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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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    数字孪生驱动的船用柴油机关键件加工质量管控方法

    方喜峰张杰程德俊张胜文...
    46-52页
    查看更多>>摘要：针对船用柴油机关键件加工过程中出现的质量不均衡、预测性不足等问题,提出了数字孪生驱动的船用柴油机关键件加工质量管控方法.通过构建柴油机关键件质量管控数字孪生模型,使物理生产单元、虚拟生产单元及生产管理系统协同工作,实现柴油机加工过程中质量数据采集、分析和反馈一体化,并指导车间操作人员进行加工生产.采用基于BP-RBF神经网络算法预测刀具的完整使用寿命,并结合遗传算法(GA)和刀具磨损模型对刀具加工参数进行在线优化,实现刀具及刀具参数的调度指导与调整.最终基于管控平台进行加工刀具寿命预测与优化功能模块开发,并通过系统功能仿真,验证了该方法的有效性,为船用柴油机关键件加工质量管控提供了一种的新的途径.

    数字孪生柴油机关键件质量管控BP-RBF神经网络算法在线优化

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    基于肌电信号的肘关节肌肉疲劳算法性能研究

    孟庆丰陶庆来全宝胡玉舸...
    53-57,62页
    查看更多>>摘要：旨在量化分析肘关节肌肉疲劳评价算法的性能,寻找一种高质量的肘关节肌肉疲劳评价算法,为肘关节屈曲运动提供一种更加有效的肌肉疲劳实时监测方法.通过采集12名测试对象在不同负载下肘关节进行屈曲运动的表面肌电信号,计算平均频率(MNF),频谱距(SMR),小波方法WIRM1551,模糊近似熵(fApEn)和递归量化分析(RQA％DET)的评价指标,考虑同一疲劳条件下的抗干扰性与不同疲劳条件下的区分疲劳程度的能力比较分析5种疲劳评价算法的性能.疲劳评价算法的抗干扰性由指标的线性回归方程确定系数R2进行评价,区分疲劳程度的能力由线性回归方程斜率k的最大垂直距离Lmax进行评价.统计分析表明,在抗干扰性方面,频谱距SMR相比其他评价算法具有最大的确定系数R2均值,与MNF与RQA％DET的差异具有统计学意义(P＜0.05);在区分疲劳程度的能力方面,频谱距SMR在不同负载下均具有最大的Lmax均值,最大Lmax均值分别为0.883、0.766、0.622.研究结果表明,频谱距SMR在抗干扰与疲劳程度的区分能力上都优于其他算法,因此在今后进行肘关节肌肉疲劳评价时,我们建议将频谱距SMR作为一个优先考虑的评价算法.

    sEMG肘关节肌肉疲劳疲劳评价算法抗干扰性区分疲劳程度的能力

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    柔性机械臂系统双时标模型的H∞鲁棒控制

    顾振宇李斌
    58-62页
    查看更多>>摘要：为了减小柔性机械臂转动时的振动和调节时间,实现柔性机械臂的精确控制,设计了自适应滑模-H∞鲁棒组合控制器.使用奇异摄动法建立了柔性机械臂系统的双时标模型.对于慢时变子系统,设计了幂次随系统状态自适应调整的趋近律,得到了基于自适应滑模变结构的慢时变子系统控制方法;对于快时变子系统,考虑到模型不确定问题,设计了γ次优H∞鲁棒控制器;将自适应滑模控制器与H∞鲁棒控制器进行组合,得到针对双时标模型的组合控制器.经仿真验证,对于刚性机械臂的阶跃输入,自适应滑模控制器的调节时间和超调量小于传统幂次趋近滑模控制器;对于模型不确定的柔性机械臂系统,组合控制器的振动幅度小、调节时间短、鲁棒性强,验证了H∞鲁棒控制器在柔性机械臂控制中的优越性.

    柔性机械臂双时标模型自适应滑模控制H∞鲁棒控制器组合控制

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    复合材料件单搭接胶接结构可靠性分析

    韩子健周金宇庄百亮倪伟...
    63-66页
    查看更多>>摘要：胶接技术借助胶粘剂将结构连接成一个不可拆卸的整体,已被广泛应用于树脂基复合材料的连接,针对在静态拉伸载荷作用下的复合材料件单搭接胶接结构进行可靠性分析.首先对复合材料层合板和胶粘剂分别进行应力分析,通过Tsai-Hill失效准则确定单层板状态得到层合板各单元抗力,并根据胶粘层的应力分布规律得到胶层单元抗力.然后对整体结构进行失效分析,把胶接结构视为各单元因载荷相关的串联系统,通过各单元抗力的最小值与载荷的差是否大于零判定系统是否可靠.最后利用Monte-Carlo法计算得到胶接结构系统可靠度.该方法为复合材料胶接结构的广泛应用奠定了理论基础.

    复合材料层合板胶接结构可靠性失效准则载荷相关Monte-Carlo

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    低风速区风机偏航控制策略研究

    陈志昊朱兆强余豪张大斌...
    67-70,74页
    查看更多>>摘要：为了解决风机在低风速区偏航动作过于频繁和风能转化率低的问题,在对风机所处地区风向和风速进行预测的前提下,提出一种风机偏航控制策略.通过建立风机偏航模型,以相同风况数据为输入,对比分析了本偏航控制策略和传统偏航控制策略的控制效果,结果表明控制策略能使风机获得更多机械能.同时针对本控制策略中出现的三个变量,做三因素混合水平正交试验.并对试验结果进行分析,结果表明:小节时间对风机所获机械能影响最大,预测间隔和扇区分割有一定影响.可见最优组合为120s小节时间、20扇区分割、5小节预测间隔.

