首页期刊导航|机电工程
期刊信息/Journal information
机电工程
机电工程

罗向阳

月刊

1001-4551

meem_contribute@163.com

0571-87041360 87239525

310009

浙江省杭州市大学路高官弄9号

机电工程/Journal Mechanical & Electrical Engineering Magazine北大核心CSTPCD
查看更多>> 《机电工程》杂志系：中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊) ，创刊于1971年，由浙江大学与浙江省机电集团（原浙江省机械工业厅）联合主办，是一份在国内有较高影响力、历史悠久的机电技术领域的专业性科技期刊。以报道机械、仪表技术，机电一体化技术、自动化技术及其应用为特色。《机电工程》杂志是中国机械工程学会优秀期刊，《中国学术期刊（光盘版）检索与评价数据规范》（CAD-CJ）执行规范优秀期刊，浙江省精品科技期刊。 中国学术期刊影响因子年报-自然科学与工程技术2011版显示：复合影响因子为0.748，影响因子列机械工程学科第8位（总计86种）。
正式出版
收录年代

    基于GP-PS的分布式加工与装配多级车间调度规则自动设计方法

    邹杰刘建军曾创锋
    1628-1640页
    查看更多>>摘要：分布式加工与装配多级制造系统由多个用于加工零件的作业车间和用于装配产品的一般流水车间组成.动态到达的订单涉及多层产品结构,零件需齐备之后才可装配.该类多级车间的管控涉及订单分配、加工和装配任务调度联合决策问题,其关键在于实现两级生产的精准化协同目的.针对分布式加工与装配多级车间调度问题,提出了一种基于GP-PS的分布式加工与装配多级车间调度规则自动设计方法.首先,以最小化订单拖期率为目标,建立了订单分配、加工和装配任务调度联合决策的数学模型;然后,提出了一种改进型遗传规划算法,用以集成进化多级调度规则,设计了一类种群优化机制来避免算法陷入局部收敛,同时嵌入了并行仿真技术,有效减少了训练时间;最后,进行了仿真实验,对改进型遗传算法的性能进行了验证.研究结果表明:人工规则组、标准遗传规划算法及改进型遗传算法得到的订单拖期率分别为6.44%、5.65%、2.67%.基于并行仿真优化的改进型GP算法较数十个优选的人工规则组及标准GP算法生成的最优规则组,能取得更明显的综合性能优势.使用该算法针对DPAMW调度问题自动设计一体化调度的多级规则是可行的、有效的.

    多级制造系统分布式制造系统分布式加工与装配多级车间并行仿真优化的遗传规划算法调度规则遗传规划仿真优化

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于TFAHP的零件加工特征工艺链模糊综合决策

    陈显久张琦王智马雅丽...
    1641-1648页
    查看更多>>摘要：零件加工特征工艺链的决策问题中因存在诸多模糊性因素,主要依赖工艺人员的经验,降低了工艺设计的质量和效率,无法满足经济性需求.针对上述问题,在考虑了零件加工的经济性,分析了影响零件加工特征工艺链决策主要因素的基础上,提出了一种基于三角模糊层次分析法(TFAHP)的零件加工特征工艺链模糊综合决策方法.首先,采用TFAHP构建了判断矩阵,并基于可能度进行了指标权重求解;然后,构建了零件加工特征工艺链的影响因素与其备选集合之间的隶属度函数,完成了零件加工特征工艺链的模糊综合决策工作;最后,以某轴类零件为例,决策出了满足加工要求的八种孔加工特征工艺链,并结合企业实际应用,对该方法在零件加工特征工艺链决策中的经济性及有效性进行了验证.研究结果表明:方案 8 的P值为 1.0,为最优加工特征工艺链,该方法的定量化评价E值为0.137,对比传统方法更加具有经济性,满足使用需求.

    机械加工精度三角模糊层次分析法加工特征工艺链模糊综合决策评价函数决策因素赋权方法

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于改进YOLOv7的金属表面小缺陷检测研究

    崔伟李震宇余慧杰
    1649-1655页
    查看更多>>摘要：传统的金属表面缺陷检测是通过人工目测完成的,由于人工目测方法存在效率低下、漏检率高、劳动强度大等缺点,难以满足金属表面缺陷检测的效率和精度要求.针对工业生产过程中金属表面的小缺陷人工检测效率低等问题,提出了一种基于改进的YOLOv7 算法的金属表面小缺陷检测方法.首先,建立了包含5 种金属表面小缺陷的数据集;然后,设计了扩散卷积,利用步长改变了卷积核中特征点的间距,扩大了卷积层的感受野;设计了方向注意力模块,通过分割输入特征图,在水平方向和垂直方向上进行了特征提取,在通道维度上引入了注意力机制,根据通道的权重,完成了对输出通道数目的重新调整,增强了YOLOv7 对小缺陷的位置感知;最后,研究了不同算法在金属表面小缺陷数据集上的目标检测结果,设计了消融实验,对改进策略进行了性能分析.研究结果表明:在相同训练策略下,与传统的YOLOv7 算法模型相比,改进后的YOLOv7 算法对小缺陷的检测效率为91 fps,平均检测精度为88.0%,较原模型提高了3.6%.在实际生产中可以采用该方法精确检测复杂背景下的金属表面小缺陷.

