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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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    防超调增强型PI控制器研究

    乐万德初建杰程传旭任静...
    1207-1213页
    查看更多>>摘要：针对电机PI控制器参数整定过程中容易出现的转速超调问题,提出了积分凸包概念、积分凸包分析方法.在此基础上,设计了基于积分凸包抑制的防超调增强型PI(enhaced PI,ePI)控制器.在PI控制参数基础上,设计新增了积分阈值参数,该参数控制积分项的累积,并加入到驱动电机的PWM值的计算公式中.通过可视化消除积分凸包,快速调试出防止转速超调的包括比例、积分及积分阈值参数的ePI控制器参数.基于Arduino及proteus,构建了仿真平台.通过实验,对比了PI控制器与基于积分凸包抑制的ePI控制器防超调仿真结果.实验结果表明:ePI控制器对超调控制有效,且超调率随积分阈值减小而减小.

    ePI控制器防超调积分阈值参数积分凸包参数整定

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    研磨抛光颗粒流剪切膨胀及力链演变的力学机制

    冯启高甘梓辰孟凡净
    1214-1221页
    查看更多>>摘要：将研磨抛光作为后处理可以提高工件的表面质量,如何将研磨抛光工艺价值最大化是本文首要解决的问题.由于颗粒流润滑既适用于极端环境又具有环保作用,因此本文将颗粒流用于研磨抛光.通过离散单元法建立平行板结构模型,将颗粒流作为第三体填充至摩擦副间隙,将工件表面与刀具作为第一体对颗粒流体系施加法向力和剪切力,对研磨抛光过程进行数值模拟.研究结果表明:单个颗粒剪切膨胀过程可以分为上升阶段、最高点阶段和下降阶段,不同阶段的弱力链方向都偏向于x轴,其中上升阶段强弱力链方向稳定,可提高工件的加工效率以及表面质量.当载荷的较大,会使强弱力链的分布律与承载率稳定,当载荷较大及较小时,剪切膨胀率降低,强力链方向更偏向于x轴.通过本研究,可以将不易检测的力链和剪切膨胀现象进行数值模拟,为研磨抛光条件下使用颗粒流提供了理论基础.

    研磨抛光颗粒流离散单元法力链剪切膨胀

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    钛合金切削温度-振动相关性及加工优化研究

    李松原李顺才刘志胡雨婷...
    1222-1229页
    查看更多>>摘要：钛合金作为"21 世纪战略金属"在航空领域应用广泛,其加工质量至关重要.因此,对钛合金进行切削加工优化具有重要的研究意义.本文搭建切削温度和切削振动同步测量系统.通过红外热像仪和三向加速度传感器采集车刀尖端附近的温度和振动信号.建立基于切削温度和切削振动多特征融合优化模型,并运用粒子群优化灰狼算法对多特征融合优化模型进行求解,获得最优的切削参数.研究表明:在试验设计的切削参数范围内,切削参数的最优解为:切削速度753.98 m/s,进给速度30 mm/min,切削深度0.4 mm,所做研究为优化钛合金加工质量提供理论指导.

    钛合金切削温度切削振动灰色相对关联度多特征融合优化模型粒子群优化灰狼算法

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    五轴线性刀路的局部能量光顺及奇异避免方法

    陈良骥武文义李慧莹唐津梦...
    1230-1237页
    查看更多>>摘要：针对现行五轴加工中存在的路径拐角处平动轴减速过度,奇异区域旋转轴角度变化剧烈的问题,以AC双转台五轴机床为研究对象,提出一种满足机床运动学约束的路径优化方法.该方法首先以刀心点光顺前后最大许用偏移量作为约束,利用转角向量和双弦弓高进行建模,寻求微小线段拐角处局部能量最优解.并对奇异范围内部和边缘的刀轴矢量点二次规划,使得矢量末端刚好绕过单位球面上的奇异区域,极大地保留原有加工特性.通过结合三角函数加减速控制算法,对优化效果进行评估.仿真结果表明:该路径优化方法在拟合偏差与弓高误差均没有超过许用值的同时,平均进给速度提升了10.64%,而且能有效避免加工中奇异现象的发生.可见本文所提出的方法在提高五轴加工效率和加工质量等方面具有较高的理论意义和实际应用价值.

    五轴加工局部能量光顺奇异区域运动控制

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    大行程推拉电磁驱动微定位平台的内环阻尼与迭代学习控制

    刘昊赖磊捷
    1238-1243页
    查看更多>>摘要：为了解决音圈电机驱动柔性微定位平台驱动力小和低阻尼谐振等问题,本文采用两侧音圈电机的推拉模式来提升驱动力的大小,并且利用内环阻尼控制器结合迭代学习控制方法来实现平台的精准控制.首先,搭建了互补配置的双音圈电机驱动双平行四边形柔性机构的微定位平台.其次,设计了内环阻尼速度反馈控制器.然后,采用逆模型迭代学习控制方法来进一步消除周期性的干扰和误差.最后进行了跟踪实验.结果表明:在跟踪 1Hz和 2.5 Hz的正弦波时,相比于PI控制,最大误差分别减少74.6%和68.6%,满足微定位平台精准控制的要求.

