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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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    新型螺旋筛面旋振筛设计与仿真

    沈国浪张宇震戴哲敏徐祖权...
    187-191页
    查看更多>>摘要：针对旋振筛筛分效率高但不能连续筛分、直线振动筛可以连续筛分但筛分效率低的问题,设计出一款筛分效率高同时实现连续筛分的新型螺旋筛面旋振筛.首先利用SolidWorks建立螺旋筛面旋振筛的三维模型,将其导入到DEM(Discrete Element Method)软件中,利用DEM对颗粒的筛分过程进行仿真,进而研究新型螺旋筛面旋振筛的结构参数(螺旋升角、螺旋圈数、内外径比值)和振动参数(振频、振幅)对筛分效率的影响.结果表明:改变螺旋升角、螺旋圈数、振频和振幅,筛分效率均发生较大变化,而内外径比值对筛分效率的影响较小;当螺旋升角为10°、螺旋圈数为2圈、振频为16 Hz、振幅为1.5 mm时筛分效率最高;综合筛分效率接近100％,证明了新型螺旋筛面旋振筛能实现连续筛分且具有较高的筛分效率.

    旋振筛螺旋筛面筛分效率连续筛分

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    双轴肩搅拌摩擦焊仿真建模中温度相关摩擦系数的计算方法

    胡晔晖王宇晗季宇雷
    192-197,206页
    查看更多>>摘要：在搅拌摩擦焊接过程中,工具-工件接触面的摩擦行为直接影响焊缝热输入及材料流动.因此,接触面摩擦系数的准确估算对于搅拌摩擦焊接过程建模是极其关键的.在本文中,针对双轴肩搅拌摩擦焊接过程,提出了一种计算温度相关的摩擦系数的新方法.采用耦合欧拉-拉格朗日方法(CEL)对双轴肩搅拌摩擦焊焊接铝合金过程进行了建模,同时考虑了接触面的摩擦产热、塑性变形产热及材料流动.将试验获取的接触面温度数据与模型计算得到的接触面温度数据进行匹配.设计了一套反算算法,逐步计算温度相关的接触面摩擦系数.摩擦系数随着焊接温度上升都先缓慢下降后迅速上升再迅速下降,最后缓慢下降逐步接近于零.将计算得到的与温度相关的摩擦系数与以往文献的计算结果做对比,基于修正粘着摩擦理论分析不同方法得到的摩擦系数随温度变化规律的异同.采用本文的摩擦系数建立双轴肩焊接过程的CEL模型,计算得到的接触面温度及截面焊缝形貌都与试验结果相符合.

    双轴肩搅拌摩擦焊耦合欧拉-拉格朗日模型温度相关的摩擦系数

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    电驱传动斜齿轮的稳态温度场和热变形场研究

    苏越胡飞罗彪曹远龙...
    198-206页
    查看更多>>摘要：为了得到电驱传动斜齿轮的稳态温度场和热变形场,基于斜齿轮的啮合原理以及传热学、摩擦学等理论推导得到了斜齿轮啮合面的平均摩擦热流密度以及其他各表面对流换热系数的计算方法.基于APDL语言建立了斜齿轮参数化热分析模型,得到了斜齿轮的稳态温度场和热变形场,揭示了不同的齿轮模型对稳态温度场和热变形场的影响规律.研究结果表明,稳态温度场呈梯度变化,其中啮合面的温度最高,轮毂温度最低;在啮合面上存在两个明显的高温区域,分别位于两个双齿啮合区内;在齿高方向上,齿面温度呈类"M"形分布,主动轮啮入端双齿啮合区内的最高温度靠近齿根位置,而啮出端双齿啮合区内的最高温度靠近齿顶位置;在齿宽方向,齿面温度呈非对称分布,对于顺时针旋转的右旋主动轮,啮入端双齿啮合区内的高温区靠近齿轮的前端面,而啮出端双齿啮合区内的高温区靠近齿轮的后端面.由于变形的累积斜齿轮总体热变形量齿顶最大,轮毂最低,最大变形区域位于齿轮两端面附近.考虑啮合线方向的变形量时,在齿宽方向,后端面的热变形大于前端面,与温度沿齿宽分布一致.为了节约计算成本,在计算稳态温度场时可以用单齿模型代替全齿模型且具有较高的精度,但是计算热变形场时只有全齿模型才是准确的,其他模型均存在较大的误差.

