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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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    基于电磁力作用的地铁列车防滑控制研究

    陈清华杨云帆閤鑫凌亮...
    334-341页
    查看更多>>摘要：针对地铁列车在轮轨低黏着接触状态下车轮打滑问题,提出一种基于电磁力作用的地铁列车防滑控制策略.基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立地铁列车-板式轨道耦合动力学模型,模型中考虑非线性轮轨相互作用关系和磁轨增黏装置的防滑控制策略.通过数值仿真分析低黏着接触状态和牵引/制动工况下轮轨动态作用和防滑控制效果.研究结果表明,在低黏着接触条件下车轮易发生打滑现象.采用基于电磁力作用的防滑控制策略可增加轮轨垂向力,进而增大轮轨蠕滑力,同时阻止车轮打滑现象;与传统的防滑控制策略相比,采用考虑基于电磁力作用的防滑控制策略时,在轮轨低黏着接触区段可提高地铁车轮的牵引/制动效率.

    地铁列车磁轨增黏装置轮轨低黏着接触条件防滑控制车辆-轨道耦合动力学牵引/制动

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    基于数据融合的混合动力汽车速度轮廓预测

    高凯罗攀谢进胡林...
    342-353页
    查看更多>>摘要：能量管理策略(Energy management strategy,EMS)可优化不同场景下混合动力汽车(Hybrid electric vehicles,HEV)的能量消耗,降低排放,提高燃油经济性.优化的关键之一是汽车速度轮廓的预测:预测未来区间的速度轮廓,进而计算需求功率,优化发动机和电动机的功率分配.因此提出一种融合驾驶行为和激光雷达数据的车辆速度轮廓智能预测方法,可应用于满足驾驶意愿的装备激光雷达的混合动力车辆能量优化.首先,构建一个基于门控循环单元(Gated recurrent unit,GRU)网络的驾驶意图识别模型,以从车辆状态中识别驾驶员的驾驶意图,实时考虑驾驶员的驾驶需求.其次,在智能车辆和传统车辆混行的交通场景中,依赖于车辆通信的速度轮廓预测方法可能不可用,研究的交通流速度由车辆上配备的激光雷达估计.算法采用联合概率数据关联跟踪器和交互多模型方法,实时得到前方车辆相对本车的速度,无需道路、工况等先验知识.最后,融合驾驶意图和前方车辆相对本车的速度,预测未来1 s内驾驶员期望的速度曲线.试验结果表明,GRU模型训练的准确率在85％～95％,识别的准确率可达到88％,可有效的识别驾驶员的驾驶意图.提出的方法具有良好的测速精度.预测的速度和实际速度的差距在较小范围内,可用于EMS中,进而为动力电池管理系统(Battery management strategy,BMS)合理控制动力电池的能量输出提供依据.

    能量管理速度轮廓预测数据融合驾驶意图激光雷达

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    鳞片仿生制动盘散热性能研究

    周素霞巴馨悦王君艳李光...
    354-362页
    查看更多>>摘要：制动技术是影响列车提速的重要因素,制动盘散热能力是提高高速列车运行速度的重要参数.为了从结构上改善制动盘的散热能力,降低制动盘工作温度和热应力,结合仿生学,以鳞片为仿生原型,设计两种具有新结构的仿生制动盘.对比传统直辐板制动盘,使用流体仿真软件模拟不同制动盘内流场情况,进而采用热机耦合方法,计算300km/h初速度一次紧急制动工况下的制动盘温度及热应力结果.结果表明,新型鳞片仿生制动盘能加速制动盘内空气流通,提高制动过程中的对流换热系数;并降低制动盘的工作温度以及热应力,在一定程度上减小热载荷对于制动盘的影响.

    高速列车盘型制动仿生学鳞片结构

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    基于自适应变参数MPC的分布式驱动智能车轨迹跟踪控制

    杨泽坤李韶华王振峰
    363-377页
    查看更多>>摘要：为了协调分布式驱动智能驾驶车辆的轨迹跟踪精确性和稳定性,提高控制算法对车速扰动和路面附着系数变化等不确定性因素的自适应能力,基于平方根容积卡尔曼滤波(Square rooting cubature Kalman filter,SRCKF)估计轮胎侧向力以在线修正轮胎侧偏刚度,并基于T-S模糊变权重的MPC控制策略以实现轨迹跟踪控制.针对分布式驱动智能车全轮独立可控的特点,以前轮转角和各轮纵向驱动力为控制变量,以实时横向误差和横摆角误差为模糊输入,通过T-S模糊控制在线优化MPC目标函数权重,协调权重矩阵对轨迹跟踪精确性和稳定性的影响.通过仿真和试验数据,验证所提控制策略在多种工况下的有效性.研究表明,相比于传统MPC控制,所提出的自适应变参数MPC(Adaptive variable parameter MPC,AMPC)对80～120 km/h双移线湿滑路面、对接路面工况均有良好的跟踪效果,可有效提高轨迹跟踪精度,并能够协调控制跟踪精确性和稳定性,减少控制输出量的波动.

