机械工程学报杂志

游乐设施乘员加速度耐受能力研究进展及展望

关键词：游乐设施    乘员    加速度    耐受能力    风险控制    

游乐设施是改善人民群众的精神文化生活质量的重要设施,近年来,在乘坐高速、高加速度游乐设施过程中,乘员人身伤害事故偶有发生;为了减少游乐设施的意外伤害现象,在分析、总结了前人研究成果的基础上,揭示了游乐设施运行过程中的各种加速度对乘员的生理影响规律,对直接影响乘员安全的加速度推拉效应、科氏加速度和颈椎伤害风险,给出了针对性的防...

层合薄膜电容式微加工超声换能器(CMUTs)谐振频率分析

关键词：cmuts    多层薄膜    振动方程    能量等效法    谐振频率    解析式    

电容式微加工超声换能器(Capacitive micromachined ultrasonic transducers, CMUTs)在3D超声成像、水下超声等领域具有重要应用价值。谐振频率决定着超声成像的分辨率,是CMUTs结构设计的重要参数之一。针对具有多层圆形薄膜的CMUTs结构,提出其薄膜结构和材料参数以及有效电极距离的等效方法,建立在直流偏置电压和交流电压共同作用下多层圆形薄...

融合应力集中因子与贝叶斯理论的结构健康评估方法

关键词：应力集中因子    贝叶斯    非齐次    递进因子    健康评估    

针对传统结构健康评估方法评估精度较低的现状,提出一种融合应力集中因子与贝叶斯理论的结构健康评估方法。首先,结合基于应力集中因子的序化模型策略与非齐次泊松过程,运用贝叶斯理论方法对试验信息及总体过程参数的序化关系进行有效融合,推导出适合不同初始损伤状态的过程参数先验分布。同时,基于应力集中递进因子与似然函数的概念,建立融合应...

一种全站仪免置平实现的刚体六自由度测量方法

关键词：六自由度测量    全站仪    免置平    刚体    世界坐标系    

刚体六自由度是机械系统重要参数,其测量既可应用于运动学与动力学理论模型的验证,也可作为已知条件求解系统的约束反力等动力学分析。针对目前六自由度测量对仪器需求高、操作复杂的问题,提出一种基于常规测绘仪器全站仪实现的世界坐标系下刚体六自由度的测量方法,特点是通过全站仪测量分别设置在世界坐标系(World coordinate system,W系)和刚...

胶层缺陷对胶接-拉铆搭接剪切接头力学性能影响研究

关键词：胶层缺陷    复合连接    失效载荷    胶接接头    铆接接头    

近年来胶接-拉铆技术在载运工具和航空航天等领域得到了广泛应用,而大型结构连接部件的制备过程会不可避免地在胶层内部产生局部缺陷,进而影响接头服役性能。以胶接-拉铆单/双搭接接头为研究对象,通过在胶层区域设置不同形式的人工缺陷,模拟胶层制备过程中产生的胶层内部缺陷,研究其对胶铆接头搭接剪切力学性能的影响规律。以6061-T6铝合金为基...

基于一阶剪切变形理论的CNTRC板的自由振动分析

关键词：一阶剪切变形    碳纳米管    自由振动    模态分析    功能梯度结构    

基于Reissner-Mindlin一阶剪切变形假设(First-order shear deformation theory, FSDT),考虑碳纳米管(Carbon nanotube, CNT)功能梯度材料的不均匀性,建立CNT梯度增强复合薄板结构的自由振动分析模型,模型中考虑了CNT增强体的分布形式、体积率、边界条件及结构的边厚比等因素对该复合薄板结构自由振动响应的影响。克服了经典板理论中不考虑剪切...

纳米铜银核壳焊膏脉冲电流快速烧结连接铜基板研究

关键词：纳米铜银核壳颗粒    纳米焊膏    脉冲电流烧结    快速连接    功率器件    

一种温和的两步液相法制备的纳米铜银核壳颗粒,实现了均径为6.9 nm的小尺寸纳米银颗粒包覆在均径为57.5 nm的纳米铜颗粒的表面,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和高分辨率射像对其结构进行了表征。采用模板印刷法制备铜基板/纳米铜银核壳焊膏/铜基板三明治结构,研究了脉冲电流对三明治结构的剪切强度大小和微结构特征的影响。试验结果表明脉...