    斜齿轮有限元稳态温度场热变形场

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    基于自注意力优化隐藏细胞状态的行星齿轮系统可靠性分析

    闵世成高鹏谢里阳
    207-213页
    查看更多>>摘要：针对部分随机变量呈现高度非线性以及变量相互之间存在相关性难以建立可靠性分析模型等问题,提出了一种基于自注意力机制优化隐藏细胞状态的长短期记忆神经网络模型.首先,建立长短期记忆神经网络,并在每个单元的隐藏状态输出位置引入了自注意力机制,通过重新分配注意力权重来反映序列随机变量之间的相互关系.然后,通过数学推导,得到响应值与随机变量之间的显式函数关系,并使用一次二阶矩法计算可靠度.最后,构建了三级行星齿轮三维有限元模型,研究了在不同影响因素作用下齿轮的破坏过程和强度退化速度.结果表明:模型的拟合均方根误差保持在0.036以下,表明该模型对于高度非线性和数据之间有相关性的问题,具有一定的指导意义.

    高度非线性变量相关性自注意力机制隐藏细胞状态长短期记忆神经网络行星齿轮

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    考虑疲劳度优化的变速传动机构优化设计

    伍倪燕刘培涛陈琪梁小晓...
    214-219,225页
    查看更多>>摘要：汽车在高速、高负荷的运行环境下,变速传动机构的零部件面临着严重的疲劳问题,导致零部件的磨损加剧,使其材料产生疲劳裂纹,进而影响汽车的性能和寿命.为了提高汽车变速传动系统的可靠性、耐久性和安全性,提出考虑疲劳度优化的汽车变速传动机构优化设计.首先,建立汽车变速传动机构的运动学模型,在此基础上分离机构中的各部件,展开动力学范围内的疲劳度分析,为变速传动机构优化提供理论依据;其次,将汽车变速传动机构的整体疲劳可靠度作为优化目标,设计优化变量,建立汽车变速传动机构优化目标函数;最后,针对粒子群算法中存在的不足,引入遗传算法对其展开优化,利用改进后的算法获取汽车变速传动机构优化目标函数的最优解,实现优化设计.实验结果表明:所提方法可有效降低变速传动机构的油耗率,提高了传动机构的百公里加速性能、起步性能和换挡性能.基于此,建议加强基础研究,推广先进技术和方法,以推动汽车变速传动机构技术的不断进步,为汽车工业发展提供更高效、可靠、经济的解决方案.

    运动学模型动力学分析汽车变速传动机构遗传算法粒子群算法疲劳度

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    考虑传感器位置的Bagging集成卷积神经网络柱塞泵故障诊断模型

    滕建强罗风张菁张玉涛...
    220-225页
    查看更多>>摘要：针对柱塞泵故障诊断中存在的振动数据不平稳和诊断精度低问题,提出一种考虑传感器位置信息的 Bagging 集成卷积神经网络(Sensors location considered-bagging-convolution neural network,SLC-B-CNN)故障诊断模型.首先将短时傅里叶变换后的二维振动时频信息与经独热编码后的传感器位置信息匹配以构建数据集,然后设计混合双输入CNN模型作为基分类器,最后将数据集输入以简单平均法聚合的SLC-B-CNN模型中,在实验柱塞泵数据集上验证了所提出的SLC-B-CNN模型,在测试集上的准确率高达92％,各类故障平均召回率为89％,表现优于CNN模型和随机森林(Random forest,RF)模型.