    缺陷检测效率和精度改进YOLOv7算法深度学习扩散卷积注意力机制卷积神经网络

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    五对置柱塞泵曲轴的多工况分析及优化

    伊祖瑶魏修亭李智钦于跃龙...
    1656-1665页
    查看更多>>摘要：针对五对置柱塞泵曲轴在实际工况下存在的失效、共振问题,以五对置柱塞泵曲轴为例,采用理论分析和有限元分析的方法,对曲轴进行了仿真分析、结构优化和强度校核.首先,采用了ANSYS有限元分析法,研究了 5DW150/16 对置式柱塞泵曲轴多工况下的应力应变云图与模态响应云图,分析了曲轴不同工况下的危险截面和共振问题;然后,采用了支撑结构优化与响应面法优化两种优化方法,研究了支撑方式与结构参数对曲轴应力应变的影响;最后,采用了理论公式强度校核方法,对优化前后的曲轴是否满足设计要求进行了验证.研究结果表明:五拐两支撑结构曲轴的危险截面出现在曲柄销的过渡圆角处,不会出现共振现象;采用全支撑结构增强了曲轴的抗冲击能力,降低了曲轴的颤动,提高了整体载荷能力,保证了泵的平稳运行;采用响应面法优化后的曲轴,最大等效应力减小了15.8%,最大变形量减小了14.04%;优化前后的曲轴可以满足强度要求.

    五对置柱塞泵曲轴最大等效应力模态分析支撑结构响应面法分析疲劳强度校核

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    径向剖分双吸式工业液力透平的内部流动损失特性分析

    赵薇林通温小明陈磊...
    1666-1676页
    查看更多>>摘要：针对双吸式离心泵反转作液力透平运行区间狭窄、效率低等问题,对实际工程应用中的一台径向剖分双吸式离心泵反转作工业液力透平的内部流动损失特性进行了研究.首先,采用了数值模拟方法预测了液力透平在泵和透平典型工况下的水力性能,对比了透平在泵工况下的实验结果,验证了数值模拟的准确性和可靠性;然后,结合熵产理论,定量分析了透平工况下各过流部件对于总能量损失的权重以及熵产成分比重的分布情况;最后,结合局部流动特征进一步揭示了主要过流部件内流动损失的发生位置和产生原因.研究结果表明:壁面熵产是导致径向剖分双吸式工业液力透平内部流动损失的主要原因,在 0.8Qb、Qb、1.2Qb 工况下,壁面熵产分别占总熵产的55.3%、69%、67.4%;导出室是透平内熵产占比最大的水力部件,局部回流、流动冲击等不良流动特征是导致湍流熵产增加的主要原因.该研究结果对离心泵反转作工业液力透平的优化设计、运行调控和推广应用有一定的借鉴意义.

    双吸式离心泵液力透平能量损失内部流动数值模拟熵产理论

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    超高压柱塞泵柱塞副的油膜温度特性研究

    夏宏新王淑平曾先顺丁华...
    1677-1683页
    查看更多>>摘要：柱塞副油膜温度特性是影响超高压柱塞泵性能的重要因素,针对油膜温度导致超高压柱塞泵容积效率低和密封失效等问题,对柱塞副间隙油膜温度特性进行了分析,研究了不同因素对超高压柱塞泵柱塞副油膜温度特性的影响规律.首先,建立了超高压状态下油液的黏温黏压方程和柱塞泵工作过程中的柱塞运动方程;然后,分析了间隙中流体的流动状态,采用ANSYS-Fluent研究了柱塞副间隙油膜温度场分布情况和负载压力、主轴转速、间隙高度、密封长度等四种因素对油膜温度的影响规律;最后,通过四因素四水平正交试验,确定了各因素对油膜温度影响的主次顺序.研究结果表明:负载压力每增加 10 MPa,油膜最高温度升高 6℃左右;主轴转速每提高100 r/min,油膜最高温度增加0.76℃左右.间隙高度越大,间隙出口油膜温度波动越小;负载压力对油膜温度影响程度最大,密封长度影响最小.该研究结果可为超高压柱塞泵柱塞副的设计提供参考.

    容积泵容积效率黏温黏压油膜温度Fluent仿真分析:正交分析负载压力

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于流量预测的波纹管泵流量脉动抑制控制方法

    顾晓伟周明昊申慧敏
    1684-1691页
    查看更多>>摘要：随着晶圆内部线宽减小,在晶圆制造的湿法清洗工艺中对超纯水杂质颗粒的数量和直径提出了更严格的要求,以提高晶圆生产的产量,因此,对作为流控部件的波纹管泵(BsP)有更高的要求.针对波纹管泵运行过程中流量脉动导致的超洁净水颗粒杂质增加和晶圆良品率下降的问题,提出了一种基于神经网络流量预测模型的流量脉动抑制控制方法.首先,阐述了波纹管泵的工作原理和流量脉动产生的原因;然后,介绍了波纹管泵流固耦合模型的搭建方法,使用神经网络流量预测模型建立了流量脉动前馈控制的理论方法;最后,使用COMSOL仿真进行了流量预测模型验证研究,基于Simulink仿真平台开展了前馈控制应用于流量脉动抑制的验证研究.研究结果表明:在流量为[3.39,5.01]L/min时,预测的绝对流量误差范围为[8.0×10-1,1.6×10-1]L/min;当流量为5.0 L/min时,最大流量脉动可从1.6 L/min降至4.0×10-1 L/min.在仿真验证中,该方法对波纹管泵脉动抑制有显著的效果,还可以有效提高波纹管的性能.

