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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。
正式出版
收录年代

    面向制造车间数字孪生知识图谱研究

    曹雨燕徐湛田志刚马迎辉...
    2089-2095页
    查看更多>>摘要：制造车间生产过程中在产品需求多样化以及生产设备智能化的条件下,针对制造车间备料不规范,车间人机协同效率低的问题,利用知识图谱构建车间关系网络,基于人机法料环管理办法,自顶向下与自底向上相结合构建制造车间内部实体和属性图,对车间数据进行结构化处理并映射到设计图谱;利用图数据库Neo4j进行数据存储和可视化,使用Cypher图查询语言快速查找关联信息;利用生产线节拍、平滑、能耗数学模型优化设计方案,为制造车间智能协同生产、产品监察管理提供知识参考及决策,实现车间高效生产,为车间数字孪生提供了数据基础.

    智能制造数字孪生知识图谱Neo4j图存储

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    光固化3D打印软体夹持手的结构设计及制备

    覃兴蒙郭林峻张衡常博...
    2096-2104页
    查看更多>>摘要：针对传统刚性机械手结构复杂、控制难度高,适应能力差等不足,设计并制备了一种结构简单、控制方便、适应能力强的可变抓取范围的气动软体夹持手,该夹持手采用柔性光敏树脂为制造材料,通过光固化3D打印制作而成.对该夹持手的手指进行弯曲理论分析以及对腔体截面宽度、腔体截面高度,腔体壁厚进行有限元分析,并将试验与仿真结果进行对比.结果表明软体夹持手手指的腔体截面宽度越宽、腔体截面高度越高、腔体壁厚越薄则其弯曲角度越大,试验与仿真结果趋势基本一致.制成的软体夹持手可以对不同形状和尺寸的物体进行有效抓取,试验结果表明该软体夹持手具有良好的抓取效果和适应能力.

    软体夹持手光固化3D打印有限元分析

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    用于三维空间避障的HDCS-RRT*算法机械臂 运动规划研究

    刘春罗继祥
    2105-2113页
    查看更多>>摘要：针对RRT*算法应用于多自由度机械臂三维空间避障运动规划过程中存在的规划效率低、内存消耗大、规划效果不稳定等问题,提出一种启发式动态约束采样的RRT*(Heuristic dynamic constrained sampling-RRT*,HDCS-RRT*)算法.制定启发式动态采样域策略,通过目标偏向有界性的思想,提高算法收敛速度;设计自适应节点生成机制,根据障碍物环境调节新节点的生成方式,提高算法稳定性;通过冗余点检测,进一步优化路径成本.仿真与实验结果表明,相比于RRT*算法,改进后的算法规划速度更快,在狭窄区域的适应度良好,能够以低内存消耗和低时间成本生成较优的运动路径.

    运动规划HDCS-RRT*启发式动态采样域自适应节点生成机制冗余点检测

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    20CrMnTi淬硬钢的动态力学性能及其本构模型

    盛精吕浩宇向铁明王志敏...
    2114-2122页
    查看更多>>摘要：为了厘清20CrMnTi淬硬钢在高温、高应变率下流动应力变化规律,采用了分离式Hopkinson压杆装置对试件在20 ℃、200 ℃、400 ℃、600 ℃和800 ℃条件下的动态力学行为开展了研究.分析了应变、应变率与温度对流动应力的作用规律,构建了材料的Johnson-Cook本构模型.实验结果表明:材料的应变硬化效应随着温度的上升逐渐减弱,且流动应力达到峰值对应的应变愈小;材料在20～600 ℃温度范围内,有动态应变时效现象发生;在800 ℃时材料对应变率表现出较强的敏感性;材料对温度的敏感性较强.通过将应变与温度软化项相关联,对J-C本构模型进行修正.修正后的模型能更为准确的描述20CrMnTi淬硬钢的动态力学行为.

    20CrMnTi淬硬钢Johnson-Cook本构模型应变率敏感性温度敏感性动态应变时效

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    直接快速迭代滤波分解的刀具磨损状态识别方法

    苗志滨殷再航蒙占彬丛晓红...
    2123-2131页
    查看更多>>摘要：针对传统特征提取的刀具磨损状态识别不能充分表征振动信号磨损特征导致磨损状态识别精度不高的问题,提出了一种直接快速迭代滤波分解方法(Direct fast iterative filtering decomposition,dFIF)结合黏菌优化支持向量机(Slime mould algorithm-Support vector machine,SMA-SVM)的刀具磨损状态识别方法.首先,通过直接快速迭代滤波分解方法(dFIF)对铣刀振动信号进行分解处理;其次,对分解产生的本征模态函数(Intrinsic mode function,IMF)使用加权稀疏峭度指标(Weighted sparseness kurtosis,WSK)进行计算评分,选择评分高的IMF进行降噪重构;最后,利用黏菌优化支持向量机(SMA-SVM)构建分类优化模型,将重构信号特征通过主成分分析(Principal component analysis,PCA)降维后输入优化模型,进行刀具磨损状态的分类识别.实验结果证明,提出的刀具磨损识别率高达99.8％,相比较于对比实验该方法能够快速、准确的识别铣刀的4种磨损状态,有一定的实践意义和研究价值.