    柱塞泵故障诊断卷积神经网络集成学习传感器位置信息

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    基于gcForest算法的液压泵多传感信息融合健康状态诊断

    赵亚丽路泽永沙洲
    226-229,234页
    查看更多>>摘要：由于液压泵运行的复杂特性,单一的传感器信号源检测存在故障识别低的问题.为了提高对液压泵复杂条件下的故障诊断能力,设计了一种基于多粒度级联森林(gcForest)算法的液压泵多传感信息融合健康状态诊断方法.在深度神经网络的多粒度分级方法中引入到森林分类器中实施运算,层叠森林各层次中都包含了传统结构与完整的随机森林分类器.开展实验平台测试分析,研究结果表明:利用多源数据的多粒径串级森林模型实现液压泵真实工况的精确诊断,使液压泵故障诊断的精度达到了 99.6％,尤其适合于高维的重要特征提取.选择压力+流量特征作为指标不能达到理想诊断结果;以温度与流量参数组合获得预测精确率和召回率较高;选取压力+流量+温度组合达到几乎接近100％的诊断准确率.

    液压泵信息融合多粒度级联森林算法健康状态诊断

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    液体火箭发动机燃料管道低温密封性能分析

    谭杨魏世军姜楚华陈俊华...
    230-234页
    查看更多>>摘要：针对液体火箭发动机燃料和氧化剂管道的低温(-196℃)密封问题,对柔性石墨垫片的密封性能进行研究.通过低温压缩回弹性能仿真模拟了实验台加载和卸载过程中变形和压力的变化情况,根据其运行工况建立了 30MP介质压力下的热结构耦合模型,对低温下柔性石墨垫片密封界面的接触压力进行分析,为后续的低温密封设计提供理论与试验依据,通过垫片的密封性能实验进行验证.研究结果表明:厚度的变化对压缩回弹曲线的影响较大,宽度和密度的影响较小;榫槽面法兰垫片接触应力沿径向较低,凹凸面法兰垫片接触应力较高,密封效果较好.

    低温密封柔性石墨压缩回弹介质压力接触压力

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    基于新型碰钉结构的复合材料甲板防火结构传热性能建模与分析

    朱况基罗柽张延松赵亦希...
    235-240页
    查看更多>>摘要：船体防火结构是由船体结构层、防火层和以碰钉为主的连接层组成的多层传热结构.由于碳纤维等复合材料磁性低,作为甲板结构在猎扫雷舰等船体中使用.相比传统钢制船体,碳纤维等复合材料船体耐高温能力差,传统防火结构难以满足复合材料船体的热防护要求.因此,以碳纤维船体防火结构为对象,建立了船舶复合材料多层防火结构热性能分析模型,实现了在高温载荷下防火结构的温度预测,并通过缩比件试验验证了温度预测的准确性.在此基础上,提出了"分流式"碰钉优化结构,将复合材料船体结构最高温度降低了 24％,提高了船体防火结构的热防护性能,满足A60防火要求.

    船体防火结构碳纤维复合材料温度预测结构优化

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    二通插装型液控系统设计及激振频率特性分析

    田亚丁卢志勇朱运晓李峰...
    241-244页
    查看更多>>摘要：换向阀的动作效率对挖掘机液压系统运行稳定性影响很大.为了解决传统电液伺服激振阀低频宽的问题,设计了一种结合先导阀与二通插装阀的插装型液控系统,并建立了激振频率评估模型,开展了仿真分析和实验验证.研究结果表明:当节流孔径保持5 mm时,获得相对稳定的换向行程.随着节流孔直径的改变,激振频率也出现了明显变化.减小面积比后,阀芯质量也随之升高,造成换向频率下降.逐渐增大系统压力或提高节流孔直径,换向频率也随之升高,可见选取合适系统压力和节流孔尺寸来实现激振频率的控制功能.实验验证了仿真的准确性,实验过程中测试获得了更低激振频率,这是受到油液惯性的影响所导致.该研究有助于提高挖掘机节能效率,具有很好的推广价值.

    激振系统二通插装阀振动特性换向频率阀芯质量

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