后续研究最佳系统参数、最佳冲击点位置等提供了依据。

    • 数控机床热误差建模及预测方法分析

      2019, 47(13):59-63. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.012

      摘要 (360) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:热误差作为制约数控机床加工精度的关键因素,在重型数控机床上表现得尤为明显。以重型落地镗铣床为例,根据热误差测量试验数据,分析重型数控机床温度场特性,并基于兼顾相关系数和欧式距离的系统聚类准则,对温度测点系统进行优化,以减小温度测点间共线性。通过优化温度测点,采用多元线性回归分析,建立重型数控机床热误差预测模型。由现场试验可知,建立的热误差预测模型可将均方根误差控制在10 μm以内,有效地提高了热误差预测精度。

    • 液压机械臂的摆缸关节结构参数优化

      2019, 47(13):64-69. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.013

      摘要 (394) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以叶片式液压摆动油缸(以下简称摆缸)作为液压机械臂的驱动关节具有诸多优势。以提高机械臂的负重比为目标,对摆缸关节进行了轻量化设计。建立了优化设计数学模型,进行了优化算法及惩罚函数法分析。结合实例对摆缸的各个参数进行了优化,得到了所需转矩为63 kN·m,叶片数为2,系统总效率为09时的摆缸参数优化结果。对结果进行了分析,得到了所需转矩与摆缸质量的关系曲线,摆缸质量与所需转矩、叶片长度的关系曲面,以及所需转矩与多个优化目标的关系曲线。建立了摆缸三维模型,采用有限元法对优化结果进行了验证,并证实了优化结果的合理性和正确性。

    • 大承载力径向电磁轴承的建模设计与分析

      2019, 47(13):70-75. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.014

      摘要 (360) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据10 kW·h储能飞轮对支承系统的大承载力要求,提出12磁极E型径向电磁轴承结构,分析磁极个数对于支承性能的影响,建立12磁极径向电磁轴承的电磁力数学模型,并基于此对电磁轴承的结构展开设计。基于有限元软件,进行不同控制电流下的电磁轴承磁场分布仿真。基于所设计的径向电磁轴承试验台,进行不同间隙状态下的电磁力试验,仿真和试验分析结果验证了所提出磁轴承结构的合理性和可行性。

    • 基于空间连杆机构实现“8”字形运动的扑翼机的设计

      2019, 47(13):76-80. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.015

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

      摘要:通过观察鸟类飞行时翅膀的运动轨迹,并基于空间连杆机构的理论,设计了一种可实现翅膀两个自由度运动的扑翼机构,通过两个空间连杆机构的相互配合,使翼尖处成功实现了空间“8”字形的运动轨迹,并可以改变扭转角而实现改变攻角的值,为之后仿生扑翼飞行器的设计提供了宝贵的经验。

    • 一种基于阻尼活塞的自增益光纤差压传感器

      2019, 47(13):81-84. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.016

      摘要 (411) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对一种基于阻尼活塞的自增益光纤差压传感器进行了研究。提出了基于阻尼活塞的机械封装式传感器探头结构,并对传感器系统进行了设计;对传感器进行了理论研究,建立了传感器的强度补偿模型、强度调制函数及传感模型,并依据理论模型进行了实验分析。实验结果表明:阻尼弹簧在不同设计尺寸下,传感器具有不同的量程。且传感器具有较〖JP2〗好的灵敏度与线性度,输出值能实现自增益。研究表明,光纤差压传感器具有较好的检测性能,能满足不同检测场合的需要。

    • 磨削振动控制系统设计与开发

      2019, 47(13):85-87. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.017

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

      摘要:磨削常做为工件加工的最后一道工序,其几何误差和表面完整性等加工质量要求很高,磨削振动是影响加工质量的重要因素,众多研究者对探测和避免此动态过程进行了研究以消除砂轮磨损和提高工件加工质量,运用砂轮与工件间周期性的分离或者跟随工件速度周期性的振动来实现磨削振动控制的可行方法尚未可见。本文作者对磨削振动进行了研究,基于对磨削低碳钢和硬化钢的磨削力进行实验检测,设计了一套闭环控制器,实现对工件振动的控制。并通过普通磨削过程进行验证,结果显示,此控制器对磨削振动有较好的改善作用。

