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期刊信息/Journal information
机械设计与研究
机械设计与研究

邹慧君

双月刊

1006-2343

jofmdr@126.com;jsyy@chinajournal.net.cn

021-62932023

200030

上海市华山路1954号（上海交通大学内）

机械设计与研究/Journal Machine Design & ResearchCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为机械类期刊，集学术性、技术性于一体。本刊宗旨是提高学术水平，密切联系生产，立足实际应用。稿源丰富，录用稿件水平较高。编委会由国内外著名的专家、教授组成，有较大的影响和权威性。本刊由邮局公开发行，订户遍及国内外。全国中文核心期刊，中国科技论文统计源期刊，美国工程索引（EI）收录期刊。
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    基于全局优化进行局部优化叠加的大型结构拓扑优化方法研究

    杜乾坤赵金库朴春华赵玉峰...
    1-6,14页
    查看更多>>摘要：针对现有的拓扑优化方法对所指定的设计域内的变量进行全局拓扑优化,从而导致对大型构件拓扑优化时局部区域最佳拓扑结构分布信息丢失的问题,提出一种基于局部结构特性扩散映射的全局拓扑优化方法.该方法首先对设计域内的局部区域进行拓扑优化,得到设计域内局部的优化信息,然后对得到的局部区域优化信息进行整合,得到全局整体的拓扑结构.通过与现有的商业软件ANSYS Workbench和全局优化方法做实验对比,结果表明所提出的优化方法相较于现有的优化方法具有两个优点:第一,所提出的拓扑优化方法可以较好的保留在设计域的局部拓扑结构信息;第二,所提出的拓扑优化方法可以对优化的结构进行尺寸控制.

    拓扑优化尺寸控制局部拓扑优化辅助设计

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    机床上下料系统的数字化孪生设计与仿真

    陈志澜唐昊阳
    7-14页
    查看更多>>摘要：针对传统机床人工上下料生产效率低下和自动化生产线现场搭建存在的重复调试问题,对机床上下料系统进行数字化孪生设计与仿真研究,提出一种虚拟调试方法,在完成机床上下料系统整体设计的同时,实现系统的控制仿真.使用Process Simulate平台,在虚拟环境中构建机床上下料系统的三维数字化孪生模型,结合PLC控制系统,通过虚拟调试不断优化系统布局、工作流程、控制程序的控制逻辑和机器人上下料路径,完善机床上下料系统并实现机器人离线编程.对系统进行仿真分析,结果表明:该机床上下料系统的生产效率相比传统人工上下料提高近15％,其数字化孪生设计与仿真研究具有较好的适用性,可以减少现场重复调试的时间、降低调试成本.

    机床上下料数字孪生ProcessSimulate虚拟调试离线编程

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    基于激光测距的多轴机械臂目标抓取路径选择

    李雪艳袁海文
    15-19,28页
    查看更多>>摘要：当前多轴机械臂目标抓取路径计算中,仅考虑碰撞约束,而损失了距离约束条件,导致选择目标函数求解易陷入局部最优,路径选择与抓取效果下降,抓取时间增加,提出基于激光测距的多轴机械臂目标抓取路径选择方法.通过激光扫描仪展开环境数据扫描,计算多轴机械臂位置点和目标点之间的欧式距离,得到多轴机械臂与其抓取目标的位置信息.利用所得位置信息建立多轴机械臂的动力学方程,通过动力学方程设定路径选择约束参数,并搭建路径选择目标函数.采用多种群粒子群多精英种群(PSOEL)算法求解目标函数,获取最优路径,实现多轴机械臂目标抓取的路径选择.实验结果表明:在考虑距离约束的选择方法下,多轴机械臂目标抓取路径选择效果与抓取效果好,抓取时间短,实际应用效果好.

    激光测距多轴机械臂目标抓取路径选择PSOEL算法

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    某种专业制造过程中间产品数据模型及CPS研究

    张澳圆胡小锋张亚辉
    20-28页
    查看更多>>摘要：针对船舶小组立装焊作业过程信息数据繁杂,数据关系模糊,数据不完备,导致调度计划难度大,生产现场管理混乱,生产效率低下的问题,首先,采用系统建模语言(Systems Modeling Language,SysML),从需求、结构、行为、参数四个方面建立船舶小组立生产过程的数据模型,对繁多、异构、多源的非结构化数据进行统一结构化描述;其次,提出面向船舶制造系统的综合评价方法,梳理人、机、料、法、环等生产要素之间的关联关系,挖掘关键要素及指标;最后,通过物联网技术搭建生产现场、数据模型和应用系统相互连接的信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems,CPS),对现场运行状态进行实时监控和分析决策.此外,该模型及系统可以应用到船舶制造领域的其他中间产品.

