《机械工程学报》是由中国机械工程学会主办的机械工程类高学术水平期刊,获中国期刊方阵双高期刊,综合影响因子为1.069。机械工程学报主要报道机械工程领域的技术应用方面的优秀科研成果。
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综述基础理论工程技术应用
关键词:低匹配 等承载 理论 设计方法 t型接头
针对低匹配焊接接头承载能力不足的问题,基于等承载思想建立等承载基本理论,通过定义广义匹配比和广义力学集中系数,提出广义力学集中系数与广义匹配比相等为等承载的实现条件。构建等承载设计的一般方法:明确接头失效形式,确定目标失效模式;确定接头危险位置;构建承载能力与几何参数、材料力学性能关系式;分别求解焊缝临界曲线并取包络线。以承...
关键词:软件比较 焊接残余应力 焊接变形 预测精度 计算效率
以Q390高强钢厚板多层多道焊T型接头为研究对象,分别基于ABAQUS、MARC和SYSWELD三款不同的有限元软件平台,开发'热-弹-塑性有限元方法'模拟接头的焊接温度场、残余应力与焊接变形。采用理论方法检验三种数值模拟软件在计算焊接温度场时的热量损失情况。结果表明,通过ABAQUS软件进行多层多道焊温度场的计算时,在后续焊道单元的添加和激活过程中,...
关键词:超声波焊接 焊接能量 金属间化合物 界面应力分布
在Mg/Al超声波焊接(USW)领域,现有研究侧重于接头的组织性能,但对焊接过程中的界面应力分布和成形机制报道较少。运用USW技术制备了Mg/Al异种金属搭接接头,通过FEA、OM、SEM、EDS、XRD及剪切试验等测试手段,研究不同焊接能量对接头的界面应力分布、界面峰值温度、界面连接状态、微观组织特点以及力学性能的影响规律。研究发现:焊接过程中Mg/Al界...
关键词:载荷次序效应 疲劳设计 应力因数
构建一种基于非线性损伤理论的焊接疲劳设计模式,能有效地用于多级疲劳载荷作用下焊接接头的疲劳设计与分析。所构建的设计模式,不仅考虑了多级疲劳载荷的加载次序效应,也考虑了载荷间的相互影响。采用Manson-Halford累积损伤模型以及改进模型来处理加载次序效应,以应力比的形式来体现载荷间相互作用,利用所构建疲劳设计模式对标准焊接接头进行...
关键词:搅拌摩擦焊搭接 微观组织 力学性能
采用搅拌摩擦焊方法对5052铝合金及H62黄铜异种金属进行搭接,搅拌头转速固定为1 000 r/min,焊速为100~300mm/min,对接头微观组织和力学性能进行研究。结果表明:搭接接头铝侧分为焊核区、热机影响区和热影响区。接头铝侧与搅拌头直接作用的区域,晶粒发生一定的细化。搭接界面处两板间分界明显,界面处有黄铜和铝的机械混合,且有金属间化合物产生。...
关键词:异种钢 数值模拟 残余应力 焊接变形
异种钢焊接接头广泛应用于机械、化工、电力和交通等领域的装备制造中,由于异种钢接头的材料不同,焊接过程中产生的残余应力分布十分复杂,但关于异种钢焊接接头残余应力的研究还很不充分。以SYSWELD有限元软件为平台,开发用于模拟异种钢焊接接头残余应力与变形的热-弹-塑性有限元计算方法。基于此方法,以异种钢管-板焊接接头为对象,研究不同熔敷...
关键词:有限元分析 板级模拟 多尺度模拟 疲劳寿命
随着电子设备向着小型化、多功能化方向发展,互连的可靠性越来越受到人们的重视。现有研究的分析对象大多为单个器件,而实际服役过程中,印制电路板(Printed circuit board,PCB)的形变、传热、受力情况都将对焊点可靠性产生影响。传统焊点可靠性有限元分析以单一器件为基础,而将仿真对象扩展为整个PCB板,对于提升焊点可靠性评估的准确性和有效性...
