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中国机械工程

中国机械工程

2024年08期

《中国机械工程》由中国科协主管、中国机械工程学会主办，是中国机械工程学会会刊，是中国机械工程领域的权威期刊。曾入选国家期刊方阵“双高”期刊，获三届国家期刊奖、三届全国百强科技期刊。

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机械基础工程 | 弧形金刚石砂轮机械修整研究进展

机械基础工程 | 弧形金刚石砂轮机械修整研究进展

摘要：弧形金刚石砂轮因特有的弧形轮廓，常用于陶瓷、光学玻璃、硬质合金等难加工材料光学元件的精密超精密磨削加工。然而，在光学元件磨削加工过程中，由于砂轮与工件表面间的相互作用，砂轮表面受到挤压破坏，长时间磨削后会产生砂轮堵塞、砂轮磨损、砂轮尺寸和形状精度下降等问题，进而降低了磨削后光学元件的表面粗糙度、面形精度和损伤厚度等。修整弧形金刚石砂轮是解决上述问题的有效途径之一，机械修整因具有修整效率高、便
机械基础工程 | 椭圆横断截面新型双轴柔性铰链设计及分析

机械基础工程 | 椭圆横断截面新型双轴柔性铰链设计及分析

摘要：现有同位正交复合缺口双轴柔铰存在矩形横断截面锐边结构，增大了应力集中效应，且无法通过优化纵向缺口轮廓来消除。为此，提出一类椭圆横断截面新型双轴柔铰。首先以圆弧缺口为对象，构建该类柔铰的参数化结构模型；然后基于卡氏第二定理建立其柔度及最大应力理论模型，通过有限元分析验证模型的有效性，基于此，实现了柔度及应力集中特性分析；最后通过实验测试验证了柔铰的柔度性能。结果表明，椭圆横断截面型双轴柔铰具备
机械基础工程 | 采油单螺杆泵动态力学特性及疲劳寿命预测研究

机械基础工程 | 采油单螺杆泵动态力学特性及疲劳寿命预测研究

摘要：针对常规采油螺杆泵定子橡胶疲劳失效的问题，以油田常用的GLB120-27型单螺杆泵为研究对象，开展了50 ℃油浸工况下定子橡胶材料疲劳试验，获取了橡胶材料的疲劳性能参数，并构建了疲劳寿命预测模型。运用ABAQUS软件对螺杆泵进行动态力学特性有限元分析，基于数值模拟得到应力应变响应结果和定子橡胶材料单轴拉伸试验应力应变拟合表达式，计算了疲劳危险位置点应变能释放率的范围。利用构建的疲劳寿命预测模
机械基础工程 | 恒幅载荷下填充天然橡胶概率疲劳寿命预测模型

机械基础工程 | 恒幅载荷下填充天然橡胶概率疲劳寿命预测模型

摘要：建立一种条件概率分布模型来描述任意应变水平下的橡胶疲劳寿命分布规律。开展了不同应变水平下的橡胶单轴拉伸疲劳试验，分析了橡胶疲劳寿命的分布规律，并采用极大似然估计法确定了橡胶疲劳寿命概率分布模型的参数值。采用最小二乘法拟合了应变水平与概率分布模型参数值之间的函数关系，并建立了条件概率的分布模型。开展了橡胶疲劳可靠度的评估，建立了橡胶P-ε-N模型，通过与实测寿命的比较，验证了橡胶P-ε-N模型
机械基础工程 | 基于SOA-VMD-ICA的海水泵激励源特征提取方法

机械基础工程 | 基于SOA-VMD-ICA的海水泵激励源特征提取方法

摘要：针对海水泵复杂多源激励特征提取问题，提出了一种海鸥优化算法（SOA）、变分模态分解（VMD）和独立分量分析（ICA）相结合的海水泵激励源特征提取方法。基于单通道测量信号，采用VMD算法与SOA算法选取信号平方包络谱峭度统计量作为适应度函数，寻优获取模态分解数量K、惩罚系数α及特征模态函数（IMF）分量。采用信号排列熵作为噪声检验函数，合理选取排列熵阈值，对IMF分量进行噪声筛选，获取非噪声I
机械基础工程 | 弹塑性接触冲击永久变形与滑移长度的解析求解

机械基础工程 | 弹塑性接触冲击永久变形与滑移长度的解析求解

摘要：在机械系统的设计与应用中，多体表面之间的弹塑性接触冲击现象是一个重要的力学问题，蕴含复杂的物理力学特性，对接触力等关键参数的解析与表征还存在许多争议与谜团。针对弹塑性倾斜接触冲击事件，根据Brake压陷模型建立瞬时接触力和接触变形的计算式，用接触变形系统地探讨与描述弹塑性接触冲击过程；基于广义动量定理，对冲击持时、永久变形和滑移长度的内在关系进行解析，分别得到以积分形式表示的永久变形和滑移长
机械基础工程 | 高速列车车轮两阶段退化建模及可靠性分析

