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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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    小曲率路面车辆差动转向与横摆稳定性集成控制研究

    王重磊刘珣黄元毅张成才...
    373-379页
    查看更多>>摘要：为减小车辆在前轮转向系统失效的负面影响,保证转向系统的瞬态控制性能,本文提出差动转向控制与横向稳定性控制相结合的控制方法,通过调节左右轮毂电机转矩形成横摆力矩,实现对系统完全失效车辆的转向控制与横向稳定性控制.首先设计基于LQR差动转向控制器跟踪参考前轮转角与参考横摆角速度,保证车辆轨迹跟踪能力,然后设计基于模糊PID横向稳定性控制器跟踪参考质心侧偏角,保证车辆横摆稳定性,两者构成双闭环控制系统将控制量最终转化为横摆力矩,实现车辆的集成控制.最后通过Simulink-Carsim联合仿真验证,仿真结果表明差动转向系统能够在前轮转向系统失效情况下实现车辆转向控制,并在横向稳定性控制系统的作用下有效地提高了车辆瞬态控制性能.

    电动汽车轮毂电机差动转向轨迹跟踪横向稳定性

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    分形及规则布置方柱绕流场及气动噪声特性数值研究

    陈武韩斐周毅
    380-393页
    查看更多>>摘要：采用大涡模拟并结合K-FWH声比拟方法对两种具有相同阻塞率的方柱布置(规则布置和分形布置)流场进行数值模拟研究.首先利用前人的单方柱绕流实验和数值结果对本文所使用的大涡模拟方法进行验证,结果表明本文所采用的数值方法能较好的预测绕流问题的湍流特性.研究发现在雷诺数为 104,两类布置方柱尾流场平均阻力系数大致相等.规则布置方柱尾流场旋涡脱落呈现明显的"相位锁定"现象,而分形布置方柱尾流场旋涡脱落杂乱无序.与此同时,声学仿真结果表明两类流场的远场声压级指向分布大致相同.规则布置方柱流场中的噪声呈现"相位锁定"现象,分形布置方柱流场能够改变噪声频谱特性,使低频噪声向高频噪声转移.

    分形布置大涡模拟声比拟湍流特性气动噪声

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    改进灰狼算法在搬运机器人轨迹规划中的应用

    张攀刘雨晗张威
    394-401页
    查看更多>>摘要：为提高托盘式搬运机器人的运行稳定性,提出一种基于改进灰狼算法的机器人加速度最优轨迹规划方法.针对灰狼算法局部收敛、寻优性能不足等问题,引入Logistic-Tent混沌映射,优化初始种群;引入差分优化算法,提高全局搜索能力;引入淘汰进化机制,优化种群结构,从而全面提升优化性能.仿真结果表明,对比标准灰狼算法和粒子群算法,改进灰狼算法在不同类型的测试函数中具有更好的收敛速度和算法精度;在搬运机器人轨迹规划的应用中,经过该算法优化后的机器人最大关节角加速度下降了 44.11%,大幅提高了运行稳定性.

    搬运机器人轨迹规划加速度灰狼算法

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    CEEMD-VMD与参数优化SVM结合的托辊轴承故障诊断

    贺志军李军霞刘少伟秦志祥...
    402-408页
    查看更多>>摘要：针对托辊轴承工作环境复杂、提取故障特征困难等问题,提出一种基于互补集合经验模态分解(Complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)和变分模态分解(Variational modal decomposition,VMD)相结合的降噪方法.首先,利用CEEMD将采集到的信号进行分解,依据相关系数和峭度筛选分量并进行重构,生成新的信号;然后,利用VMD将新的信号进行再分解,并基于包络熵和包络谱峭度组合的复合指标优选本征模态分量(Intrinsic mode functions,IMF);最后,提取相应的特征输入樽海鞘群优化支持向量机(Salp swarm optimization support vector machine,SSO-SVM)模型完成故障诊断.实验结果表明:对于正常轴承、轴承内圈故障、轴承外圈故障三种情况,诊断准确率达97.78%.与单一降噪方法相比,该方法可以有效提高故障信号的信噪比,降噪效果明显.

    变分模态分解托辊轴承樽海鞘群算法支持向量机故障诊断

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    计及表面残余应力的旋转凸凹型纳米圆板失稳分析

    杨勇强杨萍张旭乐
    409-415页
    查看更多>>摘要：根据纳米材料表面残余应力和弹性板小挠度理论,建立旋转凸凹型纳米圆板横向振动微分方程,采用微分求积法得到不同条件下凸凹型纳米圆板的无量纲复频率随无量纲角速度和无量纲表面残余应力参数变化情况.研究结果显示:在周边固支和简支条件下,旋转凸凹型纳米圆板均发生第 1 阶发散失稳现象.在其他条件一定的情况下,周边固支凹型纳米圆板的临界失稳角速度小于凸型纳米圆板,周边简支凹型纳米圆板的临界失稳角速度大于凸型纳米圆板.临界失稳角速度随着表面残余应力的增加而增大,临界表面残余应力随着无量纲角速度的增加而增大.

