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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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    分布式电动汽车转矩型电子差速控制策略研究

    赵南南史博
    1915-1922页
    查看更多>>摘要：分布式电动汽车在高速工况下整车模型呈非线性,速度型电子差速控制策略依赖Ackermann转弯模型,没有考虑轮胎特性引起的非线性扰动.该文采用转矩型电子差速控制策略,提高了车辆在高速工况下的转向稳定性.建立了三自由度整车模型、二自由度参考模型、Dugoff轮胎模型以及轮毂电机模型.设计了双层结构转矩分配控制器,上层控制器基于GA-BP神经网络算法获得附加横摆力矩,下层控制器基于二次规划算法在线优化分配 4 个车轮的驱动力矩.基于Carsim/Simulink进行联合仿真,对所提出的控制策略进行验证.结果表明:在高速双移线工况下,相比较仅速度跟随控制策略,该文的控制策略能有效跟踪期望轨迹,更好地控制质心侧偏角与横摆角速度,在实现电子差速的同时能够保证车辆稳定行驶,提高了车辆行驶的安全性,且该控制策略减少了转向行驶阻力和驱动转矩需求,降低了整车能耗.

    分布式电动汽车轮毂电机电子差速GA-BP神经网络转矩分配

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    失效模式相关性的柔顺机构可靠性分析

    伍建军李嘉辉
    1923-1928页
    查看更多>>摘要：现在对柔顺机构及其零部件的可靠性失效模式分析大多是针对单一的疲劳失效,得出的可靠性准确度结果难免会有偏差,为了提高柔顺机构的可靠性及其准确性,以微位移放大机构作为研究对象,建立柔顺机构多失效模式可靠性分析模型,对多失效模式情况进行了可靠性分析和灵敏度分析,引入FORM(First order reliability methods)算法得到失效模式相关系数矩阵,相关系数矩阵的引入让系统可靠性可充分考虑失效模式之间的相关程度.并将系统可靠性模型求解转化为多维正态积分,再通过G-PCM(Generalproduct conditional margin)法对多失效模式情况进行了系统的可靠性分析和灵敏度分析.并给出各失效模式和随机变量的重要度排序,有利于确定柔顺机构可靠性优化的针对性方法.将实验结果与Monet Carlo法进行对比,证明了方法的准确性.

    柔顺机构失效模式可靠性分析灵敏度分析一次可靠度

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    面向机器人抓取位姿估计网络研究

    杨韧韧吴炳龙彭晋民陈昌红...
    1929-1936页
    查看更多>>摘要：针对工业生产环境中对不同位姿摆放不固定工件的抓取和在机器人分拣中存在的遮挡堆叠、工件大小各异等问题.提出了一种基于PVNet改进的视觉位姿估计网络,在其骨干网络基础上,使用Res2Net替换原残差结构以提高多尺度特征的提取性能,再使用该网络回归得出每个像素指向关键点的单位向量,通过投票算法得出关键点位置,最后使用EPnP算法求解工件位姿.实验使用深度相机采集图像制作数据集进行测试,以 2D投影指标和模型点的平均 3D距离作为评测标准.实验结果表明:改进的位姿估计网络,有效提高了检测精度和多尺度能力,对遮挡的物体有着良好的鲁棒性,处理速度也可以满足实际生产过程机器人抓取要求.

    机器人分拣多尺度特征EPnP位姿估计

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    二阶贝塞尔曲线型柔性铰链疲劳特性研究

    汪启亮夏世甜魏健鸣龙益平...
    1937-1944页
    查看更多>>摘要：柔性铰链广泛应用于精密工程、MEMS、智能传感器等领域,在实际工作中因受到循环载荷作用而易发生疲劳失效问题.对二阶贝塞尔曲线型柔性铰链疲劳特性展开研究,首先通过有限元仿真和数据拟合得到铰链应力集中系数公式,基于名义应力法建立柔性铰链疲劳寿命预测模型.设计柔性铰链疲劳实验装置进行实验研究,得到铰链在不同应力下的刚度退化曲线及疲劳寿命,进而建立基于试验数据的S-N曲线模型,此外采用单侧下界公差极限法设计出考虑可靠性的下界S-N曲线模型.通过对比分析,柔性铰链对数疲劳寿命模型预测结果与试验结果最大误差为 15.8%,表明了预测模型的有效性和实用性.

    柔性铰链应力集中系数疲劳试验疲劳寿命

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    考虑等离子体屏蔽的TC21减阻沟槽激光烧蚀模型研究

    高健刘青川范蕊吴天赐...
    1945-1953页
    查看更多>>摘要：仿生肋骨沟槽表面在航空航天方面具有广泛的减阻应用.为得到低成本、高精度的减阻微沟槽,建立了激光烧蚀TC21 钛合金数值模型探究其表面形貌演化规律,模型中考虑激光诱发等离子体屏蔽效应对烧蚀区域的影响并以校正激光能量分布,通过数值模拟结果辅助激光加工.随后,调整激光参数制备不同减阻样片,在密闭通道中测试不同样片的减阻效果.结果表明:考虑等离子体屏蔽效应的二维/三维模型精度得到显著提升,并且所制备的TC21 样片最大减阻率可达 8.7%,研究结果在激光微纳制造中具有重要的工程价值.

