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现代制造工程
现代制造工程

徐大湧

月刊

1671-3133

mme666@vip.sohu.com

010-83167135

100053

北京市宣武区核桃园西街36号301A

现代制造工程/Journal Modern Manufacturing EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊重点报道传统制造技术的创新（技巧创新和决窍）和现代制造技术的最新进展、研究与生产应用成果，注重实用性，推介先进性，力促创新性，以我国机械制造技术的理论创新发展和制造企业制造现代化为己任。读者对象为机械制造技术的研究、教学、生产实践的技术人员、教师等。
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    新能源汽车电子制动助力器建模与仿真研究

    马利平李绍鹏赵艳平承姿辛...
    82-87页
    查看更多>>摘要：针对新能源汽车制动时顶脚反弹、连续制动踏板踩不动和制动失效等问题，建立新能源汽车电子制动助力器力学模型并进行分析，基于MATLAB软件搭建新能源汽车三相永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)的矢量控制模型并进行仿真，同时联合CarSim软件和Simulink软件对新能源汽车三相PMSM的制动效果进行仿真验证，最后搭建实车测试平台进行试验。结果表明，具备新型电子制动助力器的新能源汽车拥有更高的制动性能，制动距离更短。

    新能源汽车电子制动助力器制动失效仿真

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    齿廓修形对行星减速器啮合干涉现象影响的研究

    罗仲龙张秀超
    88-94页
    查看更多>>摘要：为消除行星减速器齿轮副啮合干涉现象，以某渐开线行星减速器中单级行星齿轮为对象，以行星齿轮级传动误差、s-p啮合副啮合接触性能和齿轮副接触应力为修形评价指标，研究了其太阳轮和行星轮的齿廓修形参数对该齿轮传动性能的影响。研究表明，与未修形时相比，当对太阳轮和行星轮进行修形后，行星齿轮级传动误差、齿轮副接触应力、s-p啮合副啮合接触性能及齿轮传动的稳定性都有了极大的改善。针对齿轮修形参数的对比分析发现，当修形量在(16±4)μm(太阳轮)和(11±4)μm(行星轮)时，各项指标都达到了最优，对提高行星齿轮的传动性能和行星齿轮的修形加工具有一定的参考意义。

    行星减速器啮合干涉齿廓修形修形量仿真分析

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    基于MBD的航空橡塑密封结构案例库构建

    贺强瞿汉牟正
    95-100页
    查看更多>>摘要：为有效积累和重用航空橡塑密封结构案例中蕴含的知识，提出基于模型的定义(Model Based Definition，MBD)的航空橡塑密封结构案例库构建方法。首先，基于航空橡塑密封结构行业设计标准和MBD的三维建模与标注方法，建立基于MBD的航空橡塑密封结构案例内容框架和表示，通过SolidWorks MBD模块实现航空橡塑密封结构案例的MBD表示;然后，提取航空橡塑密封结构MBD案例表示中的几何特征和语义特征，设计"几何+语义"的案例检索算法;最后，开发的基于MBD的航空橡塑密封结构案例库原型系统及其应用表明，基于MBD的航空橡塑密封结构案例表示与检索实现了知识的积累和重用。

    模型的定义密封结构几何特征语义特征案例库

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    基于刀具结构的T800-CFRP铣削刀具磨损抑制和加工质量优化

    李浩赵威李小睿陈啸宇...
    101-110,121页
    查看更多>>摘要：碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer，CFRP)因其比强度高、抗疲劳和耐腐蚀等优异性能在航空航天领域得到了广泛应用。然而，CFRP材料的非均质性和各向异性使其加工过程与传统金属相比更为复杂，容易产生表面缺陷，且由于碳纤维以及碳纤维粉末的高硬度，使得刀具磨损剧烈，加工效率低。为此，以PCD刀具铣削T800-CFRP多向层合板为研究对象，综合仿真分析和铣削试验，从刀具磨损、已加工表面粗糙度和毛刺因子等方面研究分析了铣削该类材料时的刀具结构对刀具寿命及加工表面质量的影响。基于刀具磨损和表面质量试验结果，以刀具后刀面磨损带宽、表面粗糙度、毛刺因子为优化目标，建立了后刀面磨损带宽VB、表面粗糙度Sa、毛刺因子Fb关于刀具齿数、前角和后角的映射关系模型和综合评价模型，进而通过鲸鱼优化算法，获得了最优的刀具结构参数，并通过试验验证，刀具磨损减小了 16。95％，表面粗糙度减小了 32。41％，毛刺因子减小了 52。93％。