    • 高精度直齿面齿轮电解加工阴极结构设计研究

      2019, 47(13):88-93. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.018

      摘要 (350) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统展成法加工直齿面齿轮存在加工周期长、成本高以及批量生产精度低的现象,提出一种高精度直齿面齿轮电解加工阴极结构设计方法。利用截面放样法对直齿面齿轮齿面建模点进行合理规划并基于此网格划分方式利用平衡间隙设计理论建立相应阴极刀具型面模型;其次采用反流式方式设计阴极流道,提高工作效率及加工精度;最后设计一体化电解加工装夹系统。通过电解加工试验,获得了表面粗糙度在1.6 μm以下、具有综合精度为IT9级的直齿面齿轮制件,验证了该设计方法的可行性。

    • 油井自动分层找堵水开关设计及试验

      2019, 47(13):94-97. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.019

      摘要 (405) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:自动分层找堵水开关用于高含水油井的分层作业,实现找水和堵水的功能。设计一种压力平衡式开关,开关在打开和关闭时不受外界压力影响。室内压力和温度试验以及现场应用证明,开关动作可靠,可实现分层找水、堵水作业,满足现场生产需要。

    • 基于传递效率的多级丝杠结构参数优化

      2019, 47(13):98-102. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.020

      摘要 (386) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:多级丝杠电动缸相比单级丝杠电动缸结构更为复杂,传动机构更多,其效率损失环节相对增加。多级丝杠机构作为多级电动缸的核心传动机构,其传动效率直接影响着电动缸的总体效率。通过对多级丝杠结构分析,对多级丝杠效率进行了建模分析,推导了多级丝杠效率公式。分析了多级丝杠传动效率与各级丝杠公称直径及导程之间的变化规律。结合电动缸结构的特殊要求,以电动缸效率最优为目标,通过加权函数非线性约束最值优化计算,确定最佳的结构参数组合,并分析在最优效率下载荷变化对各级结构参数的影响。研究结果为多级电动缸的设计提供了理论参考。

    • 矿用隔爆外壳水压试验机的研究与设计

      2019, 47(13):103-106. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.021

      摘要 (351) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统隔爆外壳水压试验机的不足,设计出一种新型隔爆外壳水压试验机。进行了水压试验机的机械结构设计,运用等应力理论和有限元分析,设计出压紧端盖等关键零部件,使得工程机械材料合理利用,其次进行液压系统的设计,并通过现场试验,验证了设计的正确性和新型水压试验机的简便易操作性

    • 车载多层减振平台的主动控制及仿真

      2019, 47(13):111-116. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.023

      摘要 (342) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究被动悬架车载主动减振平台的低成本控制策略及其减振效果,针对一种新型长宽比较大的多层减振平台,建立了车辆被动悬架与主动减振平台的一体化全系统动力学分析模型。进而,设计了“线性被动、旋转主动”的平台控制策略,并应用MATLAB及ADAMS软件,在三种典型路面激励下,进行了仿真测试。结果表明:采用垂向线性振动的多层被动减振、旋转振动的低成本主动控制策略,被动悬架车载减振平台的减振效果明显,实现了车载减振平台的高性价比设计。

    • 海浪冲击对Y形输液管道流固耦合振动的影响分析

      2019, 47(13):117-122. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.024

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

      摘要:为研究海浪的周期性冲击对深海中输液管道流固耦合振动的影响,采用FEA方法对内、外流体单独作用以及共同作用下Y形管道系统结构分支处的振动特性进行仿真分析。结果表明:海浪的周期性冲击载荷加剧了管道系统分支处内部流体的压力波动、增大了分支处结构振动的最大位移量和其所承受的最大等效应力;随着内流体压力波动的加剧,管道分支处振动的最大位移量和其所承受的最大等效应力均先减小到一定值再增大;海浪的冲击频率与内流体压力波动、管道分支处振动的最大位移量与其所承受的最大等效应力,均呈正比例关系。

