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期刊信息/Journal information
中国机械工程
中国机械工程学会
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中国机械工程学会

周佑启

半月刊

1004-132X

paper@cmemo.org.cn

027-88011893

430068

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

    基于健康因子和混合Bi-LSTM-NAR模型的锂离子电池剩余寿命预测

    夏然苏春
    851-859页
    查看更多>>摘要：为准确预测锂离子电池剩余寿命、降低电池工作风险,提出一种新的锂离子电池剩余寿命在线预测模型.基于锂离子电池历史运行数据提取6种健康因子,用于表征电池的退化状态;采用随机森林(RF)算法完成健康因子的评价与筛选;利用经遗传算法优化的广义回归神经网络(GA-GRNN)完成锂离子电池剩余容量的估计.在此基础上,应用结合双向长短期记忆(Bi-LSTM)网络模型和非线性自回归(NAR)神经网络的混合模型(混合Bi-LSTM-NAR模型)预测锂电池剩余寿命.以NASA公开数据集为例完成案例研究,结果表明:通过因子筛选,可以为锂离子电池容量估计及剩余寿命预测的精度提供保障;与已有方法的预测结果相比,所提混合预测模型的预测精度显著提高.

    锂离子电池健康因子神经网络剩余寿命预测

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    多负载环境下微加速度计的可靠性建模与分析

    关存贺许高斌蒋京奇王焕章...
    860-868页
    查看更多>>摘要：针对多负载环境下微电子机械系统(MEMS)微加速度计易出现的敏感结构断裂及材料疲劳退化问题,提出了一种基于全概率理论的微加速度计可靠度预估模型.该模型结合齐次泊松过程和Wiener退化过程,分别表征单位时间内作用在微加速度计上的冲击载荷次数以及器件在振动负载下的疲劳退化过程,完成了微加速度计在广义极端冲击、广义δ-冲击和广义混合冲击条件下的可靠度建模.对比分析了三种模型预估的可靠度随时间的变化规律,分析得出,广义混合冲击模型的可靠度计算结果更具有指导意义.进一步对广义混合冲击模型进行参数敏感性分析,研究结果表明,冲击强度与冲击次数对微加速度计的可靠度具有显著影响.

    微加速度计多负载环境可靠性全概率理论

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    膜片式微通道预冷器换热微细管束振动分析与可靠性评价方法

    王正马同玲王博文顾美丹...
    869-876,885页
    查看更多>>摘要：针对预冷吸气式组合发动机的膜片式微通道预冷器换热微细管束振动可靠性问题,建立换热微细管固有振动特性计算方法与数学模型,研究预冷器换热微细管在高速气流冲击下的振动模式,给出综合考虑旋涡脱落激振、紊流抖振和弹性激振等多种共振模式的预冷器换热微细管束振动可靠性评价模型,揭示预冷器换热微细管振动可靠度的变化规律.研究结果表明,预冷器换热微细管的固有振动频率与换热微细管外径、壁厚、相邻支撑间隔板之间跨度以及材料特性等参数密切相关,其振型具有正弦函数的特征;预冷器换热微细管在高速气流冲击作用下存在旋涡脱落激振、紊流抖振、弹性激振等共振模式;预冷器换热微细管振动可靠度随外侧被冷却工质流速的增大呈现出先降低后提高并趋近于某一数值的变化规律;为防止预冷器换热微细管发生共振损坏,在结构设计中要充分结合工作剖面、流动换热特性等,合理设计换热微细管束结构参数.

    预冷吸气式组合发动机预冷器换热微细管束振动分析可靠性评价

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    大口径火炮弹协调器机构可靠性优化设计研究

    闫利军李广岐刘勤高景洲...
    877-885页
    查看更多>>摘要：为提高弹协调器的交弹效率,同时保障协调交弹动作具有高可靠度,开展某弹协调器机构的可靠性优化设计.考虑主要几何尺寸、制造误差、重要构件弹性变形等影响因素,建立某弹协调器的参数化刚柔耦合动力学模型,通过参数化动力学分析,复现协调器的协调交弹动作失效,并建立相对应的功能函数及协调器可靠性优化设计模型.针对协调器可靠性优化模型,为提高优化设计的效率和精度,构建新的Kriging模型自适应更新策略,并与序列二次规划(SQP)方法、功能函数度量法(PMA)/可靠度指标法(R1A)结合,提出协调器机构可靠性优化设计方法.研究结果表明,在协调交弹可靠度满足要求的情况下大幅提高了某协调器的协调效率,也验证了所提方法的有效性和工程价值.