    波纹管泵(BsP)流量脉动流固耦合仿真神经网络流量预测模型COMSOLSimulink前馈控制

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于反步法的下肢外骨骼机器人控制研究

    苏东海王海啸梁全郭新博...
    1692-1703页
    查看更多>>摘要：针对下肢外骨骼预定轨迹的控制问题,在构建了二自由度机械腿的运动学和动力学模型的基础上,提出了一种非对称液压缸负载力、伸缩量与外骨骼转动扭矩、运动角度的转化关系,采用反步法控制下肢外骨骼系统的运动轨迹.首先,采用D-H法建立了二自由度下肢外骨骼系统的运动学模型,研究了外骨骼末端执行器关节速度的变化关系,并利用拉格朗日动力学方程推导了外骨骼动力学的数学模型;然后,使用了液压缸负载力控制为机械腿运动提供了相应的扭矩,进而控制了下肢外骨骼的运动姿态;其次,针对下肢外骨骼运动时的高精度要求,利用反步法控制理论,建立了阀控非对称缸系统,结合下肢外骨骼动力学系统整体的状态空间方程,利用下肢外骨骼液压伺服系统控制了下肢外骨骼进行预定轨迹运动;最后,对AMESim软件与Visual Studio软件进行了联合仿真,对比分析了PID控制与反步法控制的精度问题.研究结果表明:针对下肢外骨骼预定轨迹控制,反步法控制误差最大值为2°,对比传统PID控制,误差降低了67%;设计的反步法控制器对于下肢外骨骼具有良好的控制精度.

    电液伺服系统非对称液压缸反步法控制下肢外骨骼系统状态空间方程D-H法AMESim控制精度

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于响应面法的应变测量精度因子的分析与优化

    韩晓宇谢贻东陈彬兰宗泽...
    1704-1714页
    查看更多>>摘要：应变计是诊断结构杆件健康状态的重要传感器,不同应变计其测量精度不同,为研究应变计达到更高测量精度所要求的条件,对应变计敏感栅结构参数及所处的环境温度进行了优化分析.首先,采用有限元计算方法分析了敏感栅栅丝长度、栅丝长宽比以及温度对测量精度的影响;然后,利用design-expert建立了测量精度的响应面模型,并利用评价函数法对响应面模型进行了优化,得到了最优的参数组合;最后,通过格构式杆件的拉压试验进行了优化验证.研究结果表明:敏感栅长宽比存在中间最优值;测量精度不随敏感栅长度的增加而提高;25℃是较佳的测量环境温度;利用评价函数法对响应面模型优化得到了最优参数组合,即L=4 mm,H=2 mm,T=25℃,通过试验验证了优化后的参数组合较优化前使应变计的测量精度有了明显的提高,较优化前提高了3.760%.对建立的应变计测量精度响应面进行优化,可明显降低所研究因子的叠加效应对应变计造成的测量误差,该研究方法为应变计的设计与选择提供了有效依据.

    应变计敏感栅测量精度design-expert响应面分析法评价函数法

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    冲击试验机波形预测方法研究

    刘博闫明李朕均雷蕾...
    1715-1722页
    查看更多>>摘要：在使用冲击试验机对产品进行考核时,其往往达不到规定脉冲波形的峰值加速度和脉宽,需要靠试验人员的经验以及多次重复试验进行调整.因此,为了在冲击试验前准确地预测冲击波形,节省调试时间和资源,提出了一种采用非线性回归模型对波形峰值加速度和脉宽进行预测的方法.首先,采用Mooney-Rivlin模型拟合了波形发生器超弹性本构参数,建立了冲击系统有限元模型,并进行了冲击试验,对有限元模型的准确性进行了验证;然后,采用有限元和正交实验法研究了波形发生器硬度、厚度、直径和冲击台跌落高度等参数对冲击波形的影响;最后,选用幂函数作为多元非线性回归的函数形式,并剔除了显著性较低因素项,建立了冲击波形峰值加速度和脉宽的预测模型,并通过冲击试验对预测模型的准确性进行了验证.研究结果表明:波形发生器的厚度和直径及其交互作用是影响冲击波形的主要因素;通过对比回归模型预测值与冲击试验数据,发现两者误差不超过10%,表明该冲击波形回归预测模型具有有效性.

    冲击波形峰值加速度脉宽波形发生器有限元模型正交实验非线性回归预测模型

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普