    数据模型系统开发SysMLCPS

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    最优影响因素下超燃冲压发动机煤油流动水平管冷却

    芮雪郑少梅孙文福
    29-31,39页
    查看更多>>摘要：水和煤油在管道中的温度分布是不均匀的,且超燃冲压发动机煤油流动水平管冷却过程,没有针对不同区域换热过程进行进一步细分,导致煤油流动水平管冷却通道内速度场的分布规律不够精准,最优冷却因素分析结果失真,影响煤油的冷却效果.为解决这一问题,提出一种超燃冲压发动机煤油流动水平管最优冷却因素分析.通过构建航空煤油的对流换热控制模型,将整个换热过程分成不同的阶段,获取进口温度、压力、热流密度对传热的影响,计算出加热壁面内、壁面与流体三者间的传热系数,得出的流动水平管冷却的边界条件,并以此为依据获取对水平管内超临界航空煤油传热的影响因素,完成对超燃冲压发动机煤油流动水平管优化冷却.实验结果证明:所提方法的管壁温度拟合度与实际值基本一致,且冷却效果好,表明所提方法在超燃冲压发动机煤油流动水平管冷却方面具有一定的应用价值.

    超燃冲压发动机煤油流动水平管冷却仿真方法局部高温分布规律

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    基于双层可展单元的空间伸展臂设计与分析

    周宇陈卫星赵现朝高峰...
    32-39页
    查看更多>>摘要：空间伸展臂广泛应用于航空航天领域.现有空间伸展臂的可展单元构型设计相对单一,所以提出了一种基于双层可展单元的空间伸展臂,设计制造空间伸展臂实物样机.通过多项式响应面法,建立起双层可展单元的基频代理模型.分析单元基频、折展比与单元基本结构参数之间的关系,得到了单元基频图谱和折展比图谱.通过Simscape进行伸展臂展开运动仿真,得到了伸展臂展开过程的运动特性和驱动特性,并通过伸展臂的地面展开试验进行验证.通过ANSYS进行伸展臂展开后的模态仿真和拉压、弯曲、扭转载荷下的静力学仿真,发现侧面拉索可以有效提升伸展臂的基频和静力学刚度.

    空间伸展臂双层可展单元基频动力学仿真地面展开试验

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    轨道平台位姿调整的多模式2R2T并联机构设计

    冷海龙杭鲁滨陈君荣康开东...
    40-44,50页
    查看更多>>摘要：环形轨道平台作为核主泵中空法兰螺栓在线运维装置的运行基准,其位姿快速精准调整是保证中空螺栓缺陷高效检测的核心技术.从几何形位、力平衡两个视角分析环形轨道平台的位姿调整需求,基于方位特征集理论,巧妙利用同轴共面U-U构型,综合出新型多模式2R2T冗余并联机构,其可通过变模式实现水平度(平面两轴旋转2R)和同心度(平面运动2T1R)的3R2T位姿调整;分析了 2R2T机构运动模式切换机理,以刚化支链运动副及改变支链位姿实现运动模式的切换;以SPS冗余支链实现轨道平台支撑,保证机构调姿时力平衡及力操作.阐述了环形轨道平台位姿有序调整步骤;真空吸盘与支链运动副和末端快速夹具形成了期望柔顺支链模块,实现机构支链快速安装、切换和拆卸.

    环形轨道平台同轴共面U-U构型多运动模式冗余并联机构

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    基于NSGA-Ⅱ算法的五连杆悬架硬点优化分析

    李根代迪
    45-50页
    查看更多>>摘要：在探讨五连杆悬架的硬点结构中,利用MATLAB分析各个硬点坐标的灵敏度,从而确定其中的重要因子,将其纳入五连杆悬架的结构优化设计中,通过NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化,使悬架具有最佳的运动学性能.对平行轮跳过程中的各个参数进行优化后,五连杆悬架的跳动转向、外倾梯度和侧倾中心高度的变化都能够达到预期的状态,从而达到最佳的性能表现.

    五连杆悬架运动学特性硬点灵敏度分析NSGA-Ⅱ

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    基于遗传算法的四旋翼姿态模糊PID控制研究

    姚帅曹伟林丽惠瑞晗...
    51-55,68页
    查看更多>>摘要：为满足四旋翼无人机对飞行过程低延迟和高精度的控制要求,根据其强耦合、多变量以及欠驱动等系统特性,基于一定的假设条件和参数实验,通过运动学及动力学分析建立非线性数学模型及欧拉角传递函数.利用遗传算法高效的全局搜索能力,选取稳态误差、调节时间以及超调量构建目标函数,实现了对传统串级模糊姿态PID控制器中初始PID参数、量化因子以及比例因子的统一优化.在不同场景中对比传统PID、遗传算法优化PID及本算法的仿真控制效果,并对部分对比项进行真机验证,结果表明:该方法可有效提高系统稳定性及响应能力.

    四旋翼无人机PID控制模糊控制遗传算法比例因子量化因子

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    基于一种1T2R并联机构的转动能力分析方法

    贾超逸李小兵石志新邱冰...
    56-61,68页
    查看更多>>摘要：并联机构的工作空间与转动能力是评价并联机构工作能力的重要指标,目前对于并联机构大多数是在耦合状态下研究机构转动能力.以三自由度2-SPS/PRR并联机构为例,分别对并联机构耦合状态与解耦状态下的转动能力进行分析.基于方位特征集理论对机构进行方位特征集分析,基于封闭式量法对机构进行运动学分析,求解机构位置逆解;基于并联机构运动学逆解,使用极限边界搜索法分别对耦合状态和解耦状态下的转动能力进行分析,并将二者进行对比从而实现相互转换.提出在耦合状态下求解工作空间中某点转动能力的新方法.

    并联机构工作空间转动能力解耦状态方位特征集

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