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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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    仿生双爪式管道攀爬机器人设计与分析

    叶增林张良安孙洒汪玉冰...
    991-999页
    查看更多>>摘要：针对燃气与管道工程等领域的高空作业,设计了一种永磁铁辅助式具有可调步距的蠕动和翻转两种步态的双夹持器仿生攀爬机器人.为防止机器人出现滑移和翻转倾覆失稳情况,对其进行了力学分析;根据机器人构型对其进行了运动学与攀爬步态分析;对蠕动攀爬步态进行直线路径规划,并在SOLIDWORKS MOTION环境下对其两种步态进行了运动仿真.样机试验说明了机器人在蠕动和翻转两种步态下均具有良好的稳定性,两种步态配合可实现障碍物的翻越.该机器人在高空管道领域作业方面具有较好的应用价值.

    仿生机器人攀爬机器人运动学分析运动仿真力学分析管道工程

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    燃烧室抛光技术对汽油机经济性影响的研究

    叶彩霞黄昭明王利陈泓...
    1000-1005页
    查看更多>>摘要：在一台单缸汽油机上,进行了燃烧室壁面抛光前后燃烧相位、燃烧持续期与平均指示热效率相互影响变化规律的试验研究.结果表明:单缸汽油机以化学计量空燃比、低负荷、低圧缩比运行时,抛光后的燃烧室传热损失减少、经济性改善,平均指示热效率从 40.8%上升到了 42.2%,而随着负荷的增大、压缩比的提高,抛光后燃烧室传热损失减小带来的爆震效果增强,燃烧相位推迟和燃烧持续期延长,最终导致平均指示热效率下降;当汽油机以稀薄燃烧模式运行时,平均指示热效率上升,最高热效率超过 45%;当汽油机进入爆震区域以 10.5 bar负荷运行时,抛光后燃烧室传热损失减少增强了爆震效果,导致平均指示热效率相比于抛光前总体下降.

    汽油机燃烧室壁面抛光燃烧相位燃烧持续期

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    水力分级旋流器工艺参数匹配优化研究

    谢苗朱昀张保国
    1006-1015页
    查看更多>>摘要：针对选煤厂煤泥水处理中的水力分级旋流器存在工艺参数匹配不合理所导致设备分离性能偏低的问题.本文以选煤厂常用的YD350-14 水力分级旋流器为研究对象,以分离效率和压力降作为旋流器分离性能的评价指标,基于响应面法与快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)模型开展对旋流器工艺参数(入料浓度、入料流量、安装角度)间的匹配关系研究.最终根据Perato前沿确定旋流器最佳工艺参数如下:在旋流器入料浓度 12 g/L,安装角度 80°,入料流量 80 m3/h时,可达到分离效率 86.07%,压力降 1 155.62 Pa.对分离效率匹配模型进行现场验证,得出经过匹配后分离效率提高了 5.07%,验证了该匹配模型能够有效提高旋流器的分离效率.本文研究为选煤厂中旋流器工艺参数的合理匹配提供理论依据,并为提高旋流器的分离效率开拓一个新的方向.

    水力旋流器响应面法分离效率压力降快速非支配排序遗传算法

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    转子时序效应对多级离心泵振动特性分析

    徐涛梁薇薇
    1016-1023页
    查看更多>>摘要：泵轴振动特性是影响设备稳定安全运行的重要因素同时也是衡量泵性能的重要指标,本文通过CFD计算流体激振力进行等效动力学特性求解,同时建立了Ansys Workbench转子系统振动模型分析转子时序效应对振动响应的影响.研究表明:各级叶轮所受流体激振力规律相同,其中首级叶轮所受激振力最大;各级叶轮的刚度、阻尼系数呈逐级增加的趋势,末级叶轮相较首级叶轮增大约 2 倍;时序效应可以显著降低转子系统径向力,主频 7APF(414 Hz)、次主频 8APF(473 Hz)峰值降低约 35%及 41%,但对轴向力影响较小,基本忽略轴向振动.

    多级离心泵激振力时序效应振动特性

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    滚磨光整对齿轮表面完整性和性能的影响

    侯圣文谭靓钟华雷其平...
    1024-1030页
    查看更多>>摘要：以某型号重型卡车十二挡变速器斜齿轮为研究对象,研究了滚磨光整加工对齿轮表面粗糙度、表面形貌、显微硬度和残余应力的影响,获得了滚磨光整前后变速器传动效率和整箱噪声.试验结果表明,滚磨光整后齿面表面粗糙度Ra从 0.815 μm下降到 0.317 μm,由喷丸强化加工产生的表面弹坑痕迹消失,表面形貌均匀一致.齿面显微硬度和残余压应力显著提升,表面残余压应力均超过1 000 MPa,滚磨光整对齿面下深度大于 0.02 mm的残余压应力无强化作用.滚磨光整后变速器综合传动效率提升约 0.54%,平均噪声下降 1～3 dB(A).

