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期刊信息/Journal information
工程设计学报
浙江大学 中国机械工程学会
工程设计学报

浙江大学 中国机械工程学会

冯培恩

双月刊

1006-754X

zdgcsj@zju.edu.cn

0571-88272805

310007

杭州市天目山路148号

工程设计学报/Journal Journal of Engineering DesignCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由浙江大学、中国机械工程学会主办,浙江大学出版社出版的学术性国际合作科技期刊。多年来一直得到国家自然科学基金委员会、德国机器制造协会(VDMA)的资助。学报被美国《剑桥科学文摘(工程技术)》(CSA(T))、波兰《哥白尼索引》(IC) 、中国科技期刊精品数据库、中国学术期刊(光盘版)、《中国学术期刊文摘》、《中国机械工程文摘》、《工程机械文摘》等十几家数据库收录,入选《中文核心期刊要目总览》2008年版(即第五版)核心期刊、中国科学引文数据库2009--2010年来源期刊、中国科技核心期刊(中国科技论文统计源期刊)。荣获第一届、第二届、第三届中国高校特色科技期刊奖,2007--2008年浙江省优秀科技期刊一等奖。主要读者对象为各种技术产品制造业(以机电产品行业为主)的设计、开发和研究人员。
正式出版
收录年代

    融合多主体需求频率特征的复杂产品全生命周期价值链协同设计

    何州王阳蒋翔宇洪兆溪...
    1-9页
    查看更多>>摘要:高周转率和短保质期的复杂产品具有较高订单频率的特征.传统的价值链设计大多基于复杂产品订单数据的时序和销量对销售周期的影响,忽略了其订单频率中蕴含的细节信息,因而难以准确捕捉多主体间快速变化的供需关系.为了解决这一问题,提出了一种融合多主体需求频率特征的复杂产品全生命周期价值链协同设计方法.首先,采用门控卷积的频率序列提取方法识别多主体需求;其次,将基于频率分段的Transformer时序预测模型融合于订单频率信息,根据改进的时序-频率多头自注意力(seq-fre multi-head attention)结构建立全生命周期价值链,不同分段的时序和频率特征对应不同的注意力头,以实现多段时序和频率特征的融合;最后,将新型价值链协同设计方法应用于某复杂产品多主体需求预测问题,进行实验验证.研究表明,所提出的融合需求频率特征的价值链协同设计方法预测准确度较高,具有很好的应用前景.

    价值链协同设计时序预测Transformer频率特征

    基于FSRce模型的机电产品绿色概念设计方案生成方法

    张雷方俊伟苏金蔡闯...
    10-19页
    查看更多>>摘要:针对部分机电产品在概念设计阶段未综合考虑客户和环境的需求,进而影响产品详细设计的问题,提出了一种基于功能—结构—客户和环境需求(function‒structure‒requirements of customer and environment,FSRce)模型的机电产品绿色概念设计方案生成方法.首先,从案例库中选择合适的功能和结构对现有产品设计树中的节点进行扩展和关联;同时通过数据挖掘、专家打分等方法获得产品的客户和环境需求重要度,以构建基于FSRce模型的产品概念设计空间.然后,先利用加权区间粗糙数法对客户和环境需求重要度进行分析,得到需求相对重要度,再运用模糊质量功能展开(fuzzy quality function deployment,FQFD)将需求相对重要度转化为产品的工程特性权重.最后,利用物元理论构建基于工程特性的产品物元域和各结构物元集,并结合工程特性权重得到各结构的满意度分值,通过比较满意度优选得到满足客户和环境需求的产品概念设计方案.以某小型工业吹风机为例,基于上述方法对其概念设计方案进行优化.相比于原始方案,优化后的吹风机在能源消耗上降低了15.38%,在碳排放上降低了15.32%,且客户满意度提高了44.66%,由此验证了所提出方法的可行性与有效性.所提出的方法为机电产品概念设计方案的生成提供了一种新思路,能更好地辅助设计人员实现对机电产品的绿色设计.

    功能—结构—客户和环境需求模型概念设计加权区间粗糙数法模糊质量功能展开物元理论

    具有变泊松运动特性的剪叉式折展机构运动学分析

    畅博彦闫圣杰梁栋关鑫...
    20-30页
    查看更多>>摘要:为提高折展机构的折展率和支撑性能,提出了一种具有变泊松运动特性的剪叉式折展机构并对其进行运动学分析.首先,提出了一种单闭环厚板支撑单元并将其应用于三明治结构,利用ANSYS Workbench软件分析不同形状夹芯层对三明治结构支撑刚度的影响,发现采用厚板支撑单元的三明治结构具有更好的支撑效果和更小的质量,且可通过改变结构设计参数来实现正负泊松比的切换.然后,根据泊松比的定义,设计了一种具有变泊松运动特性的正n边形剪叉式折展机构;基于螺旋理论,通过绘制闭环折展机构的旋量约束拓扑图分析得到其自由度为1,将折展机构分为3种模块并阐述了模块化纵向扩展的原理和过程.最后,建立了m层正n边形剪叉式折展机构的运动学模型并搭建了正四边形剪叉式折展支撑结构实物样机,进一步验证了机构的变泊松运动特性,这可为后续的研究提供理论基础.

    三明治结构剪叉式折展机构螺旋理论运动学分析

    高性能液压缸数智化设计与制造平台的构建与应用

    张伟胡晓平唐红涛张雁翔...
    31-41页
    查看更多>>摘要:高性能液压缸的生产工艺柔性大,加工周期长,其生产属于典型的非标、单件小批量离散型制造模式,在设计和生产中难以优化和控制.针对液压缸生产企业在使用数字化设计和流程管控软件时软件集成度低和耦合度高的问题,设计了一种高性能液压缸数智化设计与制造平台.通过可重构中间件技术,该平台集成了AutoCAD、SolidWorks等软件接口,并在融合神经网络算法和多目标优化技术的同时,构建了图库、工时预测、柔性工艺规划等数字化设计和生产管控模块.该数智化设计与制造平台可以实现设计与制造过程的全生命周期管控,为制造企业实现数智化转型提供有力支撑.

