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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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    基于碰撞能量管理的轻卡驾驶室结构优化

    陈冬民张雅萍王丽娟陈宗渝...
    176-180页
    查看更多>>摘要：为了能够提升轻卡车型的安全性能,基于碰撞能量管理(CEM)提出了车辆耐撞性设计原则:有限空间内对刚性区域和吸能区域进行合理规划,从而保证乘员的生存空间.随后针对商用车正面双A柱撞击试验这一新兴测试工况,将该设计原则应用在了某轻卡驾驶室结构优化中,提出了优化策略并细化了工程优化方案.仿真和实车试验结果表明:优化方案在改善生存空间侵入量方面取得了很好的效果.因此,该设计原则及其优化策略可为商用车驾驶室耐撞性优化指明方向.

    碰撞能量管理双A柱碰撞试验吸能区域刚性区域

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    基于自适应阈值小波的发动机摩擦声发射信号降噪

    孙玉凤介石磊王明
    181-184,188页
    查看更多>>摘要：考虑到发动机存在复杂机构,受到外部信号的严重干扰,微弱活塞环-缸套信号极大增加了故障特征的提取难度,设计了一种基于自适应阈值小波的发动机摩擦声发射信号降噪方法.选择小波包算法获取声发射特征参数,以此判断活塞环-缸套系统润滑性能,构建得到了对润滑油品质进行声发射测试方法.研究结果表明:排气冲程未出现大幅变化的阀门开关干扰信号,40 kHz～60 kHz频带区间内的声发射RMS相对其余频带明显偏大,与转速呈正相关变化趋势.所有冲程对应声发射特征都与发动机转速呈现正相关变化规律.油膜表面会受到更大压力作用,从而引起油膜厚度的降低,形成更小的黏滞摩擦力.该研究为实现在线监测活塞环-缸套健康状态提供了可行思路,可以拓宽到其它的机械传动领域.

    声发射小波包活塞环-缸套摩擦信号自适应阈值

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    基于DCLSTM网络的轴承故障信号提取及分类识别

    刘晓腾王德涛孙静陈广华...
    185-188页
    查看更多>>摘要：对轴承故障诊断时,除了需考虑空间结构的关系之外,还应分析数据在不同时间维度方面的差异,综合运用卷积神经网络(CNN)和长短期记忆网络(LSTM)建立深度卷积循环神经网络(DCLSTM),实现优异的时间与空间特征性能,能够充分发挥传感序列特征.利用初始信号的自适应学习方法确定特征参数,有效避免在特征选择与分类过程中受到主观因素的影响.研究结果表明:相对传统方法,采用DCLSTM模型准确率达到了 99％以上,波动幅度也很小,表现出高稳定性状态.DCLSTM网络具备最高稳定性,对应标准差为0.59％,获得比传统方法更优的故障诊断效果.DCLSTM诊断精度对于各电机负载达到了最高水平,波动幅度只有0.64％.支持向量机(SVM)与CNN依次波动2.8％与5.99％,表明DCLSTM网络对于各工况故障都可以实现高精度诊断的要求.

    轴承故障诊断卷积神经网络循环神经网络特征提取

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    花岗岩地层新型取芯钻头设计与试验研究

    姬海东刘郡陈力
    189-193页
    查看更多>>摘要：岩芯钻探是最直接有效的地质勘探方法之一,可直接揭露隧道掌子面前方地质体及其性质.为提高花岗岩地层中岩芯钻探钻进速度,根据钻头内外径的特殊参数要求,设计了5种新型取芯钻头,并仿真分析了花岗岩地层中不同钻头的切削受力情况、排渣性能,通过试验测试了不同钻头的钻进速度、岩心完整情况、钻头磨损情况.结果表明:PDC钻头钻进速度最快,但岩心破碎,应力较大,排渣性能较差;表镶金刚石钻头排渣性能较好,岩心完整,但应力较大,钻进速度较慢;孕镶金刚石钻头钻进速度较快,岩心完整,应力较小,排渣性能较好,更适合在花岗岩地层钻进,其中,深尖齿孕镶金刚石钻头磨损程度较小,为较优钻头.

    地质勘探取芯钻头钻进速度花岗岩排渣性能应力分析

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    TC4钛合金微锻残余应力预测模型及实验验证

    陈耀宗李亚萍王亚齐王成瀚...
    194-198,204页
    查看更多>>摘要：为了能够预测TC4微锻过程所引入的残余应力场,提出一种基于卷积神经网络(CNN)和长短时记忆网络(LSTM)的组合模型,其中CNN模块对输入数据进行高维特征提取,LSTM模块进行序列化建模处理.建立了TC4微锻有限元模型并通过微锻实验验证了有限元模型的准确性,基于有限元仿真建立数据集并对该模型进行训练,结果表明,该模型的各项性能指标都优于LSTM模型.通过微锻实验验证了该模型的预测效果,表明该模型具备一定的有效性和实用性.

