期刊,中国机械工程 2024年卷3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

流-热-力耦合的高性能结构拓扑优化设计方法

李荣启闫涛何智成米栋...

487-497页

查看更多>>摘要：拓扑优化和增材制造技术的快速发展为高性能复杂装备提供了高效的产品设计和制造方法.目前高性能结构拓扑优化只考虑热-力耦合或者流-热耦合的设计,且大多局限于简单结构,未考虑流-热-力三场共同作用下的设计,限制了结构性能的提升.针对流-热-力多物理场工况下的高性能复杂结构设计这一挑战,提出了一种流-热-力耦合拓扑优化方法,以提高复杂结构的承温能力.首先引入流场、温度场和结构位移场的控制方程,对计算域的流固材料进行统一表征;然后以最小化平均温度为目标,以流动能量耗散和结构柔度为约束,建立了流-热-力耦合的拓扑优化模型,并结合变分法和拉格朗日函数开展了设计变量的灵敏度分析;最后将所建立的拓扑优化模型应用于涡轮的结构设计,得到了散热性能良好、流道分布合理的可增材制造结构.

关键词：

拓扑优化变密度法多物理场高性能结构

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聚四氟乙烯材料切削工艺和应用研究进展

倪敬崔智何利华付新...

498-514页

查看更多>>摘要：聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)因其优异的物理化学性能而成为生产制造电子通信、航空航天等领域关键零部件的重要材料.相比模压烧结工艺,切削工艺能够更高效地加工结构较为复杂的PTFE零部件.然而,PTFE材料具有韧性强、回弹性高、导热性差和线膨胀系数大等特点,使得其切削加工质量难以保证,在一些特殊领域,对PTFE 零部件的表面洁净度更是有极高的要求,这些都对PTFE材料的切削工艺提出了新的挑战.从PTFE材料的基础力学和物理化学等特性出发,总结了PTFE材料的切削加工性;结合聚合物切削理论及其研究方法分析了 PTFE 材料的切削去除机理;阐述了PTFE及其复合材料的车、铣、钻等切削加工工艺;最后概述了PTFE 材料切削工艺在相关重要领域的应用现状,并从材料性能研究、基础切削理论研究、切削工艺探索等方面总结了现有研究和应用中存在的问题,对未来研究的发展趋势和研究重点进行了展望.

关键词：

聚四氟乙烯切削机理切削工艺力学性能

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基于动态磨损模型的汽车覆盖件模具磨损数值模拟研究

赵妍洁张双杰穆振凯王伟...

515-523页

查看更多>>摘要：针对某铝合金覆盖件冲模磨损失效问题,为更加准确地预测汽车覆盖件模具的使用寿命,基于Archard磨损模型建立了动态磨损模型.该模型耦合了动态磨损系数和表面硬度变化曲线,其中,磨损系数K 转化为随接触压力和相对滑移速度变化的动态磨损系数,表面硬度考虑了磨损深度的变化.利用Python语言对 ABAQUS 软件进行二次开发,将动态磨损模型耦合到有限元模拟中,实现了考虑磨损系数和硬化层深度变化的汽车覆盖件模具磨损计算.通过对比分析凸凹模典型位置在成形过程中的动态磨损演化规律,并以模具最大磨损深度 0.5 mm作为失效判据,得到该铝合金覆盖件冲压模具的使用寿命为 635 428 次.模具主要发生磨损的位置集中在模具合模线附近和大圆角处,在实际生产中需要对这些位置进行修模、调试,从而有效延长模具的使用寿命.

关键词：

汽车覆盖件模具模具寿命模具磨损动态磨损模型

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超声振动辅助磨削CFRP复合材料薄管撕裂损伤研究

康仁科陆冰伟陈凯良李晟超...

524-533,540页

查看更多>>摘要：针对碳纤维增强复合材料(CFRP)薄管超声振动辅助磨削过程中存在撕裂损伤且形成原因不明确的问题,通过对M55J 和T300 复合材料薄管开展超声振动辅助磨削试验,探究了超声振幅、进给量及主轴转速对磨削力和撕裂尺寸的影响规律,通过对磨削过程的受力分析和对最大未变形切屑厚度的计算,分析了撕裂位置的形成原因和撕裂尺寸的变化规律.结果表明:磨削力随超声振幅的增大而减小,随进给量的增大而增大,与主轴转速的关联性较小;撕裂易出现于 CFRP 薄管内壁,其长度与高度随超声振幅的增大而减小,随进给量的增大而增大,随主轴转速的增大而减小.

