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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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    适用于天然气压缩机的曲率连续阀形态与流道设计

    张根莱刁燕罗华周佳美...
    256-260,264页
    查看更多>>摘要：为提高天然气压缩机性能,提出了一种截面母线为圆锥曲线的曲率连续阀.构建了曲率连续阀的流通面积数学模型;通过CFD(计算流体动力学)对不同几何参数、不同工况的曲率连续阀内部流场与流通性能进行了数值模拟分析,得到了曲率连续阀的压力损耗、气动力与迹线流出角度分析结果,并优化设计了曲率连续阀的形态与流道;对曲率连续阀和平台型锥阀进行了数值模拟实验,得到了不同类阀气动力、流通面积与压力损耗的对比结果.研究表明,曲率连续阀的几何参数直接决定其流通面积、气动力、压力损耗等性能指标;在相同工况下,曲率连续阀工作性能相较于传统平台型锥阀有一定提高,研究结果为气阀形态创新研究提供了理论基础.

    天然气压缩机曲率连续阀平台型锥阀CFD气动力流通面积压力损耗

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    YOLO V4模型在含硫井站火焰和烟雾检测中的应用

    向伟龚云洋李华昌
    261-264页
    查看更多>>摘要：针对含硫天然气中H2S等腐蚀性物质易导致井站设备、管线等发生泄漏,易引发火灾,但常用的火焰和烟雾检测仪器、算法易受井站复杂环境影响,且含硫井站人工巡检存在一定风险,提出一种基于深度学习目标检测模型的含硫井站火焰和烟雾检测方法.首先,将能在移动端实时检测的YOLO V4目标检测模型先对公开火焰、烟雾数据集进行训练;接着,将训练好的模型采用迁移学习方法对井站火焰、烟雾数据集进行训练,提取井站火焰、烟雾特征;最后,经迁移学习训练后的YOLO V4模型对火焰、烟雾检测的平均精度均值高达99.62%,配合巡检机器人将对含硫井站有更好的火灾预警和救援侦察能力.

    火灾检测烟雾检测深度学习目标检测YOLOV4迁移学习

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    发动机高速滚动轴承磨损故障信号特征识别

    李深磊李鹏
    265-269页
    查看更多>>摘要：发动机高速滚动轴承在恶劣的工作环境下长时间使用,会导致其出现磨损故障,严重影响发动机的正常运行,且故障类型多样,每种故障类型都有其独特的特征,使得故障信号特征识别困难.为了有效解决这一问题,提出了一种发动机高速滚动轴承磨损故障信号特征识别方法.通过对发动机高速滚动轴承的振动信号进行EEMD分解和重建,获得其固有振动模态函数IMF,根据所得的IMF构建Hankel矩阵,获得拼接的奇异值样本特征矢量.通过划分样本空间和设置迭代阈值的方式,采用模糊聚类算法对故障样本聚类,计算出每个样本在不同聚类中的隶属度,以获得其贴近程度和故障特征.通过实验证明,所提算法能够较好的判别机械故障,准确性高,误报错报概率小,可确保设备的安全运行.

    EEMD算法FCM算法发动机高速滚动轴承轴承机械故障特征向量提取

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    附着式升降防护平台避让装置设计与应用

    郑辉徐洪广李占福黄霞...
    270-273,279页
    查看更多>>摘要：为解决现有附着式升降防护平台在施工流水作业时存在干涉问题,提出一种带有避让装置的新型附着式升降防护平台,平台底部桁架采用"吊桥式"结构,并分析此结构的技术难点,提出技术创新点及施工要点.为验证空间桁架结构的安全性能,采用理论计算、有限元分析和试验检验互为校核验证底部桁架结构的强度与挠度.挠度计算值与挠度试验值误差均在15%以内,且在最大施工荷载下的最大挠度值小于10mm,误差值与挠度最大值均符合现行国家规范要求.计算结果表明该避让装置可有效解决防护平台在升降过程中与其他器械及局部凸出结构产生干涉的问题,保障施工安全,提高施工效率.

    升降式施工安全防护平台干涉避让装置三维设计有限元分析

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    掘进机随机振动信号同步采集误差补偿方法

    蔡玉杰杨伦刘涛
    274-279页
    查看更多>>摘要：掘进机工作环境较为恶劣,振动信号中掺杂大量干扰信号,信号采集过程中存在随机迟滞现象,导致采集的掘进机振动信号误差较大,为此提出一种掘进机随机振动信号同步采集误差补偿方法.将掘进机看作多自由度系统,建立设备的运动学模型;结合掘进机运动学特征,利用虚拟激励法合理构造随机激励函数;在建立的随机激励下,选择传感器类型、安装方式和参数,根据正弦稳态校准方法需求设计校准系统,提高传感器敏感性,预测传感器输出延时,计算每次测量的同步误差和误差补偿值,经过补偿,确保多传感器实现振动信号误差的同步动态补偿.实验结果证明,所提方法减少了随机迟滞,采集到的信号波形与实际波形相符,有效实现了对采集信号的误差补偿.