机械基础工程 | 高速列车车轮两阶段退化建模及可靠性分析

摘要：针对高速列车车轮在退化过程中呈现两阶段特征的问题，提出一种基于两阶段非线性Wiener过程的高速列车车轮退化建模及可靠性分析方法。采用CUSUM（CUmulative SUM）算法实现车轮退化过程变点判别，在此基础上，利用马尔可夫链蒙特卡罗方法估计模型未知参数。针对车轮两阶段退化过程较为复杂、可靠度解析形式难以求解的问题，通过蒙特卡罗模拟方法求解得到车轮可靠度函数曲线和可靠寿命。最后以某机车
机械基础工程 | 基于多智能体深度Q网络交互的板壳加强筋生长式设计

机械基础工程 | 基于多智能体深度Q网络交互的板壳加强筋生长式设计

摘要：基于板壳加强筋生长步序列的马尔可夫性质，提出了板壳加强筋生长式设计的强化学习驱动策略。以结构整体应变能最小化为目标，运用马尔可夫决策过程对板壳加强筋的生长过程进行建模。通过引入多智能体系统，共享加强筋生长式过程的状态奖励并记忆特定动作，降低学习复杂度，实现了加强筋生长式过程奖励值的波动收敛，达成板壳加强筋生长式设计策略。最后给出算例并将平滑处理后的加强筋布局与经典算法的设计结果进行对比，验证
机械基础工程 | 基于时频融合深度网络的矿用钻机轴承故障诊断

机械基础工程 | 基于时频融合深度网络的矿用钻机轴承故障诊断

摘要：针对矿用钻机低速重载工作特性导致其轴承故障特征微弱、噪声大的问题，考虑单一模态下故障诊断的局限性，提出了一种基于时频融合深度网络的矿用钻机轴承故障诊断方法，对时域和时频域两种模态特征进行联合提取与分析。所设计的诊断网络在不同模块中区分性地嵌入不同注意力机制，实现多维度关键故障特征提取。最后通过钻机实验台数据集和凯斯西储大学轴承数据集进行验证。结果表明：所提方法能自动提取丰富的钻机轴承故障特征
智能制造 | 基于改进三元模型的波纹管型气动软体驱动器神经网络滑模控制

智能制造 | 基于改进三元模型的波纹管型气动软体驱动器神经网络滑模控制

摘要：针对一款波纹管型气动软体驱动器，提出了一种基于改进三元模型的滑模控制方法，并使用RBF神经网络补偿扰动以实现该型驱动器在竖直方向上对期望轨迹的跟踪控制。首先搭建波纹管型气动软体驱动器实验平台，测试并分析该驱动器的动态特性，基于上述动态特性提出波纹管型气动软体驱动器的改进三元模型；然后利用采集到的实验数据，基于最小二乘算法对其进行参数辨识，从而获得所提模型的参数；进而结合改进三元模型设计滑模控
智能制造 | 数控机床旋转轴多自由度静/热误差同步测量与建模

智能制造 | 数控机床旋转轴多自由度静/热误差同步测量与建模

摘要：针对现有的数控机床旋转轴误差测量与建模方法仅考虑多自由度静态几何误差或单自由度热误差单独作用的影响，未考虑几何误差和热误差耦合影响的问题，提出了一种基于球杆仪的数控机床旋转轴多自由度静/热误差同步测量与建模方法。首先基于齐次坐标变换建立球杆仪杆长变化模型，再基于该模型使用非齐次线性方程组建立静/热误差辨识模型;其次设计了适应多自由度静/热误差同步测量的球杆仪安装模式以缩短测量时间，减少热逸散
智能制造 | 基于多源域迁移学习的带式输送机剩余寿命预测方法

智能制造 | 基于多源域迁移学习的带式输送机剩余寿命预测方法

摘要：煤矿开采过程中，带式输送机运行环境恶劣、工况复杂，致使获得的传感监测数据量有限且存在大量噪声干扰，严重限制了其剩余寿命预测的准确度。针对该问题，提出了一种多源域迁移学习剩余寿命预测方法，充分利用煤矿运输过程中积累的带式输送机多工况数据，以达到准确预测其关键零部件托辊轴承剩余寿命的目的。首先构建集成多尺度卷积神经网络和双向门控循环单元（MCNN-BiGRU）的设备退化特征提取模型，对单工况数据
智能制造 | 基于双信号融合的主轴/刀柄结合面刚度退化程度预测

智能制造 | 基于双信号融合的主轴/刀柄结合面刚度退化程度预测

摘要：为了预测主轴/刀柄结合面刚度退化程度，提出了一种基于激励和响应信号融合的主轴/刀柄结合面刚度退化程度预测方法。首先进行钛合金矩形工件侧铣实验，采集瞬时铣削力信号和主轴/刀柄结合面附近的响应振动信号，构建反映主轴/刀柄结合面刚度退化的数据库。然后根据数据库中瞬时铣削力和振动信号各方向的时域、频域和时频域特征，基于相关性分析优选出瞬时铣削力信号和振动信号的时域均值、频域中心频率、时频域一阶小波包
智能制造 | 改进Jaya算法求解混合流水车间调度问题

