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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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    限界法克服连续体结构拓扑优化载荷病态问题

    俞燎宏荣见华
    139-144页
    查看更多>>摘要：在连续体结构拓扑优化中,当结构所承受的工况载荷幅值相差多个量级时,使用传统优化方法所得结果中可能存在载荷病态问题.为了解决载荷病态问题,提出了基于限界法的优化求解思路.首先,通过限界法将多目标优化问题转化为单目标优化问题,结合变体积约束限技术,建立新的等效近似优化模型;当同一工况内有载荷病态时,在优化模型中增加柔顺度小量变化约束.然后,基于Heaviside密度过滤,对目标函数和约束函数进行灵敏度计算,采用移动渐近线算法(MMA)优化求解.最后,通过二维和三维算例,验证了所提方法的可行性和有效性.与现有方法比,该方法可高效地获得0/1分布更清晰、性能更优的结构拓扑.

    拓扑优化载荷病态限界法Heaviside过滤MMA算法

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    汽车散热器的结构参数对冷却性能影响分析

    詹永富张霞王剑波
    145-148,151页
    查看更多>>摘要：散热器通过翅片表面实现冷却空气与冷却液之间热交换,翅片的布局将直接影响到散热器的冷却性能.针对翅片的结构参数影响进行分析.根据翅片的结构特点,获取表面散热带面积的数学模型,分析主要影响因素.采用计算流体力学方法,搭建8*3散热器的冷却场分析模型.分析不同的翅片间距、厚度及宽度等,对散热器冷却性能的影响,获得参数的影响规律.依托于汽车散热器冷却系统试验台,对翅片参数变化的影响进行试验测试,并对仿真分析进行验证.结果可知:散热器的翅片间距、厚度与散热面积呈负相关,而宽度则呈现正相关;冷却液沿翅片流动方向的流场分布稳定,而在冷却风流动方向则呈现阶梯变化;无外部因素影响时,出入口冷却空气设置对散热器冷却性能影响较小;考虑车辆行进方向时,吸风布置的散热效率更高;相同工况和参数条件下,散热器温差的试验测试结果与模型仿真分析变化趋势一致,且温差的误差控制在3％以内,表明模型分析的可靠性与准确性,为此类设计和生产提供重要参考.

    汽车散热器计算流体力学冷却性能翅片试验

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    血管介入手术VR训练系统的力检测装置设计

    王宇石志航
    149-151页
    查看更多>>摘要：血管介入手术VR训练系统旨在通过手操作器与虚拟环境的实时交互来模拟真实的手术环境.而血管介入手术对力信息非常敏感,为了达到训练效果,精确的力信息检测就显得尤为重要.设计安装于手操作器上的力检测装置,通过采集操作者手部水平、旋转两个自由度的运动信息,驱动虚拟环境中导管的运动,达到模拟真实手术场景的目的.利用3D建模软件CATIA,对力检测装置进行合理的设计.设计结构紧凑,而且可实现两自由度解耦的力检测,使检测更加灵活.通过测试,所设计的力检测装置能精确的检测操作者手部水平、旋转两个自由度的力信息,并且误差均小于0.1N,能够满足血管介入手术VR训练系统的训练要求.

    力检测装置血管介入手术训练系统虚拟环境

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    六关节喷涂机器人控制系统的设计

    卢一光刘建群陈宇鹏高伟强...
    152-155页
    查看更多>>摘要：针对中小型企业在喷涂作业方面有多品种、小批量、编程要求低等需求,提出一种嵌入式六关节喷涂机器人控制系统的设计方案.该系统以OMAP-L138双核处理器为核心搭建了硬件平台,采用模块化编程的方式进行软件开发.系统中ARM负责文件和指令的传输、处理等非实时任务,DSP用于处理特征点提取、曲线拟合和插补等实时任务,通过DSPLINK开发双核通信模块,用于ARM和DSP之间的双核通信,完成六关节喷涂机器人控制系统的设计与开发.系统实现了对六轴伺服的运动控制,并且具有手把手示教编程的功能.经过实际运行情况可知,系统较好地完成喷涂作业,达到预期要求.

    喷涂机器人嵌入式系统OMAP-L138示教编程

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    五模块有轨电车整车称重调簧计算分析

    秦怡张兵杨见光张青松...
    156-161页
    查看更多>>摘要：针对五模块有轨电车重量分配的调整需要依靠工人们的经验以及调整精度充满不确定性等问题,结合五模块有轨电车自身的结构特点,在技术成熟的四轴车八点调簧算法的基础上设计出适合多模块车辆的调簧算法.在四点、八点和十二点调簧力学模型之间的规律基础上,给出了五模块有轨电车任意n点调簧计算通用模型的推导过程和提出了加垫调簧的优化算法.该模型有效地解决了大部分轨道车辆的调簧计算.用几种常见的工程优化算法对该模型进行求解,结果表明:相较于遗传算法,粒子算法,退火算法在计算时间,加垫量等方面都优于其他两种算法,最终认为退火算法为最适合五模块有轨电车调簧计算的优化算法.