    T800-CFRP刀具结构优化鲸鱼优化算法ABAQUS

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    电火花加工钛合金电参数对重铸层的影响规律研究

    王泽涵周明宋子雄赵萌...
    111-121页
    查看更多>>摘要：电火花加工(Electric Discharge Machining，EDM)后工件表面产生的重铸层(recast layer)严重影响工件的表面完整性和机械性能。重铸层厚度(Recast Layer Thickness，RLT)是电火花加工的一项重要工艺指标，特别是在电火花加工钛合金中更为关键，重铸层厚度主要受电参数的影响。以钛合金Ti6A14V为试验对象，首先讨论主要电参数(峰值电流、脉宽、占空比和间隙电压)对重铸层厚度的影响规律;然后基于重铸层对表面粗糙度和材料去除率带来的影响，在考虑重铸层厚度、表面粗糙度和材料去除率等多目标下优化电参数组合;最后，结合不同重铸层厚度的加工要求，总结电参数选择原则。经试验验证，最优电参数组合在满足薄重铸层厚度和低表面粗糙度的同时，材料去除率提升了 2。76倍。

    电火花加工钛合金重铸层正交试验灰关联分析法

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    开槽螺母-螺栓连接副拧紧特性研究

    李坤刘龙权
    122-127页
    查看更多>>摘要：由于飞机飞行过程持续遭受振动载荷，设计中广泛采用具有自锁功能的开槽螺母-螺栓连接副以防螺栓的松动和夹紧力损失。研究开槽螺母-螺栓连接副的拧紧特性，对保证连接结构的力学性能、安全性和可靠性具有重要意义。对开槽螺母拧紧工艺开展了理论分析，修正了其夹紧力-拧紧力矩关系公式。试验研究了开槽螺母型号、被连接件材料、润滑条件以及重复拧紧次数等条件对拧紧特性的影响。研究结果表明，NASM14144开槽螺母相较于高度较低的NASM14145开槽螺母，预置力矩提升了 125。9％，而扭矩系数稍有降低;饱和润滑方式能有效降低扭矩系数及其波动性，螺母-连接板贴合面润滑的效果次之;重复拧紧过程使得NASM14144螺母的预置力矩降低、扭矩系数明显升高，而NASM14145螺母的拧紧特性并未显著改变。

    拧紧过程开槽螺母预置力矩夹紧力复合材料

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    基于机器视觉的轮对磁粉探伤裂纹检测方法研究

    乔辉曾勇刘德志杨冲...
    128-134,153页
    查看更多>>摘要：为实现火车轮对荧光磁粉探伤裂纹的自动检测，提出一种基于机器视觉的裂纹识别和测量算法。基于工业相机分区采集的轮对荧光磁粉探伤图像，首先通过G通道分离处理、G通道阈值处理和高斯滤波处理等操作，降低图像噪点，提高裂纹特征对比度;然后在图像二值化和形态学处理初步提取目标区域的基础上，提出基于连通域的裂纹特征分割算法，进一步精确提取裂纹目标，并根据连通域信息完成裂纹分类和识别;最后，采用裂纹分割图像骨架细化拟合曲线的方法进行裂纹长度测量。实验表明，提出的方法可以有效精准地对轮对裂纹进行检测，查全率为98。56％，查准率为91。12％，识别速度为每幅48。5 ms。

