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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

    基于改进滑模控制的悬臂式掘进机轨迹跟踪技术

    张旭辉李语阳杨文娟张超...
    491-501页
    查看更多>>摘要：针对传统滑模控制在悬臂式掘进机轨迹跟踪中存在全局收敛速度慢、抖振显著等不足,提出了一种基于新型趋近律的改进滑模控制方法.通过在传统指数趋近律基础上引入掘进机机身的横向偏差、航向角偏差以及幂次趋近项,实现了掘进机轨迹偏差的快速收敛以及抖振的削弱;同时,采用边界层法进一步抑制抖振,解决了趋近律中符号函数乘积项易引起抖振的问题.分析了新型趋近律的存在性、可达性以及稳定性,并推导了干扰稳态误差的区间.考虑掘进机的不确定扰动,对传统滑模控制与改进滑模控制方法进行了仿真对比.结果表明,改进滑模控制的控制精度、收敛速度及抗干扰能力均优于传统滑模控制.最后,通过搭建实验平台测试了掘进机轨迹跟踪控制系统的性能,验证了改进滑模控制方法的可行性和有效性.研究结果可为煤矿井下恶劣环境中采掘装备的智能控制提供重要参考.

    悬臂式掘进机新型趋近律轨迹跟踪滑模控制

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    基于改进蜻蜓算法的磁齿轮复合电机控制研究

    刘瑞朱姿娜赖磊捷郭中阳...
    502-510页
    查看更多>>摘要：针对磁齿轮复合电机双转子结构在无接触传动时出现振荡和超调的问题,提出了一种基于改进蜻蜓算法(improved dragonfly algorithm,IDA)的双闭环PI(proportional integral,比例积分)参数自整定矢量控制方法.针对DA在收敛速度和收敛精度等方面存在的不足,分别在算法寻优的前期、中期和后期引入Tent映射、改进权重系数和差分优化算法,并在其适应度函数上增加可抑制振荡和超调的惩罚项,使算法的收敛速度和收敛精度得到明显提高.采用PI、DA-PI和IDA-PI三种控制方法对磁齿轮复合电机进行控制仿真和实验,结果表明,在IDA-PI控制下电机转速的超调量和稳态误差最小,动态响应速度最快,证明了所提策略的有效性.研究结果为不同拓扑结构磁齿轮复合电机的控制提供了参考.

    磁齿轮复合电机改进蜻蜓算法参数整定矢量控制

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    全金属硬密封双向零泄漏三偏心蝶阀设计与分析

    余瑞明马云艳池伟沈宇忠...
    511-520页
    查看更多>>摘要：针对传统三偏心蝶阀承受一定压差或全压差的反向压力等问题,研究设计了一种全金属硬密封双向零泄漏三偏心蝶阀.该蝶阀为长寿命节能型,其采用三偏心原理设计,解决了传统偏心蝶阀在开启10°、关闭瞬间密封面仍处于滑动接触摩擦的缺陷,实现了蝶阀在开启瞬间密封面即分离、关闭接触即密封的效果.首先,对所设计蝶阀的不平衡力矩和允许压差进行了理论分析,并通过流体流动仿真分析了蝶阀开度不同时阀腔内流体的压力、速度和流动迹线,得到了蝶阀出入口的最大压力和最大速度随阀门开度的变化曲线.然后,通过热应力仿真分析得到了蝶阀的热力温度和合力热流量云图,并分析了蝶阀的热应力、热应变、安全系数的分布情况以及其最大热应力随流体温度的变化曲线,验证了蝶阀的热应力满足要求.最后,开展了蝶阀阀体耐压试验和正反向高压密封试验.试验结果表明,蝶阀阀体无可见渗漏和变形,且实测泄漏量均为零,说明该蝶阀的耐压强度和密封性能均满足使用要求.研究结果为三偏心蝶阀接触和摩擦的减少、开启力矩的降低以及使用寿命的延长提供了依据,所提出的全金属硬密封结构为三偏心蝶阀的双向零泄漏密封研究提供了新思路.