关键词:tc4钛合金 磁控窄间隙tig 残余应力 焊后热处理
针对100 mm和31 mm厚TC4钛合金磁控窄间隙非熔化极惰性气体保护焊(Tungsten inert gas, TIG)试板,采用压痕应变法测量表面残余应力分布,采用全释放应变法测量厚度方向的三维残余应力分布。结果表明,两种厚度试板的焊接残余应力数值有所不同:100 mm厚试板表面纵向和横向残余应力峰值高达600~700 MPa,接近材料屈服强度的70%~80%;31 mm厚试板表面纵...
关键词:焊接变形控制 随焊干冰激冷 数值模拟 铝合金
目前随焊激冷技术存在装置复杂、占用空间大、冷却介质低效等缺点,为改善其在船舶制造业上的应用,提出随焊干冰激冷技术。采用数值模拟与试验分析相结合的方法研究随焊干冰激冷对铝合金薄板变形的控制。对喷嘴喷射干冰形成的冷源温度场进行测量。并基于测试结果建立冷源模型,实现了随焊干冰激冷的有限元数值模拟。通过研究冷却距离对残余应力和...
关键词:焦距测量 差动共焦 组合焦距
超长焦距透镜被广泛应用于激光聚变系统、空间光学系统和高能激光武器等大型光学系统研究领域中,超长焦距测量精度直接影响到大型光学系统的成像质量及使用性能。因此,开展高精度超长焦距的测量方法和技术研究对于大型光学系统具有重要应用价值。论文主要完成了以下工作:开展了一种具有参考镜焦距和组合透镜间隔自校准能力的激光差动共焦组合焦...
关键词:金刚石 刀具磨损 切削区 热力作用 化学亲和性 超声椭圆振动切削 黑色金属 冷等离子体
缺乏抑制刀具磨损的有效方法是制约黑色金属金刚石超精密切削技术进步的瓶颈问题。论文提出利用冷等离子体射流的载能活性粒子比碳原子更易与铁原子快速结合形成更强化学键和冷却润滑效果好的特点,将其施加于切削界面,实时降低刀-工界面的化学亲和性和改善切削区的热力作用,从而抑制金刚石切削黑色金属时的刀具磨损。
关键词:电磁声换能器 激光 梁 分层缺陷
为了描述梁中Lamb波的传播特性并对梁中的分层缺陷进行定量检测,以铝梁为研究对象,分别从有限元仿真和试验两方面进行研究。采用基于Matlab和ABAQUS相结合的方法,构建含分层缺陷的铝梁三维有限元仿真模型。通过提取覆盖缺陷的矩形区域接收点的时域信号,对铝梁中Lamb波与分层缺陷的作用规律进行分析。讨论对称边界和自由边界两种条件下,波场幅值...
关键词:双隐层量子线路循环单元神经网络 量子计算 排列熵误差 趋势预测 旋转机械
针对现有人工智能预测方法在旋转机械状态退化趋势预测中存在预测精度较差、计算效率较低等缺点,提出基于双隐层量子线路循环单元神经网络(Double hidden layer quantum circuit recurrent unit neural network,DHL-QCRUNN)的旋转机械状态退化趋势预测方法。首先采用量纲一化排列熵误差构建状态退化特征集,然后将该特征集输入DHL-QCRUNN以完成旋...
关键词:超声测温方法 结构内部温度场 电磁超声 无损测温试验系统 灵敏度法
为实现结构内部温度场的无损、实时与高精度探测,研究设计一种可非接触式测量的电磁超声测温原理性试验系统。通过检测超声波回波信号在结构内部传递过程中波速的变化,根据热/声耦合理论,采用基于灵敏度法的温度场重建技术实现了对超声传播路径上温度非均匀分布状态的测量。基于钢试件的标定试验、稳态传热试验和瞬态传热试验,对超声测温系统及...
关键词:磁流变液制动器 温度特性 仿真分析 制动试验
针对磁流变液制动器工作时内部热量聚集造成其制动性能下降问题,采用仿真分析与试验验证相结合的方法对其温度特性进行研究。首先分析计算磁流变液制动器的热量来源和生热率,在此基础上建立其温度场数学模型;其次分别针对汽车正常制动、紧急制动和频繁间隙制动等三种不同制动工况,进行磁流变液制动器的瞬态温度场仿真分析;最后搭建汽车磁流变液...