关键词：

碳纤维增强复合材料薄管超声振动辅助磨削磨削力撕裂

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微流控芯片流体动压抛光工艺研究

付振峰王振忠王彪

534-540页

查看更多>>摘要：基于流体动压润滑理论设计了微结构抛光球,理论分析得出微结构在抛光球转动过程中会产生更大的流体动压力;利用 Fluent 分析了微结构类型、微结构尺寸对抛光产生的动压力的影响,通过MATLAB拟合Fluent的数据得到其产生的抛光力.得到微结构的较优参数后进行微流控芯片的区域抛光,微流控芯片平面区域表面粗糙度从 1.330 nm 降至 0.658 nm,流道表面粗糙度从 0.737 nm 降至0.379 nm.由此可进一步探索流体动压抛光技术在微流控芯片确定性抛光中的应用.

关键词：

动压润滑理论Fluent求解超精密抛光微流控芯片

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振动压路机的能量传递模型与作业参数优化研究

惠记庄骆伟张泽宇张军...

541-547页

查看更多>>摘要：为提高振动压路机作业过程的压实质量,研究了振动压路机的能量传递模型与作业参数优化.首先基于U-K方程建立"碾轮-被压实材料"的系统振动动力学模型,结合能量守恒提出振动压路机能量传递模型;然后以振动频率和压实速度作为寻优工作参数,构建路面压实质量的优化模型;最后通过案例验证证明了所提方法的可行性与有效性.结果表明:工作频率与被压实材料的固有频率比值保持在(√2)～2 范围内,可避免共振带来的影响;初始阶段低速碾压,材料性能稳定后提高碾压速度可保证高效压实,得出振动频率在 21.8～27 Hz、压实速度在 2.36～2.91 km/s范围内,可达到最优的压实效果.所提的能量传递模型、作业参数优化模型为保障振动压路机压实质量奠定了基础,为提高振动压路机压实质量和效率提供了参考.

关键词：

振动动力学压实模型最优作业参数振动压路机

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基于改进预瞄控制模型的车道保持系统设计

梁永彬付广林智桂何智成...

548-558页

查看更多>>摘要：为解决扭矩控制的车道保持(LKA)系统鲁棒性不高、受车辆制造一致性以及路面激烈干扰影响大的问题,采用神经网络技术、Autofix 算法及预瞄反馈控制理论,利用预期轨迹决策和跟随 PID控制算法设计了一套基于角度控制的车道保持系统.基于 Carsim/Veristand/MATLAB 搭建了硬件在环仿真试验平台,通过虚拟仿真验证了该车道保持系统设计的有效性与准确性.基于 GB/T 39323-2020、CN-CAP—2021、Euro-NCAP—2022 并结合实车调试及用户关注场景对车道保持系统的测试要求,通过仿真及实际场景对比验证得出以下结论:相对于扭矩控制的 LKA 系统,在相同使用场景下,使用角度控制的车道保持系统具有较好的车道保持能力、稳定性、适应性和鲁棒性.

关键词：

车道保持系统角度控制预瞄控制Autofix算法比例-积分-微分控制

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基于NSGA-Ⅱ的滑油泵叶轮结构优化设计

孙永国金欣薛冬单建平...

559-569页

查看更多>>摘要：滑油泵常需要在高空、低压工况下稳定运转,常会出现供油不足、效率降低等问题.为了得到满足设计要求且具有最佳性能的滑油泵,以某直升机用滑油泵叶轮为研究对象,对其结构进行优化设计.选择高空两个典型工况的效率与扬程作为优化目标,利用NSGA-Ⅱ算法对滑油泵叶轮几何参数进行寻优,对优化前后的滑油泵效率、扬程进行对比分析.采用 CFD流体仿真及实验方法对优化结果进行对比验证.结果表明:所选优化参数对滑油泵性能有较大影响,优化后的滑油泵叶片位置附近流动更加平稳,高低压区域过渡平缓,能量损失更小,且降低了汽蚀发生的可能性;优化后的滑油泵设计点扬程提高 2.6 m,效率提高 2.86%.

关键词：

滑油泵叶轮优化设计非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ扬程效率

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《中国机械工程》"轻质薄壁构件极端应变速率成形制造"专栏征文通知

《中国机械工程》编辑部

569页

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