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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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    驾驶员CMAC模型及对汽车侧翻稳定性影响

    付林凯金智林
    1827-1834页
    查看更多>>摘要：驾驶员操纵转向行为严重影响汽车侧翻安全.为准确分析驾驶员因素对汽车侧翻稳定性的影响,研究了防侧翻的CMAC驾驶员模型,分析了驾驶员参数对汽车侧翻稳定性的影响规律.根据汽车侧翻动力学模型推导了侧翻稳定性指标及指标的参考值;设计了小脑模型关节控制器局部性神经网络方法模拟驾驶员实际防侧翻决策,模糊PID算法模拟驾驶员防侧翻参考决策,从而获得驾驶员防侧翻反应模型;采用参数化方式表征了驾驶员的分析能力、驾驶频次、学习能力及反应能力;选取恶劣行驶工况进行仿真,结果表明分析能力强、驾驶频次多、学习能力强、反应能力强的驾驶员防侧翻时,可在恰当的时间决策出适当的方向盘修正转角,有效防止汽车侧翻.

    驾驶员模型汽车侧翻稳定性小脑模型关节控制器模糊PID

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    转向架质量参数与悬挂参数对稳定性的协同影响

    胡喆池茂儒周亚波蔡吴斌...
    1835-1844页
    查看更多>>摘要：国内外铁道车辆转向架结构型式丰富,不同的结构和布局会引起转向架的质量和惯量在分配上存在差异,为了研究不同悬挂参数下转向架各质量参数对车辆稳定性的影响,推导了考虑Maxwell减振器模型的整车 21 自由度横向动力学线性微分方程,基于特征根稳定性判据,采用最小阻尼比法求解车辆系统的线性临界速度,利用灵敏度分析方法研究了质量与摇头惯量及簧下与簧间质量对稳定性的影响程度对比.研究结果表明:转向架各质量参数对稳定性的影响规律与悬挂参数的取值有较大关系,在转向架结构设计和布局调整时,应考虑质量参数和悬挂参数的共同影响;不同悬挂参数下,临界速度均随轮对质量、轮对摇头惯量和构架摇头惯量的增大而减小;当抗蛇行减振器阻尼系数较小时,临界速度随构架质量的增大而减小,而当抗蛇行减振器阻尼系数较大时,临界速度随构架质量的增大而增大;簧下质量对稳定性的影响程度大于簧间质量.

    稳定性质量参数悬挂参数最小阻尼比法灵敏度

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    一种3自由度柔索牵引并联机器人系统动力学参数辨识方法研究

    洪振宇林健高轩张志旭...
    1845-1854页
    查看更多>>摘要：针对柔索牵引并联机器人驱动单元结构复杂、强耦合的特性导致难以辨识机电耦合系统动力学参数的问题,通过整合驱动单元各耦合部件的转动惯量和黏性阻尼系数的方法,将伺服电机和卷筒机构作为一个整体研究对象,建立系统的动力学模型,构建可分离待辨识参数的辨识模型.以傅里叶级数优化末端执行器的激励轨迹,搭建试验平台,采集试验数据;基于加权最小二乘法拟合电机转矩数据,分步辨识出机器人系统的动力学参数.对比试验表明:该文提出的动力学参数辨识方法可行且辨识结果可靠.

    柔索牵引并联机器人机电耦合系统转动惯量黏性阻尼系数分步辨识

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    CFRP超声振动切削刀具磨损特性研究

    封志彬焦锋王雪
    1855-1864页
    查看更多>>摘要：为揭示不同振动方向在CFRP(Carbon fiber reinforced plastic)切削中对刀具磨损的影响,分别给刀具施加切向和径向两种振动来切削不同方向角的CFRP,并与普通切削进行对比.通过理论分析,不同振动方向对占空比和刀具角度有着很大的影响.除此,方向角对纤维的弯曲变形和断裂位置也有着很大的影响.试验结果表明:切向振动切削的刀具磨损值整体较低,较普通切削和径向振动切削最多可降低分别约 27.9%和 37.1%;钝角切削时的刀具磨损值整体低于锐角切削时的刀具磨损值,普通切削、径向振动切削和切向振动切削 3 种切削中降低的幅度最低分别约为 71.8%、66.2%和 70.9%.平行切削或者临近平行切削,刀具后刀面的磨损宽度较为均匀,其长度约占整体磨损长度的 2/3.切向振动切削有利于延长刀具的使用寿命.

    方向角径向振动切向振动刀具磨损撕裂长度

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    改进GA整定滑模参数的直流电机控制研究

    李鹤年王海杨春来刘永明...
    1865-1876页
    查看更多>>摘要：在转速环控制器采用传统的滑模控制(Sliding mode control,SMC)方法的直流电机双闭环控制系统中,常因滑模参数难以整定导致直流电机控制效果不佳.针对该问题,提出了一种基于改进遗传算法(Improved genetic algorithm,IGA)整定滑模参数的方法.首先,建立出直流电机双闭环控制系统转速环各环节传递函数,通过IGA联合转速环MATLAB/Simulink仿真模型整定出滑模参数的最优值.最后,对采用该最优值的滑模速度控制器与传统的PID、普通的滑模速度控制器和普通GA整定的滑模速度控制器进行仿真比较分析,并基于dSPACE 1202 半实物仿真平台搭建了直流电机双闭环控制硬件在环实验平台,进行了实验验证.仿真和实验结果均表明经IGA整定的滑模速度控制器可使直流电机双闭环控制系统具有无超调、响应快速和强鲁棒性的优点,证明了该方法能够有效解决滑模速度控制器参数整定问题.

