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期刊信息/Journal information
机械科学与技术
西北工业大学
机械科学与技术

西北工业大学

姜澄宇

月刊

1003-8728

mst@nwpu.edu.cn

029-88493054

710072

西安友谊西路127号（西北工业大学647号信箱）

机械科学与技术/Journal Mechanical Science and Technology for Aerospace EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为专业技术性刊物。反映机械科学与技术的研究成果及其在生产实践中的应用成果，刊登理论研究、设计计算、机构分析、成果报道及评述，介绍新方法、新工艺、新材料、新设备。
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    水下滑翔机航行过程浮力变化分析

    董石榴张建星彭宇轩傅晓云...
    2009-2015页
    查看更多>>摘要：本文推导出水下滑翔机下潜至某深度所需最小浮力调节量与海水密度和自身变形引起的浮力变化量之间的关系;对下潜过程进行受力分析,导出滑翔速度与净浮力的关系;通过海试数据得到HUST-1号水下滑翔机下潜至1000 m的浮力变化量,计算得到耐压壳体变形量.考虑海水压力,利用Workbench仿真得到下潜至1000 m处的压缩变形量,与海试结果相差31.7％,考虑海水温度仿真得到温差变化量,两者之和与海试数据误差为0.1％,说明只考虑压力对耐压壳体的影响不准确,温度影响也必须考虑,也说明用数值仿真方法计算水下滑翔机变形是可行的.基于该数值仿真方法,在0～1200 m深度内,考虑海水密度、压力和温度对HUST-2号水下滑翔机下潜过程浮力变化进行分析,潜至0～200 m内所需的最小浮力调节量变化很大,超过500 mL,而在200～1200 m内,所需的最小浮力调节量变化趋势较缓,仅为85 mL左右.该款HUST-2号水下滑翔机进行海试时对于不同的下潜深度,根据本文计算的最小浮力调节量,可以节省测试时间和成本.

    水下滑翔机浮力调节量滑翔速度净浮力耐压壳体数值仿真

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    一种Informer模型的滚动轴承剩余寿命预测方法

    李广福马萍张宏立王聪...
    2016-2023页
    查看更多>>摘要：为准确描述滚动轴承性能退化趋势和预测剩余使用寿命,解决轴承剩余使用寿命预测精度低的问题,提出一种基于多尺度退化指标结合Informer模型的滚动轴承剩余使用寿命预测方法.提取滚动轴承振动信号时频域特征,通过皮尔逊相关系数结合核主成分分析法(Kernel principal component analysis,KPCA)得到能更好的表征滚动轴承退化状态的多尺度退化指标;引入Informer模型,将多尺度退化指标作为其输入高效充分地挖掘输入多尺度退化指标与滚动轴承退化趋势的复杂关系,实现滚动轴承剩余使用寿命预测.实验结果表明该方法能有效提升轴承剩余使用寿命预测精度,为滚动轴承健康管理和性能评估提供参考依据和实现途径.

    风力机滚动轴承剩余使用寿命预测Informer模型多尺度退化指标

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    结合振动信号图像化和RepVGG的滚动轴承故障诊断方法

    周建民王云庆李家辉
    2024-2031页
    查看更多>>摘要：针对滚动轴承故障诊断中一维振动数据的细微特征提取不明显,以及实时诊断速度慢的问题,采用振动数据转图像数据的预处理方法,使用连续小波变换将振动信号转换为二维时频图,同时提出一种基于结构重参数化技术(RepVGG)的轴承故障诊断方法.将训练模型的多分支网络结构等价转换为单路径网络结构,从而提高推理模型的精度和速度.以轴承故障诊断数据集进行实验验证,并与EfficientNet模型和ResNet50模型进行比较分析,结果表明,RepVGG模型能够准确识别轴承故障类别,平均准确率优于其他方法,并且在相同的实验硬件条件下,推理时长分别减少了81％和66.19％,有效提升了诊断的速度和精度,具有较好的适应性和优越性.

    轴承故障诊断时频图RepVGG模型

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    利用齿面接触分析的两级摆线针轮减速器传动误差分析方法

    韩斌斌宿月文郭彩霞
    2032-2038页
    查看更多>>摘要：两级摆线针轮机构可在结构紧凑的前提下获得高减速比.为评估该型机构的传动性能,提出了一种新型两级摆线针轮减速器的摆线齿形设计参数式,经坐标转换以及摆线针轮啮合方程式,并通过齿面接触分析原理构建了空载时齿面接触方程组,进而求解得到传动误差.根据不同齿廓修形方法以及不同修形量的组合进行传动误差对比分析,结果表明复合修形比单一修形情况下,传动误差相对较小,而且正等距加正移距复合修形情况下传动误差最小.该理论可为新型两级摆线针轮机构的传动性能评估提供理论基础.

    摆线针轮传动齿面接触分析传动误差齿廓修形

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    商用车电控气压继动阀的建模与分析

    贺龙张柳柳卢正弘张申奥...
    2039-2047页
    查看更多>>摘要：为解决商用车传统气压制动系统响应速度慢的问题,设计并分析了一种电控气压继动阀,对其工作过程进行了建模与分析.首先基于所设计继动阀的结构特征以及制动过程的工作原理,建立了包含该继动阀驱动电压-输出压强关系的数学模型;然后在AMESim中搭建了半物理模型并与数学模型进行对比,验证了数学模型的正确性;进一步通过搭建试验台架进行测试,结果显示数学模型和半物理模型响应速率误差分别为3.12％和0.433％.试验证明:采用所设计的继动阀,可以使从脚阀到轮边制动气室的输出气压响应速度提高了 26.4％.