    硬密封双向零泄漏三偏心蝶阀热应力仿真密封试验

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    面向航空风洞地面效应模拟的高速移动带地板装置的设计

    李朋春刘军民周德开李隆球...
    521-528页
    查看更多>>摘要：研究飞行器在运行过程中的地面效应对其研制具有重要意义.目前国内广泛采用固定地板模拟技术,而黏性附面层的存在导致风洞模拟试验与真实情况严重不符.为此,研制了一种4.0 m×3.4 m的大幅面高速移动带地板模拟装置.采用单电机驱动的主从动辊带动移动带,使其上表面的线速度与风洞来流速度一致,从而消除附面层,准确模拟地面效应.提出了大长径比主从动辊分段加工方法,并采用过盈装配连接方式实现外筒与芯轴的连接,避免了常规焊接手段引起的热变形,显著减小了移动带在高速运行下的不平衡量;设计了快速伺服纠偏系统,使移动带偏移量保持在5 mm以内,并结合分布式控制系统,实现了移动带地板装置各系统的稳定运行;在地面测试中,移动带线速度可稳定在54 m/s左右,速度误差为0.25%左右,且移动带整体振动量抑制在0.1 mm左右.所研制的移动带地板装置成为国内最大的地面效应模拟装备之一,在风洞地面效应模拟与测试中具有广阔的应用前景.

    航空飞行器风洞地面效应移动带地板装置

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    面向皮肤大面积损伤修复的原位打印系统工作空间分析

    朱慧轩崔广泽李炳南郭凯...
    529-537页
    查看更多>>摘要：皮肤大面积损伤修复一直是临床上亟待解决的难题.目前,常用的修复方法主要为自体皮肤移植和伤口敷料治疗,但这些方法不能同时满足皮肤大面积修复和定制化治疗的需求.原位皮肤打印技术为皮肤大面积损伤修复提供了新思路,但现有的生物打印设备打印范围小且打印精度低,无法实现皮肤大面积组织的随形打印.为解决上述问题,提出了一种由Stewart并联机器人、直线模组机构、打印头和三维扫描仪等组成的原位皮肤打印系统.其中,Stewart并联机器人的重复定位精度高且累积误差小,其作为打印驱动装置可实现高精度的皮肤原位打印;Stewart并联机器人具有6个自由度,可在三维空间中实时调整打印角度,使得生物墨水能够沿皮肤曲面完整地覆盖在皮肤损伤处,有利于伤口修复.为分析所设计原位皮肤打印系统的可行性,通过数值法计算并联机器人的工作空间,得到了原位皮肤打印系统的工作范围,并通过打印实验进行了验证.实验结果表明,并联机器人可按照指定路径运行,打印头在打印过程中可稳定喷射生物墨水;原位皮肤打印系统的工作范围与并联机器人的工作空间基本吻合,可满足皮肤大面积损伤修复的需求.研究结果为后续的皮肤大面积修复动物实验奠定了理论基础.

    皮肤大面积损伤修复原位皮肤打印技术并联机器人工作空间

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    基于数字孪生的热电池保温棉自动缠绕系统研究

    孙宝印郝永平张誉瀚李子洋...
    538-546页
    查看更多>>摘要：为提高热电池保温棉缠绕工艺的效率与质量,基于数字孪生技术开发了一种保温棉自动缠绕系统.首先,利用NX MCD软件创建保温棉自动缠绕装置的数字孪生映射结构模型,并通过TIA Portal软件实现了模型与实际物理装置以及控制设备之间的信息交互和状态检测,以更准确地反映缠绕动作及状态.然后,建立保温棉自动缠绕过程的力学模型,以深入分析缠绕机理.接着,通过有限元动力学仿真研究了缠绕张力和电堆转速对保温棉缠绕效果的影响,并将仿真结果导入数字孪生系统,以优化数字孪生结构层和控制层程序.最后,通过联合调试成功实现了保温棉缠绕自动化并生产出包覆效果良好的热电池电堆.所采用的研究方法有效地提高了研发效率、加速了设计过程以及降低了试错成本,可为缠绕包装自动化装配研究提供参考.

    自动缠绕系统缠绕机理数字孪生有限元动力学仿真

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