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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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    平面并联机器人离线PID控制优化研究

    刘一扬王春燕
    156-160页
    查看更多>>摘要：为了使平面并联机器人在闭环控制系统中具有更稳定的控制性能.对此,这里构建了平面五杆并联机器人动力学模型及其控制系统模型,给出了控制系统的增益矢量p.对机器人系统模型进行离线PID控制优化,通过控制增益来设计控制系统中的增益矢量p,从而实现非线性单目标动态优化(NLMODOP).在NLMODOP中加入动态约束,采用带约束处理机制的差分进化(DE)算法求解平面并联机器人的非线性规划问题,进而处理不稳定的动态优化.对机器人模型中的五个连杆进行仿真实验,并对有无DE算法控制的仿真结果进行了比较.结果表明:相比于无DE算法,采用DE算法下的机器人系统模型的连杆跟踪位移基本无跟踪误差.说明基于差分进化算法的平面并联机器人离线PID控制优化具有较好的控制精度和跟踪性能.

    平面五杆并联机器人离线PID控制优化非线性单目标动态优化差分进化算法

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    磁流变阻尼假肢膝关节的参数设计与特性研究

    刘旭辉胡慧娜方紫韵徐彬...
    161-165,172页
    查看更多>>摘要：设计了一种基于磁流变阻尼器的假肢膝关节,利用拉格朗日理论建立假磁流变阻尼肢膝关节的动力学模型.对设计的磁流变阻尼假肢膝关节进行参数化设计,采用ADAMS仿真软件对参数化后的假肢进行仿真,分析了不同路面条件下假肢的驱动力矩和磁流变阻尼器的阻尼力.结果显示:在摆动期,磁流变阻尼假肢的驱动力矩发生了显著的变化,需要较大的驱动力矩.在摆动阶段,磁流变阻尼器的阻尼力较大,相对于平地行走和上楼梯而言,磁流变阻尼器输出的阻尼力在下楼梯时更大.因此,基于磁流变阻尼器的假肢膝关节为后续研究奠定了一定的理论基础,通过一系列的参数化设计,使得磁流变阻尼假肢膝关节满足性能要求.

    磁流变阻尼器磁流变阻尼假肢膝关节动力学模型参数化设计ADAMS仿真

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    摆线齿轮成形磨削机床立柱的多级优化研究

    乔雪涛杨泽李放周世涛...
    166-172页
    查看更多>>摘要：针对摆线轮成形磨床立柱优化过程中的复杂性,提出一种综合拓扑优化、结构仿生、尺寸优化的多级多目标优化设计方法,实现了立柱质量、一阶固有频率、最大应力及变形位移综合目标优化.以应变能最小为目标函数,以体积分数为约束,采用拓扑优化设计方法,确定了复杂载荷下摆线轮成形磨床立柱材料的最佳分布.以王莲叶脉和芭蕉叶柄为仿生目标,采用结构仿生优化设计方法,在立柱内部仿生空间设计仿生筋板,最大限度提升立柱整体性能.采用响应面模型遗传算法对立柱内部复杂结构尺寸进行优化,得到尺寸最优解.结果表明:在受载相同的情况下,优化后的立柱质量减轻18.4%,立柱最大应力减少23.6%,变形位移减少0.6%,一阶固有频率有所提升.

    磨床立柱拓扑优化结构仿生尺寸优化响应面模型遗传算法性能仿真

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    车身参数对平台翻滚耐撞性影响规律研究

    梁永彬宾怀成刘开勇饶思敏...
    173-178页
    查看更多>>摘要：基于平台翻滚的实车试验,建立有限元与多刚体两种整车仿真模型,并对比实车试验结果验证模型的可靠性.结合仿真与理论分析,研究翻滚角速度与车身参数之间的关系,得出翻滚角速度可作为量化车辆翻滚性能的评价指标结论.通过单因素研究,得出各车身参数(质心高度、车身高度和车辆轮距)对翻滚性能影响的基本规律,以翻滚角速度为指标,结合二次回归正交组合设计方法和多刚体仿真技术,构建车辆翻滚性能与车身参数间的经验公式,实现车身参数与翻滚性能间的定量分析,并通过回归检验与实车对比试验检验公式的有效性.

    微型汽车翻滚性能车身参数仿真分析回归分析

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    铝型材静电粉末喷涂模型的研究与应用

    林轶韬刘建群许东伟高伟强...
    179-184页
    查看更多>>摘要：针对实际生产中企业为实现铝型材表面均匀涂层而耗费巨大人力物力的问题,提出了一种适用于生产实际的变高斯分布模型.通过对铝型材静电粉末喷涂影响因素的分析,使用控制变量法进行定点和连续喷涂实验,获得涂层厚度实验数据,基于高斯分布对定点实验数据进行拟合,对于拟合模型存在的远离中心截面偏差问题,采用变峰值宽度的方式对模型进行优化修正,进一步提高了模型与实验数据的拟合程度,在此基础上,通过实验数据分析了静电电压、粉末流量、喷涂速度对膜厚分布的影响,建立了不同参数下静电粉末喷涂涂层的变高斯分布模型.最后进行了喷涂实验,铝型材成品的膜厚分布情况符合模型仿真预测的结果,表明该模型能准确预测不同参数下铝型材的膜厚分布情况,在生产实际中,模型的应用可以为均匀涂层提供可靠的仿真参考和生产指导,有效减少企业调试参数的次数,提高了企业的生产效率.

