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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
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    Pareto排序遗传算法及响应面优化在纯电车电池壳体参数设计的工程应用

    高媛媛刘娜刘鹏王成诺...
    819-831页
    查看更多>>摘要：为解决三元锂电池壳厚重与应力集中的问题.本文利用拉丁超立方法对变密度拓扑优化后参数抽样,利用了Pareto排序多目标遗传算法,选择应力等作为目标函数进行迭代计算.本文利用克里格空间插值法得到各响应图谱以及初步预测的优化方案.基于上述结果利用Design-Expert建立了 62 组响应面数学模型,计算所得帕累托最优为 70%,p-value≤0.0001,证明响应面模型的准确性,经仿真计算优化后的结构较原模型各方面性能都有所提升,具有较好的可靠性.

    纯电动汽车多目标遗传算法响应面优化

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    数控机床电动主轴WPD-TSNE-SVM模型故障诊断

    李坤宏江桂云朱代兵
    832-836页
    查看更多>>摘要：为了提高数控机床电动主轴故障诊断效率,设计了一种WPD-TSNE-SVM组合模型.利用小波包方法分解主轴振动信号,并完成样本集TSNE降维的过程,利用SVM完成重构特征的故障分类.构建数控机床主轴信号混合特征空间向量,并进行故障诊断分析.研究结果表明:TSNE方法训练样数据形成规律分布特点,采用非线性SVM多故障分类器实现小波包混合特征的故障准确分类.根据径向基核函数建立的非线性SVM诊断方法获得更高准确率.该方法诊断轴承运行故障,获得更高维护效率,确保数控机床主轴运行稳定性.

    数控机床电动主轴故障诊断小波包分解

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    履带式爬壁机器人运动学建模与磁吸附设计

    赵飞
    837-843页
    查看更多>>摘要：针对搭载高压水射流装置的履带式爬壁机器人附壁稳定性问题,结合设计的爬壁机器人的结构特点,建立了爬壁机器人吸附在船舶壁面时的运动学模型,分析并求解了影响爬壁机器人附壁性能的各个因素,并对其磁吸附单元进行设计,分析磁吸附单元在N-S充磁和Halbach充磁方向时磁力与间隙关系.借助拉伸试验机对永磁吸附单元进行试验,验证了磁吸附单元的可靠性.并对搭建的功能性样机,开展室内水平行走、垂直爬壁和 1∶1 实船模型爬壁试验,验证了分析结果的正确性,为履带式爬壁机器人进一步结构优化设计和动力学分析提供了基础.

    爬壁机器人磁吸附Halbach阵列运动学

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    轴旋转法标定中的机器人运动学建模方法研究

    王杼荣练少勋南晓萱席文明...
    844-850页
    查看更多>>摘要：轴旋转法标定是通过依次旋转机器人关节轴获取测量点,利用测量点拟合机器人轴线方程.基于轴线方程,利用两种方法建立机器人运动学方程,第一种方法首先求取机器人各轴理论坐标系相对于基坐标系的变换矩阵,然后基于理论轴线与实际轴线间的微小误差,求取各轴实际坐标系相对于基坐标系的变换矩阵,最后求取六变量相邻变换矩阵.第二种方法是直接利用新MDH法求取实际机器人的相邻变换矩阵,即对于空间交叉轴,求其公垂线确定轴坐标系,对于平行轴,通过交叉轴的公垂线交点向另一轴作垂线,确定另一轴坐标系的x轴方向.比较两种方法发现,第一种方法无法求解各轴的零位偏差,而第二种方法可以解耦求取各轴零位偏差与几何参数.利用牛顿迭代法求解两种模型的逆运动学方程,并用实验和仿真计算比较两种方法的标定效果,其轨迹精度达到-0.83～+0.52 mm.

    轴旋转法运动学方程六变量新MDH法牛顿迭代法

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    Al2O3-TiC陶瓷材料微细电火花加工试验研究

    吴耀光张铁异郭小龙穆协乐...
    851-857页
    查看更多>>摘要：为研究电火花加工Al2O3-TiC陶瓷材料工艺参数对工艺性能的影响,设计了混合 2-3 水平正交试验方法.研究加工极性、极间电压、最大放电电流、增益、脉冲频率、脉宽、放电间隙与电极长度损耗、电极轮廓损耗、材料去除率之间的规律.通过极差分析,获得了工艺参数对工艺性能的影响趋势.结合方差分析,表明加工极性对电极损耗有显著影响,极间电压、最大放电电流显著影响材料去除率.综合三项工艺性能,最优的参数组合为负加工极性、130 V极间电压、50 A最大放电电流、45 增益、150 Hz脉冲频率、1.0 μs脉宽、放电间隙 40 μm.

