当期目录

    2016年 第27卷 第01期    刊出日期:2016-01-10
    版权页和目次
    2016, 27(01):  0. 
    摘要 ( )   PDF (333KB) ( )  
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    机械基础工程
    基于改进Elman神经网络的悬架试验系统
    宋崇智, 赵又群
    2016, 27(01):  1-6. 
    摘要 ( )   PDF (705KB) ( )  
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    提出了一种能满足多层网络、多阶系统的改进型Elman网络,建立了基于改进Elman神经网络的PAC控制器。对六自由度悬架试验平台系统进行了控制研究,分析了悬架参数对轮荷利用率和相位角的影响。整车实验证明:参数匹配的悬架可以有效减小车身振动,降低悬架动挠度和轮胎动载荷。

    智能制造
    一种基于Delaunay三角剖分的特征点坐标对应方法
    徐侃, 李文龙, 王建庄, 周莉萍, 尹周平,
    2016, 27(01):  7-13. 
    摘要 ( )   PDF (763KB) ( )  
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    研究了平面网格点集的Delaunay三角剖分性质,提出ACDT方法,并在IC封装环境下实现了圆点阵列靶标特征点的自动对应。实验结果表明,当图像存在拍摄倾角或由靶标平移、旋转引起的特征点缺失时,该方法仍可有效运行,且对镜头畸变引起的图像非线性变形不敏感,特别适合IC封装视觉定位系统的在线标定。

    点焊机器人轨迹能耗模型及其优化算法研究
    邓乾旺, 罗正平, 张丽科, 崔巍
    2016, 27(01):  14-20. 
    摘要 ( )   PDF (591KB) ( )  
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    提出一种点焊机器人最优能耗轨迹优化方法,将机器人关节空间中的关键点用五次多项式曲线连接,并基于机器人动力学建立了永磁交流伺服电机驱动的点焊机器人轨迹能耗模型。在考虑运动学、动力学及生产周期约束的情况下,采用蜜蜂进化型遗传算法求解了点焊机器人最优能耗轨迹。为保证算法全局寻优和收敛速度,构建了一种非线性适应度函数。仿真结果表明,与之前算法相比,求解效率更高,且最优能耗轨迹较最短时间轨迹能耗明显减少。

    多自由度串联机器人的高效率反向动力学建模方法
    申浩宇, 吴洪涛, 陈柏
    2016, 27(01):  20-24. 
    摘要 ( )   PDF (475KB) ( )  
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    针对多自由度串联机器人的反向动力学建模问题,通过引入解耦的自然正交补的概念和方法,消除了牛顿-欧拉动力学方程中的约束力项,得到了一种基于解耦的自然正交补的高效反向动力学递推建模方法。编制程序对七自由度串联机器人进行了仿真验证,并将其与牛顿-欧拉递推建模方法进行了对比。结果表明,基于解耦的自然正交补的反向动力学递推建模方法可节省约2/3的CPU计算时间,仿真结果正确、合理,从而验证了该方法的可靠性和高效性。

    机械基础工程
    高速重载下双层保护轴承的最大碰撞力及热特性分析
    朱益利, 金超武
    2016, 27(01):  25-31. 
    摘要 ( )   PDF (756KB) ( )  
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    搭建了转子跌落试验台,研究了A、B两种结构的双层保护轴承在高速重载下的工作性能。建立了动力学模型和热网络模型,理论分析了不同双层保护轴承参数下,磁悬浮轴承失效后转子和保护轴承的动力学响应以及保护轴承内圈的温升情况,并进行了相关的转子跌落试验研究。研究结果表明,B结构双层保护轴承更适合应用于高速重载场合。

    海上漂浮式风电机组风波载荷计算与分析
    刘德顺, 刘子其, 戴巨川, 龙辛
    2016, 27(01):  32-40,45. 
    摘要 ( )   PDF (986KB) ( )  
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    以海上大型漂浮式风电机组三浮桶式支撑结构为对象,考虑风波联合作用,借助叶素-动量理论和线性波理论,联合风载荷和波浪载荷模型构建了风波联合载荷模型。计算过程中,考虑了风电机组不同的运行工况,依据浮桶直径与波长的比值来确定波浪载荷适用的计算模型(Morison理论与绕射理论);得到了不同工况、不同环境参数和结构参数条件下的载荷结果,分析了风波载荷的变化特征。