焊接顺序对横向止挡焊接残余应力及变形的影响

关键词：焊接顺序    横向止挡    残余应力    焊接变形    

采用数值模拟及试验手段相结合的方式研究焊接顺序对横向焊接止挡焊接残余应力及焊接变形情况的影响。基于Sysweld软件平台,对横向止挡焊接温度场及应力应变情况进行计算,并设置两种定位焊顺序及两种组焊顺序,通过排列组合方式得出四种焊接方案。通过数值模拟及试验对比发现,对于应力情况,定位焊接顺序对焊接残余应力的分布影响很小,而组焊接的...

Mg97Zn1Y2镁合金的高温磨损行为

关键词：镁合金    高温磨损    磨损机制    磨损转变图    

对Mg97Zn1Y2合金的室温磨损行为已有研究,但是缺乏高温磨损研究,探究该合金高温磨损行为是非常必要的。采用MG-2000型销-盘磨损试验机对Mg97Zn1Y2合金进行磨损试验,试验温度范围为20~200℃,加载范围为20~320N,探究不同温度以及载荷对Mg97Zn1Y2合金磨损行为的影响。根据试验数据绘制不同温度下的磨损率曲线;应用SEM观察磨损表面形貌,应用EDS分析...

四辊卷板机侧辊位移线性自抗扰控制

关键词：四辊卷板机    侧辊位移    线性扩张状态观测器    线性自抗扰控制    

侧辊位移的精确控制对实现四辊卷板机高效加工至关重要,其核心问题是提高阀控非对称缸电液伺服系统的抗扰能力。由于电液伺服系统具有高度非线性和时变不确定性,传统非线性控制方法很难有效处理包含未知动态、外部扰动以及参数变化等的多源不确定扰动。提出一种四辊卷板机侧辊位移线性自抗扰控制方法。综合考虑各种不确定扰动因素的影响,设计了...

基于响应曲面法的大型锥形件缩口成形工艺设计及多几何参数优化

关键词：锥形件    缩口成形    缩口力    缩口件高度    响应曲面    

提出一种适用于大型锥形件的缩口成形方法,通过主应力法对该缩口成形时的轴向缩口力与标准直壁锥形件的缩口力进行对比,得出了最佳成形方案。并基于Deform和响应曲面法讨论了该成形模具中缩口凹模母线弦高χ、内壁直空比l/h和毛坯壁厚S0、变壁厚尺寸λ分别对缩口件高度和缩口成形力的影响,得到了两个响应变量分别关于四个自变量的回归预测模型,优...

电动汽车电池安全事故分析与研究现状

关键词：电动汽车    动力电池    电池安全    事故分析    热失控    

电池安全问题严重影响了电动汽车的普及与推广,近年来电动汽车电池起火事件频发,引起了极高的社会关注度。本文对近五年的主要电动汽车安全事故进行统计分析,归纳电动汽车起火事件的历年起因分布及规律,对几种主要的事故起因背后的电池故障特性及其对热失控触发机理进行了描述,进而综述了国内外主要团队在电池过充电、外部短路、内部短路、过放...

一种非充气机械弹性安全车轮的研究进展

关键词：主动安全    安全车轮    轮胎力学    机械弹性安全车轮    研究进展    

轮胎是汽车与路面之间接触并产生相互作用的唯一媒介,直接影响着汽车的操纵稳定性、行驶安全性及乘坐舒适性等。然而,传统充气轮胎往往存在爆鼓、爆胎、泄气以及胎压不稳等安全隐患,严重影响汽车行使的安全性。为此,提出安全车轮基本概念,概述安全车轮的发展现状,阐述机械弹性安全车轮的结构和原理;介绍机械弹性安全车轮的数值计算模型、简化解...

