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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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    颗粒阻尼器受迫振动减振耗能机理及试验研究

    彭敏陈志敏王占友
    73-84页
    查看更多>>摘要：颗粒阻尼器在船舶减振降噪领域起到了良好的宽频吸振作用.为了进一步实现对颗粒阻尼器的设计和使用,文中探究了颗粒阻尼器内部颗粒的碰撞耗能机理,结合工程实际,开展了颗粒碰撞耗能、碰撞热耗能和碰撞声耗能的耗能研究.对颗粒体的受迫振动碰撞耗能进行试验,通过对颗粒体受迫振动呈现的"气-液-固"三态的研究,发现颗粒内部和颗粒与容器壁碰撞发生的能量转移是颗粒体能量耗散的原因.基于离散单元法,研究了颗粒简谐振动的频率、幅值及填充率对颗粒耗能特性的影响规律,颗粒体对振动的频率有较高的敏感性,当颗粒振动频率在低频时,耗能较大;当颗粒振动频率逐渐向高频变化时,颗粒振动的耗能减小.当颗粒的填充率接近100％时,颗粒之间的碰撞并不充分,耗能减小;当颗粒填充率在90％左右时,耗能效果较好.对颗粒体在类固态和类液态状态下的热耗能进行分析,颗粒总体呈上升到稳定的趋势,不同状态颗粒稳定时间和上升温差不同.对颗粒体声耗能进行了试验研究,当颗粒处于高频振动时碰撞耗能减小,其中一种形式即转化为声耗能,且激振频率越高,声耗能越明显.该研究为颗粒阻尼器在实际工程中的应用和优化设计提供了理论参考.设计了一种减振系统试验台架,并在台架模态位置处安装颗粒阻尼器进行模态控制试验.颗粒阻尼器在10～200 Hz内有5根线谱明显降低,最大降幅可达25 dB,具有明显的吸振效果.结果表明:采用不同的模态控制方式,可以实现对不同频率加速度级的有效控制.

    颗粒阻尼受迫振动碰撞耗能热耗能声耗能离散单元法

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    水泥破碎车驾驶室安装车架有限元分析优化

    吕胜权钟飞
    85-89页
    查看更多>>摘要：为了提高驾驶室安装车架的力学性能,充分发挥材料应有的承载能力,结构受力具有较好的均布性,文中应用有限元法分别模拟分析了作业工况下的应力与变形分布规律,将引导载荷传递的思路引入结构优化设计.结果表明:设计方案1,底板中间区域不适于作为载荷的支撑终点,矩形截面结构不适于承受前后方向的冲击载荷;设计方案2,通过调整菱形截面结构的夹角及分配两条传递线路承担载荷的比例,以实现提高材料利用率的目的;设计方案3,采用局部点承载转化为区域承载方式达到结构应力分布的均布性,结构连接点的对应布置是为了转化局部区域受拉或受压状态,实现整个结构承载稳定性和可靠性的提升.

    水泥破碎车强度刚度有限元分析结构优化

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    80 MN压剪试验机机架的力学仿真

    邵景干吴跟上贺占蜀汪晓航...
    90-96页
    查看更多>>摘要：为确保80 MN压剪试验机机架在最大载荷下依然满足强度和刚度要求,文中首先分析单剪和双剪两种压剪试验工况下的受力状态,而后在最大竖向载荷与最大横向载荷联合作用下,对静态单剪与静态双剪时的机架进行静力学仿真,随后进行机架的模态仿真,最后对动态单剪时的机架进行动力学仿真.结果表明:静态单剪与静态双剪时,压剪试验机机架最大静应力都小于材料的屈服强度,最大位移小于允许最大位移量,满足静强度与静刚度的要求;动态单剪时工作频率低于各阶模态固有频率,所以不会产生共振,满足动刚度要求;动态单剪时应力与位移呈周期性波动,最大动应力和最大位移满足动强度与动刚度的要求.

    80MN压剪试验机单剪状态双剪状态有限元分析模态仿真

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    车身工艺同步工程中的支架结构分析与优化

    贺政斯邓继涛
    97-101页
    查看更多>>摘要：支架在车身产品设计中应用非常广泛,目前针对车身支架的结构分析主要集中在产品的性能评估上,而制造工况下支架结构的分析研究较少.文中提出了将有限元虚拟分析方法应用于车身工艺同步中的支架结构分析中,可在产品设计早期识别支架设计引起的制造质量风险.同时,介绍了在线冲孔、工装定位及零件安装3种工艺场景和对应的支架结构仿真方法及其结构分析仿真要求,并针对这3种工艺场景下的支架结构进行分析与优化,拓展了有限元分析在工艺同步工程中的应用场景.通过在产品早期阶段制造工程与产品工程协同,可有效识别支架在制造过程中的质量风险,避免支架在实物验证阶段更改,降低制造成本.