    智能驾驶轨迹跟踪轮胎力估计分布式驱动工况自适应

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    自振空化射流冲蚀模式与机制研究

    蔡腾飞潘岩王啸林马飞...
    378-385页
    查看更多>>摘要：自振空化射流冲蚀模式是射流作业的最直观特征,但其演化机制尚不完全清晰,限制了模式的主动调控及射流高效应用.首先基于自振空化射流冲蚀试验,探明冲蚀模式随空化数和靶距的演变规律,通过高速摄像手段获取不同冲蚀模式下空泡云瞬时形态特征,采用正交模态分解得到空泡溃灭的统计规律;在此基础上,基于瞬态大涡模拟的计算流体动力学仿真方法,获得典型冲蚀模态下流体动力学特性,深入探究并揭示冲蚀模式形成机制.研究结果表明,不同空化数下随靶距变化,射流冲蚀特征呈现出3种典型冲蚀模式A、B、C,其中冲蚀模式A由冲蚀环1和较大冲蚀环2组成,冲蚀模式B仅包含冲蚀环1,冲蚀模式C主要由冲蚀环1及较小冲蚀环3组成;三种冲蚀模式中,均存在冲蚀环1,其能量最强,为主环,而不同冲蚀模式之间的转换方式与空化数有关.三种冲蚀模式形成机制如下:靶距较短时,冲蚀模式A中冲蚀环1由空化射流剪切生成的主空泡云溃灭空蚀而成,冲蚀环2由壁面涡环产生的次生空泡云溃灭造成;靶距较长时,冲蚀模式B仅包含冲蚀环1,该冲蚀模式下射流空蚀能力较强;特定空化数及靶距下,冲蚀模式C中冲蚀环1及冲蚀环3,分别由空化射流的主云团与次云团交替脱落后,依次撞击靶物产生.

    自振射流空化射流冲蚀模式空泡云流体动力学

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    基于负载口独立的液压式波浪能转换器捕获性能研究

    刘常海赵志学胡敏燕浩...
    386-397页
    查看更多>>摘要：为提高液压式波浪能转换装置的运行特性,提出一种基于负载口独立的液压式波浪能提能系统.以筏式波浪能转换装置为例,建立浮子水动力模型和非线性液压提能系统数学模型,结合实际海域波浪的特点,在不规则波下对其动力响应进行研究,探究不规则波浪参数和液压提能系统参数对装置捕获性能的影响规律.结果表明,基于负载口独立的液压式波浪能提能系统,可较大程度地提高装置的捕获性能;在同一峰值波浪周期下,有义波高越大装置的捕获宽度比越大;在同一有义波高下,随着峰值波浪周期的增大,捕获宽度比先增大后减小;随着液压缸活塞面积、液压缸铰接距离和发电机等效阻尼系数的增大,捕获宽度比增大;随着液压缸活塞杆面积与活塞面积比、液压马达排量的增大,捕获宽度比减小;高压蓄能器预充气压力对捕获宽度比几乎无影响,高压蓄能器初始体积越大,捕获宽度比略减小.

    负载口独立液压系统波浪能提能系统捕获性能

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    某SUV镂空扰流板气动噪声机理分析及降噪研究

    张风利张荣荣罗秋丽张亚东...
    398-408页
    查看更多>>摘要：镂空扰流板开发不仅关注空气动力学风阻性能与污染物管理性能,也关注气动噪声低噪声性能的达成.在风阻性能和污染物管理性能较好工况下,开展镂空扰流板气动噪声特性研究.采用IDDES湍流模型进行镂空扰流板非定常仿真,得到非定常流场分布特性及测点的频谱分布规律.结果表明,在后风挡玻璃处存在主频为510Hz,主频幅值为112.8 dBA的窄带噪声,且采用非定常气动噪声数值分析方法揭示了扰流板隔筋是导致卡门涡街脱落频率的主要部件.同时采用风洞试验方法验证了测点声压级频谱与仿真具有较好一致性.采用扰流板隔筋形状优化后,测点窄带主频消失、测点窄带主频幅值和总声压级分别降低39.7 dBA和27.1 dBA的最佳降噪效果.研究可为镂空扰流板低噪声优化设计提供有效的仿真手段,可有效快速地指导工程应用.

    汽车镂空扰流板空气动力学气动噪声风洞试验低噪声设计

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