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期刊信息/Journal information
机械设计与制造
机械设计与制造

张义民

月刊

1001-3997

mdm1963@163.com

024-86899120

110032

沈阳市北陵大街56号

机械设计与制造/Journal Machinery Design & Manufacture北大核心CSTPCD
查看更多>> 本刊为月刊，1963年创刊，中文核心期刊，中国期刊方阵双效期刊，中国科技核心期刊，国内外公开发行。期刊为大16开国际版本，彩色塑封封面，每期发行量万余册，读者人数超百万。几十年来多次受到国家机械部、中国机械工程学会、新闻出版局、科委等主管部门的表奖，是我国机械行业最有影响的专业刊物之一。
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    二维结构拓扑优化的GPU并行计算方法研究

    刘家彤王春洁吴健付志方...
    123-126,131页
    查看更多>>摘要：针对结构拓扑优化中存在的计算量大,计算效率低的问题,以二维结构拓扑优化问题为研究对象,提出了一种GPU并行计算方法.通过对已有串行算法进行研究,结合GPU并行计算的基本特点,采用节点刚度方法计算结构刚度矩阵,相对于MATLAB向量化计算,该算法加速效果显著.以固体各向同性材料惩罚法进行结构拓扑优化为例,在CUDA平台下实现了对结构化网格二维拓扑优化问题的GPU并行计算,得到了清晰的拓扑构型,将该方法与现有计算方法进行对比,GPU并行计算速度有较大提升.

    拓扑优化GPU并行计算节点刚度固体各向同性材料惩罚法CUDA

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    三指灵巧手结构设计及接触力规划

    蔡博高宏力宋兴国王奉晨...
    127-131页
    查看更多>>摘要：针对传统灵巧手追求灵活性而带来其外形尺寸过大、结构复杂的问题,设计一种小巧紧凑而灵活性高的全驱动三指灵巧手并建立其三维模型.采用拉格朗日法建立单手指动力学模型并进行动力学分析.然后将灵巧手三维模型导入ADAMS软件中建立灵巧手虚拟样机进行仿真,得到其运动学与动力学等性能曲线.利用MATLAB软件对其动力学方程进行数值分析,其理论分析结果与ADAMS仿真结果一致,验证了理论计算的正确性和灵巧手结构设计的合理性.基于拉格朗日乘子法求取抓取力初值,通过引入稳定系数对其进行优化得到优化接触力,同时也验证了其在手指关节驱动力矩约束下的合理性,为灵巧手手指抓取力计算提供了新的参考.

    三指灵巧手动力学模型仿真力规划

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    负脉冲混合多模态输入整形器抑振鲁棒性分析

    李兵魏玉兰欧鹏飞张清珠...
    132-135,139页
    查看更多>>摘要：鲁棒性是评估输入整形器抑振能力强弱的重要指标,可通过分析灵敏度曲线获得.描述了一种新型负脉冲混合多模态输入整形控制策略的构建方法与鲁棒性分析原理.建立六种负脉冲混合两模态输入整形器抑制一种3-DOF机器人的残余振动,通过仿真分析了它们前两个模态的抑振频带宽度与频率误差范围,并分析了各种多模态输入整形器的抑振特性和选用原则.结果表明,采用新型控制策略建立的输入整形器NZVD-NEI的鲁棒性最好,且脉冲类型的变化和混合控制策略的应用将改变多模态输入整形器的鲁棒性,NZV-NZVD输入整形器对这种3-DOF机器人抑振的综合性能最好.

    多模态输入整形负脉冲混合振动控制鲁棒性机器人

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    起重机制动器摩擦系数检测装置研究

    翟羽鲍久圣王宁阴妍...
    136-139页
    查看更多>>摘要：以起重机械中广泛应用的电力液压鼓式制动器为研究对象,确定传感器安装位置,搭建硬件电路并编制配套的下位机程序,将检测装置调试至稳定状态,并将检测装置安装在模拟制动试验台进行台架制动试验,对其检测性能进行试验验证.试验结果表明,所设计的起重机制动器摩擦系数检测装置可通过液晶显示器对被检测量实时显示,并将数据通过串口通信传输至上位机进行相关曲线绘制及数据保存,且所测数据符合制动摩擦学规律.该装置具有便携以及快速检测的特点,易于安装,可为起重机制动器的现场检测以及故障排查提供便利,能够有效防止事故的发生.

    起重机制动器传感器现场检测便携式装置

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    过渡流下顺排圆柱列流动特性的可视化实验

    周杰张文俊喜冠南
    140-143页
    查看更多>>摘要：为研究过渡流下顺排圆柱列的流动规律,搭建了开式循环水槽.利用粒子图像测速(PIV)技术,在确定纵向间距(PT)及雷诺数(Re)的情况下,改变横向间距(Ps),从而对顺排圆柱列的瞬时场及时均流场进行可视化实验研究.实验结果表明在Re=150,PT=2.5D,Ps=2D～6D的工况下,上游圆柱与下游圆柱间距直接影响圆柱列流场换热效果.当Ps在2D～3D之间,上游圆柱与下游圆柱之间流场为回流死区,该区间换热效果差;Ps由3D增加至4D时,上游圆柱与下游圆柱之间流场由稳态变为非稳态;Ps由4D增加至6D时,上游圆柱与下游圆柱之间流场区域的洗刷效应减弱,且Ps=4D时,该区域的周期性更加明显.

