中国机械工程

蒋科坚, 祝长生

2010, 21(8): 883-888.

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分析了主动电磁悬浮系统支承的等效刚度和阻尼的理论计算方法。从闭环系统的角度出发,提出了一种不依赖于系统传递函数的等效刚度和阻尼的在线测量方法。以PID控制为例进行对比实验,分析了控制参数、激振幅度和激振频率对主动电磁悬浮系统支承等效刚度和阻尼的影响。结果表明,所提出的测量方法能够实时在线地对主动电磁悬浮系统支承的等效刚度和阻尼进行准确识别。

磁力轴承刚度的实验测量方法

王晓光, 高长生

2010, 21(8): 889-892,907.

摘要 ( )

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在磁力轴承研究中关于磁力轴承刚度存在两种不同的定义,从转子受力分析和控制系统传递函数角度看,这两种刚度定义之间存在差异。针对两种不同的刚度定义分别给出了其测量方法,并设计了磁力轴承刚度测量的实验系统。该实验系统可以实现磁悬浮转子静态悬浮、刚性旋转和柔性旋转工作状态下的刚度测量。

轴流式磁悬浮人工心脏泵驱动电机的研究

杨晟, 刘淑琴, 关勇

2010, 21(8): 893-896.

摘要 ( )

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介绍了一种可用于轴流式人工心脏泵的永磁无槽直流无刷电动机的结构及其驱动方法。电动机采用ML4425专用芯片作为主控芯片,通过调压控制电机的转速,从而达到控制血液流量及压力的目的。电动机在磁悬浮轴承支承下使人工心脏泵获得更优越的性能。实验结果表明:电机调速曲线近似呈一条直线,电动机运行平稳,噪声低。

磁轴承不平衡控制技术的研究进展

张剀, 张小章

2010, 21(8): 897-903.

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通过大量文献调研,重点阐述了磁轴承不平衡控制这一重要技术在磁轴承高速旋转机械中的研究发展情况。简要分析了各种算法的优缺点及其在原理上的相通之处,最后讨论了磁轴承不平衡控制技术进一步发展的方向。

磁力轴承支承刚性转子的临界转速计算

王洪涛, 郭垒磊, 万力, 于溯源

2010, 21(8): 904-907.

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针对磁力轴承支承转子的结构特点提出了一种用于分析该类转子的简化处理方法,并使用Samcef Rotor有限元软件建立了某刚性转子的轴对称模型,计算得到了转子的临界转速及振型。研究了该转子的临界转速与磁力轴承支承刚度的关系。计算结果及相关结论将为磁力轴承和传感器的布置以及控制系统的设计提供重要依据。

磁悬浮系统结构静刚度与结构动刚度测量实验

刘小静, 胡业发, 张薇薇, 魏坚

2010, 21(8): 908-912.

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在提出结构静刚度与结构动刚度定义的基础上,用加载砝码法和用B&K振动仪加载正弦信号的实验方法测量磁悬浮盘片系统结构静刚度与结构动刚度,得到激振频率—位移曲线图、激振频率—动刚度曲线图、外力—位移曲线、外力—动刚度曲线图,从中找出磁悬浮系统结构静刚度与动刚度的规律、特点,并比较不同实验方案的结果,验证了实验的合理性与数据的正确性,为进一步理论研究磁悬浮系统的支承特性提供实验依据。

高速磁悬浮电机的发热与冷却研究

王桂香, 徐龙祥, 董继勇

2010, 21(8): 912-916.

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针对高速磁悬浮电机发热严重的问题,采用有限元方法建立了电机定子发热模型,并且分析了材料对电机铁心损耗的影响。考虑转子表面的摩擦,计算出电机转子风摩擦损耗。针对谐波电流引起的转子涡流损耗在高速磁悬浮电机中会引起转子很高的温升的问题,研究了一种计算高速磁悬浮电机转子涡流损耗的解析计算方法。针对转子涡流损耗的问题,采用了一种加感抗器减小谐波涡流损耗从而降低温度的有效方法。实验结果表明,加感抗器能有效减小谐波电流、降低电机温度。

微位移机构中变截面柔性铰链等效刚度的求解方法研究

刘庆玲, 翁海珊, 邱丽芳

2010, 21(8): 917-919,925.

