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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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    考虑粗糙度的喷油器流动特性影响研究

    李峰尹辉俊
    45-49页
    查看更多>>摘要：为揭示喷油器壁面粗糙度对燃油流动特性影响的机理,以某型号喷油器为研究对象,采用计算流体力学(CFD)方法,使用Fluent软件的气液两相Mixture湍流模型对喷油器进行了数值模拟,研究发现壁面粗糙度对燃油出口速度、湍动能、质量流量有一定的影响.研究结果表明:随着粗糙度的增加,出口平均速度呈下降趋势,特别是在Ra=1.6μm时,出口平均速度下降明显;随着粗糙度的增加,平均湍动能呈现上升趋势,其中Ra从0.4μm到0.8μm时,提升较为剧烈;随着粗糙度的增加,出口质量流量呈下降趋势,当Ra在1.6μm时,出口质量流量下降明显.该研究可以为喷油器优化设计提供一定的依据,对企业项目研发具有一定的指导意义.

    喷油器粗糙度Fluent数值模拟流动特性

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    非接触式螺栓松动在线检测方法研究

    李星霖周洋孙鑫垚孙沐邦...
    50-53页
    查看更多>>摘要：为了保证机械装备高质量的工作性能,需要对螺栓连接结合面在服役状态下的连接质量进行实时的监测.针对目前接触式螺栓松动监测方法的缺点,提出通过detectron2深度学习方法,对松动螺栓进行快速的识别和判断.通过imglab对现有的图片进行标注,确定目标检测的种类及角点位置;对标注数据集进行训练,最终可实现对松动的螺栓进行辨识.结果表明:相对于传统的螺栓松动监测方法,该方法不仅能快速识别和定位松动的螺栓,还能预测角点的位置,并计算出螺栓松动后旋转角度,为螺栓连接件的健康监测提供一种新的方法.

    螺栓连接深度学习Detectron2目标检测旋转角度

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    CFRP小孔钻削中超声振动对切削角度和孔壁质量的影响分析

    王启涵陈涛叶俊鹏索煜豪...
    54-59,63页
    查看更多>>摘要：为从超声振动影响切削方向角的角度去研究旋转超声辅助钻削CFRP过程中超声振动对孔壁质量的影响,分析了超声振动对钻削过程中刀具与纤维之间方向角的影响,然后基于自行研制的超声振动工具头采用单因素方法对单向层压CFRP进行了3mm直径孔的超声振动辅助钻削试验,最后观察了0°、45°、90°和135°四个典型切削角度上的表面形貌和粗糙度.结果表明:超声振动通过改变刀具与纤维间切削角和增加刀具断屑能力的方法来改变钻削机理,旋转超声振动辅助钻削下各个方向的表面质量随振幅变化趋势不同,当振幅在4μm与16μm时孔壁平均粗糙度最好,Ra值相比普通钻削分别降低了32.6%和29.8%.

    超声辅助钻削CFRP孔壁粗糙度切削角度超声振幅

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    流线型民用飞机机头外形的参数化设计方法研究

    王磊陈学刚
    60-63页
    查看更多>>摘要：民用飞机机头设计是飞机设计的亮点和难点,流线型机头设计已然成为一种趋势.由于其约束条件复杂、型号进度紧张,设计难度较大.这里研究了一种参数化机头设计方法,区别于传统参数化,本方法不是简单直观地定义产品外形参数,也不是仅依靠单一约束来评判设计好坏,而是采用系统工程理念,全面捕获各类需求并综合权衡,聚焦于在复杂约束中提炼并自定义影响飞机整体性能的参数,形成了一套完整的优化设计方法.使用本方法设计出的机头外形方案通过了CFD计算和风洞试验选型验证,确认了该方法的可行性,极大地缩短了机头优化选型时间.

    民用飞机流线型机头设计参数化

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    射流电解修整SLM不锈钢表面工艺参数优化研究

    徐博文沈理达成海霞陈亚...
    64-70页
    查看更多>>摘要：选择性激光熔融技术(SLM)是增材制造中重要的手段之一,对于传统成形方式中结构复杂,无法直接加工,需求量小的金属零部件,SLM技术具有明显优势.但是成形零件的表面有较多黏附颗粒及气孔等缺陷,这些缺陷导致了零件表面质量较差,从而制约了SLM技术的推广.因此,针对表面质量较差这一问题,使用射流电解加工技术对工件表面进行修整.该研究以SLM制备的316L不锈钢作为材料,以电流密度、加工时间、电解液温度三种工艺参数作为变量,以加工后的样件表面粗糙度及材料去除量作为响应指标.分析了工艺参数组合对射流电解修整SLM不锈钢材料这一工艺过程的影响,并在Design-Expert中建立了工艺参数与响应指标间的数学多项式方程.经分析后优化得出了五组工艺参数组合,对应不同加工后表面粗糙度,分别为(2～6)μm,并通过实际加工验证了粗糙度与材料去除量的模型预测值和试验值数值误差率分别为13.5%和0.3%,证明了该模型具有较高的准确率.因此,该模型可指导射流电解应用于金属增材制造SLM 316L不锈钢表面修整方面的工作.