    GMA油膜轴承动态控制轴心轨迹的试验研究
    吴超, 尹雪梅, 王文
    2016, 27(01):  41-45. 
    摘要 ( )   PDF (606KB) ( )  
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    介绍了一种基于超磁致伸缩驱动器(GMA)的油膜轴承试验台的工作原理,完成了GMA油膜轴承所支撑转子的轴心轨迹动态控制试验。试验结果表明,选择合适的控制电流和相位差后,该油膜轴承能够动态抑制所支撑转子的工频振动,明显缩小所支撑转子的轴心运动轨迹;对于某控制电流,存在一个能使系统的工频振动幅值最小的最佳相位差;随着控制电流的增大,最佳相位差有增加的趋势。试验结果证实了GMA油膜轴承具有强的轴心轨迹控制功能,能够抑制所支撑转子的振动,具有高的位置精度和旋转精度。

    基于灵敏度分析的某扭力梁悬架的优化
    张鹏, 王浩, 陈黎卿
    2016, 27(01):  46-51. 
    摘要 ( )   PDF (657KB) ( )  
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    根据材料力学原理推导出某扭力梁悬架横梁的剪切中心,结合空间解析几何变换公式,建立悬架运动学方程并对悬架结构参数进行优化,利用偏导数法分析得出悬架结构参数对悬架性能的影响程度,通过分析灵敏度,找出对K特性影响最灵敏的参数,并对其进行修改,实现悬架性能的优化。最后结合有限元模型验证了剪切中心的准确性,同时利用ADAMS软件和实验对数学模型的可靠性进行验证。

    箱型臂架伸缩过程中的时变动力特性研究
    曾维栋, 彭晶, 任会礼, 付玲, 刘延斌,
    2016, 27(01):  51-57. 
    摘要 ( )   PDF (740KB) ( )  
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    基于HHT(Hilber-Hughes-Taylor)隐式时间积分法,建立了考虑摩擦影响的起重机带载伸缩臂架非线性动力学分析模型,研究了臂架伸缩过程中的非线性时变动力特性。分析了臂架-滑块间摩擦特性、伸缩油缸的弹性刚度及阻尼特性、臂架自身刚度等对带载伸缩臂架振动的影响。针对起重机臂架带载伸缩过程中存在的抖振问题,提出了有效的解决措施。

    智能制造
    基于改进蚁群算法的分形刀轨连接技术
    吴长友, 戴宁, 刘浩, 程筱胜, 李大伟, 沈振宏, 孙登广
    2016, 27(01):  58-65. 
    摘要 ( )   PDF (858KB) ( )  
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    为了解决分形刀轨中存在的大量空行程和跳刀问题,使用部分边界裁剪轮廓对分形路径段进行了连接。首先采用蚁群算法对同一切片层面上的分形路径段进行初步连接,确定整体最短连接路径。然后依据扫描路径规划原则,对连接路径进行有效性判断,消除了不合理连接路径对成形质量的影响。针对基本蚁群算法存在的收敛慢、易陷入局部最优解等缺陷,采用动态调整选择策略和信息素挥发系数对蚁群算法进行了改进。试验结果表明,该方法有效减少了同一切片层面上的空行程和跳刀次数,且改进的蚁群算法具有很好的收敛效果和全局搜索能力。

    机械基础工程
    基于GA的自适应最稀疏时频分析方法及应用
    李宝庆, 程军圣, 吴占涛, 彭延峰
    2016, 27(01):  66-72. 
    摘要 ( )   PDF (774KB) ( )  
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    为解决自适应最稀疏时频分析(ASTFA)方法中初始相位函数的选择问题,采用遗传算法(GA)对ASTFA的初始相位函数进行优化,提出了GA-ASTFA方法。进一步研究了GA-ASTFA方法抑制模态混淆的能力,分析结果表明,GA-ASTFA能较好地抑制模态混淆,分解得到的分量信号精度高,且可抑制分解中的伪分量。最后将GA-ASTFA方法用于转子碰摩故障诊断,实验分析结果表明,GA-ASTFA方法能有效提取转子碰摩故障特征信息。