    纳米圆板横向振动表面残余应力发散失稳

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    应力-强度干涉模型下的滚动轴承可靠性评估与设计方法

    李燕科邱明李军星牛凯岑...
    416-422页
    查看更多>>摘要：针对滚动轴承可靠性低、缺乏设计依据等问题,提出一种应力-强度干涉模型下的滚动轴承可靠性评估与设计方法.考虑滚动轴承实际承载当量动载荷和规定当量动载荷的随机特性,假设两者为服从对数正态分布的随机变量,建立滚动轴承可靠性评估与设计模型.其次,对多型号多工况下的深沟球轴承和角接触球轴承进行仿真验证,结果表明:本文提出的滚动轴承可靠性评估与设计方法,通过分析当量动载荷的许用范围,结合轴承设计公式可以使优化后的轴承满足在该工况下的目标可靠性寿命,准确有效的实现滚动轴承的可靠性评估与设计.

    滚动轴承可靠性设计应力-强度干涉模型对数正态分布

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    改进粒子群算法的自动充电机械臂时间最优轨迹研究

    朱浩赵清海郑群锋宁长久...
    423-429页
    查看更多>>摘要：针对桁架充电机械臂关节空间轨迹规划的时间优化问题,提出了一种非线性动态学习因子的粒子群算法.通过运动学分析获取工作空间,引入 3-5-3 多项式插值进行轨迹规划.结合运动过程中的速度与加速度约束,寻求运动过程中的最短时间.对比改进粒子群算法和基本粒子群算法的收敛速度,分析各关节优化前后运动时间的变化情况,并进行仿真实验验证.结果表明:改进粒子群算法的收敛性能较基本粒子群算法更快,整体运动时间缩短约33%,证实改进粒子群算法的可行性.

    桁架充电机械臂时间优化非线性动态学习因子粒子群算法

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    考虑双重柔性的空间机器人动力学建模与仿真

    张青云
    430-437页
    查看更多>>摘要：以具有柔性关节和柔性构件的空间机器人作为研究对象,提出了一种双重柔性作用下的空间机器人动力学建模方法.首先,柔性关节简化为具有恒定刚度的线性扭转弹簧;其次,通过有限元法与浮动坐标系法相结合,描述含高阶模态信息的柔性空间构件位移场矢量.然后,将柔性关节和柔性空间构件简化为具有单向弹性约束的两个柔性构件和一个简支梁,再根据边界条件建立两者的约束方程.最后,根据协调矩阵建立含位移变化较小的末端执行器动力学模型.结果表明:新方法考虑了柔性关节和柔性空间构件之间的弹性影响,使得末端执行器运动轨迹在双重柔性变形抵消状态下,绝对变形量减小,轨迹精度提高.其中,z方向的偏差范围为 0～0.31 mm,x方向的偏差范围为 0～2.68 mm,y方向的偏差为 0～3.02 mm.因此,所提出的构建双重柔性空间机器人的动力学方法正确,可为下一步控制策略及振动性能分析提供精确模型.

    末端执行器双重柔性空间机器人动力学分析

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    循环冲击激励下某发动机附件传动系统的振动特性研究

    严红刘正强蒋沁辰任鸿飞...
    438-445页
    查看更多>>摘要：考虑到某涡桨发动机中附件传动系统动力学建模困难的问题,本文基于子结构总体耦合矩阵法,将同轴多转子耦合系统和斜交弧齿锥齿轮耦合多转子子系统的动力学模型加以综合和扩展,建立了主转子与附件传动系统耦合系统的动力学模型,并推导了动力学方程,使用变阶次Adams-Bashforth-MoutlonPECE算法对动力学方程进行求解,获得不同循环冲击载荷谱下,系统的动态响应,研究了该型航空发动机主转子与附件耦合系统的振动特性.结果表明:该下斜附件传动系统由于第三级齿轮副传递扭矩较大,同时斜齿轮副相较于弧齿锥齿轮副运转平稳性差,故两种交变载荷下各级齿轮副的最大法向相对位移、最大动载系数均值及最大法向振动加速度均方根均发生在斜传下斜齿轮副上;各级齿轮副沿法线方向的振动均为周期振动,且一个负载周期中同时包含有多个啮合周期.

    附件传动系统发动机循环冲击载荷谱振动特性

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    盘式制动器在不同制动模式下的热-机耦合行为研究

    袁琼
    446-456页
    查看更多>>摘要：对盘式制动器在拖曳制动、紧急制动和缓慢制动这 3 种不同制动模式下的热-机耦合行为进行分析.结果表明,在拖曳制动模式下,制动盘两侧摩擦片的变形形式各不相同,因此制动盘两侧摩擦片的温度分布不一致.此外,钳指侧和活塞侧摩擦片的振动信号和接触力信号差异明显,钳指侧对摩擦副的摩擦振动逐渐加剧,并产生新的振动频率;活塞侧对摩擦副的振动趋于稳定,原有的振动频率逐渐消失;在紧急制动模式下,制动盘两侧摩擦片的温度分布特征类似,均是从进摩擦区向出摩擦区扩散,但是由于作用时间较短,温度上升不明显.但两侧摩擦片的振动信号有所区别,尤其是活塞侧摩擦片出现持续自激振动,并且产生新的振动频率.在缓慢制动模式下,虽然制动盘两侧的摩擦片外径均为表面高温区,但在制动后期,活塞侧摩擦片表面高温排布呈现出"点状分布式"特点.钳指侧摩擦片和活塞侧摩擦片的振动信号存在差异,钳指侧摩擦片振动持续时间较长,但其振动强度较活塞侧则更加微弱.界面力学信号分析结果很好地验证了该结论.

    热-机耦合制动摩擦振动接触温度

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