    风力发电机低风速偏航控制风况预测

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    液晶拼接屏应用于飞机布线的散热方法研究

    李飞飞刘贡平程佳敏田春林...
    71-74页
    查看更多>>摘要：传统的液晶拼接屏摆放方式为直立式,电源板和液晶屏之间热量传递极少.然而针对液晶拼接屏作为图像显示辅助单元应用于飞机布线工程中时,采取平放方式,屏幕上方2mm位置处布置防护用钢化玻璃,因此就会使屏幕与外界难以进行正常的热量交换,造成屏幕热量积聚,影响引导布线工作的正常进行.为了解决拼接屏在该工况下的散热问题,利用Icepak对电源背板系统进行热仿真分析,获得温度和气流分布情况,并针对高温区制定风冷散热方案,实现了电源板传递到液晶屏内部时温度降低10℃左右,钢化玻璃上表面温度降到35℃以下,保障了布线工作的正常进行.

    液晶拼接屏热源分析强迫风冷仿真分析

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    磁网络电机模型下电机-齿轮传动特性研究

    陈毅韩旭朋刘焕学张全逾...
    75-81,87页
    查看更多>>摘要：结合行星齿轮系统的横向扭转特性研究分析了电机-齿轮系统机电耦合模型的动态特性.通过电机-齿轮系统进行机电耦合动力学仿真,对磁网络模型机电系统的响应与动态电机模型机电系统的响应进行了比较,分析了负载和空载状态下两系统的转矩、电流以及转速频谱特性.研究了磁饱和效应对机电耦合系统的动态特性影响,在忽略饱和效应时,机电耦合系统的动态啮合力频谱没有显著变化,在考虑磁饱和效应下,转矩频谱中存在由饱和效应引起的次谐波频率,但负载时,啮合力和转速频谱不会受到显著影响,同时分析了轴刚度对动态啮合力的影响,对优化机电耦合动态特性具有重要作用.

    行星齿轮系统动态特性磁网络模型感应电机

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    滚刀刀圈轧制工艺参数的家族遗传算法优化

    李奕晓杨善国王旭荣
    82-87页
    查看更多>>摘要：为了提高滚刀刀圈的轧制产品质量,提出了基于家族遗传算法的轧制工艺参数优化方法.介绍了滚刀刀圈的轧制成形方法和原理,减小滚刀刀圈的等效应力和等效应变为目标建立了优化模型.使用随机抽样法和Deform-3D有限元仿真得到了样本数据,使用自适应学习神经网络对工艺参数和质量参数进行了模型回归.经验证,自适应学习神经网络的拟合效率与预测精度高于传统神经网络.在遗传算法中引入家族并行进化和族间交叉策略,提高算法优化能力.经验证,家族遗传算法优化的适应度函数值小于传统神经网络,且获得最优值的迭代次数更少.经仿真和实验验证可知,优化后的轧制件外观合格,且硬度整体高于优化前,验证了刀圈轧制优化方法的有效性.

    滚刀刀圈轧制优化家族遗传算法自适应学习神经网络族间交叉

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    薄煤层采煤机摇臂行星传动齿轮优化设计

    慕杰翟雨生王成志高振帮...
    88-91页
    查看更多>>摘要：针对薄煤层采煤机摇臂行星传动齿轮优化设计问题,以优化设计理论为基础,以渐开线圆柱齿轮设计原则、齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、行星传动齿轮配齿要求等为约束条件,以行星传动齿轮体积最小为优化设计目标.从具体问题抽象出5个变量,7类边界约束条件和3个关联条件组成的复杂数学模型,分别运用fmincon非线性规划方法和遗传算法,在MATLAB软件上实现问题求解.结果表明,非线性规划和遗传算法两种优化方法都能够达到减小行星减速器体积,提高功率密度的设计目标;遗传算法相比非线性规划方法在寻找全局最优解方面,更有优势.

    摇臂行星传动齿轮优化设计非线性规划遗传算法薄煤层采煤机MATLAB

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    一种内窥式搜索机器人的设计与运动学分析

    李凤刚赵磊何广平狄杰建...
    92-97页
    查看更多>>摘要：从搜索服务的灵活性角度出发,设计了一款具有柔性骨架通过拉线驱动的搜索机器人.以实现机器人的末端导向控制为目的,研究搜索机器人导向末端的运动学特征,提出了一种基于恒定曲率假设的运动学建模方法;该方法基于旋量理论得到了机器人导向末端的正向运动学中关节空间到工作空间的映射,基于导向末端固有的几何属性得到了驱动空间到关节空间的映射以及全局的逆运动学映射.然后,给出了导向末端工作空间分析及空间轨迹规划仿真算例;接着通过实验和仿真结果对比,进一步验证了运动学算法的有效性和机器人前端的导向能力.最后,机器人通过穿越模拟的三维废墟狭小通道验证了其适应性和搜索能力.

    搜索机器人连续体运动学旋量理论

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