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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
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    反应堆安全壳整体泄漏率测量阶段持续时间优化研究

    刘锐单强梁招瑞侯秦脉...
    74-80页
    查看更多>>摘要：为了降低反应堆安全壳整体泄漏率测量试验风险和使泄漏率测量结果更加保守和可信,基于空气稳定准则、函数曲率准则和数据分布准则,提出了一种适用于我国核电机组的安全壳整体泄漏率测量阶段持续时间的优化方法.结合法国电力集团的安全壳整体泄漏率测量阶段持续时间调整方法,明确了安全壳整体泄漏率测量试验结束的判定要求,并提出了增加安全壳内空气稳定判定准则和整体泄漏率测量终止判定准则的优化方法.以20组安全壳打压试验样本为例,计算了安全壳整体泄漏率测量阶段的持续时间.结果表明,共有17组样本满足优化条件,其中15组样本在16 h内满足整体泄漏率测量终止判定准则,其余2组样本分别在19.25 h和18.25 h内满足全部的验收准则.所提出的优化方法能够缩短反应堆安全壳整体泄漏率测量阶段的持续时间,其比法国的方法更为保守、可信.

    安全壳整体泄漏率测量阶段持续时间优化方法

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    基于SHAP-LightGBM的电动集装箱正面吊运起重机能耗分析和异常识别

    郄永军任杰孙帅周东才...
    81-90页
    查看更多>>摘要：集装箱正面吊运起重机(以下简称正面吊)在港口的实际作业中发挥着重要作用.随着社会对能源和环境问题的日益关注,正面吊的电动化趋势愈加显著,市场上电动正面吊的数量逐年增加.电耗性能直接影响电动正面吊的续航能力、作业效率和作业成本,是电动正面吊的重要性能之一.驾驶行为、作业工况、设备故障等因素均会对电动正面吊的能耗产生影响.为此,通过收集电动正面吊客户侧的实际运行数据,基于LightGBM(light gradient boosting machine,轻量级梯度提升机)模型,在微观和宏观两个层面分别对电动正面吊的行驶和作业过程进行能耗建模,并运用SHAP(Shapley additive explanations,沙普利加和解释)理论量化分析不同作业工况、作业行为对电动正面吊能耗的影响,同时识别设备故障所引起的能耗异常.结果表明,基于SHAP-LightGBM的能耗模型能够准确预测和分析电动正面吊的行驶和作业能耗,可为电动正面吊的设计、能耗策略优化提供有效的信息输入,同时可建立电动正面吊实际运行过程的理论能耗基准,有效指导驾驶行为和识别故障造成的能耗异常等.

    集装箱正面吊运起重机能耗模型异常识别LightGBM模型能耗优化

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    考虑弹性误差的渐开线圆柱齿轮半解析接触模型与传动精度分析

    肖康张楚董惠敏毛范海...
    91-97页
    查看更多>>摘要：在弹性和误差作用下,齿轮接触的高效、精准建模是研究齿轮传动精度的重要基础.为准确分析渐开线圆柱齿轮的弹性和误差对传动精度的影响,提出了一种考虑弹性误差的齿轮半解析接触模型.以渐开线斜齿圆柱齿轮为例,首先,结合齿轮的齿面方程与齿廓误差建立误差齿面模型,得到了误差齿面方程.然后,将解析法和有限元法相结合,建立了弹性误差作用下的齿轮半解析接触模型,并推导了其变形协调方程和力平衡方程.最后,建立齿轮的完整和局部有限元模型,通过提取接触齿面的柔度矩阵来计算齿轮的传动误差.应用所构建的半解析模型分析了齿廓误差和弹性变形对齿轮传动精度的影响规律,并与有限元仿真结果进行对比,验证了该半解析模型的高效性和精准性.研究结果可为渐开线圆柱齿轮在工程中的应用提供理论指导.