关键词:测力轮对 轮轨力 城际动车组 谐波分析
目前很少见与城际动车组相关的轮轨力方面的研究。考虑到其速度等级和线路条件等均与高速动车组有很大不同,有必要对其轮轨力作进一步的研究。利用测力轮对技术对某城际动车组的轮轨力进行4600km的线路测试,结果表明提速后的新修线轮轨力的动荷系数为0.25~0.35,对比既有线没有明显变化,且与350 km/h高速动车组也无明显差异。统计结果表明即使是...
关键词:出口铁路客车 扭曲试验 试验设计doe 影响度
目前国内对于轨道车辆扭曲试验无论是开展现场试验还是进行仿真计算都没有成熟的经验,通过对比不同扭曲试验标准表明了出口铁路客车扭曲试验标准明显严苛。利用SIMPACK软件针对某型出口客车进行动力学建模,并依据试验标准进行了扭曲试验仿真计算,同时开展现场扭曲试验进行仿真计算结果验证。无论仿真计算还是现场试验结果均表明原有动力学参数的...
关键词:地铁车辆 结构断裂 钢轨波磨 有限元分析 线路试验
地铁车辆在正常运营过程中发生轴箱吊耳断裂问题,采用有限元分析方法和线路试验开展断裂机理研究,并对吊耳振动水平进行评估。通过分析振动激扰源和结构响应特性,确定断裂原因和提出解决方案并进行试验验证。仿真表明吊耳第一阶固有模态为横向弯曲,主频约260 Hz;吊耳根部内圆弧处为强度薄弱点,与现场裂纹位置吻合。试验表明轴箱体、吊耳振动水平...
关键词:注塑成型 pmh结构 mtc理论 参数映射
针对传统数值分析方法对于注塑成型的长纤维增强聚合物-金属混杂(Polymer metal hybrid,PMH)结构存在的缺陷,提出一种基于材料参数映射的全新数值仿真方法。采用多重连续介质理论(Multiple continuum theory,MCT),将微观代表性体积元(Representative elemental volume,RVE)中的复合平均参数转化到各组分(纤维增强体和基体)上,通过各组分平均参数...
关键词:举高消防车 轨迹规划 时间最优 凸优化 b样条曲线
为提高举高消防车作业的及时性、可靠性与安全性,提出一种考虑动作平稳、无冲击的时间最优轨迹规划算法。引入伪位移参量s表示路径,利用B样条曲线对举高消防车臂架系统各个关节运动离散点进行拟合,构造连续运动几何路径。结合连续路径,以s及其对于时间的各阶导数表示时间最优目标函数与各个关节速度、加速度约束,建立时间最优轨迹规划的凸优化模...
关键词:动态传热 多层结构 多因素耦合 热负荷 热舒适性
针对目前单层结构传热研究中难以准确反映汽车结构内外层复杂的非均匀动态传热问题,在汽车全天候动态温度特性试验的基础上,提出一种与自然环境多因素相耦合的多层结构动态传热模型分析方法。与单层模型相比,多层模型动态温度误差均在10%以内,具有更高的准确性。仿真得到乘坐区非均匀温度分布和动态传热特性规律,定量对比和分析辐射、对流和传导...
关键词:电动汽车 状态估计 扩展卡尔曼滤波 分布式驱动 自适应控制
纵向车速和质心侧偏角是车辆主动安全控制系统的关键参考状态信号,通常采用卡尔曼滤波算法估计。当系统噪声和测量噪声的统计特性存在不确定性时,不仅估计精度会降低,甚至导致估计器发散。结合分布式驱动电动汽车4个车轮转矩和转速可直接测量的特点,提出一种车辆状态自适应扩展卡尔曼滤波估计方法。基于量纲一化新息平方实现车辆状态估计有效性...
关键词:智能汽车 ethernet avb网络 预定流量类型 时间感知整形 超预留带宽
为确保车载Ethernet AVB网络的传输实时性,在分析智能汽车网络拓扑结构和消息特性基础上,引入预定流量类型,给出面向音视频流和实时控制类消息流混合传输的时间感知整形调度机制;推导出该机制下流预留(SR)类消息的最坏响应时间计算式;给出IEEE标准预留带宽参数配置方法导致网络不可调度的证明,并以超预留带宽最小为目标,以IEEE标准规定的最大预...