    • 液压缸直接作用式隔水管张紧系统多学科仿真分析与研究

      2019, 47(13):123-127. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.025

      摘要 (359) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对液压缸直接作用式隔水管张紧系统样机设计方案进行原理验证,基于SimulationX多学科仿真软件构建了气液回路和多体机械系统的联动模型,分别在正常钻井作业、对称布置的两套张紧液压缸失效和隔水管紧急解脱3种工况模式下对张紧系统开展了动态响应分析研究。研究表明:在正常钻井作业工况下,张紧系统的中位张力、补偿精度、蓄能器气体压力达到设计目标,并满足规范标准的要求;对称布置的两套液压缸失效后,通过增加中位压力值,仍可保持足够的系统张力;在隔水管下部总成和防喷器组发生紧急解脱后,张紧液缸行程小于设计最大行程,活塞和缸体之间没有发生碰撞,蓄能器压力波动基本保持稳定。研究结果对于液压缸直接作用式隔水管张紧系统的研制具有重要的意义。

    • 挖掘机多泵液压系统仿真与实验研究

      2019, 47(13):128-132. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.026

      摘要 (337) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以设计的挖掘机多泵液压系统实验平台为研究对象,利用AMESim软件建立其液压系统仿真模型,以动臂举升和回转两种动作为切入点进行仿真与实验研究。结果表明:仿真结果无论从曲线变化趋势还是其相应的数值大小都非常接近实验结果,能够基本反映两种动作的真实运动特点,验证了所建立系统仿真模型的准确性,即液压仿真可以作为研究实际液压系统动态特性的手段。并且,该多泵液压系统能耗降低可达2024%,节能效果明显。仿真与实验结合的方式对挖掘机液压系统设计与调试方面的研究具有重要的意义。

    • 基于差分进化算法优化车辆非线性液压悬架双环PID控制研究

      2019, 47(13):133-136. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.027

      摘要 (421) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:车辆行驶经过障碍物时,容易造成悬架振动幅度较大,影响车辆运动的稳定性和舒适度。对此,创建了车辆液压悬架简图模型,根据牛顿定律推导出非线性控制方程式。采用双动液压系统驱动车辆悬架机构,给出了液压驱动控制方程式。构造优化目标函数,采用差分进化算法优化PID控制的内环和外环参数,给出了车辆液压悬架优化控制流程。将优化控制参数和初始运动参数导入到MATLAB软件中进行仿真,输出轮胎行程、悬架行程及车身加速度仿真曲线。仿真曲线表明:在受到路面正弦曲线障碍物干扰时,优化后的车辆液压悬架控制系统,不仅响应控制时间短,而且轮胎行程、悬架行程及车身加速度峰值较小、整体波动幅度较小。车辆液压悬架参数采用差分进化算法优化PID控制,能够降低路面干扰物造成的振动幅度,有利于保持车辆行驶的稳定性。

    • 基于AMESim的比例方向阀阀芯受力建模与仿真

      2019, 47(13):137-139. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.028

      摘要 (414) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究比例方向阀的控制信号叠加固定幅值、频率颤振信号时,阀芯随开度增加,位移颤振幅值出现衰减的现象。根据阀芯动力学方程搭建比例方向阀的数学模型,其中包括运用牛顿内摩擦定律分析阀芯与阀体间隙处和阀腔内的摩擦力;运用AMESim软件仿真该模型得出:阀芯随开度增加,位移颤振幅值出现衰减现象,且衰减是非线性的;进一步探究影响衰减的因素。结果表明:不同阀芯开度下,摩擦力是非线性变化的,液动力和弹簧力基本上是线性变化,从而得出摩擦力是引起颤振衰减现象的主要因素。

    • 基于FLUENT的烘干机参数优化

      2019, 47(13):140-143. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.029

      摘要 (342) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决烘干机烘室内气流分布不均匀,导致烘干成品质量参差不齐的问题,采用FLUENT软件和正交试验相结合的方法,以风速为评价指标,对不同参数下烘干房内的气流进行模拟分析。同时用极差分析法和标准差相结合的方法对评价指标进行分析,得出最佳的参数组合,并对其进行仿真模拟分析。结果表明:烘干房烤盘间距为10 mm、出风口大小1 000 mm×230 mm、进风流速为4.5 m/s时,烘干效果最好,为优化烘房设计参数的研究提供了理论依据。

