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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。
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    基于全矢CEEMDAN能量矩和AMHSSA-SVM的滚动轴承故障诊断

    朱伏平张又才杨方燕
    81-87页
    查看更多>>摘要：为充分利用滚动轴承的故障特征信息,提高故障诊断的准确性和可靠性,文中提出了一种基于全矢自适应噪声完全集成经验模态分解(Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEM-DAN)能量矩和自适应多种群混合麻雀搜索算法(Adaptive Multi-population Hybrid Sparrow Search Algorithm,AMH-SSA)优化支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的故障诊断方法.首先,采用全矢谱技术融合同源双通道信号;其次,采用CEEMDAN算法处理融合信号,选择相关系数较大的前5阶IMF分量,并计算其能量矩作为支持向量机模型的特征输入;最后,提出AMHSSA算法并优化支持向量机模型的参数,建立AMHSSA-SVM故障诊断模型.对该模型进行测试,结果表明:此模型有效提高了识别准确性,与类似模型对比,进一步证明了其在分类精度和优化时间方面的优越性.

    滚动轴承故障诊断全矢谱CEEMDANAMHSSASVM

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    考虑弹流润滑效应的三点接触球轴承刚度特性分析

    贺朝霞杨云飞常乐浩谢江辉...
    88-95页
    查看更多>>摘要：为获得润滑状态下三点接触球轴承更为准确的刚度特性,应考虑弹流润滑效应对轴承刚度的影响.文中基于拟静力学模型考虑高速离心力和陀螺力矩效应,根据给定轴承的结构参数和工况,计算滚动体与内外圈的法向接触载荷和各部件的运动速度.将拟静力学模型的计算结果和润滑介质参数代入弹流润滑模型,求解出滚动体与内外圈之间的压力分布和油膜厚度分布.进一步研究了转速、轴向载荷和润滑油的初始黏度对油膜压力和最小油膜厚度的影响.基于弹流润滑理论分析了转速和轴向载荷对轴承接触刚度、油膜刚度及综合刚度的影响.结果表明:转速的提高会大幅增加润滑油膜的整体厚度;润滑油初始黏度的增大会增加油膜厚度;随着轴承转速的提高,轴承的整体轴向刚度和轴向油膜刚度减小;随着轴向载荷的增大,轴承轴向刚度和轴向油膜刚度增大,且差值变化不大.

    三点接触球轴承拟静力学法弹流润滑油膜压力油膜厚度接触刚度

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    一种新型二级凸轮式分度机构动力学仿真

    刘明涛袁胜男陈港郭天明...
    96-101页
    查看更多>>摘要：针对一种新型二级凸轮式分度机构的拓扑结构特点,在ADAMS软件环境下建立了机构动力学模型,分析机构的输出响应.在此基础上,研究了转速、惯性负载及针齿分度圆半径等因素对整机动态性能的影响规律.此外,分析了传动构件的针齿强度.结果表明:机构输出轴角速度值随着转速的提高而大幅度增加,随着针齿分度圆半径的增大而减小,其波动幅值随负载的增大而明显减小.机构分度期内针齿与凸轮间的动态啮合力显著波动,上述研究成果可为该类分度机构的工况参数选择原则提供一定的参考.

    行星式凸轮分度机构拓扑结构虚拟样机动力学分析

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    平行轴变齿厚齿轮接触应力解析计算

    刘永平魏帅董长斌魏永峭...
    102-110页
    查看更多>>摘要：变齿厚齿轮作为一种新型齿轮,目前尚无成熟的接触应力理论和计算方法.为了从理论上计算变齿厚齿轮齿面上的最大接触应力,了解变齿厚齿轮在不同参数下接触应力的变化情况.文中在赫兹公式的基础上,考虑变齿厚齿轮的几何结构,确定了变齿厚齿轮重合度、曲率半径、法向载荷、接触线长、重合度系数和齿形角系数的计算方法.研究了不同节锥角、齿数、模数和压力角对变齿厚齿轮接触应力的影响,通过有限元分析验证了变齿厚齿轮接触应力理论计算公式的正确性.研究结果表明:推导出的变齿厚齿轮接触应力计算公式具有较高的精度,能够准确地反映齿面的真实接触应力值,为变齿厚齿轮的结构设计、强度校核等提供了 一定的依据.

    变齿厚齿轮接触应力节锥角赫兹接触

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    车门材料及结构轻量化研究

    康元春徐辉刘俊峰
    111-115页
    查看更多>>摘要：为了实现车门轻量化,文中综合了材料轻量化和结构轻量化两种方式.首先,建立车门有限元模型,根据企业标准选取车门上扭转刚度工况、下扭转刚度工况及车门侧向弯曲刚度工况进行了分析.其次,为车门主要构件选择轻金属材料,建立正交试验并进行分析,在同时考虑质量、成本和刚度的基础上,获得车门最佳材料组合.最后,对多材料车门模型进行尺寸优化,实现轻质多材料车门结构设计.新车门成本不高于原车门成本,刚度满足企业标准,同时车门 自身总质量减小了 44.6％.