    铝型材静电粉末喷涂涂层厚度变高斯分布仿真预测

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    基于NSGA-Ⅱ的电动汽车复合制动多目标优化控制

    邓璘张俊峰黄炳义
    185-189页
    查看更多>>摘要：为了提高电动汽车制动效果,设计了一种基于NSGA-Ⅱ的电动汽车复合制动多目标优化控制策略.按照多目标优化的方式实现复合制动转矩分配并建立Pareto解集,利用改造后的理想解法实施决策确定最佳输出参数,获得与制动需求相符的转矩分配结果.设计了模糊PID控制器,并开展了控制策略转矩分配仿真分析.研究结果表明:提升制动稳定性,形成更接近Ⅰ曲线的结果.进行决策分析时,考虑车辆制动过程造成的干扰,决策获得最优参数,从而完成对转矩进行分配的过程.利用这里控制策略能够回收更高比例的制动能量,促进制动回收性能的明显提升,在较低强度制动下获得更优的制动能量回收效果,相对单独的模糊控制策略具备更优综合性能,完成预期制动力的分配.该研究对提高电动汽车复合制动效率具有很好的理论支撑价值,也可以推广到其他的车辆领域.

    电动汽车复合制动多目标优化模糊控制决策联合仿真

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    管桁架焊缝检测机器人夹紧机构瞬态振动特性分析与试验

    靳壮壮曹阳刘洋张大斌...
    190-193,198页
    查看更多>>摘要：为保证管桁架焊缝检测机器人夹紧瞬间的稳定性,对机器人夹紧瞬间的振动特性展开研究.根据夹紧机构零部件配合方式构建夹紧机构振动模型,对机器人夹紧瞬间进行仿真,分析夹紧瞬间夹紧机构的响应情况,研究夹紧机构对模型参数的敏感程度.对夹紧机构进行改进,提高弹簧刚度,增加动态吸收器,建立改进后的夹紧机构瞬态振动模型,并在MatLab中进行仿真分析.开展夹紧机构振动测试试验,测量原始与改进后机构的振动情况,对比弹簧支撑振动测试结果与仿真结果.结果表明:弹簧刚度对弹簧压缩量影响最大,弹簧阻尼对调整时间影响最大;机构改进后,调整时间缩短,弹簧压缩率显著降低,稳定性优于原始机构;试验结果与仿真结果的瞬态性能指标误差均小于5%,试验结果与仿真结果具有一致性.

    管外爬行机器人夹紧机构稳定性振动特性瞬态响应

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    钻铣减震用变刚度磁力减振器设计及制振分析

    张武炳张敬民冯滔张明...
    194-198页
    查看更多>>摘要：采用半主动型减振器对钻铣加工过程进行制振控制具备可行性,充分克服了通过调节加工参数来减缓切削振动引起生产效率下降的情况.这里设计了一种动力减振器结构在分析原理的基础上,给出了系统的振动模型与运动方程.对钻铣加工中机床主轴进行了减振测试,最后利用数值仿真方法进行了减振性能评价.研究结果表明:相对于未加入动力减振器的情况下,加入动力减振器后,不同主轴转速对应的刀尖点稳态前振幅最大值也减小,进入稳定状态时的振幅最大减小,完成稳态转变时间也缩短.对比不同主轴转速下刀尖频域振结果,可以明显发现设置动力减振器后可以起到有效抑制振动的作用,当主轴达到800/min转速时,获得了最优抑制性能.该研究有助于提高钻铣设备的减震性能,提高机加工精度.

    钻铣动力减振器宽频制振

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    一种混合仿生机械手轨迹规划优化方法研究

    刘军吴鹏涛
    199-207,213页
    查看更多>>摘要：针对某串并联混合仿人机器人机械手,提出了多目标机械手最优轨迹的优化方法.首先采用归一化雅可比条件数作为静态指标,得到关节速率分布的路径,在获得轨迹规划所需的路径后,通过建立五次B样条插值轨迹进行规划,采用NSGA-Ⅱ程序对轨迹进行优化,通过定义目标的权值来确定最优解,包括行程时间、能量消耗和力矩波动.在此基础上采用牛顿-欧拉法的平衡方程和小变形叠加原理的变形协调方程组合得到混合仿生机器人的动态全解.最后通过ADAMS仿真验证了混合仿生机器人动力学模型的正确性.

    混合仿生机械手轨迹优化雅可比条件B样条插值

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    双车协同工作控制方法设计

    赵蕾磊刘新新王博王彦丰...
    208-213页
    查看更多>>摘要：在航空航天制造、轨道交通等重工业领域,大质量、大尺寸工件的搬运作业非常普遍,使用AGV转运该种特征工件有助于提高转运效率,保证转运安全.但是,单台AGV承载能力及车体尺寸有限,使用单车不利于保证转运的经济性和灵活性.针对上述问题,设计了一种双车协同工作的实现方法,该方法主要由一套解耦装置和配套控制方法组成.双车协同工作的前提是单车已具备一定精度的循迹能力.两车排队行进,一车为主车,另一车为从车;两车顶部各安装一套解耦装置,解耦装置可保证工件在有限车组相对距离差与姿态差存在的条件下不受外力损害,且单车循迹功能不受联动状态影响;配套控制方法可对车体上多种传感器采集数据进行综合处理并及时调整两车相对位置,使两车在沿前进/后退轨迹或侧向轨迹运行时保持队形基本一致.在不同车速及行进方向下进行车组运行试验,试验证明两车循迹精度与单车状态一致,两车相对距离也可得到实时调整.

    AGV双车协同解耦装置控制方法

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