    Al2O3-TiC陶瓷电火花加工正交试验电极损耗

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    采用变滞环PWM的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法

    张文港张小平
    858-864页
    查看更多>>摘要：针对基于传统直接瞬时转矩控制的开关磁阻电机因采用固定滞环控制而存在转矩脉动仍然较大的问题,提出一种基于变滞环PWM的直接瞬时转矩控制方法.通过确定开关磁阻电机各相对应的工作区间,建立各区间相应的滞环函数并对函数中各参数进行优化,根据所得优化后的滞环函数及开关磁阻电机当前转子位置角以及相应的转矩偏差,提出采用变滞环PWM控制方法对其功率变换电路中相应功率开关进行控制,以达到对其转矩脉动进行抑制的目的,最后对其效果进行了仿真验证,同时与传统基于固定滞环的直接瞬时转矩控制方法进行了对比分析,结果表明:该方法不仅显著降低了开关磁阻电机的转矩脉动,而且有效提高了其运行效率,因而具有较好的应用价值.

    开关磁阻电机直接瞬时转矩控制变滞环函数转矩脉动抑制

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    电涡流柔性触觉传感器的结构设计与实验

    朱姿娜张芮曾阳浩陈赛旋...
    865-873页
    查看更多>>摘要：基于电涡流原理设计了一种可检测三维力的柔性触觉传感器.该传感器的结构采用多线圈阵列与柔性材料相结合的方式,外部施加的力使柔性材料形变,从而使金属薄层与线圈的间距改变,进而各线圈的感应电压发生变化.通过外部施加的力与线圈输出的感应电压之间的关系,建立对应的特征函数,判断外力施加的方向和大小.根据所设计的传感器结构确定制造工艺并进行制备,经一系列试验测试了传感器的输出特性,结果表明所设计的传感器具备三维传感能力,满足机器人柔性触觉感知和三维测量工作的需要.

    电涡流触觉传感器柔性三维传感

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    UVW对位平台运动学分析及轨迹规划

    黄梦涛樊鑫锋
    874-881页
    查看更多>>摘要：为控制UVW对位平台匀速运动,对平台做了运动学分析,并针对速度下降问题,设计轨迹规划方案.首先,以自由度为基础建立平台二维平面模型,求解位置正反解公式,分析奇异位形,构建三维工作空间.然后,对常用的同步定速法做轨迹分析,由运动轨迹散点图可知:当旋转角绝对值|θ|增大至 15°时,平台运动末端速度与初始速度比值下降为 0.935,意味着|θ|增大可降低平台运动速度.最后,结合平台自由度与速度变化规律,设计出等角速度瞬心法.通过对比可知,使用等角速度瞬心法平台运动速度保持恒定,消除了旋转角θ引起的速度下降.

    UVW对位平台旋转角等角速度瞬心法

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    金字塔点阵单元力学性能多目标优化

    张坤李建卢福聪
    882-890页
    查看更多>>摘要：本文以金字塔点阵单元的平压与剪切比极限承载力作为优化目标,基于遗传算法(GA)和响应面法(RSM)对结构参数进行多目标优化,并对优化结果进行有限元和试验验证.研究结果表明:基于遗传算法预测的优化结构与一般结构相比,其平压与剪切比极限承载力预测结果分别提高了30.1%和 91.6%;在优化结果验证方面,通过有限元分析得到的优化结构平压和剪切比极限承载力分别提高了 39.7%和 90.5%;通过试验获得最优结构的平压比极限承载力较一般结构提高了44%.有限元分析和试验均验证了本文优化方法的有效性,可将其推广应用于点阵结构的优化设计.

    金字塔点阵单元力学性能遗传算法多目标优化

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    面向初步设计的一种高效静气动弹性分析方法

    赵冉陶杨张峻鸣蒋盼盼...
    891-896页
    查看更多>>摘要：大展弦比柔性机翼在气动载荷作用下会发生弹性变形从而引起气动特性变化,因此在初步设计阶段,希望使用一种高效分析方法研究静气动弹性平衡下机翼气动载荷的重新分布情况.本文提供了一种求解静气动弹性变形和对应气动载荷的高效方法,即采取松耦合策略,假设攻角不变,将未变形状态的载荷加载到结构上,计算出结构变形,再由变形后的气动外形计算气动载荷分布,反复迭代至变形/载荷收敛,得到机翼最终气动弹性载荷分布情况和气动特性.采用大展弦比弹性模型飞机算例表明了该方法的可行性.

    初步设计大展弦比静气动弹性松耦合载荷

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