    弹协调器可靠性优化设计Kriging模型序列二次规划

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    电连接器用聚氨酯胶密封件贮存可靠性统计模型的加速试验验证与评估

    钱萍陈驰陈文华吴山奇...
    886-894页
    查看更多>>摘要：针对电连接器用聚氨酯胶密封件在长贮条件下的寿命评估问题,从机理层面分析了聚氨酯胶密封件内聚破坏和边界破坏导致性能下降的原因.依据从机理层面建立的电连接器用聚氨酯胶密封件贮存可靠性统计模型,利用聚氨酯胶密封件温湿度综合应力加速退化试验数据,综合应用粒子群优化算法和回归分析、AD检验及拟合优度等检验方法,从数据统计层面验证了电连接器用聚氨酯胶密封件失效物理方程和退化轨迹模型的合理性.利用扫描电镜和能谱分析验证了失效机理分析的正确性.最后,利用所建模型评估了电连接器用聚氨酯胶密封件在贮存环境下的可靠寿命.

    电连接器密封失效机理加速试验统计检验可靠性评估

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    碳纤维层合板胶接接头在湿热环境下的性能演变

    余海燕章代昕楚遵康
    895-903页
    查看更多>>摘要：为了研究碳纤维复合材料(CFRP)胶接接头对汽车涂装过程中的高温高湿环境的适应性,对单搭接CFRP胶接接头进行了烘烤和加速吸湿实验,对经历不同湿热环境的胶接接头进行了剪切拉伸和正向拉伸试验,对连接强度改变及接头的失效模式演变进行了讨论,对环氧树脂与聚氨酯两种胶粘剂连接的接头对烘烤的适应性进行了比较,并研究了在搭接区域边缘增加胶瘤对提高连接强度的效果.研究结果表明:单搭接CFRP胶接接头的剪切拉伸强度远高于正向拉伸强度.烘烤处理后CFRP层合板及CFRP胶接接头的强度不但没有下降,反而有所提高.DP420环氧树脂胶比DP6330聚氨酯胶具有更好的耐烘烤性.吸湿后,CFRP胶接接头的强度、刚度以及最大断裂位移出现了减小.接头的失效模式从胶层内聚失效逐渐演变为与CFRP层合板的层间失效.在搭接区域边缘增加胶瘤能有效提高CFRP胶接接头的剪切拉伸强度.

    碳纤维复合材料胶接接头烘烤湿热连接强度

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    基于改进四叉树和比例边界有限元法的自适应设计域拓扑优化方法

    王浩王江北罗浩东王立文...
    904-915,927页
    查看更多>>摘要：针对大型结构拓扑优化计算成本高和固体各向同性材料惩罚模型(SIMP)在优化后结构边界处求解精度低的问题,提出了一种基于SIMP法的自适应设计域(ADD)拓扑优化方法.将改进四叉树法应用在拓扑优化的过程中,通过自动划分不同等级的网格单元来减少网格数量、减轻计算负担并提高边界处求解精度;采用比例边界有限元法(SBFEM)实时计算划分后结构的有限元信息,解决了不同等级网格间悬挂节点的问题.所提方法可在初始网格相对较少的情况下得到更加精确的结果,大幅度地降低了计算成本.数值算例结果表明,所提方法在最终结构边界处精度相同的情况下,计算时间最快可缩短为原来的1/100,可以为后续降低大型结构拓扑优化的计算成本提供参考.

