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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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    基于修正Manson-Halford模型的破碎机销轴疲劳分析

    王鑫闫军吴桐杨文静...
    1-8,34页
    查看更多>>摘要：以双级锤式破碎机为研究对象，考虑销轴所受载荷的加载次序和载荷之间相互作用对销轴疲劳损伤的影响，对Manson-Halford(M-H)非线性疲劳损伤模型进行了修正，并通过试验数据验证了修正后模型的准确性和可靠性;考虑到破碎过程中锤头与销轴之间存在的非线性碰撞接触和物料颗粒对销轴受力的影响，利用MFBD-DEM双向耦合的方法获取了销轴的动态载荷;最后基于修正后M-H模型对销轴进行了疲劳分析。结果表明，与现有模型相比修正后的M-H模型寿命预测的误差最小;基于修正后M-H模型计算得到销轴的最小疲劳寿命为9。918x106次(165 h);利用MFBD-DEM双向耦合方法对双级锤式破碎机等大型破碎设备进行疲劳分析是合理可行的。

    双级锤式破碎机刚柔耦合MFBD-DEM双向耦合疲劳分析

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    有限缓冲区下多汽车工厂协同混流排产研究

    杨兴臣苌道方
    9-18,26页
    查看更多>>摘要：为解决汽车整车制造企业多厂区多车间联动生产下计划不准确和协调困难的问题，基于精益生产中的平准化思想对该问题进行研究，并考虑有限容量的缓冲区中库存积压或不足对生产稳定性的影响，建立了多汽车工厂协同混流排产双层规划模型。上层以最小化厂区间的转运量为目标建立跨厂区转运量分配模型，下层以最小化缓冲区中的储备偏差为目标建立车间班次选择模型。设计了双层遗传算法对该模型进行求解，并采用最小影响策略对转运量和车间产量进行标准化。通过算例将双层优化与单层优化的结果进行对比分析，并扩大算例规模。仿真实验结果表明，双层优化的求解质量更佳，从而验证了设计的模型和算法的有效性和可行性。

    多汽车工厂协同混流排产有限缓冲区平准化双层遗传算法

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    基于数字化模型的自由曲面打印研究

    丁医华吴国良张天玮张婕...
    19-26页
    查看更多>>摘要：为实现手部自由曲面的精准功能化打印，提出了一种结合三维点云数字化成型工艺和自由曲面功能化成型工艺的方法。首先，通过三维扫描仪收集手部点云数据，并采用自适应加权引导滤波技术对曲面特征点进行平滑降噪处理;接着，使用基于曲率的自适应曲面几何采样算法在不丢失细节特征的同时对点云进行精简;随后，利用优化后的点云数据精确重构手部数字化模型，提取其自由曲面坐标并在其上设计功能化电路图案;最终，通过计算机辅助设计和矢量图形编辑软件生成的数控代码导入熔融沉积成型系统打印手部结构，并使用气溶胶喷射打印技术在手部自由曲面打印电子皮肤。试验结果表明，本试验采取的点云数据策略使手部扫描点的数量减少了 80％，达到了明显精简的效果。手部逆向重构模型的误差在0。4 mm以内，相对于实物原型的拟合度较高。实证展现了电子皮肤在手部自由曲面一体化成型的潜力，并为高精度功能化打印提供了技术参考。

    手部自由曲面数字化模型计算机辅助设计电子皮肤

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    基于改进熵权TOPSIS的钢铁行业设备上云效果评价研究

    王典威周纯浩周扬施永昌...
    27-34页
    查看更多>>摘要：为准确评价企业通过设备上云实现的经济、环保及能力提升等效果，解决钢铁行业缺少设备上云效果评价手段，企业普遍依赖专家经验或单一经济指标评估设备上云效果，导致评价主观性较强、维度单一和不准确的问题，从设备接入、设备服务和总体收益3个维度搭建了面向钢铁行业的设备上云效果评价指标体系，提出一种改进熵权TOPSIS法设定指标权重，使指标权重设定更为精确，应用模糊综合评价等方法计算企业设备上云效果得分，建设钢铁行业设备上云效果评价系统为企业提供自评估服务，并选取5家典型企业数据进行应用分析，验证了该方法能够帮助企业评估设备上云应用效果，指导企业科学开展设备上云工作。

    钢铁行业设备上云效果评价改进熵权TOPSIS评价模型

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    柔性尾鳍的形状对仿生机器鱼水动力学特性的影响研究

    葛飞飞沈灿谢鸥
    35-41页
    查看更多>>摘要：研究了仿生机器鱼不同形状柔性尾鳍的水动力学特性。根据仿生学观测结果，研制了 4种形状的仿生机器鱼尾鳍，通过开展水动力学实验，对比分析了尾鳍外形、结构、材料和运动参数对水动力学参数的影响。结果表明，增大尾鳍的摆角幅度和摆动频率有利于提高推进力，但会引起游动的不稳定性;柔性强的新月形尾鳍具有较好的推进性能;展弦比越小的无鳍条尾鳍，高频游动性能越好，鳍条会降低尾鳍的高频游动性能。