    旋转机械故障的拉普拉斯支持向量机诊断方法
    郝腾飞, 陈果
    2016, 27(01):  73-78. 
    摘要 ( )   PDF (660KB) ( )  
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    在旋转机械故障智能诊断中,收集大量的样本比较容易,而要对所有的样本进行类别标记却较为困难。针对这一问题,提出了一种基于拉普拉斯支持向量机的旋转机械故障智能诊断方法。滚动轴承故障诊断实例表明,有标记样本的数量较少时,与仅使用有标记样本进行学习的支持向量机相比,基于拉普拉斯支持向量机的诊断方法利用大量的无标记样本进行辅助学习,可以显著提高故障诊断的正确率。

    智能制造
    基于OpenFOAM的喷孔内部流动与近场雾化的数值模拟
    高永强, 魏明锐, 谭保华, 颜伏伍, 董卫涛
    2016, 27(01):  79-84. 
    摘要 ( )   PDF (672KB) ( )  
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    基于OpenFOAM平台,对Schnerr-Sauer空化模型的蒸发和凝结源项进行了修正,建立了一种考虑热力学效应的空化模型,并分别采用原始模型和修正空化模型对燃油在喷孔内部的流动及喷嘴近场的雾化过程进行了模拟计算。修正空化模型与原始模型相比,喷孔内部的空化强度加强,空穴范围扩大,喷孔近场区域的未扰液核变短,燃油分裂雾化更加细小,说明修正空化模型促进燃油的初次分裂及雾化。

    机械基础工程
    基于能量密度法预测微动疲劳寿命
    平学成, 赵辽翔, 吴卫星
    2016, 27(01):  84-90. 
    摘要 ( )   PDF (668KB) ( )  
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    通过接触界面的应力应变场和临界平面法计算了能量密度损伤参数,结合疲劳试验得到了能量密度损伤参数-寿命关系曲线中的材料常数,建立了LZ50钢微动疲劳寿命的预测公式。根据裂纹萌生寿命预测效果,将Chen损伤值作为裂纹萌生控制参数。分析了摩擦因数、微动桥半径、循环载荷和微动桥压力对LZ50车轴钢的Chen损伤值的影响,以及CRH2型动车组空心车轴裂纹萌生的位置及寿命。

    智能制造
    凸轮轴数控磨削云平台的研究与设计
    谢智明, 邓朝晖, 刘伟, 刘涛, 彭克立
    2016, 27(01):  91-100. 
    摘要 ( )   PDF (1292KB) ( )  
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    针对整合磨削加工领域资源的问题,借鉴云计算与云制造的思想,提出并开发了整合与利用磨削软硬两大类资源的磨削云平台。提出了磨削云平台体系架构,设计了其软件结构,研究了其关键技术。利用人工智能技术,设计了磨削云平台应用需求模型及其工作流程与关键算法。开发了SaaS服务系统、PaaS服务系统、IaaS-to-PaaS分布式异构数据库同步复制系统、IaaS服务系统、用户注册登录管理系统5个软件子系统所组成的磨削云平台,使得企业在资源利用上更为优化便捷。将该磨削云平台应用于实际生产,有效提高了生产加工效率,降低了生产成本。

    机械基础工程
    面向高需求模式的安全仪表系统可靠性评估
    王玉堃, 刘子先
    2016, 27(01):  101-104,108. 
    摘要 ( )   PDF (468KB) ( )  
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    针对高需求模式下,安全仪表系统的可靠性评估尚缺研究的现状,以1oo2冗余结构组为例,综合考虑过程需求、部件失效模式、验证测试策略和维修等因素,运用马尔可夫方法构建了结构组的可靠性分析模型,并分别对需求和测试策略对结构组可靠性的影响进行了研究。结果表明:结构组的可靠性随着需求频率及验证测试频率的增加而降低;当需求频率高于验证测试频率时,结构组的运行状态主要通过需求进行检测,反之,则通过验证测试进行检测。