    荧光磁粉探伤火车轮对连通域裂纹检测

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    无人驾驶单钢轮碾压机最优换道路径规划研究

    段方正徐武彬孙金泉李冰...
    135-144页
    查看更多>>摘要：为了确保单钢轮碾压机在换道碾压过程中转向稳定、保证压实质量，提出了一种换道路径规划方法，该方法将单钢轮碾压机换道路径曲线平滑度、转向稳定性和换道作业能耗作为优化目标，采用五阶贝塞尔曲线作为换道路径曲线，建立铰接式运动学模型与换道路径点状态的对应关系，采用光谱优化器(Light Spectrum Optimizer，LSO)算法对五阶贝塞尔曲线中未知关键控制点坐标进行优化，得到近似最优换道路径。以某型单钢轮碾压机为例，仿真与实验结果均表明，该方法规划的最优换道路径曲线在起点和终点处的航向角和曲率均为0，且全程曲率连续，符合单钢轮碾压机作业要求，与文献[10]方法相比，该方法规划的最优换道路径最大横向误差和平均横向误差分别降低了 3。8％和16。7％，最大曲率和平均曲率分别降低了 18。0％和9。3％，平均整车油耗减少了 3。8％。研究结果可为单钢轮碾压机无人驾驶作业提供实际应用参考价值。

    单钢轮碾压机路径规划光谱优化器算法贝塞尔曲线

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    直驱型VICTS卫星通信天线的多层电机容错控制算法

    禹新路王丹张鹏启
    145-153页
    查看更多>>摘要：针对载体冲击造成直驱型VICTS卫星天线的多层同轴系统功能层运动失控的问题，进行了失控现象故障容错控制算法研究。首先对多层同轴直驱伺服系统进行数学模型及系统组成分析;其次基于失控层的运动状态和冲击故障发生条件，提出一种新型针对冲击故障的容错控制算法，该算法包括3个部分，即失控发生时根据当前失控层状态规划新的运动状态、失控恢复后平稳切换到原规划状态及采用实时速度预测补偿控制系统延时;最后设计相应实验分别验证了所提出的故障容错控制系统针对故障发生在加速段、匀速段和减速段的有效性以及针对上下层多种工况状态下的有效性。研究对提高动中通卫星天线的抗扰动能力有重要参考意义。

    VICTS卫星通信天线容错控制冲击故障运动规划控制系统延时补偿

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    基于自适应LPP特征降维和改进VPMCD的滚动轴承故障诊断

    王斐许波
    154-161,94页
    查看更多>>摘要：针对机械系统状态监测与故障诊断中存在的故障特征维数较高及模式识别导致的耗时较高问题，提出了一种基于自适应局部保持投影(Locality Preserving Projection，LPP)特征降维和改进多变量预测模型(Variable Predictive Model based Class Discriminate，VPMCD)的故障诊断方法。首先，从滚动轴承振动信号中提取时频域特征、能量特征，以及复杂度特征组成高维故障特征数据集;其次，利用自适应LPP方法对高维故障特征数据集进行降维处理，得到低维敏感故障特征;最后，采用改进VPMCD方法对低维敏感故障特征进行分类识别，进而判断故障类型。通过滚动轴承故障诊断试验分析表明，自适应LPP方法克服了传统LPP方法需要人工选取参数的缺陷，在获得低维敏感故障特征的基础上具有较少计算时间，相比主成分分析(Principal Component Analysis，PCA)、局部切空间排列(Local Tangent Space Alignment，LTSA)、线性局部切空间排列(Linear Local Tangent Space Alignment，LLTSA)、等距特征映射(Isometric Mapping，Isomap)，以及局部线性嵌入(Locally Linear Embedding，LLE)等算法具有明显的优势;改进VPMCD方法可克服人工选择模型的偶然性和片面性，在滚动轴承10种故障状态的识别中获得了 99。4％的诊断精度，相比优化参数支持向量机方法提高了故障诊断效率，大大降低了识别时间，具有一定的优越性。

    滚动轴承故障诊断特征降维模式识别局部保持投影多变量预测模型

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