    柔性尾鳍多形状展弦比水动力学特性

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    基于改进灰狼算法的电动缸摩擦辨识及补偿

    王淑良王彦涛赵明伟卞嘉志...
    42-50页
    查看更多>>摘要：针对电动缸的非线性摩擦难以辨识，且会对六自由度电动Stewart平台(Electrically Driven Stewart Platform，EDSP)位姿的跟踪精度造成不利影响，提出了一种引入Levy飞行和柯西变异的改进灰狼算法(improved Gray Wolf Opti-mization algorithm introducing Levy flight and Cauchy variation，LCGWO)对电动缸摩擦模型进行辨识，并设计了基于摩擦模型的前馈补偿方法。首先，建立了考虑电动缸非线性摩擦力的EDSP数学模型，并使用Lugre摩擦模型描述电动缸摩擦力。然后，考虑到电动缸的非线性摩擦力难以辨识，提出一种LCGWO同时对摩擦模型中的静态和动态参数进行辨识，并与一般的辨识方法进行对比分析。最后，设计了基于Lugre摩擦模型的前馈补偿算法，并进行实验验证。实验结果表明，相较于其他算法，LCGWO具有更优的收敛速度和预测精度;并且通过基于摩擦模型的摩擦前馈补偿方法对电动缸进行摩擦补偿，可以有效提升平台的位姿跟踪精度。

    Stewart平台电动缸参数辨识灰狼算法摩擦补偿

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    基于分数阶滑模控制的AGV纠偏系统研究

    梁彪周德强盛卫锋左文娟...
    51-60页
    查看更多>>摘要：针对基于QR码导航的自动导引车(Automated Guided Vehicle，AGV)在起始位姿偏差较大时无法快速平稳消除误差的问题，提出一种基于辅助跟踪轨迹与分数阶滑模控制器的纠偏系统。给出AGV运动学与动力学模型，并基于分数阶微积分算子与指数超扭曲算法(Exponential Super Twisting Algorithm，ESTA)设计分数阶滑模控制器。设计辅助系统补偿可能出现的输入饱和问题，加强处理瞬时扰动的能力。辅助跟踪轨迹采用均匀三次B样条曲线生成，并利用遗传算法在曲率、速度等约束条件下求解最优曲线。通过Lyapunov理论给出稳定性证明。仿真结果表明，该系统能够有效处理起始位姿偏差过大的问题，并具有更快的收敛速度和良好的抗干扰性能。

    轮式移动机器人轨迹跟踪分数阶滑模控制扩张状态观测器B样条曲线

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    摩擦-消音片结构对盘式制动器尖叫噪声的影响研究

    王亮卢曦
    61-67页
    查看更多>>摘要：针对某汽车盘式制动器存在制动尖叫噪声问题，研究了不同倒角结构的摩擦片、不同阻尼层厚度的消音片，以及两者匹配对制动尖叫噪声的影响，并通过台架试验分别对研究得到的最佳匹配方案和原方案进行噪声测试。研究结果表明，5种不同倒角结构摩擦片中，对称结构的倒角优于不对称结构，不对称结构的倒角解决频率较为集中的单处噪声效果较好，其中，对称直倒角结构降噪效果最好，但易诱发新的噪声;消音片阻尼层厚度逐渐增大时尖叫噪声发生的倾向性呈现先减小后增大的趋势;摩擦片与消音片的合理匹配能有效改善尖叫噪声，对称倒角和不对称倒角结构的摩擦片分别匹配消音片时的降噪趋势相反，其中对称斜倒角结构的摩擦片与阻尼层厚度为0。28 mm的消音片匹配时降噪效果最好，噪声发生度比原方案降低了 97。98％。

    尖叫噪声摩擦片消音片盘式制动器

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    汽车发动机高压共轨系统轨压特性分析与优化

    周传彪韩振华张勇
    68-75页
    查看更多>>摘要：基于关键零/部件参数，建立了汽车发动机高压共轨喷射系统的数学模型，使用AMESim软件进行仿真模拟，并通过试验分析验证了该仿真模型的准确性。通过对系统轨压波动和压力特性进行仿真分析，得出共轨管长度、内径和高压油管内径是影响系统轨压特性的重要参数。针对原始共轨管和高压油管模型，利用响应曲面法对共轨管和高压油管参数进行优化分析，并得出以平均轨压设定值为目标的共轨管和高压油管的最佳结构参数。经过优化后，汽车发动机高压共轨喷射系统的平均轨压提高了 0。65％，整体轨压波动平均值降低了 79。48％，单次喷射过程中轨压波动平均值降低了 27。89％，平均喷油压力提高了 0。63％，其喷油特性得到明显的改善。

    发动机高压共轨AMESim软件平均轨压优化研究

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    车轮不圆工况下轨底坡对地铁车辆动力学性能影响及最优匹配研究

    朱爱华邢旭孟宇轩白堂博...
    76-86页
    查看更多>>摘要：针对车轮不圆引起的车轮型面变化对轨底坡设置产生的影响，运用SIMPACK软件建立地铁车辆-轨道动力学模型，设置9种轨底坡和2种车轮不圆工况，选用直线和4种不同半径曲线，分析轨底坡耦合车轮不圆对车辆动力学性能的影响;以轮轨垂向力、轮轨横向力、脱轨系数、轮重减载率、轮对横移量和磨耗指数作为评价指标，基于熵权法建立多目标优化模型，对车辆直线运行平稳性和曲线通过能力进行评价，得到轨底坡和车轮不圆的最优匹配方案。研究表明，车轮存在不圆时，轨底坡变化对横向平稳性的影响大于垂向平稳性;车轮不圆会增加轨底坡对轮轨垂向力、轮轨横向力、轮重减载率的影响程度;存在车轮不圆时，直线线路以及R300、R400、R500和R600 m这4种曲线线路下，外/内轨最优轨底坡分别为(1/40，1/30)、(1/20，1/30)、(1/40，1/30)、(1/30，1/30)和(1/30，1/30);无车轮不圆时则为(1/40，1/30)、(1/30，1/40)、(1/30，1/30)、(1/30，1/30)和(1/40，1/30)。该研究可以为车轮维护及运营线路设计提供技术支持。

    轨底坡车轮不圆动力学性能车轮磨耗熵权法

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