    阻尼控制迭代学习控制微定位平台音圈电机柔性机构

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    采用增减材复合制造技术的模具修复工艺研究

    冯安平林惠娴张炜陈剑明...
    1244-1248页
    查看更多>>摘要：激光金属沉积增减材复合制造技术是实现模具等高附加值部件修复与再制造的理想候选工艺之一.为了提高模具修复的效率和精度,本文将增减材复合制造技术应用于模具修复领域,并且对修复工艺进行研究.首先根据具体使用工况和材料性能要求,确定了最佳模具修复参数,随后讨论了该模具修复工艺的应用条件和应用范围.实验结果表明:利用本文提出工艺方案进行模具修复时可以实现修复区域无拼接痕迹,并且修复区域硬度提升7.4 HRC,能够有效提升模具的使用性能.

    激光金属沉积增减材复合制造模具修复

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    半监督TS网络模型在齿轮故障诊断中的应用

    陈保家阮宇豪陈法法肖文荣...
    1249-1256页
    查看更多>>摘要：为解决在工业大数据条件下,有标签样本少导致机械故障诊断准确率低的问题,提出了一种半监督神经网络模型.该方法采用协同训练的方式,从时域和频域两个维度训练教师网络(T),将无标签数据转化为高质量的伪标签数据.再利用转化后的伪标签数据训练学生网络(S),通过对数据进行评判和计分,避免网络过拟合.最后通过得分函数,对伪标签数据进行阶梯筛选成为有标签数据.齿轮故障诊断结果表明:TS 网络在仅有少量有标签数据的情况下,故障分类准确率达90.31%,与其他半监督方法相比,准确率高出15%～20%.在信噪比(SNR)为5、0、-5 的条件下,模型可以达到86.81%、78.00%、52.78%的诊断准确率.

    齿轮故障诊断伪标签学习抗噪性协同训练

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    AM-FM算子分解方法在滚动轴承故障诊断中的应用

    黄武郑近德童靳于潘海洋...
    1257-1265页
    查看更多>>摘要：基于算子的零空间追踪算法能够实现复杂信号的自适应分解,其关键在于信号模型的构造与求解.通过定义一种新的可完全消除调幅调频信号的调幅调频算子(AFO),进一步建立了一种基于AFO的信号分解新模型.为了提高参数对信号分解的鲁棒性,将非参数正则化(NPR)方法用于解决上述模型的约束优化问题,提出了一种基于NPR的自适应信号分解方法——NPR-AFO.论文将NPR-AFO方法引入到机械故障诊断中,并通过仿真和滚动轴承局部故障实测数据分析,与现有的其他分解方法进行了对比.结果表明:所提方法不仅可以有效的提取故障特征,而且状态故障特征更加明显.

    经验模态分解零空间算子调幅调频信号故障诊断非参数正则化

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    融合向量叉积与跳点搜索策略的改进A?算法研究

    胡士强武美萍施健缪小进...
    1266-1276页
    查看更多>>摘要：为解决传统A∗寻路算法在搜索过程中会产生大量冗余节点,导致算法整体搜索效率低,运算内存消耗大等问题,从A∗算法的两个重要决策点出发,改进算法的代价评估函数与邻节点搜索策略,提出一种改进融合算法.首先,采用向量叉积与尺度平衡因子相结合的方法优化传统A∗算法的启发函数,减少A∗算法寻路过程中在最优路径周围产生的具有相同代价值的冗余节点,减少了对称路径的搜索;其次,融合跳点搜索(Jump point search,JPS)策略,通过逻辑判断实现路径的变步长跳跃搜索,避免了A∗算法逐层搜索效率低的弊端.在不同尺寸的栅格地图中进行仿真分析,发现改进融合算法相比于传统A∗算法,在路径长度基本相等的情况下,节点搜索数量约减少95%,且与传统JPS寻路算法相比,有效过滤了路径周围复杂形状障碍物产生的大量冗余跳点.最后,将改进融合算法应用于ROS移动机器人并进行对比实验以验证算法的可行性.实验结果表明:改进融合算法在获得高效安全的路径基础上,搜索效率相比于A∗算法可提高约94%.

    路径规划向量叉积跳点搜索A∗算法移动机器人

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    考虑轮压载荷的铸造起重机多轴疲劳特性分析

    冯梓彬魏国前郭子贤余震...
    1277-1282页
    查看更多>>摘要：铸造起重机金属结构是一种典型的复杂焊接结构,在移动轮压载荷和复杂焊缝几何的共同作用下,一些非常规部位时常出现疲劳裂纹.针对某在役铸造起重机主梁轨道下方T型钢与小筋板连接焊缝区域发生的密集疲劳裂损问题,采用Soild-Shell混合单元和子模型技术,建立了裂损局部区域的精细有限元模型,模拟了移动轮压载荷作用下整体金属结构的完整应力时间历程,分析了裂损部位的多轴特性.采用基于临界平面法的多轴疲劳模型,计算并讨论了裂损区域的疲劳性能.结果表明:多轴应力是导致裂损部位萌生裂纹的主要原因,F-S多轴疲劳模型可以有效评估裂损部位的疲劳性能.

    铸造起重机轮压载荷多轴疲劳寿命预测

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