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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。
正式出版
收录年代

    白车身焊接路径的数字化工艺仿真研究

    陈志澜孙新
    188-193,215页
    查看更多>>摘要：针对传统人工焊接路径规划不稳定性问题,在原有遗传算法中,把长度值作为唯一评价值的基础上,提出一种由惩罚值和长度值共同构建的适应度函数,来解决焊接路径的不稳定性问题.针对现场调试效率低问题,通过建立实际焊接工位的三维模型,对整个焊接工位编制PLC(可编程逻辑控制器)控制程序进行过程仿真和虚拟调试,来解决焊接过程中存在的干涉现象,验证焊接工位工作流程的顺序、布局合理和解决现场调试效率低问题.研究结果表明:改进后的焊接路径比原人工焊接路径在时间上缩短近15％,提高了焊接路径的稳定性.通过过程仿真修正预期焊接过程中的干涉现象、工作流程顺序合理、PLC程序优化和虚拟调试等手段,降低现场的调试时间,提高了焊接工位的调试效率.

    白车身焊接路径虚拟调试过程仿真

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    基于 BWO-VMD-FE 与 ELM的往复压缩机气阀故障诊断研究

    黄欣悦别锋锋李倩倩缪新婷...
    194-201,222页
    查看更多>>摘要：如何提取往复压缩机气阀故障信号中的冲击特征并识别蕴含在内的非线性与非平稳特性,一直是本研究领域的热点和难点.为了有效提取往复压缩机振动信号中的特征信息,本文提出了一种基于改进型变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和模糊熵(Fuzzy Entropy,FE)结合的特征提取方法.首先,利用白鲸优化算法(Beluga Whale Optimization,BWO)对变分模态分解算法进行优化,自适应优选其核心参数(模态个数K和惩罚因子α),由此针对往复式压缩机气阀振动信号分解得到K个模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),将IMFs进行信号重构,通过模糊熵值分析构成特征向量集,最后通过构建的极限学习机(ELM)分类模型完成气阀工况模式识别.数值仿真和实验模拟研究结果表明,该方法具有良好的有效性、适用性及准确性.

    往复式压缩机变分模态分解模糊熵极限学习机模式识别

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    基于改进GA的自动驾驶横向LQR控制器优化设计

    陆洋沈永峰高乐子
    202-208页
    查看更多>>摘要：针对二次型调节器(LQR)在自动驾驶轨迹跟踪中因权重系数矩阵Q和R选取困难而导致的控制精度低及稳定性欠佳的问题,提出一种基于改进遗传优化算法的LQR横向轨迹跟踪控制方法.基于二自由度车辆动力学模型构建轨迹跟踪误差动力学模型,添加带有预测模块的前馈控制来消除模型简化带来的稳态误差的影响,通过控制器求解得到最优前轮转角控制量.最后,通过MATLAB/Simulink和Carsim搭建系统仿真模型进行仿真试验.仿真结果表明:无论在双移线工况还是连续换道工况,GA自适应系数LQR控制器具有比固定权重系数LQR控制更好的跟踪优势,同时在轨迹跟踪时能保证较好的精确性与稳定性.

    自动驾驶轨迹跟踪线性二次型调节器遗传优化算法

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    紧急制动下电动汽车电子式制动器防抱死控制

    张海松寿翔陈宁
    209-215页
    查看更多>>摘要：电动汽车制动时可利用电机进行再生制动,将制动过程中的动能转化为电能储存于动力电池中,可有效节约能源并提高车辆续航里程.然而,电动汽车的电机滑移率受紧急制动影响,时刻在变化,呈现模糊性,难以满足任意时刻尤其是车轮抱死后的驾驶员制动需求.在此背景下,研究一种紧急制动下电动汽车电子式制动器防抱死控制方法.使用磁电式传感器来采集电动汽车车轮轮速并实施预处理,并根据车轮转速计算滑移率.根据理想滑移率计算滑移率差值,将滑移率差值作为控制器的输入,设计自适应模糊PID控制器,生成制动控制信号.根据制动控制信号调节电子制动力矩与再生制动力矩,防止车轮抱死.结果表明:紧急制动后,在自适应模糊PID控制器下,电动汽车的滑移率迅速降低到理想范围(15％至20％)内.另外,所研究方法在各种路面工况下的制动距离均相对较小,表现出较好的防抱死控制效果.

    紧急制动电动汽车电子式制动器自适应模糊PID控制器防抱死控制

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    某商用车多层立式电池架结构疲劳寿命分析

    赵仕烜孙章栋郑风云刘祖佑...
    216-222页
    查看更多>>摘要：商用车电池架承载着动力电池包,是车辆动力系统的重要组成部分之一.为验证某商用车多层立式电池架是否符合疲劳寿命要求,依据GB 38031-2020的随机振动要求,基于有限元法建立电池架频响分析模型,得出各方向频响分析下的结构响应应力,根据输出的应力最大单元处的应力功率谱曲线计算出谱宽系数,由此系数确定采用宽带法下的Dirlik寿命预测模型,结合Goodman修正后的S-N曲线对结构的疲劳寿命进行分析.结果表明:结构一、二阶固有频率与外界激励频率发生共振,导致X和Y向的结构疲劳损伤超过标准,随后结合模态分析结果对结构进行了改进,最终使电池架在随机振动激励下的疲劳损伤值符合国家标准.