    • 锥型直动式溢流阀的动态特性及稳定性分析

      2019, 47(13):144-147. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.030

      摘要 (344) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立了锥型溢流阀的溢流流量模型,建立了包含瞬态液动力和稳态液动力的溢流阀动态特性模型。基于此,利用Routh-Hurmitz方法推导出了锥阀系统的溢流稳定条件。通过实验对比研究验证了所建模型的正确性。分析了锥型溢流阀的设计参数对阀系统动态特性的影响,并用灵敏度分析获得了影响最显著的参数是液流控制体的直径D。结果表明:所建立的模型可以很大程度地捕捉溢流系统的真实动态特性,所建立的稳定判定条件可以作为设计阀的有利依据。

    • 仿人机器人行走间隙碰撞系统混沌动力学分析

      2019, 47(13):148-151. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.031

      摘要 (358) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究仿人机器人行走过程中由间隙碰撞引起的行走不稳定问题,建立了一类含间隙碰撞的三自由度动力学模型,与现有模型相比能够更好地模拟行走过程中脚与地面之间的间隙碰撞过程。结合该动力学模型推导出数学模型,进而运用模态叠加法计算了该碰撞系统在周期激励下的动力学响应。把庞加莱截面作为间隙碰撞界面,对该碰撞系统进行混沌动力学分析,发现其具有混沌运动特征。研究结果为仿人机器人行走间隙碰撞系统的研究和控制提供了理论依据。

    • 基于热流固耦合的车用电机控制器散热特性

      2019, 47(13):152-156. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.032

      摘要 (370) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过考虑电机控制器热源IGBT与散热器壁面的热传导、散热器壁面与冷却介质的对流换热以及散热器热应力与应变等因素,建立车用电机控制器液体冷却的热流固耦合计算模型。应用该散热模型综合分析了不同工况下散热器结构对散热器换热性能、温度应力及变形的影响。计算结果表明:通过对散热器翅片结构参数的优化可以获得较好的换热效果和较低的温度应力,同时散热器结构具有较好的工艺性能。

    • 直驱式比例阀在粉末冶金压机中的应用仿真

      2019, 47(13):157-159. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.033

      摘要 (353) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对粉末冶金液压机的应用需求,研究了直驱式比例阀在液压机中的应用。基于AMESim建立了某型直驱式比例阀的模型,按照实际的比例阀的电磁铁特性、阀的参数设定了模型参数,仿真结果验证了阀的特性符合实际比例阀的特性。在此基础上,建立了冶金压机的模型,对压机系统进行了仿真,验证了压机的性能满足系统的需求,证明该阀在压机中应用的可行性。

    • 基于ANSYS-polyflow宽幅机头流道优化设计与应用

      2019, 47(13):160-164. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.034

      摘要 (356) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以挤出最大宽度为1 600 mm的250单螺杆挤出机机头流道为研究对象,根据现场应用存在的问题,利用ANSYS-polyflow对原有结构进行分析并据此优化设计,经现场生产运行结果表明:优化设计方案能够很好地解决相关问题,能满足客户的生产需求,取得了良好的应用效果。

    • 五轴数控机床旋转轴误差辨识方法研究进展

      2019, 47(13):165-170. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.035

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

      摘要:随着五轴联动数控机床在先进制造行业的地位越来越重要,机床空间定位精度显得尤为重要。旋转轴误差辨识和补偿是提高零件加工质量的一大重要指标。分析和比较近年来国内外基于球杆仪和Rtest装置的五轴机床旋转轴误差辨识方法的主要特点,总结了旋转轴误差在不同定义下的辨识方法,从方法的可靠性、精度指标以及可行性等方面来综述该方法对五轴数控机床的应用价值。根据辨识原理的不足,系统性地指出了目前五轴数控机床旋转轴误差辨识存在的主要问题,并对未来的进一步研究提出了建议,为五轴数控机床旋转轴误差辨识方法提供了参考。