    车身支架同步工程结构优化有限元

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    基于数字孪生仿真的半导体可重入混合流水车间联合调度优化研究

    刘亮贺禹铭姚春琦霍艳芳...
    102-113页
    查看更多>>摘要：在新一代信息技术与高端制造产业加速融合渗透的背景下,文中针对半导体车间订单动态到达、车间生产信息透明度低的问题,提出了一种基于数字孪生仿真的半导体可重入混合流水车间联合调度方法.首先,设计了一种基于AnyLogic的数字孪生仿真架构,并在此基础上构建了高保真数字孪生仿真模型,对多源异构数据虚实交互、多维多尺度孪生模型运行机理进行了深入探讨;其次,综合考虑最大完工时间、碳排放量和AGV利用率建立联合调度模型,提出了一种结合数字孪生的ENSGA-Ⅱ算法进行求解,并将其嵌入AnyLogic孪生模型实现实时调度;最后,基于差异化场景和半导体车间任务实例,验证了所提方法的有效性.

    半导体可重入混合流水车间数字孪生仿真联合调度AnyLogic

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    面向高速磨削强化传热的振荡热管测试平台设计研究

    张新鹏钱宁姜帆傅玉灿...
    114-122页
    查看更多>>摘要：振荡热管砂轮在航空难加工材料的磨削加工中可以显著降低磨削温度,防止磨削烧伤.为了更好地指导振荡热管砂轮设计,需探究振荡热管在不同旋转条件下的传热性能,文中设计了全新的旋转振荡热管传热性能试验平台.通过磁耦合谐振无线供电的方式为振荡热管的加热元件供电,实现振荡热管模拟磨削热载荷的加载;通过微控制器采集温度信息,并以无线通信的方式传输温度数据,以克服现有的基于电刷滑环的试验装置在高转速下存在的信号干扰和机械磨损等问题;通过试验确定了无线供电装置的最佳工作参数,测定了信号采集系统的测量误差,并通过旋转振荡热管的传热性能试验验证了测试平台的性能.

    磨削热振荡热管磁耦合谐振无线通信试验平台设计

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    叶轮给煤机叶片的优化设计及仿真分析

    刘志勇闫军杨硕
    123-129页
    查看更多>>摘要：以叶轮给煤机的水平驱动力与拨煤量比值的最小值作为优化目标,建立叶轮给煤机的优化模型,选取相关参数作为设计变量,并采用改进的粒子群优化算法,在MATLAB软件中编写程序对叶轮给煤机的相关参数进行优化,通过对模型的优化,在提高拨煤量的同时,有效地减小了给煤机的水平驱动力,达到了优化的目的.

    叶轮给煤机驱动力拨煤量优化模型粒子群优化算法仿真

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    基于时间最优的三节臂挖掘机斜坡工况轨迹规划

    贾旭峰史青录邵荷镜彭丽娜...
    130-138页
    查看更多>>摘要：为了实现对三节臂挖掘末端的精确控制,文中运用解析法对运动学逆解进行求解,依据此方法对普通臂挖掘机和三节臂挖掘机的30°斜坡工况进行作业范围仿真和对比分析,仿真结果表明:该机型平整的斜坡范围比普通臂的增加了 7.41％.通过逆解可以确定出斜坡工况时间最优轨迹规划所经过的6个路径点,根据运动学约束,以4-3-3-3-4分段多项式进行插值,采用粒子群算法对各关节的插值时间进行优化,得到各个关节的位置、速度和加速度曲线.最后,将得到的关节角度信息转化在对应的油缸变化上,为特定工况下的挖掘轨迹控制提供依据.

    运动学逆解粒子群算法时间最优30°斜坡工况

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    基于调和函数的偏置曲柄滑块机构非线性诺模图设计

    李德胜黄宝旺于江涛李占贤...
    139-143页
    查看更多>>摘要：文中给出了偏置曲柄滑块机构的非线性诺模图.首先,对机构基本方程引入无量纲参数和过渡函数,将机构数学模型整理成适合诺模图求解的标准形式;其次,对过渡函数采用构造调和函数并解析的策略,寻求较优尺度模量,弱化和规避关键标尺刻度的非均匀分布和过度集中现象;最后,使用两种不同类型无量纲参数的案例,对所给非线性诺模图进行验证.结果表明:该诺模图不仅可直接用于快速设计不同目标的偏置曲柄滑块机构,还可对所做设计的正确性与合理性予以快速校验.

    偏置曲柄滑块机构非线性诺模图调和函数尺度模量无量纲参数

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    基于颗粒阻尼的管状带式输送机减振研究

    乔治忠张振军尚书宏刘启斌...
    144-148页
    查看更多>>摘要：针对管带机运行时产生振动及刺耳的噪声问题,文中以管带机支撑钢架为研究对象,基于颗粒阻尼技术提出一项新型的减振降噪措施.建立管带机三维模型,以耗能值为标准,对颗粒的粒径和填充率进行仿真探究,确定阻尼器最佳参数方案.通过现场试验采集了最佳参数方案下管带机钢架的加速度响应,试验数据表明:管带机支撑钢架在安装颗粒阻尼器后减振率达61％,为煤炭设备减振降噪提供了新措施.

    管带机颗粒阻尼器离散单元法减振

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