    渐开线圆柱齿轮弹性误差半解析模型传动误差

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    环境风载荷下大口径反射面天线波束指向分析

    栾天薛松连培园余佳恒...
    98-106页
    查看更多>>摘要：大口径反射面天线是深空探测、卫星通信的关键设备.为了不断提高观测性能,天线口径不断增大,进而对天线指向精度的要求越来越高.随着天线口径的增大,天线的刚度降低、迎风面积增大,这会导致天线的柔性变形严重,性能难以保证.为探究环境风载荷下大口径反射面天线的柔性变形对电性能的影响,提出了一种天线波束指向分析模型.首先,利用计算流体力学方法对天线表面的风压分布情况进行了数值模拟,得到了天线表面的风压系数.然后,利用风压系数与风速无关的特性,分析了不同风速工况下天线结构变形的规律.最后,根据天线结构变形的特点,分析了天线在不同工作状态下的增益损失、指向偏差等的变化规律.结果表明,所提出的模型可以快速评估大口径反射面天线在风载荷下的变形情况和波束指向特性,这为后续的天线抗风结构设计与系统控制研究提供了理论指导.

    反射面天线风载荷风压系数柔性变形波束指向特性

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    基于人机工程学的民用飞机舱门操作面板设计

    智文静李国材郑维娟张晨...
    107-119页
    查看更多>>摘要：在当前民用飞机舱门操作面板设计中,人机功效和界面设计缺少统一的标准和规范,设计过程过于依赖个人经验和自身偏好,导致所设计的操作面板在使用过程中人机功效较差.为此,基于人机工程学原理讨论了民用飞机舱门操作面板显示与操作的设计原则,并提出了一种集中式舱门操作面板及区域控制面板的设计方案.首先通过问卷调查来确定舱门操作面板的信息组织、编码、显示元素和显示形式等,然后构建舱门操作面板、区域控制面板以及飞机的三维模型,最后使用人机工程仿真软件DELMIA对操作面板的布置、按键尺寸和触及域进行了动态操作仿真.仿真结果表明,所设计的舱门操作面板增强了人机功效,提高了作业的安全性和效率,减少了空乘人员的误操作和工作负荷.所设计的操作面板和区域控制面板不仅实现了整机舱门的集中监控管理与区域作动控制,还能作为人机交互设备,适用于大中型宽体飞机的客舱和货舱,应用前景十分广阔.

    民用飞机舱门操作面板人机功效仿真分析

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    动力电池材料—结构—性能跨尺度关联效应研究

    张志张艳岗曹美文陈建军...
    120-129页
    查看更多>>摘要：动力电池是新能源汽车的核心部件,其电化学性能和热性能是决定新能源汽车能否规模化推广应用的关键,然而宏观尺度下的电化学性能和热性能既受到微观尺度下的电极材料特性的影响,又受到介观尺度下的电池结构参数的影响.为了揭示电池材料参数、电极结构参数和电池工作参数对动力电池性能的影响机理,以18650型镍钴锰三元动力电池锂为研究对象,通过构建电池电化学-热耦合模型,分别探究了上述各参数对动力电池电化学性能和热性能的影响规律,综合分析了电池材料—结构—性能跨尺度关联效应.研究结果表明:电池材料参数、电极结构参数、电池工作参数对动力电池性能的影响具有跨尺度强相关的特征.单一尺度下的动力电池设计及性能优化并不能得到最优结果,开展材料—结构—性能跨尺度设计及优化是动力电池安全性能和动力性能提升的根本途径.

    动力电池电化学-热耦合模型跨尺度关联电化学性能热性能

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    高带宽压电片变形镜的动力学仿真与优化方法研究

    杨开科罗俊鹏马文静耿远超...
    130-136页
    查看更多>>摘要：为进一步提高压电波前校正器的响应速度和轻量化程度,对面向高动态形状控制的压电片变形镜的动力学仿真与优化方法进行了研究.首先,基于压电片变形镜的参数化有限元模型,提出了高效、高精度的电-力耦合动力学仿真分析方法.然后,通过正交遍历多维设计参数(光学反射镜与压电陶瓷的材料类型、几何尺寸和固定方式等),探究了不同参数对压电片变形镜动态形状控制性能的影响规律.最后,优化得到具有预期响应带宽和驱动位移性能的压电片变形镜设计方案,并通过制备压电片变形镜的原理样件来验证其性能.实验结果表明,所研制的压电片变形镜的固有频率和镜面驱动位移幅值符合预期,验证了所提出的动力学仿真与优化方法的有效性,这可为高带宽压电片变形镜的高效研制提供科学的理论方法.

    高带宽压电片变形镜电-力耦合动力学仿真正交遍历多维设计参数

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