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机械设计
机械设计

王庆禹

月刊

1001-2354

jxsj@chinajournal.net.cn

022-27343427

300232

天津市河北区南口路40号

机械设计/Journal Journal of Machine DesignCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是中国机械工程学会机械设计会会刊，中文核心期刊，中国科技论文统计用刊，研究生教育指定中文重要期刊。国内外公开发行。本刊为月刊，每月20日出版，平均传递信息量100万字，是学术与技术相结合的综合性技术性刊物。本刊办刊宗旨认真执行期刊的标准化、规范化。努力做到理论与实际相结合侧重实际应用；普及与提高相结合，侧重知识增新与补缺。杂志多次评为天津市一级期刊、天津市优秀期刊，并获期刊整体设计奖。
正式出版
收录年代

    基于子结构的航空壁板铆接变形快速仿真计算模型构建方法

    罗群康永刚王天宇
    1-8页
    查看更多>>摘要：航空大壁板是构成飞机气动外形的重要组件,具有尺寸大、薄壁弱刚性的特点,在进行自动钻铆装配连接过程中极易产生装配变形,包括连接部位局部变形、壁板整体弯扭变形等.文中针对航空壁板铆接数量多、变形仿真计算量大等问题,提出了一种基于子结构的有限元快速仿真建模方法,先将壁板的铆接部位划分为局部子结构单独计算,再将子结构与外围壁板进行装配,最后将单独计算得到的弯矩作为载荷施加在装配体上进行计算.通过建立子结构模型,在满足精度要求的条件下极大地简化了最终仿真模型,改进了连续计算模型计算数据量庞大、效率低和易出现单元畸变的问题,使得对大型壁板大数量铆钉铆接过程仿真计算和整体铆接变形的预测成为可能.

    飞机壁板装配铆接变形分析数值建模有限元仿真

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    Z形轨迹连续栽插式草方格自动铺设装置设计

    杨松杨伟铨付学文耿杨洋...
    9-14页
    查看更多>>摘要：针对现有草方格沙障需铺设预编制的成捆草帘和二次垂直铺设时压损已铺设草墙的问题,文中设计了一种散草连续栽插与Z形轨迹铺设装置.利用散草栽插工艺取代原有的草帘编制工艺,优化工序,取材方便,节省成本;通过Z形轨迹铺设装置,避免压损,有效提高草方格的铺设效率与质量.根据草方格铺设尺寸要求(方格间距、栽插深度和露出沙面的高度等)初步确定栽插机构与铺设路径参数并进行散草栽插试验,验证装置设计的可行性.

    草方格沙障Z形轨迹连续栽插散草栽插

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    直写式梯度材料3D打印装置设计分析与试验研究

    朱东彬朱秀旭吴卓鸿张延星...
    15-23页
    查看更多>>摘要：浆料直写(Direct Ink Writing)3D打印技术具有适用材料广泛、操作简单及成本低廉等优点,在材料3D打印成形领域得到了广泛应用,同时在陶瓷梯度构件成形方面也具有明显的优势.针对现有打印装置结构复杂及成形精度较低的问题,设计了一种机械结构简单的双挤出直写式打印机,实现较高精度的材料梯度渐变.重点阐述了挤出装置的整体结构,以及配套的连接电路和控制程序,通过挤出试验明确了打印速度和挤出流量之间的关系,从而实现了陶瓷梯度构件的高精度成形.结果表明:该挤出装置具有高精度、高可靠性的特点,为材料梯度构件的高精度成形研究奠定了良好的试验基础.

    3D打印材料挤出直写成形功能梯度材料装置设计

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    可重构踝关节康复并联机器人构型及其运动学分析

    贾维涵刘承磊黄金安张鹏程...
    24-30页
    查看更多>>摘要：鉴于目前踝关节康复并联机器人存在耦合程度高及康复模式单一的问题,难以满足患者主动康复需求.文中从踝关节运动解剖学机理着手,首先,将踝关节康复需求映射到Plücker坐标系中,得出患者主动康复需求运动螺旋;其次,设计可重构踝关节康复并联机器人构型,并基于螺旋理论验证该机构自由度与所需运动螺旋的一致性;然后,通过D-H法计算该机构运动学正反解;最后,求解该机构的雅可比矩阵,并进行奇异位形分析.结果表明:在康复工作空间内该机构无位姿奇异,运动学性能良好.

    踝关节康复并联机构可重构机构运动学分析主动康复

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    含U支链稳定调姿平台构型及其多目标优化设计

    刘毅马小腾刘晓飞姚建涛...
    31-45页
    查看更多>>摘要：雷达本身即为精密仪器,其测量精度需由稳定平台运行的平稳程度及姿态精度来保障.针对高性能雷达对其辅助稳定平台的大承载、高精度和小体积的要求,以大型舰载雷达稳定平台为研究对象,分别从含特定支链型综合方法、平台机构运动学分析和平台多目标参数优化设计方面进行研究.根据舰载雷达运行环境需求,确定稳定平台以含U支链的并联机构作为基础构型.基于约束螺旋理论,综合出少自由驱动分支的并联机构构型,并优选2RRPU/2RPU/U机构.此外,求解2RRPU/2RPU/U机构解析位置正反解、速度雅可比矩阵.基于NSGA-Ⅱ(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ)算法,对体积、灵巧度和力性能指标进行多目标参数优化,通过训练获得最优解集.搭建Simulink-MCD参数化动力学模型,对最优解集进行动力学参数优化,最终获得平台的最优结构参数,该研究为船舰稳定平台构型设计与基于动力学指标的优化提供方法思路.

