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期刊信息/Journal information
机械工程学报
机械工程学报

宋天虎

半月刊

0577-6686

jme@cmes.org cjme@263.net

010-88379907

100037

北京百万庄大街22号

机械工程学报/Journal JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERINGCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊进登机械工程方面的基础理论、科研设计和制造工艺等方面的学术论文，报道自然科学基金项目论文和国外学者的论文反映本学科的最新发展和最新科研成果。在国内外机械科技领域享有很高声誉，并有较大影响。曾荣获“中国期刊奖”，在中国科协、北京市和全国科技期刊评比中均获得奖励。在国内已成为机械类和力学类核心期刊。已被美国工程索引（EI）等国内外20余种文摘刊物和数据库收录。
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    蜂窝芯构件表面形状精度测量技术综述

    秦炎康仁科王毅丹孙健淞...
    1-10页
    查看更多>>摘要：蜂窝夹层结构是由具有特定几何形状的蜂窝芯与上下蒙皮粘接制备而成,蜂窝芯的表面形状精度也决定了整个夹层结构的强度和性能.蜂窝芯加工表面形状精度的测量和评价是保证加工精度的重要基础,但目前仍缺少理想的测量和评价手段.蜂窝芯是一种非连续薄壁结构,其表面形状精度的测量采用接触式方法时,难以在薄壁上定位;非接触式测量时,其壁厚的尺度导致常规测量方法难以满足精度要求.针对蜂窝芯表面形状精度评价技术的研究需求,对现有的接触式和非接触式蜂窝芯表面形状测量技术的研究现状进行综述,详细介绍各个方法的测量原理、关键技术及目前的进展.预测未来蜂窝芯表面形状测量技术的发展趋势.

    蜂窝材料蜂窝测量加工精度评价蜂窝面形精度非连续表面形状测量

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    综合振动信号能量比和幅值标准差的铣削颤振实时监测方法

    李超张俊田辉赵万华...
    11-23页
    查看更多>>摘要：航空航天装备中诸多薄壁结构件铣削加工过程中的颤振现象是影响加工质量的主要因素之一,为避免颤振的持续发生,提出综合振动信号能量比和幅值标准差的铣削颤振实时监测方法.首先通过三向加速度传感器测得铣削加工过程中的主轴实时振动信号,其次从中提取能量比和辅助监测指标幅值标准差,然后进行特征层融合并得到6个监测指标,最后监测模型输出采样时间段的铣削加工状态.测试试验结果表明,当所有工艺参数都变化时,该方法对颤振状态的识别准确率可达99.07％.数值试验结果则表明该方法能够满足在线颤振监测的实时性要求.该方法有效解决了铣削颤振在线监测应用的两大难点——泛化性(工艺泛化能力)差和实时性低.

    能量比幅值标准差主轴振动信号特征层融合铣削颤振

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    基于空间前方交会的船载水上下一体化测量系统多传感器坐标转换关系标定研究

    景冬王爽阳凡林石波...
    24-33,41页
    查看更多>>摘要：船载水上下一体化三维地形测量系统高度集成了卫星定位接收机、多波束测深仪、激光扫描仪、惯性测量单元等传感器.由于各传感器在集成平台上安置位置及数据采集参照的坐标系各不相同,为确保数据采集过程中各传感器之间数据更好的融合拼接,地形数据采集前需对各传感器之间坐标转换关系进行检校标定工作.针对该问题,依托精密测角仪器,研究基于测角空间前方交会原理的非接触高精度检校标定方法,并在此基础上探索提高传感器特征点精度的观测手段和提高传感器之间坐标转换精度的公共点布设方式.该方法观测结果不仅满足系统1:2 000大比例尺水上水下一体化地形测量需要,而且可以作为初始检校参数,应用于依托检校场的更高精度比例尺测量的系统多传感器坐标系转换参数的精确校准中,提高检校效率.