智能制造 | 改进Jaya算法求解混合流水车间调度问题

摘要：混合流水车间调度问题（HFSP）是广泛存在于流程制造系统中的NP-hard问题。针对最小化完工时间的HFSP，结合Jaya算法和禁忌搜索的优势，提出了一种改进Jaya算法。在该算法迭代更新阶段，根据设计的编码方式提出一种基于路径重连的方法来进行离散更新，以保证种群的多样性，提高全局搜索能力。为提高局部搜索能力，提出融合两种邻域结构的禁忌搜索算法来进一步提高解的质量，并根据问题特性对邻域结构进
先进材料加工工程 | DD5缓进磨削表面粗糙度和硬化率对疲劳性能影响研究

先进材料加工工程 | DD5缓进磨削表面粗糙度和硬化率对疲劳性能影响研究

摘要：为研究DD5镍基单晶高温合金缓进磨削表面粗糙度和硬化率对疲劳性能的影响规律及机理，设计实验并进行了试件磨削与疲劳性能测试。结果表明：表面粗糙度的增大引起应力集中加剧，导致疲劳性能降低，不同磨削工艺下表面粗糙度由0.347 μm增大到0.687 μm，其疲劳寿命由5.51×105降至3.38×105，下降率约38.66%；表面粗糙度小于0.4 μm时表面硬化可提高试件疲劳寿命，表面粗糙度超过0
先进材料加工工程 | 高速激光熔覆马氏体不锈钢涂层与电镀层性能对比与研究

先进材料加工工程 | 高速激光熔覆马氏体不锈钢涂层与电镀层性能对比与研究

摘要：为对比研究不同液压缸服役工况下高速激光熔覆涂层替代电镀硬铬层的可行性，分别制备了马氏体不锈钢熔覆层XG-1、XG-2和电镀硬铬涂层，开展了三种涂层组织、硬度、腐蚀性能及模拟不同工况（划伤磨损、干砂摩擦磨损、滑动摩擦磨损）下磨损性能测试，探讨了涂层失效行为及其应用工况。结果表明：XG-1、XG-2涂层微观组织致密且均匀，平均显微硬度为720.5 HV、653 HV；电镀硬铬涂层分布孔隙和裂纹等
工程前沿 | 基于离合器滑摩扭矩估计的并联式气电混合动力船舶模式切换控制

工程前沿 | 基于离合器滑摩扭矩估计的并联式气电混合动力船舶模式切换控制

摘要：在并联式气电混合动力船舶由纯电到混动的模式切换过程中，需要通过离合器的滑摩作用来完成动力的耦合，然而离合器滑摩扭矩具有很大的不确定性，导致其名义值偏离实际值，使得基于名义值的模式切换控制失效，造成传动轴系冲击。针对上述问题，提出了一种基于离合器滑摩扭矩估计的模式切换控制方法。采用扰动观测器与未知输入观测器结合的方式实现了离合器滑摩扭矩的估计，并基于估计值设计了驱动电机以及天然气发动机扭矩控制
工程前沿 | 基于自适应闭环反馈的高空车臂架避障控制研究

工程前沿 | 基于自适应闭环反馈的高空车臂架避障控制研究

摘要：针对改进梯度投影法在混合式高空作业车应用中出现的速度、轨迹不连续以及避障过程中末端速度突变等问题，提出了一种基于自适应闭环反馈的高空车臂架避障控制算法。对改进梯度投影法进行优化，实现了存在伸缩臂的高空车臂架与末端的速度、轨迹连续的运动控制。采用伪距离描述臂架与障碍物的接近程度，对传统避障速度算法进行优化，并提出一种自适应闭环反馈方法，将反馈权重与伪距离相关联，使反馈权重自适应变化。所提算法在
工程前沿 | 基于位敏传感器的对中监测系统

工程前沿 | 基于位敏传感器的对中监测系统

摘要：为了实时掌握柴油机动力装置的对中状态，设计了一种基于位敏传感器的对中监测系统。首先提出了基于位敏传感器的位姿变化测量方法，形成包含位姿变化的非线性方程组，通过位姿转换获得对中变化；其次通过传感器支架组件实现对方程组常量的高精度测量，通过软硬件设计形成测量系统，设计了基于简单牛顿法的复合迭代算法，保证方程组快速、准确求解；最后对测量系统的精度进行了分析，并采用四维平台进行了验证。试验结果表明：
学会资讯 | 中国机械工程学会第十二届常务理事会第六次（扩大）会议在哈尔滨召开

学会资讯 | 中国机械工程学会第十二届常务理事会第六次（扩大）会议在哈尔滨召开

2024年7月20日，中国机械工程学会第十二届常务理事会第六次（扩大）会议在哈尔滨召开。理事长林忠钦，副理事长王德成、毛明、邓宗全、陆大明、黄庆学、雒建斌及第十二届常务理事或授权代表共55人参加本次会议。学会党委纪检委员、监事长郭东明出席会议并代表学会党委讲授专题党课。哈尔滨工业大学校长韩杰才院士参加开幕活动并致欢迎辞。学会各分支机构、省区市学会和工作总部有关负责同志列席会议，参会代表共计120余

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