考虑关键非线性特征的集成式电子液压制动系统主缸液压力精确控制

关键词：主缸液压力控制    集成式电子液压制动系统    摩擦    lugre摩擦模型    死区    

针对具有"电动机+减速机构"形式的解耦式电子液压制动系统(Electro-hydraulic brake system,EHB)展开研究。针对主缸液压力控制过程中出现的爬行、死区和振荡等问题,设计一种考虑关键非线性特征(摩擦、PV特性)的主缸液压力精确控制算法。基于LuGre模型对摩擦非线性进行补偿,设计了压力自适应控制器。针对压力闭环控制在系统死区工作点处出现的问...

拖车系统车身摆振的非线性动力学分析

关键词：拖车系统    车身摆振    非线性动力学    多平衡点分叉    不足转向梯度    

考虑轮胎和悬架减振器的非线性特性,建立包含侧向、横摆、侧倾运动的5自由度拖车系统动力学模型。应用非线性动力学的相关理论,对拖车系统的多平衡点特性以及在各平衡点附近的时域响应进行分析。在此基础上结合不足转向梯度和系统阻尼比特性对系统失稳机制进行研究,并分析了拖车系统参数与路面附着系数对系统动态临界车速的影响。研究发现,由于...

履带车辆传动机构实现转向再生功率传递的构型特征研究

关键词：履带车辆    功率耦合机构    传动    转向再生功率    

对于电驱动履带车辆传动机构,基于双独立式方案的中间功率耦合行星传动机构可以实现转向再生功率的高效传递。针对由两个行星排组成的功率耦合机构,研究了能实现转向再生功率传递的构型特征。为了进行一般性的研究,提出一种新的行星传动的图论模型,这种模型使得构件的属性能用其特征参数表达。对于具有两个运动自由度的功率耦合机构,其拓扑结构...

磁流变半主动横向稳定杆对汽车侧倾的影响

关键词：横向稳定杆    磁流变阻尼器    抗侧倾    半主动控制    分段控制    

由于智能材料磁流变液具有响应时间短、可控范围大等特性,基于磁流变液的半主动执行器件的应用越来越广泛。为同时保证车辆在高速转向时的行驶安全性(抗侧倾性能)和在通过不平路面时的行驶平顺性,提出一种磁流变半主动横向稳定杆。装有旋转式磁流变阻尼器的横向稳定杆可在车辆低速转向时提供较小的扭转力矩以提高平顺性,而在高速转向时提供大扭...

动车组牵引变压器冷却风机气动噪声特性的试验和仿真分析

关键词：冷却风机    计算流体力学    气动噪声    阶次分析    数值仿真    阶次贡献率    

为研究动车组牵引变压器冷却风机的气动噪声特性,针对某型冷却风机进行气动噪声试验,得到在不同测点处的声压级和频谱特性。同时,针对该型风机建立仿真模型,模型中考虑电动机、支架等实际结构,结合计算流体力学方法和Lighthill声学比拟理论,对冷却风机的非定常流动特性和远场声场进行数值仿真,与试验数据进行对比。结果表明,通过大涡模拟得到的...

液压防折弯系统对有轨电车曲线通过性能影响研究

关键词：有轨电车    防折弯系统    动力学    液压    

依据有轨电车液压防折弯系统工作原理,基于流量连续性方程和力平衡方程,并详细考虑缓冲阀工作状态判断依据,建立有轨电车液压防折弯系统动态模型,分析液压防折弯系统的动态响应特性。基于液压防折弯系统动态模型,建立考虑液压防折弯系统的四模块单车型独立轮对低地板有轨电车协同仿真动力学模型,研究液压防折弯系统对有轨电车曲线通过性能的影响...

高速列车转向架构架疲劳试验载荷谱研究

关键词：转向架构架    载荷谱    试验台架    载荷劣化函数    

通过转向架构架平衡方程,确定车体加速度为构架主体载荷的计算输入参数,对典型镟修周期内振动数据进行统计分析,得到该参数随运营里程的演变规律。基于线性累积损伤和超越累积频次扩展法则,提出特定车轮磨耗状态下的长程谱拓展及特征加速度计算方法。随着车轮等效锥度和踏面粗糙度的增长,车辆的振动水平随之加剧,提出劣化函数描述构架载荷在镟修...