    拓扑优化改进四叉树法比例边界有限元法网格自适应

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    基于超声导波技术的双层粘接结构界面质量检测

    吴慧李晓高沈国浪王兴国...
    916-927页
    查看更多>>摘要：针对粘接结构界面质量难以检测的问题,提出一种超声导波检测技术方法.基于弹簧模型和波动方程建立超声导波在双层粘接结构中传播的数学模型,获得不同粘接界面的频散方程,通过求解该方程获得不同粘接界面的频散特性.利用COMSOL软件模拟了声波在不同粘接界面的传播过程.仿真结果表明,在频率为1 MHz时刚性粘接条件下,数值求解的群速度为4.632 km/s,仿真平均群速度为4.505 km/s,误差为2.74％;在滑移粘接条件下,数值求解的群速度为4.855 km/s,仿真平均群速度为5.045 km/s,误差为3.91％;在完全脱粘条件下,双层粘接结构频散曲线为单层频散曲线的叠加.通过对双层介质超声导波实验检测结果的分析,发现实验结果与数值求解和有限元仿真结果吻合较好,验证了该理论模型的正确性.

    粘接结构弹簧模型频散方程有限元仿真群速度

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    基于严格反馈模型的电液伺服作动器控制策略研究

    倪涛吕博张泮虹赵泽仁...
    928-937,949页
    查看更多>>摘要：主动悬架可根据车辆实时状态调节悬架参数,显著提高应急救援车辆救援效率,电液伺服作动器是电液伺服主动悬架系统实施主动控制的核心部件.对电液伺服作动器控制策略展开了研究,建立了主动悬架液压伺服作动器模型;基于该模型提出了基于严格反馈模型的自适应位置跟踪控制策略,并证明了该策略在Lyapunov意义下的稳定性.仿真和单缸实验验证表明,与传统控制方法相比,所提出的位置跟踪算法可有效提高电液伺服作动器的位置跟踪性能.

    三轴应急救援车辆主动悬架电液伺服作动器位置跟踪自适应

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    带式输送机不停机更换托辊机器人研究与应用

    田立勇唐瑞于宁杨秀宇...
    938-949页
    查看更多>>摘要：针对带式输送机托辊更换频繁、人工更换工具笨重、作业劳动强度大、停机更换效率低等问题,以王家岭煤矿主平硐带式输送机为研究对象,根据巷道参数和更换托辊流程,研究不停机更换托辊机器人,制定机器人总体研究方案.基于功能分析法与不停机更换托辊理论研究,利用SolidWorks软件建立机器人三维实体模型,并对行走机构、姿态调整平台、伸缩支撑平台、拆装机械手参数进行优化.通过ANSYS Workbench软件对支撑平台和皮带举升机构进行有限元分析,伸缩支撑平台采用滑轨式结构,滑轨在悬臂和举升额定载荷下应力分别为15.647 MPa和66.395 MPa,最大变形位移出现在额定载荷条件下,位移为1.0742 mm.皮带举升机构选用剪叉式结构,额定举升时最大应力为152.82 MPa,最大位移为0.7331 mm.依据设计参数加工机器人样机,以功率为64 kW的柴油发动机为动力,通过液压马达驱动履带行走,速度范围在3～8 km/h,姿态调整平台可实现升降高度0～357 mm、俯仰角度±15°、侧倾角度-4°～7°、旋转角度一10°～20°、横移范围0～400 mm、纵移范围0～350 mm,多级伸缩机构采用组合滑轨方式实现平台0～2.1 m伸缩,采用五自由度机械手可实现对不同位置托辊进行拆装.通过地面及井下试验测试对机器人样机的行走、姿态调整、举升皮带、拆装托辊功能进行试验验证,结果表明:机器人在主平硐狭窄巷道行驶通过性良好,伸缩支撑平台在输送机不停机状态下举升皮带最大高度为241 mm,为机械手拆装不同位置托辊提供足够操作空间以达到设计性能要求,研究带式输送机不停机更换托辊机器人可为煤矿带式输送机维修提供新途径.

    带式输送机维修机器人更换托辊不停机举升皮带

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