    空间前方交会船载水上水下一体化测量传感器坐标系转换检校

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    激光熔化沉积TC4钛合金电涡流检测仿真及亚表面缺陷检测

    赵宇辉赵吉宾李明玥何振丰...
    34-41页
    查看更多>>摘要：激光熔化沉积零件制造及使用过程中容易产生缺陷,电涡流检测是一种非接触检测方法,针对表面及亚表面缺陷具有很高的检测灵敏度,易于实现自动化检测,在增材制造领域极具应用前景.通过有限元仿真技术建立无缺陷TC4钛合金增材样件电涡流检测模型,模拟电涡流检测过程中电场强度的分布规律,研究激励频率、提离量对电涡流检测信号的影响.研究发现,针对样件内不同深度的位置激励频率存在最佳区间,而提离量则应尽可能采用较小值.采用激光熔化沉积技术制备了含有亚表面缺陷的TC4钛合金试验样件,用于电涡流检测试验测试,将电涡流检测设备与机器人集成,采用机器人做执行机构来保证提离量及运动的平稳性,最终获得的试验结果与仿真结果具有较好的一致性.

    激光熔化沉积电涡流检测有限元仿真TC4钛合金亚表面缺陷

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    承力索可调节力压电式阵列超声导波传感器设计与损伤检测

    周建熹林金帆洪晓斌杨定民...
    42-50页
    查看更多>>摘要：针对现有无损检测方法难以准确检测包覆区承力索绞线结构损伤的问题,设计一种承力索可调节力压电式阵列超声导波传感器,并应用于包覆区承力索的外层股线损伤检测.基于螺旋坐标系求解超声导波在螺旋曲杆结构中的频散曲线分析其传播特性;基于模块化理念研制压电式超声导波传感模块、可调节力式压紧基座模块和探头校准模块;分析不同检测接触力对检测首波信号幅值的影响;最后搭建试验平台验证可调节力压电式阵列超声导波传感器对包覆区承力索绞线结构的外层股线损伤检测效果.结果表明,0～200kHz范围内的L(0,1)模态、300～500N的检测接触力具有较好的检测效果;反射端检测信号可判断检测区域内锚结夹包覆的断股情况并定位损伤位置,损伤定位误差可达0.38％.

    阵列超声导波压电式可调节力传感器设计绞线结构

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    一种基于三步法的轴承故障诊断方法

    黄包裕张永祥
    51-68页
    查看更多>>摘要：复杂的传递路径会使测量信号产生严重的衰减和失真,而强背景噪声的干扰则会极大降低信号的信噪比,并给故障信号的分离提取带来很大困难.为此,提出一种基于三步法的轴承故障诊断方法以期解决这一问题.首先,利用基于信号幅值谱趋势项的方法抑制传递路径效应的影响;其次,利用基于相关分析的频谱校正技术精确计算出谐波的频率、幅值以及相位,并将原始信号减去利用上述参数构造的谐波以达到抑制谐波的目的;最后,利用基于全子带的最大加权时频能量比选取出最佳的滤波频带进行分析,从而实现轴承的故障诊断.仿真与试验结果表明,所提算法较好地抑制了复杂传递路径以及强背景噪声的干扰,且与近年来较为新颖的norm-infogram和IESFOgram相比,性能更加.

    滚动轴承故障诊断传递路径效应抑制频谱校正加权时频能量比

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    多层介质钛合金梯度材料的阵列超声全聚焦成像方法研究

    李文涛张文宾王俊周正干...
    69-76页
    查看更多>>摘要：增材制造钛合金梯度材料在航空航天、武器装备的系统性能提升和结构减重等方面具有重要应用价值.针对梯度材料多层介质不均匀性导致的检测信噪比低,阵列超声聚焦成像算法设计和校正困难等问题,通过分析超声波在多介质层内部的传播特性,给出各介质层界面的反射系数和透射系数和衰减系数的计算公式,建立合成声束在其内部的聚焦声场分布模型,基于一种比例常数提出了多层介质中阵列超声传播路径的快速计算方法.针对采用增材制造技术制备的TA15-Ti2AlNb梯度材料试件建立了全聚焦(Total focusing method,TFM)校正成像算法,采用线阵和环阵换能器的试验结果均表明该方法能有效提高梯度材料内部缺陷的检测信噪比和定量精度.