    气压制动系统电控气压继动阀数学建模半物理建模AMESim

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    粘弹性阻尼边界结构板对微振动抑制研究

    盛骞李昊潘殿坤伍章明...
    2048-2055页
    查看更多>>摘要：为了解决微振动对卫星高精度仪器的影响,设计一种结合了粘弹性阻尼材料和超结构的隔振器,并将该隔振器与卫星结构板结合形成具有弹性边界的结构板.采用有限元方法探究隔振器的力学性能,建立弹性边界板的理论模型,对弹性边界板的固有频率和振型做预测,验证弹性边界结构板相比于固支边界结构板在满足实际工作强度需求下,能够对卫星微振动有更良好的抑制效果.相比于结构板固定的整星,具有弹性边界结构板所构成的整星可以降低90％的微振动传递效果.

    微振动粘弹性隔振器弹性边界条件振动抑制

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    分体式沉积物取样器锥阀闭合过程缝隙流体的瞬态特性分析

    江山强万步炎彭佑多金永平...
    2056-2063页
    查看更多>>摘要：锥阀的可靠闭合是分体式全海深沉积物取样器初始密封建立的关键,而缝隙流体的瞬态特性对锥阀可靠闭合具有重要影响.采用CFD、重叠网格、动网格的方法,建立了分体式沉积物取样器锥阀闭合过程缝隙流体的二维流动模型,数值模拟了轴向缝隙流体的瞬态特性,研究了不同闭合速率对流场特性的影响规律.结果表明:在所选的闭合速率下,锥面下侧缝隙比上侧缝隙的流动更稳定,上侧缝隙则更容易形成湍流;随着闭合速率的减小,瞬态流体阻力所做负功接近阈值,锥面间流体所受的剪切作用变弱;为了减小波动、减小阻力所做负功、提高闭合的效率,选择闭合速率在0.005 m/s到0.001 m/s之间较为合适.所做研究可为提高分体式全海深沉积物取样器的初始密封提供重要参考.

    分体式沉积物取样器锥阀缝隙流体瞬态特性数值计算

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    爆胎汽车模糊优化协调稳定性控制研究

    滕兴旺张向文
    2064-2075页
    查看更多>>摘要：爆胎会使汽车失去稳定性,偏离原来的行驶路线,给驾乘人员及车辆带来危险,通过差动制动或主动转向控制可以在一定程度上提高汽车的稳定性,减少侧向位移.为了进一步提高爆胎汽车的稳定性,减小因偏离行驶道路而可能引发的交通事故,综合差动制动和主动转向的控制效果,提出了一种分数阶滑模差动制动与微分先行PID主动转向共同作用的模糊优化协调控制方法.首先搭建了基于UniTire的汽车爆胎模型和基于Carsim的汽车整车模型.然后,以二自由度理想模型为参考,设计了分数阶滑模控制器对汽车的横摆力矩进行控制,通过对非爆胎轮施加制动力,保证汽车的稳定性.同时设计了微分先行PID控制器对汽车的前轮转角进行控制,通过改变前轮的转向角,减小汽车的侧向位移.最后,设计了模糊优化协调控制算法对差动制动控制器和主动转向控制器进行权重分配,以达到更好的控制效果.为验证不同的控制算法,在直行路面条件下,使用Carsim与Simulink对不同轮胎爆胎情况进行仿真实验,结果表明,协调控制下的横摆角速度和质心侧偏角接近未爆胎时的曲线,侧向位移最大不超过0.085 m,到达稳定状态所用时间不超过1 s.因此所提出的协调控制算法可以使爆胎后的汽车快速达到稳定状态的同时大幅减小侧向位移.

    爆胎汽车稳定性分数阶滑模控制模糊优化协调控制

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    TC4自锁螺母三点收口成型工艺有限元仿真研究

    齐增星梁铖吴同一焦光明...
    2076-2082页
    查看更多>>摘要：针对TC4钛合金自锁螺母,利用ABAQUS有限元分析软件,采用单因素控制法开展了对不同收口量、收口区域高度及收口速度的有限元仿真数值模拟研究.基于采用的收口工艺,建立有限元仿真模型,介绍了自锁螺母的成型机理.根据仿真结果,观察其收口过程,分析收口过程中的内螺纹区域应力应变变化规律,对比不同组参数对仿真结果的影响.结果表明:在自锁螺母收口过程中,应在不出现裂纹的合理范围下,尽可能选取较大的收口量、收口区域高度与收口速度,从而增加内螺纹区域的变形量,增大锁紧力矩,提高产品质量和加工效率.

    TC4钛合金自锁螺母收口工艺有限元仿真

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    挤出式三维打印制备复杂功能梯度材料路径规划研究

    韩晓伟段国林马硕王龙...
    2083-2088页
    查看更多>>摘要：为满足各种复杂功能梯度材料制备工艺,提出一种基于CT扫描灰度图的功能梯度材料数字化设计与制造.对CT扫描灰度图进行均衡化、降噪等处理之后,根据所设定的阈值以及灰度等级将CT扫描灰度图进行灰度分类,将阈值内所分类的灰度值求取平均值后映射到材料信息中,形成的打印轮廓线带有材料信息.根据所设定阈值及灰度等级计算出每个轮廓的材料占比,并一同导出G代码输入到功能梯度材料三维打印机中进行打印.根据自行设计的微流挤出式功能梯度材料三维打印机,将两种不同颜色的碳酸钙为主的复合水基膏体浆料进行实例打印验证.验证结果显示利用这种打印方法可以简单准确的打印功能梯度材料模型材料信息的梯度变化.

    功能梯度材料CT扫描灰度图三维打印材料信息

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