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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

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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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    面向全恢复系数的碰摩故障接触力分析与试验研究

    凡云峰俞铭宏王浩马波...
    403-414页
    查看更多>>摘要：碰摩故障是旋转机械的常见故障之一.在研究碰摩故障产生机理及其造成危害的过程中,碰摩力起着至关重要的作用,而分析碰摩力时最重要的问题是确定正碰力,也即是接触力.一般常用的接触力模型是阻尼、刚度等的函数.分析碰撞过程,推导出接触力中滞后阻尼比的数值精确解并详细考虑在碰撞过程中的不同类型的能量损失,得到了实际滞后阻尼比应小于数值精确解的结论.之后通过提出等效系数对能量损失分析过程进行完善,并以实际滞后阻尼比应小于数值精确解的结论为选择条件,得到适用于全恢复系数的接触力新模型.进而利用新模型分析了经典的弹跳球问题,通过弹跳球模型的仿真试验得到碰撞过程中的诸多特点与性质,最后进行了小球的碰撞试验,用试验验证了模型的有效性.

    碰摩故障接触力模型滞后阻尼比能量损失恢复系数

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    基于数字孪生的大型天线阵面装配位姿快速调控方法

    刘培蒋群艳杨嘉华焦磊...
    415-426页
    查看更多>>摘要：雷达阵面是探测信号发射与接收的直接承载体,大型雷达探测距离可达数百至数千公里,其阵面面型的平面度质量对探测精度甚为重要,所谓"差之毫厘,谬以千里".传统的面形检测-调控过程繁琐冗长,且精度难以保证.鉴于此,提出一种基于数字孪生的大型雷达阵面装配位姿快速调控方法.首先,针对阵面调整装置作用分布不均的问题,基于面形区域量化方法对阵面进行划分,以子区域为最小调控单位来管理数据和实施位姿调整动作;其次,针对阵面在面形调整过程中受重力影响产生的变形问题,改进基于刚体假设的位姿求解方法,引入变形权重因子优化位姿求解目标函数,实现微变形状态下位姿的求解;最后,提出数据和模型融合的阵面位姿调控方法,利用阵面几何和行为关系对调整装置和阵面位姿变换关系进行求解,通过对子区域位姿调整实现阵面面型整体快速调控.试验结果表明,提出方法可以实现大型雷达阵面整体面形的有效调控,并且装配效率提高了 48.9％.

    数字孪生雷达阵面位姿估计装配系统

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    等效疲劳寿命及其在疲劳可靠性设计中的应用

    白鑫张鹏张哲峰谢里阳...
    427-436页
    查看更多>>摘要：针对结构疲劳性能评估的成本高、样件少问题,分析并确定一种适用于超小样本量样件的P-S-N(疲劳寿命可靠性设计曲线)测定方法——等效疲劳寿命P-S-N方法.针对航空航天领域常用的四种金属材料:18Cr2Ni4WA钢、LY12CZ铝合金、Ti-6Al-4V钛合金、Incoloy 903高温合金,通过将等效疲劳寿命P-S-N方法与GJB/Z 18A 2005、ISO 12107:2012、ASTM推荐的三种方法对比,并分析了不同试验方案下各个方法获得P-S-N的准确性、稳定性、灵活性.结果表明等效疲劳寿命P-S-N方法结果准确,并具有低成本、高效率的特点,可为疲劳寿命可靠性设计曲线的确定提供新方法.