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对变截面柔性铰链的等效刚度k进行研究,提出了k值的两种求解方法：修正系数法与变截面法。通过实例计算,两种方法求得的结果基本一致,而变截面法更具有通用性且计算简便。采用变截面法计算了柔性微位移放大机构中变截面柔性铰链的等效刚度k,在此基础上,对机构进行了分析,求得不同载荷作用下机构的输入、输出位移及其放大比,同时对其进行有限元分析,两种结果具有较好的一致性,验证了k值计算的正确性,表明了变截面柔性铰链等效刚度计算方法的有效性。

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知识支撑分级约束方法及其在产品布置设计中的应用

王彦超, 张树有, 裘乐淼

2010, 21(8): 920-925.

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针对产品布置设计人机交互多、效率低等问题,提出一种知识支撑分级约束方法。该方法依据工程知识表达划分产品单元,同时定义单元约束关系并划分层级。建立产品分级约束模型,通过客户需求等约束的转换、传递和计算,有效实现了产品设计方案的自动生成。该方法在电梯布置设计中得到应用验证,不仅减少了人机交互,而且避免了设计方案潜在错误,降低了产品制造中的错误率和开发成本。

神光Ⅲ激光装置装校系统模块化集成制造

李梦奇, 谢志江, 李冬英, 任铮

2010, 21(8): 926-930.

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为高速度、高质量地实现神光Ⅲ激光装置的装校,在分析系统特征和功能的基础上,提出采用模块化集成制造模式进行装校系统的集成制造。阐述了模块化集成制造的模块化分解、系统模块化集成和并行协同制造等关键技术。装校系统模块化集成制造解决了系统实现过程中的洁净、精度和效率等方面的问题。

基于生态指示器99的制造过程环境影响分析模型

谷振宇, 刘飞, 任凡

2010, 21(8): 931-935.

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针对制造过程环境影响分析中参考评价标准各异,难以进行有效的定量分析等问题,提出了一种基于生态指示器99的制造过程对环境影响的分析模型,并对制造过程环境影响值的计算方法进行了阐述。建立了单元制造过程的环境影响矩阵,从综合值评价、不同排放物的环境影响评价和不同环境效应评价三个方面对制造过程的环境影响进行了分析。最后,结合一个电器开关柜电镀过程对上述方法进行了说明和验证。

菱形车转向机构的分析与优化

查云飞, 钟志华, 闫晓磊

2010, 21(8): 935-939.

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根据菱形车转向系统转向拉杆机构前后对称的特点,为前轮转向拉杆机构建立了空间运动学方程。在ADAMS软件中建立虚拟样机模型,验证了运动学方程的正确性。运用遗传算法,以各连杆的长度和初始位置为参数,对车轮向左转和向右转的转角关系以及车轮跳动过程中的转角变化进行了优化。根据菱形车的结构要求优化出了相应的各连杆的长度和初始位置,为菱形车的转向机构设计提供了理论基础。

多特征信息融合的贝叶斯网络故障诊断方法研究

姜万录, 刘思远

2010, 21(8): 940-945,967.

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针对轴向柱塞泵故障特征的模糊性和不完备性特点,提出一种多特征信息融合与贝叶斯网络相结合的故障诊断方法。该方法从柱塞泵采集的振动信号中提取出频域和幅域的多个故障特征,并将这些特征当作来自多个不同传感器的多源信息。利用贝叶斯参数估计算法进行多特征信息融合。通过构造贝叶斯网络并建立贝叶斯分类器来简化融合后的结果,通过最大后验概率估计值的计算进行故障识别。经过轴向柱塞泵多故障模式的诊断实验,验证了该方法能够有效地实现柱塞泵柱塞松靴和脱靴故障的诊断。

工艺约束条件下加工顺序决策的Petri网T_不变量方法

肖伟跃, 罗佑新, 廖德岗

2010, 21(8): 946-951.