    增材制造SLM316L射流电解响应面法表面改性

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    液体磁性磨具对阀芯光整效果影响的实验研究

    李博丁宇亭李秀红李文辉...
    71-76页
    查看更多>>摘要：探究液体磁性磨具对伺服阀阀芯光整效果的影响,找到相关因素对光整加工效果的影响规律,为阀芯的液体磁性磨具光整加工在实际生产上的应用提供指导.对阀芯的液体磁性磨具光整加工进行分析,提取了影响阀芯光整效果的主要因素并进行单因素加工实验.一定范围内,阀芯表面粗糙度下降率%ΔRa随工件转速、磨料目数和磨料质量分数的增大而增大,而Z向振动频率对表面粗糙度的变化影响小;阀芯均压槽棱边毛刺被完全去除的时间随着工件转速、振动频率和磨料质量分数的增大而缩短,随磨料目数的增大而增长.工件转速为1400r/min、Z向振动频率为2.5Hz、磨料目数为80#、磨料质量分数为25%时,光整10min后,表面粗糙度Ra由0.27μm下降到0.155μm,%ΔRa为38.89%,阀芯棱边毛刺被完全去除.阀芯的液体磁性磨具光整加工中,工件回转运动为降低Ra的主运动,工件回转运动和直线振动在毛刺去除上均起主要作用.光整后阀芯Ra明显下降,棱边平整光滑,均压槽内清洁度和均压槽底光亮度均有所改善,光整效果良好.

    FMA光整加工伺服阀阀芯去毛刺440C不锈钢

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    正交车铣已加工表面微观形貌仿真

    秦录芳孙涛傅玉灿
    77-81页
    查看更多>>摘要：为合理预测正交车铣已加工表面粗糙度,基于正交车铣运动原理建立铣刀底刃点的运动轨迹解析模型并验证其模型正确性,在此基础上提出车铣已加工表面微观形貌仿真算法并验证其可行性,仿真不同切削参数下车铣已加工表面的三维微观形貌、预测表面粗糙度值,分析其变化规律.结果表明:齿数和转速比对正交车铣已加工表面微观形貌和表面粗糙度的影响最大,偏心量、轴向进给量和切削深度对微观形貌和表面粗糙度的影响甚小.

    正交车铣已加工表面微观形貌表面粗糙度仿真

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    CFRP板倾斜冲击损伤的非线性超声评价

    郭建李成铁瑛
    82-86页
    查看更多>>摘要：针对碳纤维增强聚合物(CFRP)板的倾斜冲击损伤检测问题,提出用非线性Lamb波响应进行评估,并应用ABAQUS软件中的Explicit模块,通过有限元法建立了CFRP板受到低速冲击以及损伤后的非线性超声检测的全过程仿真模型,通过低速冲击试验和非线性检测试验验证了模型的正确性.利用此模型进一步研究了冲击角度与检测距离对相对非线性系数(RANP)的影响.研究结果表明:在一定冲击角度区间中,冲击角度的增加会导致CFRP板吸收能量及分层损伤的减小,并进一步导致了RANP的降低,而RANP与检测距离的变化趋势相一致.

    CFRP板非线性Lamb波倾斜冲击有限元仿真相对非线性系数

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    基于Voronoi图和快速行进的移动机器人导航路径规划

    黄莲花李光明
    87-92页
    查看更多>>摘要：移动机器人导航路径规划是机器人的关键技术,其目标是高效、高质量寻找导航和运动规划路径.论文介绍了移动机器人通用控制平台的架构,提出了一种新的全局路径规划器,即采用Voronoi图提取环境中最安全的区域,并将快速行进法应用于由Voronoi图所提取的最安全区域中,从而获得最短的路径.另外,提出了通用机器人导航架构,在对导航架构描述的基础上将机器人导航和环境快速全局规划器相结合,并采用样条规划曲线对机器人的全局路径进行细化插补.该方法将地图尺寸缩小为一维地图,且是移动机器人环境中最安全的区域,这使得移动机器人具有速度快、可靠性强的特点.将提出的方法应用于实际的移动机器人导航路径规划中,结果表明该方法能够成功地完成移动机器人导航路径规划任务.

    Voronoi图快速行进移动机器人导航规划路径规划

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    应用体积元模型汽车零件加工过程边部裂纹分析

    陈晓静黑中垒王敏
    93-96页
    查看更多>>摘要：边部裂纹导致的失效在汽车零件加工过程中最容易发生,这将直接影响到车辆的安全与可靠性.针对车身常用的高强钢材料加工过程进行分析,对材料断裂过程进行分析;对比分析不同材料加工间隙与断口光亮带之间关系,分析边部裂纹产生机理,并对断口形貌和组织进行对比分析;基于ABAQUS建立材料内部组织的体积元模型,选取与加工过程组织变化保持一致的单拉工况开展分析;获取在此工况下的应力、塑性应变等的分布情况;对比失效时,模型仿真与试验测试结果的裂纹方向,以验证模拟分析的准确性.分析结果表明:所研究的双相钢材料强度级别高,但由于延展性较差,光亮面所占比率较低,相比于其他材料,冲压成形性较差;裂纹走向呈阶梯状,发生了沿晶断裂与穿晶断裂,裂纹尖端存在微孔洞;单轴拉伸下材料主要以马氏体尖角处产生的微缩孔洞和剪切失效;材料基体组织铁素体的塑性应变加大,并且随着拉伸的进行而增大,表现出明显的加工硬化,与硬相组织间的硬度差缩小,材料的整体应力集中呈现减弱;有限元模拟和试验测试结果的失效过程及最终形貌保持一致,表明有限元模型的准确性,为此类研究提供参考.

    汽车零件高强钢边部裂纹断裂失效组织体积单元模型

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