    高性能液压缸离散制造数智化工业软件

    基于信息融合和多粒度级联森林模型的挖掘机作业阶段智能识别

    苏德赢王少杰卜祥建饶红艳...
    42-49页
    查看更多>>摘要:为了解决挖掘机作业阶段识别方法可靠性较低的问题,提出了一种基于信息融合和多粒度级联森林模型(information fusion and multi-granularity cascade forest model,IFMCFM)的智能识别方法.利用信息融合技术将挖掘机作业阶段的类别概率向量与高重要度特征进行融合,形成新的识别特征;将新特征输入级联森林模型,采用不同比例的训练集对模型进行训练并对识别结果进行分析;将IFMCFM的识别结果与DAGSVM(directed acyclic graph support vector machine,有向无环图支持向量机)、PCA-SVM(support vector machine based on principal component analysis,基于主成分分析的支持向量机)、LIBSVM(library for support vector machines,支持向量机库)和LSTM(long short-term memory,长短期记忆)的识别结果进行对比.研究结果表明:当训练集比例为80%时,IFMCFM的识别准确率、召回率和F1(精确度和召回率的调和平均数)指标分别为95.00%,95.17%和95.02%,识别效果较优;相比于其他识别模型,IFMCFM的识别准确性和可靠性最高.IFMCFM可以有效地识别挖掘机作业阶段,具有较高的应用价值.

    挖掘机作业阶段智能识别信息融合多粒度级联森林模型

    科技期刊世界影响力指数(WJCI)报告(2023)收录证书

    49页

    基于二阶抛物线近似的结构可靠性分析方法

    陈振中黄冬宇田娇李晓科...
    50-58页
    查看更多>>摘要:针对工程中常用的一阶可靠性分析方法在求解非线性程度较高的极限状态函数的可靠性时精度不足的问题,在二阶可靠性分析方法的基础上提出了一种基于抛物线近似的结构可靠性分析方法.首先,采用一阶可靠性分析方法迭代求解标准正态空间下的最大可能点.然后,以最大可能点与坐标原点构成的向量作为新坐标轴,基于极限状态函数最大可能点各方向上的曲率构建近似抛物线,以提高边界区域的近似精度.最后,根据标准正态分布概率密度对新坐标轴上的近似抛物线进行积分,以求解结构的可靠概率.通过4个算例来比较一阶可靠性方法、二阶可靠性方法与基于二阶抛物线近似的可靠性分析方法,以验证所提出方法的可行性.结果表明,当面对非线性程度较高的可靠性问题时,一阶可靠性方法的求解精度较低,二阶可靠性方法在特殊情况下会发生求解错误,而通过抛物线近似积分的方法可有效提高结构可靠性分析的精度并保证求解的稳定性.研究结果可为复杂结构的可靠性分析提供参考.

    一阶可靠性二阶可靠性抛物线近似可靠性分析

    中国科技核心期刊

    58页

    无失效威布尔情形下基于双修正多层Bayes的可靠性评估

    龙足腾郑波甯洋罗金超...
    59-66页
    查看更多>>摘要:利用配分布曲线法构建无失效数据的可靠性评估模型时,往往采用E-Bayes或多层Bayes来估计失效概率,但因其估计能力有限,整体可靠度点估计精度不高.针对威布尔分布数据提出了一种新的双修正多层Bayes方法,用于改善失效概率估计,并完成可靠度点估计.在多层Bayes的基础上,通过修正失效概率上下限值来减小失效概率估计误差,然后结合加权最小二乘法和威布尔分布可靠度函数确定参数估计值和可靠度曲线,从而得到可靠度点估计.利用Monte-Carlo仿真试验,发现新方法能将参数估计相对误差控制在10%以下,并且得到的可靠度值更加趋近真值.通过实例分析发现,在超参数c取不同值的情况下,采用新方法得到的可靠度都更加接近工程实际.新方法适用性分析表明,形状参数β是影响估计精度的关键因素,且在β>2.2时新方法具有明显的优势及良好的稳健性.研究结果可为其他寿命分布无失效数据的可靠性评估提供参考.

    无失效威布尔失效概率估计双修正多层Bayes可靠度估计适用性分析

    面向激光增材制造的仿生薄壁结构抗冲击研究

    李佳宋梅利冯君汤海斌...
    67-73页
    查看更多>>摘要:冲击载荷是航空航天装备结构设计中不可忽视的因素,设计承载能力高、吸能特性好的薄壁结构是研究热点.综合骨骼和蜂窝的结构特征,基于Voronoi算法,开展了类蜂窝六边形结构伪随机排布;参考骨质内疏松外紧密的排布特征,进行分区设计,来构造新型抗冲击结构.通过激光选区熔化钛合金及激光选区烧结碳纤维/PEEK(polyether ether ketone,聚醚醚酮)复合材料仿生薄壁结构和均布蜂窝结构的抗冲击仿真,对比了2种结构的吸能特性.仿真结果表明:相比于均布蜂窝结构,在轴向冲击条件下,激光选区熔化钛合金和激光选区烧结纤维/PEEK复合材料仿生薄壁结构的最大吸能量分别提高了17.7%和27.7%;在侧向冲击条件下,最大吸能量分别提高了422.6%和99.2%.所设计的仿生薄壁抗冲击结构在航空航天领域具有重要的应用前景.

    薄壁结构仿生设计抗冲击激光选区熔化激光选区烧结