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针对计算机辅助工艺设计中一直没有解决的加工顺序决策问题,提出了一种新的基于Petri网T_不变量的加工顺序决策方法。首先根据Petri网原理和产生式规则建立了一个基于规则的加工顺序决策Petri网模型;然后在考虑工艺约束的条件下,给出了可选工艺路线T_不变量的生成算法;最后通过一个实例验证了该算法的合理性和有效性。实例结果表明,所提出的决策方法能够实现从可选工艺路线中得到最优/次优的工艺路线。

基于MLMW和CWT灰度矩向量的滚动轴承故障诊断

杨先勇, 周晓军, 沈路, 林勇

2010, 21(8): 951-956.

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提出了基于极大提升形态小波(MLMW)降噪的CWT灰度矩向量-LSSVM的轴承故障诊断方法。先利用MLMW对信号进行降噪处理,再将降噪信号的CWT灰度图划分为若干区域,计算各分区的灰度矩组成灰度矩向量,将其作为LSSVM的输入进行故障分类。试验结果表明:相对于原始信号的灰度图,MLMW降噪后的灰度图特征突出、区分显著,相应的灰度矩向量可有效刻画轴承状态;随着分区数增加,诊断准确率升高;相对于原始灰度矩向量-LSSVM方法和小波降噪的灰度矩向量-LSSVM方法,所提出方法准确率高、泛化性好、所需训练样本少,可准确识别轴承故障类型。

面向大规模定制的瓶颈成组调度启发式方法研究

陈亚绒, 管在林, 彭运芳, 邵新宇

2010, 21(8): 957-962.

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基于对大规模定制生产模式的产品与生产特征的分析,描述了面向大规模定制的模块工件成组调度问题,提出了以识别瓶颈工序为基础的最小化加权拖期成组调度启发式方法,实现了生产成本与交货期的优化。实际生产数据的调度结果表明,与模块单批调度和完全批成组调度方法相比较,基于瓶颈的最小化加权拖期模块成组调度启发式方法更可行、更有效。

电解线切割加工技术试验研究

朱兵, 朱荻, 曾永彬, 王少华

2010, 21(8): 963-967.

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分析了应用电解线切割加工工艺在厚不锈钢板上加工高深宽比结构的可行性。为解决加工高深宽比结构时的排屑问题,在分析该工艺特点的基础上,采用了轴向冲液的方法。在自行搭建的加工系统中,进行了不同加工参数的一系列试验,以研究加工电压、电极丝进给速度、电解液浓度和冲液速度对该工艺的影响。最后,对电解线切割加工参数进行优化,加工出了缝宽为160μm、深宽比高达30的微型花键。

基于载荷二维分布的可靠性分析方法

高鹏, 谢里阳

2010, 21(8): 968-973.

摘要 ( )

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通过分析随机载荷的统计特征,得到机械零件及系统的可靠度模型。提出载荷的二维分布:横向分布和纵向分布,并分别建立了基于载荷两种分布的可靠度计算模型。基于载荷纵向分布的可靠度模型需要已知每个时刻的载荷分布函数,同时由于样本数量的限制,使得该种方法无法得到实际应用。基于载荷横向分布的可靠度模型则可以直接通过样本进行计算,通过分析两种分布之间的关系说明了基于载荷横向分布模型的合理性。此外,利用基于载荷横向分布模型建立了考虑共因失效时系统的可靠度计算模型。

精密微小孔的电解—磨削复合扩孔加工技术研究

张欣耀, 朱荻, 曾永彬, 刘勇

2010, 21(8): 973-977.