    神经网络表面微锻残余应力预测TC4钛合金

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    电磁驱动膜片式微滴喷射数值模拟与试验

    梁海明韦相福林明松殷梦闯...
    199-204页
    查看更多>>摘要：针对目前微液滴喷头问题,设计了一种基于电磁驱动的微滴喷射装置.建立了多物理场耦合喷射仿真模型,通过数值模拟分析了驱动电压、流体粘度对微滴体积和喷射速度的影响.并利用搭建的喷头试验平台进行微滴喷射试验.结果表明:微滴体积以及喷射速度随着驱动电压幅值的增大而增大,随着流体粘度的增大液滴的断裂时间延后且液滴的拖尾逐渐减短;在喷孔直径为0.12mm、驱动电压21V、粘度0.001mPa·s时可按需生成体积约5.7nL的均匀微滴;微滴喷射试验结果与仿真结果吻合较好,说明提出的数值模型及方法是可行的,且验证了设计的电磁驱动膜片式喷头生成稳定液滴的可行性.

    电磁驱动多物理场仿真微滴喷实验

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    基于DAL改进CNN的齿轮箱故障诊断及性能分析

    杨涛宋丹丹程辉
    205-208,215页
    查看更多>>摘要：为了弥补卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)信号容易出现过拟合问题,设计了 一种深度主动学习(deep active learning,DAL)改进CNN方法,并成功应用于齿轮箱故障诊断领域.深度主动学习能够将两种方法的优势结合起来,使模型拥有更强的自主学习能力.研究结果表明:完成15次训练后,边缘抽样、深度学习、深度主动学习、随机抽样分别达到75.84％、99.5％、99.79％和93.25％准确率,表明该方法可以有效地过滤出较难鉴别样品.与小波变换相比,傅里叶变换检索精度达到更高97.1％,具有较好稳定性.最大池化正确率达到97.8％,高于均值池化的95.6％.相比较Adam处理器,SGDM处理器在训练集中表现的处理性能略微好一些.该研究可拓宽到其它的机械传动领域,具有很高的应用价值.

    齿轮箱故障诊断卷积神经网络深度主动学习

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    基于人体动力分析的跑步助力外骨骼研究

    陈贵亮蔡超杨冬
    209-215页
    查看更多>>摘要：该研究设计了一款辅助人体跑步的下肢助力外骨骼.结合VICON系统和ANYBODY软件分析得出五名健康男子跑步过程腿部各肌肉参数,确定在髋关节矢状面上进行助力.使用Hill模型简化肌肉-肌腱单元;提出弹性外肌腱结合Hill模型驱动外骨骼方案,形成人机耦合模型.相关参数进行量化分析得到其函数关系,改变助力曲线逆向求解肌肉参数及能量消耗.采用粒子群优化算法得出外肌腱的最佳刚度系数及外骨骼设计参数.实验证明穿戴后代谢能消耗减少11.78±1.04％.

    被动外骨骼动力学建模肌骨系统Hill肌肉模型弹性外肌腱

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    磁感应发热供能SMA驱动的尿道阀研究

    蒙于民李笑赵搏强谢勇彬...
    216-223页
    查看更多>>摘要：为了解决现有SMA驱动的尿道阀存在供能系统结构复杂、与生物组织相容性和可靠性低等问题,提出了一种利用磁流体在交变磁场中的热效应为SMA弹簧的驱动直接提供热能的新方法,设计了一种磁感应发热供能SMA驱动的尿道阀.建立了尿道阀的电-磁转换、磁-热转换和热-机转换等多场耦合关系数学模型,通过仿真和实验研究了磁场控制参数对尿道阀驱动特性的影响规律,优化了磁流体的材料参数,实验研究了尿道阀的启闭特性.研究结果表明,尿道阀原理可行,植入部分结构简单;增大磁场强度或磁场交变频率均可提高驱动特性,磁流体通过参数优化后发热功率提高了 57％;尿道阀启闭特性良好,平均尿流率为13.6 ml/s;所建立的数学模型有效实用,可为尿道阀的结构设计和特性分析提供理论指导.

    尿道阀SMA驱动磁流体磁感应发热数学建模

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    新型手口分离给药装置创新设计与实验研究

    桑凌峰王洪波岑大卫骆钰嘉...
    224-228页
    查看更多>>摘要：基于哮喘患者用药过程中手口协同难度高、药物吸入难的问题,设计了一款新型手口分离给药装置.首先,提出了储能负压工作原理,设计了基于凸轮-杠杆-曲柄连杆机构联动的储能机构和负压触发机构,并计算了这两个机构的运动自由度;其次,将给药装置分为凸轮结构、杠杆结构、弹簧储能连杆结构、负压触发结构以及药剂快装结构,并对其进行了详细的结构设计;之后,对储能弹簧和阀芯进行了静力学分析,获得与凸轮端接触的杠杆长度为23.5 mm,凸轮旋转扭矩为0.34 N·m,阀芯半径为7 mm;最后,进行了整个机械装置的设计,通过模糊评价法测试了该结构的操作便捷性,图像法对比法测试了给药装置的给药准确性,从实验效果来看,该装置的操作便捷性表现优秀,给药准确性达到了 99.05％,能够满足患者需求.

    手口分离给药装置储能负压机械系统设计结构设计

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