    车门轻量化多材料正交试验尺寸优化

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    面向3D打印的排爆机械臂栅格优化

    郭小兰封坤魏弦李昕...
    116-122页
    查看更多>>摘要：文中以排爆机器人机械臂为研究对象,设计了一种面向3D打印的排爆机械臂.通过SolidWorks建立机械臂三维模型,采用ANSYS Workbench对原始大臂进行静力学分析,再根据分析结果对机械臂大臂进行拓扑优化.在满足大臂工作要求的前提下,采用Altair Inspire为拓扑优化大臂分别填充3种不同直径的栅格结构.通过Inspire对优化后的大臂进行静力学分析,与原始大臂相比,优化后的机械臂不仅满足工作要求,且自身质量减小,提升了机械臂的承载能力与末端执行器精度,增强了排爆工作的安全性.采用3D打印技术制造的机械臂,解决了优化大臂模型复杂、加工困难的问题,提高了设计制造的效率.

    排爆机器人机械臂有限元分析栅格优化3D打印

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    基于流固耦合的全封闭往复式压缩机数值仿真及吸气舌簧阀的优化

    费根胜温航黄刚
    123-132页
    查看更多>>摘要：为了考察用于制冷的小型往复式压缩机在吸排气过程中的吸气舌簧阀和排气舌簧阀的最大接触冲击力和量化吸入与排出气缸中的冷媒气体量,以某型号往复式压缩机的实际结构为基础,建立了该型号往复式压缩机的数值仿真计算模型,对其吸排气过程进行了数值仿真计算,并根据仿真计算结果对吸气舌簧阀进行了优化.研究结果表明,吸气舌簧阀优化前后与其阀座的最大接触冲击力分别为102.3 N和98.2 N,最大接触冲击应力分别为151.1 MPa和148.3 MPa,分别减小了 4.1 N和2.8 MPa;优化前后一个周期内吸入气缸的气体质量分别为9.8×10-3 g和1.05×10-2 g,增加了 7×10-4 g;优化前后吸气舌簧阀位移升程最大颤振幅值分别为1.49 mm和0.56 mm,减小了 0.93 mm,吸气舌簧阀初次冲击阀座后的最大反弹位移分别为0.48 mm和0.28 mm,减小了 0.2 mm.优化后,吸气舌簧阀最大接触冲击力、最大接触冲击应力和位移升程颤振幅度减小,吸入气缸的气体质量增加,结果可为提高吸气舌簧阀的使用寿命和往复式压缩机的工作效率提供有力的支撑.

    往复式压缩机舌簧阀吸排气过程流固耦合数值仿真

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    框架式翻转架结构设计与应用

    朱志强
    133-139页
    查看更多>>摘要：核工程中部分核设备需要在厂房内翻转,现有翻转工艺无法完全满足工程需要,特别是大型薄壁容器及异形核设备的翻转.文中总结了框架式翻转工艺,基于框架式翻转架的功能分析,提出了 一套框架式翻转架结构设计方法,并在大型薄壁容器及异形核设备的翻转上成功应用,为工程中核设备翻转框架设计提供技术借鉴.

    核设备框架式翻转工艺翻转架结构设计

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    虚拟仿真技术在空间机构连接分离实验教学中的应用

    赵海红岳洪浩陈文礼张博慧...
    140-146页
    查看更多>>摘要：文中从空间机构连接分离实验教学入手,查找分析传统实验教学立足于新工科建设课程的不足,采用信息化虚拟仿真技术与宇航科研成果相融合的方式进行机构虚拟仿真实验平台的建设,探索新工科建设环境下实验教学的新方法.注重知识点与能力的融合,去专业知识碎片化,以学生为中心,以虚促实绿色取向的理念,论述空间机构连接分离虚拟仿真实验教学新方法的必要性.阐述空间机构连接分离虚拟仿真实验平台建设的内容,最后,进行虚拟仿真实验教学演示,为新工科建设航空宇航制造工程专业实验教学提供有力的支撑.

    新工科空间机构连接分离虚拟仿真

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    基于PA66复合材料的产品系统设计流程研究

    程文婷李俊ANDREAS Papenfuss
    147-153页
    查看更多>>摘要：为探讨复合材料在产品设计流程中的应用优势,提出以单车车轮的设计开发为例,进行基于PA66复合材料的产品系统设计流程的实例研究.在任务说明阶段引入PA66复合材料,明确设计需求及限制约束;在概念说明阶段,运用层次分析法分析设计需求权重,输出多种车轮方案,并结合多个仿真软件进行最佳方案评估;在结构改进阶段,结合材料性能对车轮整体结构进行改进;在制造与仿真阶段,根据材料特性进行联合仿真测试,以获得最佳车轮设计.研究结果表明:在基于PA66复合材料的产品系统设计流程指导下,车轮整体满足结构强度要求,单轮质量减小最高可达16％,且轮辐壁厚每减小0.5 mm,可额外减小质量约6％,相较于初始方案减少了材料用量及生产成本.该研究方法可为同类产品的研发提供系统性理论指导.

    产品设计复合材料系统设计流程仿真验证车轮设计

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