    掘进机随机振动信号多传感器随机激励函数同步误差补偿

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    智能跑步机异步电机变频调速直接转矩控制

    曾建航赵德成
    280-284页
    查看更多>>摘要：因智能跑步机控制系统存在延时的问题,导致跑步机的运行损耗高、效率低.为此,提出智能跑步机异步电机变频调速直接转矩控制方法.分析异步电机的变频调速效果,构建跑步机控制约束,将模型预测直接转矩控制算法作为非线性内部控制器的控制算法,估计定子磁链后预测定子磁链和电磁转矩,建立合适的目标函数,并采用末端输出控制法获取定子磁链和电磁转矩参考值,对跑步机系统延时加以补偿,完成智能跑步机异步电机变频调速直接转矩控制.实验结果表明,所提方法控制下的智能跑步机振幅曲线波动最小,电磁转矩在(0.5～1.5)N·m之间,稳定后的运行损耗和运行效率控制在67W和0.77%左右,可有效减小跑步机的电磁转矩脉动,降低运行损耗,提高运行效率,且具有良好的平稳性.

    智能跑步机直接转矩控制定子磁链电磁转矩模型预测控制

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    Delaunay三角剖分的汽车螺旋锥齿轮磨损检测

    刘怡然李丽君杜月云
    285-288,293页
    查看更多>>摘要：由于汽车后桥螺旋锥存在耦合竖向振动,导致齿轮磨损难以精准检测,因此提出Delaunay三角剖分的汽车螺旋锥齿轮磨损检测方法.通过扫描式方法测量齿轮表面的离散数据,对相邻扫描线进行Delaunay三角剖分,完成齿面非特征离散数据分块,实现对齿轮表面区域的全面描述.根据数据分块结果,采用基于Hermite插值的LMD算法,遍历计算三角网格的PF分量幅值,完成齿轮磨损故障的检测.实验结果表明,所提出方法的磨损深度与磨损率检测结果与实测结果基本一致,并且能够对齿轮磨损区域面积进行有效检测,检测精度最高达到98.7%.因此,说明所提出方法能够对齿轮磨损进行有效的检测.

    Delaunay三角剖分汽车螺旋锥齿轮磨损检测非特征离散数据分块

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    改进小波变换下的永磁同步电机机械故障识别

    张唐圣高云广孙晋璐
    289-293页
    查看更多>>摘要：针对永磁同步电机部件参数具有延续性关联性特征,机械故障特征难以提取,导致识别精准度较低的问题,研究改进小波变换下的永磁同步电机机械故障识别技术.建立永磁同步电机内定子、转子的同步状态参数数学模型,通过三相方程按照正弦分布变化规律,得到在电机正常同步状态下各项参数的周期性数据,以该值作故障状态特征提取的初始参照.以永磁同步电机内高、低频作为特征提取尺度,基于改进小波包变换完成电机机械故障特征信号重构提取;基于Kalman滤波残差估计算法计算重构信号的故障残差值,与初始状态对比,完成故障识别.经过实验证明,所提方法识别精准度高,可以识别出短路故障下的三相定子电流和电机输出转矩,具有一定的实用价值.

    永磁同步电机机械故障三项残差特征提取尺度定子运行

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    电动汽车电驱动系统建模及控制策略研究

    冶存良杨贺绪郝杰巩云鹏...
    294-298,303页
    查看更多>>摘要：针对纯电汽车电驱动系统因受负载端转动惯量时变特性及传动部件中存在柔性的影响,导致电机端转矩波动及传动精度降低的问题,这里提出了一种通过加入陷波滤波器与前馈调整增益进行调整的控制策略.相比传统方法,此方法需要配置的参数更少,控制的精度更高.首先对电驱动系统建立了基于双惯量模型的动力学方程,并分析了不同负载转动惯量下系统的频率响应.依据建立的电驱动系统双惯量模型,设计了两种陷波滤波器.对比加入陷波滤波器后系统的参数变化和响应曲线,选择了一种效果更好的陷波器.最后,对加入陷波器后的控制系统,通过前馈控制和调整增益进行改进.给出了改进后控制策略的理论分析过程与参数设计方法,并进行了数值仿真.结果表明,所提出的方法可以减弱纯电汽车的电驱动系统因传动柔性与电机负载端转动惯量时变特性导致的系统扭振及传动精度降低的问题.

    电动车辆电驱动系统双惯量系统负载时变陷波滤波器

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    应用鲸鱼智能优化算法的钻锚机器人控制定位

    祝毅鸣刘鑫
    299-303页
    查看更多>>摘要：为了解决钻锚机器人控制定位误差大的问题,提出了应用鲸鱼智能优化的钻锚机器人精确控制定位方法.根据钻锚机器人的运动结构,对各个关节运动范围标定,建立钻锚机器人运动数学模型.分析钻锚机器人前移控制和后移控制误差产生原因,计算前移控制和后移控制的距离差值.基于分数阶微积分控制器控制定位误差,利用鲸鱼智能优化方法寻找最佳控制参数,搜索个体和最优解向量,通过空间维度映射迭代优化获得最优控制定位结果,实现精准控制定位.测试结果证明所提方法能够保证钻锚机器人控制误差迭代速度较快,误差较小,可以进一步提升钻锚和挖掘精度.

    鲸鱼智能优化钻锚机器人机器人控制定位运动参数模型控制误差

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