期刊,中国机械工程 2024年卷10期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

中国机械工程

中国机械工程学会

主办单位：中国机械工程学会

主　　编：周佑启

出版周期：半月刊

国际刊号：1004-132X

电子邮箱：paper@cmemo.org.cn

电　　话：027-88011893

邮政编码：430068

地　　址：湖北省武汉市湖北工业大学772信箱

中国机械工程/Journal China Mechanical EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI

查看更多>>本刊是中国机械工程学会会刊。反映中国机械工程领域重大学术进展，报道中国机械工程学会系统的最新学术信息，围绕机械企业科技进步传播重大科技成果，就机械工程界的热点开展讨论，不断跟踪世界机械工程最新动向，注重完善机械科技人员的知识结构，以探询学科发展趋势，促进学术成果交流，提高科技人员素质、推动企业科技进步为宗旨，以深内涵、广视野、强应变、高品味、厚基础为办刊特色。

正式出版

收录年代

柔性关节弹性组件的设计和试验分析

李琦高宏

1815-1823,1844页

查看更多>>摘要：设计了一种用于柔性关节的弹性组件,提出交叉弹簧片型弹性组件的设计思路、设计方法和设计理念.首先,设计规划柔性关节结构组成,基于梁约束条件和本构关系对弹性组件进行力学建模,确定柔度矩阵和刚度矩阵具体项,同时对柔性关节运动端进行动力学建模;然后,对弹性组件进行实例设计,通过有限元分析进行设计验证,对运动过程中柔性关节的模态频率和振型位移进行仿真;最后,搭建试验系统,对弹性组件实例设计进行试验,计算其旋转刚度.通过交叉验证,并取三组数据样本进行分析,结果显示,设计的弹性组件理论值、仿真值和实验值三者之间的一致性较好,第一组三者之间最大误差为7.59％,第二组最大误差为4.32％,第三组最大误差为6.70％,由此表明了利用梁约束理论和本构关系设计弹性组件的可行性.提出的柔性关节弹性组件有一定的通用性,不仅能应用于关节式机械臂,还能应用于康复机器人、仿生机器人领域,为机器人柔性关节的设计提供了一种新的思路.

关键词：

柔性关节弹性组件力学建模旋转刚度

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复合材料尾门结构的拓扑-参数一体化轻量化设计

成艾国王超陆日进何智成...

1824-1833页

查看更多>>摘要：以某新能源车型的尾门为研究对象,结合注塑长玻纤增强复合材料,提出了一种结构拓扑-参数一体化轻量化设计方法,并为尾门性能仿真和优化设计分别建立了联合仿真和常规仿真模型,提高了仿真精度和优化效率.首先,基于常规仿真模型通过三步式结构概念设计优化并重新设计了复合材料尾门结构.然后,建立了用于后续多目标优化的联合仿真模型,并通过样件试制和性能试验进行了验证.最后,利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对尾门的筋条厚度、关键位置厚度、截面尺寸进行了详细优化.优化后的复合材料尾门质量比原钢制尾门减小了 27.2％,同时尾门扭转刚度、横向刚度、弯曲刚度及自由模态满足应用要求.

关键词：

长玻纤增强复合材料尾门联合仿真概念设计参数优化

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万方数据
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考虑切削能耗和表面质量的碳纤维增强树脂基复合材料加工工艺参数优化决策

鄢威王欣怡张华朱硕...

1834-1844页

查看更多>>摘要：碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)二次加工能耗与质量的影响要素相比于传统材料加工更为复杂,导致现有相关经验公式难以适用.基于此,以CFRP二次加工的切削力分析为切入点,对考虑能耗和质量的CFRP加工工艺参数优化决策问题开展研究.首先分析纤维方向角对CFRP加工形式的影响,推导了切削力模型;然后建立了以切削三要素和纤维方向角为变量,以切削能耗和表面粗糙度为目标的多目标优化模型,并提出了多样化突变驱动的粒子群优化算法(DM-PSO)与层次分析法(AHP)集成的工艺参数优化决策方法;最后通过铣削试验设计验证了上述模型和方法的可行性和优越性.

关键词：

碳纤维增强树脂基复合材料加工工艺参数优化决策加工能耗表面粗糙度

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数控铣床低碳高质建模及工艺参数优化

李泽亚罗敏张超勇徐金瑜...

1845-1851页

查看更多>>摘要：针对数控铣床生产过程中工艺参数不合理导致碳排放量高、表面质量差等问题,提出了一种面向低碳高质的数控铣床工艺参数优化方法.分析了铣削过程碳排放因素,给出碳排放效率、表面粗糙度和加工时间的目标函数,构建基于灰狼算法改进支持向量回归的数控铣床碳排放效率和表面粗糙度预测模型.以主轴转速、进给速度和切削宽度为优化变量,采用改进白鹭算法进行切削参数优化,获得了低碳高质高效工艺参数Pareto前沿解,通过熵权-逼近理想解排序法选择合适的工艺参数.搭建了数控铣床碳排放监测实验平台,实验结果验证了所提方法的可行性和有效性.