    滚磨光整齿轮表面粗糙度残余应力传动效率

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    刀具振动无线检测系统研究

    潘盛湖徐尚飞刘剑谢林成...
    1031-1041页
    查看更多>>摘要：针对现有刀具振动无线检测系统中传感装置的布置对刀柄改造较大、成本较高等问题,以传感装置低功耗、小型化为设计理念,采用低功耗蓝牙 5.0、MEMS传感器及Python,设计了一种用于铣削加工中的刀具振动无线检测系统.传感装置测试及铣削实验结果:相较于已有同类传感装置,系统传感装置保证信号传输性能的同时,降低了功耗,实现了小型化;提出的基于融合指标的OVMD-双树复小波降噪方法的去噪效果优于小波阈值等其他常用降噪方法;与现有无线系统相比,设计的无线系统使用同一CNN模型进行刀具磨损状态识别的准确率更高.结果表明设计的无线系统更具实用性的同时,能有效地保留振动信号中的特征,为刀具磨损状态识别提供了一种获取振动信号的可靠方案.

    刀具振动低功耗蓝牙5.0MEMS传感器基于融合指标的OVMD-双树复小波降噪CNN

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    改进DenseNet模型在工件表面粗糙度视觉检测中的应用

    周友行易倩杨文佳赵文杰...
    1042-1047页
    查看更多>>摘要：针对原始DenseNet模型检测工件表面粗糙度时间长、准确率较低的问题,结合卷积层滤波器注意力机制和批归一化层缩放系数提出一种工件表面粗糙度检测的深度学习模型.首先,利用注意力重要性值判定模块内的冗余通道.其次,在Dense Block模块内引入批归一化层缩放系数判别特征通道的重要程度.最后联合卷积层滤波器的注意力重要性值和批归一化层缩放系数裁剪冗余通道,实现模型剪枝.实验结果表明,原始 DenseNet模型检测工件表面粗糙度的准确率为91.875%,检测时间为 483 s.当剪枝率为 20%时,其检测效果最好,检测准确率为 96.875%,检测时间为 255 s.相比于原始DenseNet模型,改进后的DenseNet模型检测效果更好,在质量检测领域方面具有一定的应用前景.

    粗糙度检测深度学习DenseNet模型剪枝

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    利用双磁极平面磁力研磨法对单晶硅表面的抛光实验研究

    杨燕珍孙旭李嘉旸邹世清...
    1048-1055页
    查看更多>>摘要：为实现单晶硅表面平坦化,提出双磁极磁力研磨法(DMAF),并设计一套双磁极磁力研磨装置.探究双磁极磁力研磨法的加工机理,明确关键加工参数对单晶硅表面质量的影响,通过单因素对比实验对加工参数进行优化;利用ANSYS MAXWELL有限元软件,对传统平面磁力研磨法与双磁极磁力研磨法的磁场强度进行模拟仿真,对比两种方法在加工区域形成的磁感应强度,以实现定量分析磁性磨料粒子的研磨压力.基于单因素实验结果,确定了双磁极磁力研磨法对单晶硅片表面加工优化后的研磨参数:磨料组合为#200 电解铁粉(Fe3O4)+#8000 白刚玉(White abrasive,WA),磁极间隙为 12 mm,磁极转速为 300 r/min,磨料质量比为 3∶1.结果表明:在优化的研磨参数条件下,研磨 60 min后的单晶硅片的平均表面粗糙度由初始的 0.578 μm降至 8 nm,在研磨区域基本实现了镜面加工效果.仿真结果表明:与传统平面磁力研磨法相比,双磁极磁力研磨法可显著提高加工区域的磁感应强度,该研磨法所产生的磁场强度约为传统磁力研磨法的 1.5 倍.

    双磁极磁力研磨法单晶硅表面平坦化研磨参数磁感应强度表面粗糙度

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    高压断路器机械故障在线监测实验平台研究

    张艳飞邵阳吕磊张昭维...
    1056-1062页
    查看更多>>摘要：从数据采集与传输可靠性、抗扰能力、电磁兼容性、界面友好性角度出发,搭建了高压断路器声-振-行多信号联合监测实验平台,该平台包含声音、振动、行程传感器设计及选型、采集系统控制箱设计、上位机设计三部分.然后以SF6 高压断路器的分闸弹簧故障为例,对故障进行模拟设置,通过搭建的实验平台,对故障信号的采集、传输、存储、呈现及波形对比分析,实现了高压断路器声-振-行多信号联合监测实验平台的应用,为后续高压断路器机械故障特征提取及故障诊断提供可靠的数据基础.

    高压断路器故障监测实验平台信号采集

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    改进Bi-RRT*算法的自动泊车路径规划

    姚智龙张小俊王金刚
    1063-1071页
    查看更多>>摘要：针对双向快速搜索随机树算法(Bi-RRT*)生成的泊车路径不满足车辆运动学约束、路径曲折和收敛速度慢等问题,提出了一种改进Bi-RRT*算法.基于车辆碰撞检测模型,对障碍物进行膨胀处理,确保为车辆留出安全的泊车距离;采用Reeds-Shepp(RS)曲线对节点进行扩展,使路径连接满足车辆运动学约束;为了提高算法的搜索效率和采样成功率,引入了避障和径向约束采样策略;对路径节点进行均匀插值,利用基于起点的RRT*树对冗余路径进行剔除,实现路径平滑优化.仿真结果表明,与原始Bi-RRT*算法相比,改进后的Bi-RRT*算法规划出的路径不仅满足避障要求和运动学约束,而且规划时间和路径质量更具有优越性.

    自动泊车路径规划改进Bi-RRT*算法Reeds-Shepp曲线约束采样

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