    • 滚珠丝杠的智能化研究进展

      2019, 47(13):171-178. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.036

      摘要 (356) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:数控机床进给系统的智能化的状态检测、故障诊断以及自修复的能力可以提高数控机床工作的稳定性和可靠性,减少数控机床加工过程中出现的问题。滚珠丝杠是数控机床进给系统的重要组成部分,其精度与性能直接影响着数控机床的加工质量,滚珠丝杠的智能化发展也对数控机床的智能化发展有着非常重要的作用。综述了滚珠丝杠智能化的研究现状,分析了滚珠丝杠的动态测量和静态测量区别及优缺点;概述了基于数学模型和基于人工智能两个方面的故障诊断技术在滚珠丝杠中的应用;阐述了滚珠丝杠弹流润滑的机制以及通过润滑剂添加剂进行自修复的方法,阐明了滚珠丝杠的状态检测与故障诊断技术及自修复技术所存在的问题,展望了滚珠丝杠智能化的发展方向。

    • 干式切削加工技术的发展及应用

      2019, 47(13):179-185. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.037

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

      摘要:在切削加工中大量使用切削液,不但增加了加工成本,而且也带来了环境污染,甚至危害操作人员的身体健康。干式切削是解决这些问题的有效方法之一。在切削加工过程中,干式切削不使用任何切削液,既减少了环境污染,同时也避免了对切削液后处理所产生的大量费用。介绍了干式切削技术的研究现状、干式切削工艺的特点和干式切削技术的应用,着重分析了实现干式切削技术需要解决的相关技术问题,比如刀具材料的选择、刀具几何参数的优化以及机床结构的优化等,最后指出了干式切削技术未来的发展方向。

    • 行星轮系故障动力学仿真及其诊断软件开发

      2019, 47(13):186-191. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.038

      摘要 (344) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:行星齿轮箱的诸多传动优点使其越来越广泛地被应用于诸多机械设备中,其振动响应比定轴齿轮箱更为复杂,相应的动力学模型建立及故障诊断成为近年来的研究难点和热点。建立了行星齿轮系统动力学模型;通过对行星齿轮系统动力学模型的求解,并利用MATLAB/Simulink模块对模型进行分析,得到了行星轮断齿时系统的频谱响应特性;同时,运用现代信号处理方法,以面向对象的程序设计语言Visual C++6.0和关系型数据库SQL Server为工具,建立故障诊断类型及信号处理方法数据库,将不同故障特征录入故障库,研究开发了一套行星轮系健康状态监测和故障诊断的软件。运用行星齿轮箱故障诊断实验台对所设计软件进行试验测试,通过试验信号的对比,验证了动力学模型分析结果的准确性以及该软件具有可用性和准确性。

    • 基于改进滤波及峭度原则EEMD的转子故障特征识别方法

      2019, 47(13):192-195. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.039

      摘要 (398) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对转子运转时的振动冲击和噪声较大从而容易掩盖振动信号中的故障特征的问题,提出了一种基于小波阈值去噪的EEMD故障特征识别方法。采用改进后小波阈值滤波方法对振动信号进行降噪预处理,对处理结果进行集合经验模态分解(EEMD),再依据峭度原则筛选分解得到的本征模态函数(IMF)。分析重构信号的频谱特征以识别故障。结果表明,该方法有效提高了信噪比且能提取到转子故障特征。

    • 基于Db4最优提升小波和T-K能量近似熵的轴承故障诊断

      2019, 47(13):196-199. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.040

      摘要 (368) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:将Db4提升小波和Teager-Keiser能量算子结合分别对仿真信号和滚动轴承信号进行分析,用Db4提升小波根据小波系数最小熵原则获得最优细节信号,求其T-K能量谱提取特征信息,计算T-K算子的近似熵对轴承故障分类。结果表明:仿真和真实轴承信号经提升小波提取的细节信号,其T-K能量谱都可以提取故障特征,且T-K能量近似熵基本能对实验故障信号分类,效果较好。

    • 全矢S变换在风力机齿轮箱微弱故障特征提取中的运用

      2019, 47(13):200-205. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.041

      摘要 (340) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对齿轮箱早期微弱故障特征受其他扰动信号干扰而难于提取的问题,提出一种全矢理论结合广义S变换的方法用于提高微弱故障特征的区分度。该方法是以全矢理论将相互垂直的双通道振动信号进行融合,保证信号源信息的完整,继而利用广义S变换具有根据时频聚集性度量准则自适应地获取信号最佳时频谱的优势,实现融合信号的二维时频表示,以时频序列的能量矩阵构建区分齿轮工作状态的故障特征。通过风电机组齿轮箱在点蚀、裂纹和均匀磨损3种微弱故障状态下的各20组实验,验证了全矢S变换在微弱故障特征提取中的优势。