    智能制造
    基于数据挖掘的晶圆制造交货期预测方法
    汪俊亮, 秦威, 张洁
    2016, 27(01):  105-108. 
    摘要 ( )   PDF (447KB) ( )  
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    晶圆订单的交货期预测对于保证订单交付的准时性和平顺性,具有重要的意义。然而,晶圆制造中的在制品数量多、生产周期长的特点加剧了交货期预测的复杂性。基于海量晶圆制造数据,设计回归模型来对1669个晶圆加工过程参数与订单交货期指标之间的关联关系进行分析,并采用费舍尔Z变换筛选得到强相关变量,对所得到的强相关变量采用案例推理方法实现了晶圆制造订单交货期的精准预测。

    机械基础工程
    无偏差最小二乘法伺服控制系统参数辨识
    吴路路, 韩江, 田晓青, 夏链
    2016, 27(01):  109-113. 
    摘要 ( )   PDF (496KB) ( )  
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    为准确辨识伺服控制系统参数,针对高性能运动控制算法的要求,在分析典型伺服控制系统结构模型基础上,基于“库仑摩擦+黏性摩擦”模型,设计了无偏差最小二乘方法,研究其在“工控机+运动控制卡”数控系统平台上的实现方法。实时采集电机角速度数据,利用设计的方法估算伺服系统转动惯量、黏性摩擦和库仑转矩,通过角速度重构,对比理论计算和实际测量角速度,验证参数辨识的有效性和准确性。理论分析和实验结果表明,所设计的参数辨识方法能够准确辨识系统参数。

    智能制造
    用户决策驱动的乘用车舱改进PSO布局优化模型
    刘昕, 余隋怀, 王淑侠, 李文华, 曲敏, 王淼
    2016, 27(01):  114-121. 
    摘要 ( )   PDF (683KB) ( )  
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    基于用户决策模型确定了车舱待布物的优化顺序,通过已优化待布物的定位确定尚未优化的待布物的定位,同时将PSO引入乘用车舱的三维布局分析。为避免陷入局部最优,采用自适应惯性权重系数对PSO进行了改进,提出了针对不同类型用户决策调整布局的优化新方法。利用JACK对不同优化方案和原方案进行了对比分析,验证了在用户决策驱动下,采用改进PSO进行布局优化的方式最符合人机工程学原理,可有效解决乘用车舱布局优化问题。

    基于远近视角驾驶员模型人机合作转向PDC/H∞控制策略
    汪选要, 王其东, 王金波
    2016, 27(01):  121-128. 
    摘要 ( )   PDF (690KB) ( )  
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    基于远近视角驾驶员模型获得了非线性车路和人车路闭环T-S模型,运用状态反馈γ-次优H∞范数和线性矩阵不等式约束得到了反馈增益矩阵。应用模糊并行分布补偿控制设计了车路和人车路闭环T-S模型全局控制器。CarSim/Simulink仿真结果表明,基于人车路闭环模型的人机合作转向控制的车道保持能力和跨道时间均优于车路模型,从而减少了车道偏离的风险。通过合作转向评价准则得出的人车路闭环PDC/H∞控制器的人机合作程度较高。

    机械基础工程
    面向侧面柱撞的微型客车耐撞性研究
    林智桂, 吕俊成, 罗覃月, 贾丽刚
    2016, 27(01):  129-134. 
    摘要 ( )   PDF (751KB) ( )  
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    基于侧面柱碰撞的理论,对比分析了微型客车与轿车的质心、结构及总布置对能量传递和车体结构耐撞性的影响,指出了微型客车结构的改进方向,并据此进行了微型客车侧面柱碰撞仿真分析和结构优化。研究结果显示,优化后微型客车耐撞性能得到显著提升,证明所提出的微型客车侧面柱撞优化方法是可行的。

    基于道路载荷的汽车结构件可靠性试验方法研究
    王铁, 武文超, 王海沛, 吴伟
    2016, 27(01):  135-141. 
    摘要 ( )   PDF (682KB) ( )  
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    基于疲劳伪损伤相关性分析,建立了与道路载荷等效的程序载荷谱;对构件疲劳寿命进行了威布尔分析,建立了在一定置信度、可靠度条件下最少样件的可靠性试验方案。通过变速箱支架台架可靠性试验,复现了与道路试验相同的失效模式、疲劳失效寿命,分析了影响变速箱支架疲劳寿命的因素,并验证了试验方法的有效性。

    英文目次
    2016, 27(01):  142. 
    摘要 ( )   PDF (83KB) ( )  
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