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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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    双制动片参数差异对制动系统动力学特性影响研究

    林东东陈丙三鄢晓宇王伟...
    1378-1385页
    查看更多>>摘要：为探究双制动片参数差异对制动系统动力学特性的影响,以双自由度制动片振动模型为基础,建立双制动片制动系统动力学模型.调整两制动片之间参数差异,分析制动片时变振动信号,得到相应相位图、分岔特性图,以此探讨两制动片间参数差异对制动系统稳定性影响,并探究不同制动策略下制动系统的振动特性.结果表明:双制动片参数差异对制动系统动力学特性有明显影响;在制动片之间存在一定质量、摩擦模型参数、制动片径向/切向刚度差异的情况下,制动系统振动呈现混沌特性,可以通过调整双制动片关键参数差异来抑制混沌振动.该研究可以为双制动片系统的制动策略优化与减噪抑振提供一定参考.

    制动系统动力学模型参数差异摩擦振动分岔特性

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    混合润滑状态下非高斯表面法向接触刚度研究

    高志强席云鹏彭丽霞傅卫平...
    1386-1393页
    查看更多>>摘要：为了揭示混合润滑状态下表面形貌特征对接触特性的影响,针对微凸体高度非高斯分布粗糙表面在法向静载荷作用下的固-液接触问题展开研究.固-液接触结合面包括微凸体的固体接触和润滑介质的流体接触.对于固体接触部分,基于弹塑性固体力学对非高斯等效粗糙表面接触展开接触特性分析,建立了考虑微凸体弹塑性变形的非高斯粗糙表面法向接触刚度计算模型;对于流体接触部分,提出了一种考虑微凸体峰度/偏度分布影响的密闭油坑接触模型.通过仿真分析,揭示了法向压力、非高斯表面粗糙度参数及润滑油黏度系数对混合润滑固-液结合面法向接触刚度的影响规律,并对比分析了无润滑介质的固-固结合面和存在润滑介质时的固-液结合面法向接触刚度.研究表明:固-液和固-固结合面法向接触刚度均随着法向载荷的增大呈非线性增大,且固-液结合面相对固-固结合面的接触刚度略大;润滑介质黏度越大,接触刚度越大;非高斯分布的峰度和偏度对混合润滑结合面接触刚度具有显著影响,相对于零偏度分布的高斯分布表面,呈负偏度分布的非高斯表面通常具有较大的接触刚度;在轻载时,峰度对接触刚度的影响不容忽视.因此,通过改变接触表面峰度/偏度、增大法向载荷、提高润滑介质黏度,可有效改善混合润滑状态固-液结合面法向接触刚度.

    机械结合面非高斯粗糙表面混合润滑固-液结合面接触刚度

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    不均匀光照下带钢表面缺陷检测方法的研究

    黄新波孙苏珍张烨李博涛...
    1394-1402页
    查看更多>>摘要：针对带钢表面存在光照不均及缺陷类型繁杂的问题导致缺陷检测精度不高的情况,提出一种基于梯度相似性引导模板的带钢缺陷检测方法.在利用二维高斯函数估计背景模板的基础上,结合梯度相似性引导其最优参数的选取;将原图像与优化后的背景模板进行图像差分操作,消除部分不均匀光照,同时构造分段函数对差分图像进行光照补偿,并结合Meanshift算法去除噪点,进一步增强差分图像;利用改进的K-means算法进行聚类分割并结合区域标记实现带钢表面不同缺陷的准确检测.实验结果表明,该方法能够在不均匀光照下准确检测出夹杂、麻点、酸洗、划痕等多种带钢表面缺陷,召回率和精确度分别达到 93.2%和 96.8%.

    不均匀光照图像差分K-means聚类分割表面缺陷检测

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    采用残差结构和卷积神经网络的铣刀磨损研究

    程胜明王雅君张昕晨冷峻宇...
    1403-1410页
    查看更多>>摘要：对于传统的卷积神经网络准确率低的问题,提高刀具磨损监测的准确性,提出一种具有残差结构的一维卷积神经网络.模型中采用两个残差块,残差结构能够跳跃一部分卷积层减少模型的训练时间,并将信息保留下来与下一层输出连接起来.采集的信息具有多维性,卷积神经网络能够自适应地提取相关特征,比传统机器学习需要人工依靠经验来提取特征更具有可靠性.实验结果表明,具有残差结构的卷积神经网络比传统的卷积神经网络不仅有较低的损失函数值,在准确度方面也有很好表现,提高了刀具磨损分类的精度.

    一维卷积残差结构刀具磨损监测机器学习

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    RL-RSA算法的移动机器人自主避障技术

    邵浩然陈建松
    1411-1417页
    查看更多>>摘要：为解决移动机器人在自主避障时存在的搜索效率低、缺乏动态避障能力等问题,提出一种融合强化学习(Reinforcement learning,RL)和爬行动物搜索算法(Reptile search algorithm,RSA)的避障方法.引入强化学习中的Q学习模型,以平衡RSA算法的勘探与开发过程,从而提升算法搜索效率;引入混沌机制和随机对立学习策略,以增加种群的多样性,从而跳出局部极值.分别在静态与动态场景进行仿真,结果表明RL-RSA算法在路径长度、寻优耗时、运行时长等方面均优于对比算法.通过实际场景实验,验证了RL-RSA算法可行性及优良的综合避障性能.