摘要 ( )

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采用电解—磨削复合扩孔加工技术加工精密微小孔,探讨了其加工机理,分析了多种因素对微小孔加工精度和表面质量的影响,如加工电压、进给速度、电极转速。通过对加工参数的优化,采用微小金刚石导电磨针在厚度为0.3mm的不锈钢片上加工出高精度、低表面粗糙度的微小孔。

周期振动隔离的自适应方法及其实验研究

王俊芳, 李振伟, 张志谊

2010, 21(8): 978-982.

摘要 ( )

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针对多频、多点隔振问题,将跟踪滤波与带饱和抑制的LMS算法相结合,构造出基于分量控制的自适应隔振方法,将其用于多频率多通道控制,并进行实验验证。该方法是在通用的LMS算法的基础上,引入饱和抑制函数,根据控制饱和程度,优化控制器权系数更新过程,避免控制器的性能恶化。实验结果表明,自适应方法能够在多通道控制中很好地隔离周期振动,不仅具有良好的稳态控制效果,而且可以改善输出饱和情况下的控制性能。

面向欧洲新车评价的汽车正面碰撞儿童座椅参数设计

张君媛, 毕莹, 周剑, 邱少波, 李红建, 唐洪斌

2010, 21(8): 983-987.

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针对某乘用车匹配儿童约束系统情况进行仿真研究。利用所选定的儿童约束系统仿真模型,进行了最新欧洲新车评价规程（E-NCAP）中对儿童乘员保护要求的试验工况的数值模拟,并以E-NCAP评分为目标,对儿童约束系统的设计参数进行优化,同时,为了工程的可实施性,对儿童约束系统提出了参数设计范围及整车的空间匹配要求。

基于多体动力学的摩托车平顺性分析

张志飞, 徐中明, 贺岩松

2010, 21(8): 988-992.

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讨论了摩托车平顺性建模方法,指出应借助多体动力学软件建立能反映手把处和座位处振动的平顺性模型,总结了平顺性的评价方法。指出建立准确的二自由度人体振动假人模型在平顺性仿真中的必要性。利用正交优化法分析了悬架、坐垫参数对平顺性的影响,结果表明：坐垫参数对座位处振动影响最大,相比后悬架,前悬架参数对座位处和手把处振动的影响大,前悬架小刚度大阻尼对座位处振动有利,前悬架大刚度小阻尼对手把处振动有利。

基于可靠性优化的汽车乘员约束系统的性能改进

李铁柱, 李光耀, 高晖, 陈涛

2010, 21(8): 993-999.

摘要 ( )

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针对某款微型轿车,通过MADYMO软件建立并验证了该车的乘员侧正面碰撞约束系统仿真模型,并将试验设计、Kriging近似模型和可靠性理论相结合,构造了乘员约束系统可靠性优化设计方法。与传统的确定性优化结果相比较,可靠性优化结果不仅较好地满足了乘员约束系统的设计目标,而且大幅度地提高了系统设计约束的可靠性。

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残余最大主应力与振动焊接参数的相关性分析

卢庆华, 陈立功, 倪纯珍, 于治水

2010, 21(8): 999-1002.

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采用试验分析、数理统计的方法研究不同参数下的振动埋弧焊残余最大主应力（σmax）。结果表明：在较小焊接热输入（22.8kJ/cm）下,σmax随着振动加速度的增大而减小,且趋势明显;在中等焊接热输入（26.6kJ/cm）下,σmax在10m/s2的振动加速度下残余应力最小;而对于较大焊接热输入（31.6kJ/cm）,σmax也较大,只有振动加速度达到15m/s2时σmax才有明显下降。建立了焊接热输入、振动加速度与残余最大主应力的相关性关系曲线,确定了以降低残余应力为主要目标的最佳工艺参数,认为焊接热输入在22.8～32kJ/cm范围时,振动加速度选取在10～15m/s2范围内,可获得较低的残余最大主应力。

基于粒子群算法的冷挤压模具结构参数优化设计

张渝, 胡启国, 张甫仁

2010, 21(8): 1003-1007.

摘要 ( )

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