    阵列超声多层介质梯度材料全聚焦成像传播特性

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    铝合金双面搅拌摩擦焊接的研究进展

    杨夏炜孟廷曦褚强范文龙...
    77-96页
    查看更多>>摘要：随着铝合金在航空航天、轨道交通及船舶制造等工业制造领域的应用持续增长,实现铝合金的高质量焊接已成为目前铝合金结构件轻量化发展的迫切需求与研究热点.搅拌摩擦焊接(Friction stir welding,FSW)作为一种固相焊接技术,在铝合金连接方面取得了显著进展.然而,随着大厚度铝合金板应用需求的日益增加,单面FSW接头由于焊缝底部的热量供应不足,易在焊缝底部形成缺陷,难以达到质量要求.为改善上述单面FSW接头中存在的缺陷问题,双面搅拌摩擦焊接技术应运而生.基于目前研究较为广泛的两种双面FSW工艺——常规顺序双面搅拌摩擦焊(Conventional double-sided friction stir welding,CDS-FSW)和双轴肩搅拌摩擦焊(Bobbin tool friction stir welding,BT-FSW)的研究成果,梳理和总结两种工艺的研究进展,重点从焊接工艺优化、接头宏微观组织形貌、力学性能及影响因素、搅拌头设计、焊接温度场和材料流动行为等方面进行详细分析与评述.最后,对双面搅拌摩擦焊接技术的热点问题及研究难题进行总结与展望,以期为双面搅拌摩擦焊技术的发展和实际工程应用提供理论参考.

    铝合金搅拌摩擦焊接双面接头组织特征力学性能

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    带筋整体壁板拉弯预应力喷丸成形技术及其应用

    尚建勤田硕盖鹏涛陈福龙...
    97-108页
    查看更多>>摘要：基于增大筋条长度方向蒙皮外表面拉应力,提出一种弹性拉弯预应力喷丸成形的新方法,用以解决大曲率双凸外形带筋整体壁板所需喷丸变形量超过传统喷丸成形工艺极限问题.首先阐述拉弯预应力原理、分类及特点,阐明拉弯预应力喷丸成形方法;其次研究拉弯预应力新技术和拉弯预应力喷丸成形新工艺,采用反弯曲应力场法有限元方法,进行拉弯预应力喷丸成形数值模拟分析,并与拉伸预应力喷丸成形和弯曲预应力喷丸成形的数值模拟结果对比分析;最后开展拉弯预应力喷丸成形试验研究与验证,建立拉弯预应力喷丸变形与其工艺参数之间的数学模型,为拉弯预应力喷丸成形分析与应用提供了一种重要手段和途径.研究结果表明,拉弯预应力喷丸成形技术可以提高大曲率双凸外形带筋整体壁板筋条长度方向预应力、提高筋条长度方向预应力喷丸变形量、能够实现和满足其长寿命喷丸成形.

    带筋整体壁板预应力弹性拉弯有限元法喷丸成形

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    高温时效对TA1/TC4钎焊接头组织与性能的影响研究

    高德君武绍旺杨生旭张承浩...
    109-116页
    查看更多>>摘要：试验采用Ti51ZrNiCu钎料,实现了TA1/TC4异种钛合金的真空钎焊连接,使用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)、能谱分析仪(Energy dispersive spectrometer,EDS)及 X 射线衍射仪(X-ray diffraction XRD)等分析方法研究了焊接接头的界面组织,分别研究了钎焊与高温时效过程,明确了两个阶段对接头组织与性能的影响,并总结了焊接工艺参数及焊后高温时效处理对组织结构的影响规律.结果表明,TA1/Ti51ZrNiCu/TC4接头的典型界面组织结构为:TA1/α-Ti+β-Ti+(Ti,Zr)2(Ni,Cu)/TC4,其中焊接参数对接头界面组织的影响较小,试验具有较宽的工艺窗口,而高温时效处理对界面组织及力学性能具有较大影响,即高温时效消除焊后脆性组织是获得高质量接头的关键.高温时效处理后,(Ti,Zr)2(Ni,Cu)化合物含量降低,界面组织更加均匀,力学性能显著提高且具有更好的稳定性,在935 ℃/3 min焊接参数下,高温时效处理120 min后,获得最大抗拉强度为319 MPa的钎焊接头.

    TC4合金TA1合金TiZrNiCu钎料真空钎焊高温时效

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