    直接快速迭代滤波分解刀具磨损识别支持向量机黏菌算法

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    优化VMD和改进残差网络的齿轮箱故障诊断研究

    郭梓良郝如江杨文哲王一帆...
    2132-2137页
    查看更多>>摘要：为提高齿轮箱故障诊断的准确率,采用变分模态分解(Variational mode decomposition,VMD)和一维残差网络(Resnet)相结合的齿轮箱故障识别方法.首先使用磷虾群算法对VMD中的惩罚因子α和分解层数K进行寻优,其次使用VMD对故障信号进行分解产生若干条本征模函数(Intrinsic mode function,IMF)并通过使用相关系数对IMF分量进行筛选,并将筛选后的分量作为改进残差网络的输入数据进行网络训练和测试,得到故障识别结果.通过与VMD-随即森林、VMD-CNN等方法的平均准确率进行横向比较,结果表明,本文的方法用来识别故障类型更为准确.

    磷虾群算法VMD改进残差网络齿轮箱故障

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    采用改进YoloV4算法的连接件识别方法

    李翠明王龙徐龙儿王华...
    2138-2146页
    查看更多>>摘要：为实现连接件的自动化装配与分拣,提出了一种改进的YoloV4算法用于连接件的识别.首先在YoloV4的基础上,将YoloV4中的主干网络CSP-Darknet53替换为轻量级的GhostNet网络,同时把YoloV4中用到的普通卷积替换成深度可分离卷积来进一步减少参数量,并通过K-means++聚类算法来避免K-means聚类算法中的缺点,生成先验框尺寸.试验结果表明,改进后的YoloV4算法的平均精度值高达100％,识别速度得到大幅提高,参数量较YoloV4减少了 82％,可提高在嵌入式设备的应用范围,为智能制造提供了技术支持.

    目标识别工业零件YoLoV4GhostNet

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    智能网联汽车感知协作共享数据研究

    王宏多王健陈启郭欣宇...
    2147-2153页
    查看更多>>摘要：在智能网联汽车感知协作时,传统方案是将单车生成的障碍物列表进行融合,但这种方式只能对已存在于各车障碍物列表的物体进行融合,无法对单车漏检的障碍物进行感知.为了提高智能网联汽车的感知协作能力,本文提出一种多车间共享几何地图的生成与融合方法,该方法能够在激光雷达进行目标检测的过程中提取原始3D点云中每个Pillar区域内的高度特征,经过压缩处理后得到2.5D几何地图,与目标检测算法结果组合生成共享数据发送至通信范围内的其余车辆,实现对未知障碍物高度信息的补充,扩大单车感知范围,降低漏检带来的影响.实验表明,共享数据融合后车辆的目标检测精度最高可达85.71％,较单车感知提高了 14.28％,且在4G通信条件下,共享数据传输时延平均为5.23 ms.

    智能网联汽车感知协作共享数据Pillar2.5D几何地图

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    制动工况下快捷货车轮轨磨耗与疲劳损伤研究

    李振华王开云王超
    2154-2160页
    查看更多>>摘要：为研究快捷货运列车通过曲线时压钩力对轮轨磨耗与疲劳损伤的影响,基于车辆-轨道耦合动力学理论和轮轨磨耗损伤理论,建立快捷货运列车动力学模型和疲劳损伤预测模型,分析快捷货运列车在制动工况下制动初速、曲线半径、曲线超高等因素对车轮损伤的影响规律.研究结果表明:制动与惰行两种工况下,车轮损伤情况均呈现内侧车轮以疲劳损伤为主,外侧车轮以磨耗损伤为主的损伤规律;较大的压钩力对内侧车轮损伤影响更显著;列车制动初速大于100 km/h时,轮轨磨耗与疲劳损伤更显著;曲线半径越小快捷货车车轮损伤越严重,列车在半径小于600 m曲线运行时外侧车轮易出现轮缘磨耗;适当减小曲线超高有利于降低轮轨磨耗与疲劳损伤.

    快捷货车压钩力曲线半径曲线超高车轮损伤

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    微锻技术增强IN718高温合金防腐性能及机理研究

    冯广煜李亚萍黄哲伟刘启...
    2161-2167页
    查看更多>>摘要：高温合金是深海海底油气开采设备最可靠的材料之一.然而,腐蚀失效仍然是高温合金零件失效的主要原因,因此,开发高温合金表面防腐与延寿技术具有重要价值.本文提出采用微锻头对零件表面的机械冲击作用,实现IN718高温合金表面防腐与延寿,结果表明,微锻通过降低表面粗糙度和提高表面残余压应力明显提升了合金的防腐性能;但随着微锻冲击次数的增加,合金表面防腐性能呈现明显的衰退趋势.该工艺方案具备高可控性与高灵活性,为使用微锻技术提升深海海底油气开采设备服役寿命提供了坚实的理论基础.

    IN718高温合金微锻防腐性能

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