    随机振动多层立式电池架谱宽系数疲劳寿命

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    面向地震灾害的应急救援通道快速架设车结构设计

    李付星王毅
    223-229,238页
    查看更多>>摘要：地震灾害会造成道路塌陷和桥梁倒塌等,将影响伤员转运、物资保障与救援力量到达,从而导致无法有效地开展应急救援作业.为了提升地震灾害的应急救援效能,将进行应急救援通道快速架设装备的设计.通过构建地震灾害造成交通工程破坏的典型情景,并从中挖掘潜在的救援需求,以作为应急救援装备设计的依据.根据地震灾害的紧急救援环境,提出了应急救援通道快速架设车的设计方案,具体设计了车体的锚固锤杆/电锤动力头、安全扶手、水平伸缩板桥和前伸锚固锤杆/电锤动力头等结构,以及夜间照明和雨天防滑等内容.此外,对于山区多岩石的救援环境,针对性的设计了螺旋式锚固结构,以增强救援通道架设车的复杂环境适应性.利用该应急救援通道快速架设车,在保障车体安全的前提下还能够快速开展救援作业,使在提升应急救援效能的同时,并能够为其它救援装备的设计提供方法参考.

    地震灾害应急救援通道架设情景构建结构设计提升效能人文关怀

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    基于改进Bi-RRT算法的桥门式起重机吊装路径规划

    兰朋赵虎刘曼兰任海涛...
    230-238页
    查看更多>>摘要：随着现代化物流场所对桥门式起重机自动化吊装的需求剧增,桥门式起重机吊装路径的自动规划技术亟待解决.为了提高起重机吊装智能化水平,以桥门式起重机为研究对象,提出了一种改进双向探索随机树融合动态窗口法的吊装路径规划方法.针对规划路径不符合吊装特性及效率低等问题,利用空间分层法将环境降阶处理,在静态规划时采用目标导向和安全距离约束进行初规划,基于去除冗余节点和路径平滑的策略得到最优路径;针对未知环境中难以进行重规划的问题,在DWA算法中考虑吊重运动学模型影响,采用动态权重方法构建路径评价函数,得到符合桥门式起重机工作特性的空间最优路径.仿真及实验结果表明,改进Bi-RRT算法明显优化了规划效率、路径长度和拐点数等指标,能在复杂环境下快速规划最优安全吊装路径,对于提高智能路径规划的效率和可靠性具有一定意义.

    吊装路径规划空间分层法安全距离约束路径平滑动态权重

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    考虑温度影响的飞轮转子动力学及动静间隙分析

    陈春阳滕伟彭迪康柳亦兵...
    239-245,257页
    查看更多>>摘要：目前在对飞轮转子动力学的研究中较少考虑温度的影响.为了更精确地模拟储能飞轮系统运行时的动力学特性,保证系统安全稳定运行,以储能飞轮-电机转子系统为对象,研究在温度影响下电机碰摩时的临界偏心率的变化规律.首先,基于Timoshenko梁理论,建立考虑不平衡磁拉力作用下的储能飞轮-电机转子系统动力学模型.其次,考虑温度对电机转子材料杨氏模量的影响,推导在温度影响下电机转子单元的刚度矩阵.再次,利用Workbench模拟电机工作时的温度场,计算电机转子的热变形量.最后综合分析温度对电机碰摩时最大偏心率的影响.结果表明:常温下电机的偏心率达到75％会发生碰摩故障;出现碰摩故障时的偏心率随着电机温度的升高而下降;电机工作温度升高至220 ℃时,偏心率阈值会降低至25％以下.建议电机最高温度不超过150 ℃,防止烧坏电机.

    转子不平衡磁拉力温度热变形碰摩偏心率

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    基于 K-shell/FBS/TOPSIS 的激光清洗机设计研究

    周红宇廖越霄施琦
    246-252,257页
    查看更多>>摘要：烟草产品生产加工过程繁琐,烟丝输送铜排链长时间运行会导致烟丝宽度不一致且质量降低.为解决现有激光清洗机在清洗铜排链工作中存在操作效率较低,人机关系不协调等问题,提出一种K-shell/FBS/TOPSIS相结合的综合设计方法.首先,运用K-shell理论对前期研究获取的用户需求指标构建网络关系矩阵,通过邻居节点以及次邻居节点个数的计算得到各需求指标的综合度,据此明确指标优先级和设计方向.其次,通过FBS模型中功能-行为-结构映射为产品结构模块,输出设计方案.最后,运用TOPSIS法对设计方案进行综合评价,筛选出最优方案,并对其进行可行性验证.结果表明,在综合方法指导下能产出激光清洗机的最优设计方案,最优方案操作合理、安全可靠,满足用户需求.该集成方法提高了设计要素提取的准确度,使得所得方案有效解决了激光清洗机效率以及人机问题,对同类产品开发与设计优化研究具有一定的参考价值.

    K-shellFBS模型TOPSIS法激光清洗机

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    两轴两框架光电稳定平台视轴运动控制算法

    梁晓华贾宇霞丁楠
    253-257页
    查看更多>>摘要：在控制卧装地平式两框架光电稳定平台视轴线(LOS)时,视轴线速度指令直接给到框架,存在吊舱视轴线运动轨迹与操作杆给定指令轨迹偏差的问题,有违操作使用意图.为优化视轴运动轨迹,对地平式两框架机构进行运动学分析,建立虚拟视轴角速度指令与框架角速度指令映射关系,借助运动学方程模型,推导微分运动方程,求解雅可比矩阵,得到视轴指令到框架运动速度映射方程.通过仿真,经分析框架对控制指令的响应,视轴线运动符合控制要求.

    光电稳定平台运动学方程雅克比矩阵视轴运动

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