    • 基于维纳过程的起竖液压缸预防性维修策略研究

      2019, 47(13):206-212. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.042

      摘要 (446) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对典型的液压系统回路,建立在故障预测基础上的主动预防性维修,可以使得维修保障措施针对性强、维修效果好。从这种视情维修的视角,以实际需求为牵引建立的基于剩余寿命预测的维修策略,在工业、国防、航空等领域有着广泛应用前景,这既能够提高装备安全性、战备完好性,又能够降低维修保障费用。对传统预防性维修决策模型进行推广,建立了退化数据驱动的预防性维修决策模型;建立了基于退化数据的剩余寿命在线预测模型,实现了依据退化数据求解剩余寿命分布;设计了起竖油缸的加速退化试验并获取了其性能退化数据,通过所建预防性维修决策模型制订了起竖回路的预防性维修方案。

    • 一种基于变频器电流检测机床刀具磨损新方法的研究

      2019, 47(13):213-218. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.043

      摘要 (341) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统机床刀具磨损状态检测方法的局限性和不足等问题,采用间接量来检测刀具磨损状态而提出了一种基于机床变频器三相输入平均有效电流信号来检测刀具磨损状态新方法。首先,介绍了铣床变频器电流检测刀具磨损新方法的工作原理,验证并对比了三相平均有效电流信号计算法优于传统RMS计算法;其次,利用三相平均有效电流(ARMS)计算法和传统RMS计算法来获取计算后的有效电流信号,结合小波降噪和EEMD分解法对信号进行降噪、分解及重构处理,分析重构后其时频域下两种方法计算的有效电流值信号各频带能量和均方差并将其组成特征向量;最后,将特征向量输入CPSOELM和PNN神经网络等分类器进行故障识别和对比。实验结果表明,CPSOELM相比PNN神经网络分类器具有准确的识别效果,验证了所采用的变频器电流来检测铣床刀具磨损新方法的有效性和可行性。

    • 随机参数下叶片辊轧机传动系统动力可靠性分析

      2019, 47(13):219-223. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.044

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

      摘要:针对叶片辊轧机传动系统工作可靠性低的问题,综合考虑齿轮副的物理参数、几何参数及轧制力等因素的随机性,建立了叶片辊轧机传动系统非线性动力学模型,运用变步长Runge-Kutta方法求解了系统的动态响应,通过概率疲劳累积损伤理论,建立了叶片辊轧机传动系统的动力可靠度模型,计算得出了各随机参数的变异性对系统及齿轮传动件的动力可靠度的影响。将计算结果与Monte-Carlo方法计算结果进行了对比,验证了本文作者所提方法的可行性,研究结果为叶片辊轧机齿轮传动系统的可靠性优化设计提供了理论依据。

    • 加工沟痕对某特氟龙软管失效行为影响研究

      2019, 47(13):224-228. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.045

      摘要 (319) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对某品牌特氟龙软管在使用过程中发生多起漏油故障,从服役环境、材质和制造质量进行分析,检查发现,失效软管内衬成分为聚四氟乙烯,内管内表面存在加工沟痕。选择同批次软管进行试验,结果表明:内表面加工沟痕形成结构上的薄弱位置,受内压或外载作用出现开裂贯穿,导致软管漏油失效;复杂的服役环境加速了这一故障过程的发生。

    • 伺服阀高频震荡故障机制分析

      2019, 47(13):229-231. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.13.046

      摘要 (336) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对电液伺服阀使用过程中出现的高频振荡现象,通过理论分析结合实践,揭示了电液伺服阀高频震荡现象的故障机制,即该现象是因伺服阀在长期使用过程中,其弹簧管刚度值由于疲劳损坏而降低,导致劳斯稳定条件被破坏,系统失稳而产生的。并给出相应的解决措施。

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