    顺排圆柱列粒子图像测速开式循环水槽尾流涡脱周期性

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    油液作用下某燃油箱的半载状态阻尼振动分析

    孙钊尹辉俊刘赟王玉勤...
    144-148页
    查看更多>>摘要：为探讨燃油箱振动耐久性试验中半箱油对燃油箱结构的影响,利用有限元软件分别对某燃油箱在空箱状态进行模态分析和在半载状态下(即燃油箱额定容量的1/2的油)利用流固耦合的方法进行阻尼振动分析.分析得到了这两种状态下燃油箱的固有频率及对应振型,并对该燃油箱进行扫频试验验证.结果表明,在空箱状态下,最大位移出现在隔板上,在半载状态下,最大位移出现在下箱体上,并且燃油箱的前四阶固有频率均有不同幅度的下降,下降幅度最大达到56.8％.可见由于半箱油对该燃油箱的作用使该燃油箱的固有振型发生改变并且使其固有频率大幅降低,而且随着固有频率阶数的上升,下降幅度也在减小,其中第一阶固有频率受影响最大.此外这种分析方法可以对燃油箱在装载油液后,在振动耐久性试验中是否会产生共振,起到预测和防范作用,并对燃油箱的改进起到一定的指导作用.

    燃油箱流固耦合阻尼振动分析扫频实验

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    基于公差原则的位置度误差的评定

    宋励黄美发唐哲敏鲁周抗...
    149-152页
    查看更多>>摘要：机械零件的位置精度是零件加工的主要质量指标之一,通过控制加工零件的关联实际被测要素对基准在位置上的变动量,可以确定位置精度要求.在机械类产品的被测要素和基准要素上都应用公差原则,能在提高可装配性的前提下,扩大了被测要素公差带的范围,降低制造成本.目前对于位置度误差的评定模型的研究大多着眼于一般参考基准,而较少涉及有公差原则的参考基准.对花键轴基准要素有最大实体要求,被测要素有最大实体要求、可逆要求的位置度公差(简称M-MR位置度公差)的数学评定方法进行研究.根据M-MR位置度公差的工程语义,分析实际量具的几何特性及其在合格性评定中的使用过程,提出位置度误差合格性评定的数学方法.

    位置度基准公差原则花键虚拟量具

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    厚度分布对球形金属贮箱膜片翻转的影响

    程桐黄放周晓兰刘忠...
    153-155,160页
    查看更多>>摘要：厚度分布是影响膜片顺利翻转较大的因素,为获取两种方案厚度分布的膜片在翻转过程的形变、应力、应力分布及质心的横移量,通过对推进剂贮箱金属膜片采用UG建模,结合非线性有限元分析软件Patran模拟分析膜片的大变形非线性特性,经过对比从而寻找出具有较优翻转特性的膜片厚度分布区间为0.9～1.3mm,且第二种方案应力分布更为均匀;结合实验验证仿真真实性,通过实验测得起翻压差为0.14MPa,且压力达到0.45MPa时液体可以完全排出;推进剂最大流量达到工作要求,且翻转时的最大偏心量符合设计要求.

    金属膜片翻转厚度分布有限元分析非线性

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    基于BP神经网络和证据理论的离心压缩机喘振诊断方法

    谢林冯坤张明
    156-160页
    查看更多>>摘要：离心压缩机是石油化工生产中的核心动力设备,然而运行过程中易发生喘振故障造成事故.对于喘振故障,传统方法采用时频特征分析方法诊断,而该方法通常在喘振发展到后期、信号特征明显的情况下才诊断出喘振故障.为解决该问题,提出基于BP神经网络和证据理论的诊断方法,该方法使用故障数据训练得到BP神经网络,进而对采集的数据进行初步诊断,再采用证据理论融合各初步诊断结果得出诊断结论.通过在离心压缩机实验台上模拟喘振故障,结果表明:该方法能够准确诊断压缩机喘振故障,此外与传统方法相比,采用该方法能在喘振发生初期诊断出故障,从而进行调控避免喘振发展到后期,这对实现离心压缩机防喘具有重要意义.

    BP神经网络信息融合离心压缩机故障诊断

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    基于Kriging元模型的柴油机连杆结构优化设计

    刘晓洁
    161-164页
    查看更多>>摘要：为了提高连杆结构优化设计的收敛性和效率,从某柴油机连杆APDL语言参数化出发并结合Kriging模型的特点,提出了基于Kriging元模型的柴油机连杆结构优化设计方法.通过灵敏度分析,将连杆结构9个参数变为为6个参数,不仅减少了设计参数,同时减小优化器的负荷.采用拉丁超立方采样并建立了Kriging代理模型,再对其进行了准确性验证,在此基础上应用SQP求解器,经过5中初始方案进行优化,优化后连杆质量减小7.2％,并对结果进行仿真验证,说明了该文方法的可行性和有效性.

    Kriging元模型柴油机连杆结构优化

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