    直流电机滑模控制改进遗传算法参数整定dSPACE1202硬件在环

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    P2构型混合动力汽车传动系统扭振建模与分析

    王欢葛帅帅姜艳军吴行...
    1877-1885页
    查看更多>>摘要：混合动力汽车传动系统相较于传统燃油汽车结构更为复杂,其传动系统在多动力源复杂激励下扭转振动问题更加突出.针对某款P2 构型混合动力汽车,综合考虑发动机、电机、无级变速器、离合器、减速器、差速器和半轴等部件,采用Simcenter Amesim软件建立混合动力汽车传动系统集中质量模型.在此基础上,分析不同运行工况下传动系统固有频率和振型,研究激振源频率与传动系统固有频率之间的关系.仿真分析离合器一级弹簧刚度、二级接触刚度对传动系统固有频率的影响规律,通过优化刚度参数从而使得传动系统共振转速远离激振源常用工作区.

    P2构型混合动力汽车传动系统固有频率共振转速离合器刚度

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    碳纤维层合板双搭多钉连接强度和钉载分析

    朱兴民朱福先仇刚徐先宜...
    1886-1893页
    查看更多>>摘要：针对碳纤维连接结构强度问题,建立了碳纤维层合板三钉双搭接结构的有限元模型,基于Hashin准则分析了连接结构在拉伸过程中的渐进损伤.分析结果表明:连接结构在拉伸过程中,层合板首先在第一个螺栓处发生损伤,随着损伤加剧,钉载重新分配,最后层合板在第一个螺栓处断裂,在另外两个螺栓处发生局部挤压损伤.基于有限元模型分析了不同金属材料板与碳纤维层合板连接的钉载分配以及连接结构中螺栓间距对钉载分配的影响,当所连接的金属板刚度越大,钉载越不均匀,当连接结构中螺栓间距越大,钉载也越不均匀.研究结果为提高复合材料多钉连接结构的挤压强度设计提供了依据.

    有限元多钉连接钉载分配渐进损伤

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    基于深度神经网络水下清淤机器人绞龙的可靠性分析

    邵可鑫桑建兵田魏昌石政加...
    1894-1900页
    查看更多>>摘要：绞龙作为水下清淤机器人的淤泥疏松装置,其作业时常与淤泥中的硬物发生碰撞,静应力强度校核并不能很好地反映碰撞过程中的瞬态动力响应问题,同时传统的可靠性分析方法在解决多源不确定性瞬态动力响应问题时往往存在效率低下且精度不高等问题.为了克服上述缺点,基于数值模拟、深度神经网络(DNN),与Monte Carlo(MC)方法提出一种用于绞龙与硬物碰撞问题的可靠性分析方法.首先,基于理论推导确定影响碰撞力大小的不确定性变量,并对其进行多参数敏感性分析得出最终深度神经网络的输入量;其次,利用拉丁超立方采样(LHS)根据深度神经网络的输入量分布情况进行采样,采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立与采样数据相对应的绞龙与硬物碰撞有限元模型,并提取深度神经网络的输出量;最后,通过单轴拉伸试验确定绞龙的损伤准则,并结合深度神经网络与Monte Carlo方法(DNN-MC)对绞龙的可靠度与失效概率进行了预测.结果表明本文方法精度远高于工程要求精度,与传统可靠性分析方法相比本文方法在保证高精度的前提下具有更高的效率和更好的鲁棒性.

    绞龙可靠性分析深度神经网络拉丁超立方采样技术

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    软轴摩擦力矩计算公式参数优化设计

    王腾飞李健
    1901-1907页
    查看更多>>摘要：钢丝软轴摩擦力矩计算公式的研究在国内外文献中存在空白.为了得到钢丝软轴在不同弯曲状态下进行转动的摩擦力矩计算公式,首先运用理论推导得到所需公式,再通过实验分析计算出公式的重要参数,然后结合模拟退火优化算法,使公式中的参数得到优化.通过模拟退火算法对公式的参数进行修改,得到经过优化后的不同角度下的钢丝软轴所对应摩擦力矩公式.采用优化后的公式进行计算,总体误差为 2.831%,与原有的总体误差 7.143%相比降低了 4.312%,同时计算结果表明优化后的公式对计算角度一定条件下不同轴径的软轴弯曲转动摩擦力矩同样具有适用性.

    软轴摩擦力矩计算公式模拟退火算法

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    余弦型负泊松比软体驱动器弯曲性能研究

    胡旭初付涛李斌
    1908-1914页
    查看更多>>摘要：介绍了一种基于余弦型圆弧内凹负泊松比胞元的具备软行为、低复杂性的软体驱动器,由具有负泊松比(NPR)胞元与正泊松比(PPR)胞元的三维嵌入式管状结构及气动橡胶管组成.通过ABAQUS有限元仿真,实现气动橡胶管在充气膨胀时管状结构的弯曲功能.通过控制变量,将驱动器的纵向胞元数目、超材料结构厚度、气动橡胶管厚度等结构参数在不同内壁压强下对最大弯曲角度的影响差异进行了对比分析,总结了上述结构参数对最大弯曲角度影响的趋势,为新型软体驱动器的结构设计及应用提供了替代方案.

    软体驱动器负泊松比管状结构最大弯曲角度

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