关键词：

低碳高质改进支持向量回归改进白鹭算法熵权-逼近理想解排序法

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基于应变梯度理论的切削加工SiCp/Al表面创成机理分析

范依航楚星雨郝兆朋

1852-1861页

查看更多>>摘要：为了深入研究颗粒增强铝基复合材料的切削过程,对45％体积分数的SiCp/Al复合材料通过多相建模的方法建立了基于应变梯度的本构模型,并对软件ABAQUS进行了二次开发,用程序语言将所建本构模型以及描述断裂的B-W断裂准则编入用户子程序VUMAT,并导入ABAQUS进行仿真分析.结合切削实验和仿真分析结果,研究了在相同切削速度及不同切削深度下SiCp/Al复合材料加工表面温度、材料内部应力应变和位错的变化情况.研究结果表明,相较于传统Johnson-Cook模型,修正后的本构模型所得到的结果与实验结果更加吻合;切削深度增大会引发高温梯度;材料内部应力会在颗粒附近形成应力集中;在加工表面应变较大的区域出现大量位错,导致加工颗粒增强金属基复合材料的难度上升.

关键词：

颗粒增强金属基复合材料应变梯度切削温度位错

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整型对辊弯成形产品精度的影响机理研究

邢刚韩飞黄宏江

1862-1870页

查看更多>>摘要：为研究整型工艺对辊弯成形产品精度的影响,采用试验与有限元的方法分析不同整型方案对产品精度的影响;对不同整型方案下辊弯成形过程中的成形力、扭矩、应力应变进行分析,揭示整型对辊弯成形产品精度的影响机理.研究结果表明,整型可以降低型材的残余应力;降低端头效应对成形件精度的影响;对回弹的影响随成形角度的增大而增大,角度越大,整型工艺对其影响越大.

关键词：

辊弯成形产品精度整型回弹

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重卡桥壳轴向-环向补料液压胀形内压加载路径的确定

张家旗王连东王晓迪宋希亮...

1871-1880,1889页

查看更多>>摘要：轴向-环向补料液压胀形变形过程复杂,合理的加载路径确定困难,成形时易发生失稳起皱及胀裂.通过变形分析,揭示了轴向-环向补料液压胀形两个阶段各典型位置发生变形所需内压的变化规律,确定了线性增压—恒压—线性降压的加载路径,推导出各阶段的内压计算公式,给出了上控制模平面高度与最大扩径量的关系.针对某载荷10 t重卡桥壳,通过有限元模拟及工程试验验证了加载路径的正确性,揭示出加载路径线性降压段的降压系数、上控制模高度系数对管坯成形质量的影响,确定了二者的合理范围,消除了失稳起皱及开裂的隐患.

关键词：

重卡桥壳液压胀形加载路径轴向-环向补料D形截面预成形管坯

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数据驱动的混凝土泵车臂架疲劳载荷谱编制

李鹏王一棠王佳茜周佩泉...

1881-1889页

查看更多>>摘要：为对混凝土泵车进行疲劳分析,利用大数据分析技术,提出了一种数据驱动的混凝土泵车臂架疲劳载荷谱编制方法.通过分析臂架倾角和夹角定义了混凝土泵车典型作业姿态.根据所选取的典型作业姿态进行载荷信息采集,并对采集到的原始信号进行了数据预处理,以提高数据质量,令之后的疲劳载荷谱编制更具可靠性.采用参数法对测试载荷谱的幅值分布进行了参数估计和外推,以获得全寿命周期下的载荷谱,并用强化后载荷谱进行了疲劳验证.通过对300多台某型号混凝土泵车所采集到的大量数据进行试验验证了所提方法的可靠性和工程实用性.该研究成果为混凝土泵车多关节臂架结构疲劳载荷谱编制提供了参考.

关键词：

混凝土泵车臂架结构载荷谱疲劳试验

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计及叶轮不平衡的差动调速风电机组变桨距控制

张文华尹文良张祯滨刘琳...

1890-1899页

查看更多>>摘要：为保证差动调速型风电机组在全风速区间内运行的能量效率及稳定性,在考虑叶轮不平衡、风剪切及塔影效应的影响下,提出了一种基于径向基(RBF)神经网络的滑模变结构控制(SMVSC)方法,以完成差动调速型风力机桨距的准确、快速调节.该方法将滑模误差引入其控制的自适应率中,通过在线调整RBF神经网络的权值和中心值来有效地抑制抖振效应.搭建了 1.5 MW差动调速型风电机组仿真模型,在利用物理试验平台对仿真模型进行原理验证后,对所提RBF-SMVSC方法的控制效果进行了对比验证.研究结果表明:相较于PI和传统滑模控制独立变桨方法,在不同的风速条件下,所提控制方法不仅可以更加快速、精确地调节风力机转速和功率输出,还可以有效提高机组的能量捕获效率,减小不平衡载荷.

关键词：

风电机组差动调速变桨距控制神经网络滑模控制不平衡故障

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