    调簧调簧力学模型优化算法加垫

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    仿象鼻子实验平台的设计与运动学仿真

    杨淼狄杰建赵玉侠赵全亮...
    162-166,171页
    查看更多>>摘要：针对现有的仿大象鼻子机器人,存在着自身结构复杂、难以控制的特性,现研制了一套新型仿象鼻子机器人的实验平台,它具有结构简单、加工成本较低、控制简单等特点.整个仿象鼻子机器人的机械臂由四节组成,每节机械臂可实现两个自由度,仿象鼻子机械臂可通过12根钢丝绳的协调控制实现自身位姿的灵活改变.首先采用旋量理论和指数积方法对象鼻子机械臂进行了运动学分析,然后通过ADAMS虚拟样机软件对仿象鼻子机械臂的实验平台进行了刚柔耦合系统的运动学和动力学分析,验证了运动学分析的正确性,对后期平台实验的可行性、可控性以及结构设计的可靠性提供一定的指导意义.

    象鼻子机器人运动学运动仿真ADAMS

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    串联弹性驱动器的设计及力矩控制研究

    董伯麟杨瑞伟
    167-171页
    查看更多>>摘要：为了改善机器人在人机交互过程中力矩柔顺性问题,对机器人关节中的串联弹性驱动器(Series Elastic Actuator,SEA)进行了改进,从而提高了 SEA驱动器中弹性体受力与变形的线性特性.在力矩控制器的设计中,采用了基于数据驱动控制的无模型自适应控制算法(MFAC),并利用BP神经网络算法实现控制器参数的在线自整定.该数据驱动控制算法在不需要建立受控系统精确数学模型的情况下,即可实现串联弹性驱动器(SEA)的力矩控制.既简化了控制器设计的难度,避免了机器人关节建模的复杂性和未建模的动态误差,又提高了控制系统对负载扰动的鲁棒性.为了验证控制方法的有效性,对SEA驱动器进行仿真分析.仿真结果验证了所设计的控制方法对SEA力控具有良好的跟随性,能够实现机器人与人、环境之间的安全物理交互.

    串联弹性驱动器力矩控制人机交互BP神经网络无模型自适应控制数据驱动控制

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    风力机叶片三维建模与力学特性分析研究

    张萌姚立权
    172-175页
    查看更多>>摘要：风力机叶片的三维建模与静力学和动力学分析是开展风力机叶片可靠性分析和优化设计的前提.通过给定翼型的二维离散坐标点来计算叶片上位置叶素所对应模型信息,结合三维建模和有限元分析软件,开展了入流风载荷作用下叶片的静强度、模态和谐响应分析,获得了叶片结构的最大应变、应力、典型振动模态和(0-120)Hz激励频率作用下变形量的频响峰值,为大中型风力机叶片(基于疲劳失效)的结构优化设计和可靠性分析提供重要参考.

    风力机叶片三维建模静力学分析动力学分析模态

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    意象驱动基于功能-行为-结构的产品造型设计研究

    杨延璞田宏亮焦生杰田星...
    176-179页
    查看更多>>摘要：为建立产品功能和结构与产品造型之间的有效连接,引入功能-行为-结构(Function-Behavior-Structure,FBS)模型分析产品要素组成,以意象为约束驱动产品功能到造型的转化.建立基于FBS的产品意象造型递进式映射策略,以功能和结构相似度为约束选择产品造型模块,利用逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS)从功能、结构与产品意象三方面实现对产品造型模块的选择排序,从而有助于实现产品功能模块布局与用户对造型意象感知的合理结合.最后,以煤矿钻机的意象造型设计为例验证了方法的有效性.

    产品造型设计产品意象功能-行为-结构逼近理想解排序法

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    基于改进谐波小波和分形的碰摩故障诊断研究

    宋圣霖雷文平郝旺身陈宏...
    180-183页
    查看更多>>摘要：为了提高分形维数提取碰摩故障特征的区分度和稳定性,提出了一种基于改进谐波小波和分形的算法.采用高斯包络改进的谐波小波对旋转机械信号进行处理,运用G-P关联维数计算分形维数.在Bently转子实验台上分别采集正常工况、单点碰摩、不平衡激励的碰摩三种数据,计算得出改进谐波小波处理后的关联维数能够很好的识别出故障,保真性较高,稳定性相比原始信号以及谐波小波处理信号高29.17％、14.81％以上.结果表明,改进谐波小波和分形能够更准确稳定得诊断碰摩故障信息,优于传统的关联维数算法.

    谐波小波分形关联维数碰摩故障诊断

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