关键词:振动疲劳 轻质合金 残余应力 动态析出
面向航空关键零部件的振动疲劳失效,本文以2024-T351铝合金为对象,探索激光温喷丸技术(Warm laser peening,WLP)诱导的微观组织演变及其对残余应力和模态参量的影响规律,研究WLP的振动疲劳延寿机制。主要内容有:(1)残余压应力的生成及释放机制:分析了WLP诱导的残余应力分布规律,推导了WLP诱导残余压应力峰值及塑性变形深度的理论分析模型。研究...
关键词:碳化硅 高性能 磨削技术 延性域磨削 高速磨削
高速加工可以根据加工对象的不同,在高材料去除率、极好的加工经济效益下很好地满足产品的质量要求。高速磨削技术在突破难加工材料的技术瓶颈方面具有特别重要的意义。然而,在高速磨削中,由于高的砂轮速度会对工件材料产生极高的冲击效应,对材料发生的动态力学效应分析具有极高难度,且磨削加工中的磨粒具有几何不规则性及其典型的负前角特性,使...
关键词:太阳能 orc cchp 设计辐射 设计方法
经济发展与环境污染解耦发展的新模式,促使利用太阳能等可再生能源的冷热电联供系统(Combined cooling heating and powersystem,CCHP系统)研究成为热点。针对一种太阳能光热驱动的串联式CCHP系统展开研究,系统由槽式集热器(Parabolic trough collector,PTC)、集热环路、储热罐、补燃锅炉、有机朗肯发电循环(Organic rankine cycle, ORC)和溴化...
关键词:平板铝热管 沟槽吸液芯 毛细性能
采用犁切-挤压(P-E)和表面化学加工相结合的方法制备出一种新型的铝沟槽吸液芯结构,通过毛细上升红外测试方法对其毛细性能进行测试表征,研究不同的CuCl2溶液浓度和浸泡时间对吸液芯结构毛细性能的影响。研究结果表明,化学加工后的铝沟槽吸液芯的毛细性能显著提高,其最大毛细上升高度可达49.3 mm,相比于未经化学加工的犁切沟槽,其毛细上升高度提...
关键词:变频空调 模式识别 数据挖掘 能耗分析 优化运行
变频空调的长期运行数据是空调在实际环境中运行状态最直接的反映,空调运行的内在规律潜藏在其长期的运行数据中,分析其长期运行数据时,由于数据冗余、存在异常数据等原因,需要采用数据挖掘的方法进行研究。采用聚类算法进行分析,空调的运行模式可总结为三种模式,即上午高负荷模式、下午高负荷模式以及低频平稳模式,三种模式下空调的送风温度都...
关键词:卧式缸 抗摩擦 控制系统 解耦 联合仿真
全液压滚切剪是伺服缸为滚切剪刀提供精准曲线力。因重载缸卧式铰接安装,缸筒自重等会引起密封处摩擦过大,造成拉缸、泄漏而导致输出力不足等现象。为克服自重对密封的影响,提出在全液压滚切剪的伺服缸端底用一小缸进行支撑,并设计压力-位置双闭环PID控制系统,该系统通过精准控制小缸压力和位移以满足所需工况。对该控制系统进行耦合特性分析,推...
关键词:复杂产品 变更传播强度 多源设计变更 路径优化
提出一种基于有向加权网络模型的复杂产品多源设计变更路径优化方法。首先,以零部件为节点,零部件之间的物理连接关系为边构建复杂产品结构的有向网络模型。采用Linkrank算法计算零部件连接重要度,考虑节点出度和入度定义变更传播指数,进而结合设计任务执行时间及变更传播概率计算变更传播强度(Change propagation intensity, CPI),并以此作为边...
关键词:自适应变级 遗传算法 杂草优化算法 柔性作业车间调度 种群多样性
针对以最小化最大完工时间为目标的柔性作业车间调度问题,建立其数学模型并提出一种自适应变级遗传杂草算法求解之。改进基本入侵杂草优化算法以适应柔性作业车间调度问题的组合优化特点,提出基于总个体数的评价指标,用其分析入侵杂草优化算法在解决柔性作业车间调度问题时的性能及参数对算法的影响,得出入侵杂草优化算法的种群数和个体产生种子...