    稳定平台并联机构构型综合运动学分析多目标参数优化NSGA-Ⅱ

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    基于组合近似模型的高速列车悬挂系统参数多目标优化

    杜向军武福杨喜娟李忠学...
    46-54页
    查看更多>>摘要：高速列车悬挂系统参数与其动力学性能密切相关,对悬挂系统参数进行多目标优化可以有效改善其动力学性能.根据Pearson相关性对各悬挂系统参数与动力学性能之间的相关性,联合采用层次分析法和模糊综合评价法识别出与动力学性能相关性最大的4个悬挂系统关键参数.以4个关键参数作为设计变量,构建面向脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、舒适度指标及非线性临界速度的克里金(Kriging)近似模型、径向基神经网络(RBF)近似模型和2阶响应面(RSM)近似模型,根据K折交叉验证法计算3种单一近似模型的权重系数后,将3种近似模型根据权重系数拟合成高速列车动力学性能指标的组合近似模型,并对组合近似模型进行精度评价.把组合近似模型作为目标函数,脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、舒适度指标及非线性临界速度作为目标响应,选取NSGA-Ⅱ优化算法对悬挂系统参数进行寻优.优化结果表明,最优解对5个动力学性能指标的优化率都达到10％以上,很好地改善了高速列车动力学性能.

    组合近似模型关键参数识别K折检查验证多目标优化悬挂参数

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    平房仓仓底余粮清扫机构设计与试验

    何颖臻王明旭宋岳昌
    55-62页
    查看更多>>摘要：针对平房仓仓底余粮收集缺乏专业化清扫设备的问题,充分考虑机械装备在粮库中工作的限制,设计了一种仅采用前进动力的机械式余粮清扫机构.在分析现有清扫机构的基础上,决定采用一组盘刷同时完成对粮食物料的聚集和清扫工作,通过理论计算完成对关键部件的参数设计.通过制造样机试验测得,在物料量为1.25 kg/m2及前进速度为0.8 m/s时,余粮清扫机构对糙米、玉米粒和大豆单次清扫的扫净率分别为47.2％,75.6％和74.0％,并且余粮清扫机构在所设计的清扫方式下工作,对仓底余粮的清扫率能达到91％以上,基本满足平房仓仓底余粮清扫要求.该研究可为粮食物料清扫设备的研究提供参考.

    平房仓余粮盘刷模块清扫机构

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    考虑工程设计约束的重载伺服压力机双曲柄肘杆机构优化

    李建刘战胜王文博宋清玉...
    63-70页
    查看更多>>摘要：针对伺服压力机重载和大滑块行程的需求,文中提出一种具有复合增力特性的双曲柄肘杆机构,以降低主驱动伺服电动机功率.综合考虑压力机工程设计和冲压工艺要求,建立了压力机力能边界、运动不干涉、机构成立及传动性能等多约束条件,以驱动转矩最小为优化目标,构建了双曲柄肘杆机构优化数学模型;采用复合形法求解该优化数学模型,获得了可直接用于工程设计的最优机构参数;设计和制造了一台25 000 kN重载伺服压力机,并在生产实践中得到成功应用,证明提出的新传动机构和考虑工程设计约束的优化方法在重载伺服压力机设计中的有效性和可靠性.

    伺服压力机双曲柄肘杆机构优化设计工程设计约束传动性能

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    引信运动试验台结构设计与分析

    张嘉易周超郝永平赵洪力...
    71-76页
    查看更多>>摘要：引信技术作为现代武器技术的重要组成部分,在国防领域得到广泛应用.引信运动试验台作为重要的地面设备,可以有效模拟引信的飞行运动,提高引信的分析测试效果.基于引信运动和攻角方程的理论,分析其二圆运动,研究引信的分运动及运动合成,完成引信运动试验台的结构设计和模型建立.结合动力学仿真,生成运动轨迹图,并求解连接部分所受扭矩范围.对连接部件进行有限元强度分析,得出连接部分的最大变形量为0.003 8 mm,最大应力为179.72 MPa.最后按照试验台模型研制实物,采用正交试验验证试验台在极限情况下的可靠度可以达到95.54％,完成引信运动试验台分析制造全过程.

    运动试验台动力学仿真强度分析可靠度

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    基于DOE的流道结构优化设计

    李卫民付松松孙洪哲
    77-83页
    查看更多>>摘要：为探究油液流经多路阀流道所产生压力损失的主要因素,文中基于Fluent建立三维数值求解模型,并结合试验设计(DOE)方法,以截面纵横比、流道弯曲半径和圆角半径3个结构参数为设计变量,以压力损失为目标函数,基于响应面法进行压力损失的分析.应用遗传算法完成流道结构的优化设计,结果表明:当截面纵横比为0.97,流道弯曲半径为302 mm,圆角半径为3 mm时,压力损失最小,与优化前相比,其压力损失减小了 24.17％,提高了能源利用率.该方法相较于多路阀流道传统优化设计方法节约了大量的时间及资金,且对更为复杂的优化设计提供了一定的参考依据.

    多路换向阀流道结构计算流体力学压力损失响应面优化

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