    强化学习爬行动物搜索算法移动机器人避障

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    人机协同装配多目标检测的改进YOLOv7算法

    惠记庄王锦豪周涛张雅倩...
    1418-1426页
    查看更多>>摘要：针对人机协同装配环境复杂多变且装配零件尺度差异大、部分零件相似度高的特征,为保证人机协作装配过程中机器人准确抓取装配零件,提出了一种改进的YOLOv7 模型来提高装配场景中多零件目标检测效果.首先,采用ODConv(Omni-dimensional dynamic convolution)替换YOLOv7主干网络中的卷积层,使其能够自适应调整卷积核的权值,提取不同形状、大小的装配零件的特征.其次,在YOLOv7 主干网络中引入SimAM(Selective image attention mechanism)模块来减轻复杂多变的装配环境背景对零件检测准确率的影响.最后,使用Efficient-IOU替换原始的Complete-IOU来加速收敛,同时降低部分装配零件相似度高对检测准确率的影响.实验结果表明,该模型的平均准确率为 93.4%,改进后的网络优于原始网络和其他目标检测算法.所提出的改进YOLOv7 算法在保持高精度的同时具有较高的FPS,模型参数和计算量也相对较低,适合动态人机协同装配场景下实时目标检测要求.

    人机协同装配YOLOv7注意力机制E-IOU装配零件检测多目标检测

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    多尺度融合和细节提升的水下图像增强

    李华昆赵磊李恒王海瑞...
    1427-1436页
    查看更多>>摘要：光在水中传播时,由于水的吸收和散射,在水下环境拍摄的图像常常会出现色偏、对比度低和细节丢失等问题.为了恢复图像的可视性和清晰度,提出一种多尺度融合和细节提升的水下图像增强算法.针对水下图像存在的偏色问题,提出一种基于通道补偿的颜色校正算法;为提高水下图像的亮度和对比度,对颜色校正图像的RGB三通道进行直方图拉伸改善亮度和全局对比度,再使用限制对比度的自适应直方图均衡化(Contrast limited adaptive histogram equalization,CLAHE)算法得到改善的局部对比度增强图像,然后对全局对比度增强图像和局部对比度增强图像进行多尺度融合;为提升图像细节,采用改进的Sobel算子提取图像边缘细节,添加到融合图像中,得到最终增强图像.最后通过与一些常用的水下图像处理方法进行比较,从主观视觉效果和客观评价两方面,证明本文所提算法取得较好效果.

    图像增强颜色校正对比度增强多尺度融合细节提升

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    运用改进蜉蝣算法的增程式电动汽车能量管理策略研究

    孙云祥王贵勇王伟超何述超...
    1437-1446页
    查看更多>>摘要：针对增程式电动汽车基于规则的能量控制策略优化问题,提出了基于改进的蜉蝣优化算法的多点能量管理控制策略.以增程式轻型卡车为研究对象,建立整车多目标优化的数学模型,采用改进的蜉蝣优化算法进行离线寻优.将整车需求功率和电池SOC值的变化量作为实时输入参数来设计模糊控制器,对APU当前工作点的最小保持时间进行控制.最后在WLTP测试工况下,采用MATLAB/Simulink和Cruise联合仿真对优化的能量管理控制策略进行了分析与验证.研究结果表明,改进的优化算法IMA继承了MA的优点,且提高了算法在寻优前期的全局搜索能力和整体的收敛速度.所提出的多点能量管理控制策略与恒温器、功率跟随型能量管理控制策略相比,综合性能分别提高了 16.2%和 7.8%,有效提高了整车综合性能.

    增程器能量管理多目标优化蜉蝣算法

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    改进人工势场法的智能车路径规划

    张宇迪龚鹏胡为
    1447-1453页
    查看更多>>摘要：人工势场法常被应用于路径规划中,针对路径规划中的传统人工势场算法存在前期引力过大、目标不可达和局部极小值点等相关问题,本文提出了一种改进的人工势场算法.首先针对前期引力过大问题,建立动态增益函数,作为引力函数的动态增益系数;然后将智能车到目标点的距离引入到斥力场函数中,使得斥力的构成形式得到改变,解决传统人工势场法中目标不可达的问题;最后,针对局部极小值点问题,增加便于智能车跳出局部极小值点的指引力.分别利用仿真实验和实车试验,结果表明改进后的人工势场法无论从路径长度还是行驶时间上同传统的人工势场法进行对比都得到了优化,可以有效解决传统人工势场法中存在的问题.

    智能车路径规划人工势场法动态增益系数

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    并联导弹挂架结构减重优化设计

    张鹏程雷征赵冠臣李青松...
    1454-1461页
    查看更多>>摘要：为实现某新型并联导弹挂架的减重需求,以并联挂架的转接梁为典型对象,利用有限元进行了转接梁的强度分析,确定了最大应力位置和应力分布.通过等效静态载荷法和子模型技术相结合的方式,进行了转接梁子模型的多工况拓扑优化,获取了材料最佳分布.对几何重建模型进行了尺寸优化,在同时考虑质量、变形和应力的基础上,实现了转接梁结构的详细设计.结果表明,优化后的结构在满足强度条件下,重量减少了 43.1%,最大应力下降了 13.1%,可为同类产品的减重设计提供参考.

    并联导弹挂架强度分析等效静载荷法子模型技术减重优化设计

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