    等效疲劳寿命P-S-N疲劳可靠性超小样本

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    交变载荷下基于电流信号的机电系统可靠性建模与评估

    王嘉姜露露陶友瑞韩旭...
    437-446页
    查看更多>>摘要：准确及时的可靠性评估与故障预测是保障机电系统安全稳定运行的重要手段.采用电机电流特征分析技术对机电系统的机械传动部件进行可靠性建模与评估,能够最小程度地侵害系统并节约经济成本.现有研究大多针对恒定负载、转速的机电系统进行退化建模与可靠性评估,但是一些系统的服役工况存在多工序循环、且各工序阶段负载和转速变化的特点,例如工业机器人在执行具体工作任务(如打磨)的不同阶段(取料、打磨、换料)承受的负载不同,导致单个任务中各工序阶段电流幅值存在很大差异,这种差异在整个服役周期内循环出现,预设单一失效阈值对系统退化型失效的可靠性建模方法不再适用.针对重复执行多阶段任务的机电系统,提出一种基于电流信号的可靠性建模与评估方法,考虑不同任务阶段系统负载不同导致电流信号存在差异,构建了各任务阶段统一性能退化模型,结合不同阶段对应的失效阈值推导出可靠度函数的解析表达式,并针对单个或多个被试样品提出了改进的两步似然法进行参数估计.通过工业机器人谐波减速器交变载荷试验对所提方法进行了验证,结果表明:基于提出的模型的可靠性评估结果更准确合理,预设单一失效阈值的退化模型可能高估或低估可靠性.

    可靠性退化模型机电系统工业机器人电机电流特征分析

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    不同工况下液环泵轴向叶顶间隙泄漏流的等离子体激励调控研究

    郭广强李瑞安张人会陈学炳...
    447-456页
    查看更多>>摘要：液环泵叶轮轴向间隙泄漏加剧了泵内气液流动结构的复杂多变,导致泵性能及运行稳定性降低.为此,引入等离子体激励技术对泵间隙泄漏流动进行控制,探究等离子体激励对不同流量工况下间隙泄漏流动的调控机理.研究结果表明,15 kV激励电压的等离子体激励使液环泵在流量为0.01 kg/s、0.03 kg/s及0.05 kg/s工况的效率相对值分别提升了 3.6％、4％及0.6％;流量为0.03 kg/s工况的泄漏涡在等离子体激励作用下沿泄漏流反方向前移,其降低了近壁区湍流结构的复杂性,导致间隙泄漏流水力损失和压力脉动强度的减小,起到明显的增效扩稳效果;流量为0.05 kg/s工况下的泄漏流在等离子体激励下呈波浪流流型且其在流动过程中出现多个二次流结构,导致等离子体抑制效果不明显.不同流量工况下,当等离子体激励位置位于叶片顶部区域时,轴向间隙泄漏得到有效抑制;随着叶轮的旋转,当激励位置逐渐向泄漏流下游移动时,由于泄漏流充分发展,其流动控制效果逐渐减弱.研究结果可为液环泵性能优化提供理论参考.

    液环泵不同流量工况轴向间隙泄漏等离子体激励流动控制

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    折弯式压电磁耦合俘能器发电性能试验研究

    赵庆玲刘诗雨沈辉张磊安...
    457-464页
    查看更多>>摘要：折弯梁具有非线性等力学特性,将折弯梁与压电理论结合,能较好地解决单一的线性的俘能系统存在输出功率低、所需激振加速度大以及俘能频带窄等问题,因此,提出一种折弯式压电磁耦合的俘能器装置.装置由三个弯折梁、磁铁和线圈等部分组成.通过搭建试验样机对俘能器的发电性能进行试验,探究各因素对系统输出功率的影响.结果表明:压电片位于弯折下梁时系统输出性能优于位于弯折上梁;装置存在最优匹配电阻值使系统输出功率达到最大,电磁和压电最优电阻分别约为150 Ω和80 kΩ;磁斥力的引入增大了俘能系统的输出电压和输出功率值,有磁斥电磁输出功率比无磁斥增涨了 123.1％,有磁斥压电输出功率比无磁斥增涨了 41.8％.激振加速度为0.1g时系统输出功率最大值为0.46mW,0.3g时最大值为1.36 mW,激振加速度增大使系统的输出功率明显增大,并拓宽了系统的俘能频带,提高了俘能器的发电性能.

    振动能折弯式梁压电磁耦合俘能宽频

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    中插1-中插18页
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