    激光烧蚀等离子体屏蔽效应减阻沟槽数值模拟

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    采用欧拉回路的混凝土3D打印路径优化算法

    马宗方万伟鹏宋琳刘超...
    1954-1960页
    查看更多>>摘要：针对混凝土 3D打印过程中成型质量不好、打印时间长的问题,以欧拉回路模型为基础,设计一种混凝土 3D打印路径优化算法,实现了混凝土构件更优、更快的成型.该算法先通过不断寻找打印路径中的欧拉回路来确保打印喷头在抬头次数尽可能少的情况下遍历整个打印路径,然后应用蚁群算法寻找打印喷头在各个欧拉回路之间运行的最短路径,最后确定整个混凝土构件的打印路径来减少打印喷头抬头次数和运行路径中的空行程.实验结果表明:打印喷头抬头次数和打印路径空行程对混凝土 3D打印的成型质量和打印时间有着非常重要的影响.该文算法打印结果与传统算法相比,打印喷头抬头次数减少了 57.14%,喷头运行行程减少了 23.21%.该文算法对于混凝土 3D打印中存在的问题有着明显的改善,为混凝土 3D打印构件的成型质量和打印时间的优化提供了有效的参考.

    混凝土3D打印路径优化欧拉回路蚁群算法

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    超声振动能量采集机理及其有限元分析与实验验证

    周铄刘周龙郑友成朱强国...
    1961-1971页
    查看更多>>摘要：为了研究超声器械的超声振动及其能量采集转换机理,设计了一种具有能量采集与转换功能的夹心式环状超声换能器.利用ANSYS有限元方法分析器件结构参数对其振动特性和能量采集输出特性的影响,并结合超声振动能量采集与转换机理模型方法进行仿真,通过实验验证仿真分析的准确性.研究表明:器件在谐振频率为 35.2 kHz、电压幅值为 67V的激振条件下,采集PZT各个扇区及孤极PZT扇区的输出电压幅值分别为 39V和 34.4 V,最大输出功率分别达到 113 mW和82.4 mW,并通过实验系统将其采集的能量点亮发光二极管,研究结果验证了超声振动能量采集的可行性.

    超声振动能量采集有限元方法仿真与实验

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    马尔可夫过程融合贝叶斯网络的测试性建模研究

    丁善婷蔡胜玲谭梦颖董正琼...
    1972-1979页
    查看更多>>摘要：在设备测试性建模中,通常将设备运行状态划分为正常和故障两态,忽略了设备故障演进特征,从而导致测试性指标虚高.该文提出一种马尔可夫过程融合贝叶斯网络的测试性优化建模方法,充分考虑设备退化过程.在故障与测试不确定性矩阵的基础上,基于马尔可夫随机过程建立了部件多状态退化模型(正常、过渡、故障),减少了两态条件下故障模式判定的不确定模糊区间,提高了系统测试性指标.利用贝叶斯网络推理确定多态测试分布函数,优化了虚警率和检测率.最后,以某型龙门式自动洗车机为对象进行了验证分析,与传统测试性方法相比,系统检测率提高 7.71%,隔离率提高 11.58%,虚警率下降 9.50%,验证了该方法的有效性.

    马尔可夫过程贝叶斯网络不确定性多状态测试性建模

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    液压挖掘机极限复合挖掘力建模及其不同理论挖掘力计算结果分析

    李佳豪任志贵庞晓平刘菊蓉...
    1980-1992页
    查看更多>>摘要：现有复合挖掘力模型缺少对实际作业中挖掘阻力存在阻力矩的考虑,导致计算的复合挖掘力偏小,不能反映真实作业中挖掘机的复合挖掘性能.因此,基于挖掘阻力特性建立了以阻力矩和复合挖掘力方向角的主值区间为依据的极限复合挖掘力模型,选取某 22t反铲液压挖掘机任一常态复合挖掘轨迹,求解其挖掘阻力和不同理论挖掘力模型的挖掘力大小,证实了极限复合挖掘力在挖掘作业中是最大的.此外,基于某 36t反铲液压挖掘机两种不同工况的实际挖掘轨迹求解了不同理论挖掘力模型的轨迹挖掘力和主挖区内图谱挖掘力.结果表明:极限复合挖掘力模型能更为确切地表征复合挖掘轨迹挖掘力性能,并给出挖掘轨迹的最佳理论挖掘力表征方式.主挖区图谱挖掘力表明不同挖掘方式不同作业域所发挥的最大挖掘力是各有差异的.

    液压挖掘机极限复合挖掘力挖掘方式轨迹理论挖掘力图谱理论挖掘力

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    改进蜉蝣算法的移动机器人路径规划研究

    邹阿威王雷李伟民李凡...
    1993-1999页
    查看更多>>摘要：针对传统蜉蝣算法在机器人路径规划领域应用时存在收敛速度较慢、精度差、稳定性不足等问题,提出了一种改进的蜉蝣算法.该算法引入了一种动态参数调整策略,使算法局部搜索与全局搜索能力达到更好的平衡,并融合了莱维飞行策略与跳出策略,避免了算法陷入局部最优.在20×20 的地图环境下对改进的蜉蝣算法进行 20 次随机仿真实验,仿真表明本算法在求解精度和求解速度上均有较显著提升.同时,为进一步验证本文改进蜉蝣算法的可靠性和有效性,在 30×30 的栅格地图环境下对改进蜉蝣算法进行 20 次随机仿真实验,结果表明改进蜉蝣算法在可靠性和稳定性上也有所提升.

    改进蜉蝣优化算法路径规划莱维飞行自适应参数调整策略

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