基于近似模型的高速列车头型多目标优化设计

关键词：高速列车    气动性能    多目标优化    pareto前沿    

为改善高速列车气动性能,建立一套高效的多目标气动优化设计方法,对流线型头型进行多目标气动优化设计。建立高速列车流线型头型三维参数化模型,并提取5个优化设计变量;为减少优化设计时间,利用最优拉丁超立方设计方法在优化设计空间中进行均匀采样,利用计算流体力学方法获得对应于各个采样点的气动载荷,利用Kriging模型构建优化设计变量和气动...

基于激光跟踪仪和机器视觉的飞机翼身对接装配偏差动态综合修正

关键词：机身    机翼    装配    机器视觉    激光跟踪仪    

提出一种基于激光跟踪仪和机器视觉的飞机翼身对接装配偏差动态综合修正方法。在对合前机翼调姿阶段,利用人工鱼群粒子滤波算法对机翼调姿控制点坐标进行跟踪与估值,结合多项式轨迹规划与定位器运动学逆解,建立翼身对合前机翼位姿的修正数学模型。在翼身对合阶段,利用加权最小二乘异质传感器信息融合方法,将机器视觉和激光跟踪仪的检测数据进行...

双螺杆制冷压缩机工作过程的数值模拟

关键词：双螺杆制冷压缩机    cfd    数值模拟    热力学性能    

双螺杆制冷压缩机由于其独特的优势已被广泛应用,但由于其复杂的转子结构及型线设计,对该类压缩机的整体性能的预测一般采用一维数值模拟或经验方式得到,但是该类方法无法获得压缩机内部流体压力场和温度场的分布情况。根据试验用螺杆压缩机建立了三维模型,利用结构化动网格技术,通过CFD软件对双螺杆压缩机的内部流场进行了三维数值模拟,分析了...

涡流发生器对动态失速影响的模拟研究

关键词：动态失速    涡流发生器    ddes方法    

基于风力机专用翼型DU91-W2-250直叶片段,采用延迟分离涡模拟(Delayed detached-eddy simulation, DDES)与k-ω SST两种CFD模拟方法,研究了涡流发生器(Vortex generators,VGs)对动态失速的影响,并对两种模拟方法的表现进行了比较。结果表明:动态失速下,光滑叶片段的分离与重新附着均出现延迟;加VGs后,上仰阶段叶片段的气动分离更加延迟,下俯阶段...

炉底漏风对炉内燃烧及NOx生成排放特性的影响

关键词：煤粉燃烧    炉底漏风    干式排渣    数值模拟    

干式排渣系统的冷却风会影响炉内燃烧的组织,现有研究多采用现场试验的方法,研究对象多为排烟温度或锅炉效率。以一台湿渣机改干渣机的660 MW超临界机组为研究对象,采用数值模拟的方法,研究了干渣机漏风对炉内燃烧和NOx生成排放特性的影响,对比分析了不同炉底漏风来源时,炉膛火焰中心、飞灰含碳量、NOx排放浓度等关键参数的变化。研究结果表明,...

液压系统流体脉动主动控制方法研究现状

关键词：主动控制    流体脉动    液压系统    消振    自适应控制    

液压系统的流量脉动和压力脉动始终以耦合关系存在于系统中,导致系统的控制精度下降和元件疲劳损失加快等问题。由于液压系统具有参数时变和负载多变等特点,相比于流体脉动的被动控制方法,主动控制能更好地满足复杂非线性系统对动态控制精度的要求。根据次级脉动源的不同,分析主动控制的工作原理和控制特点,列举四种在液压系统流体脉动主动控制...

新型变排量外啮合齿轮泵流量特性研究

关键词：变量齿轮泵    流量脉动    变量滑块    

齿轮泵具有结构紧凑、体积小、转速范围大和耐冲击性能强等优点,作为动力元件广泛应用于液压系统。然而,与柱塞泵和叶片泵相比,齿轮泵难以实现变量控制,限制了其应用范围。为此,提出一种变滑块位置-困油区域的齿轮泵变量方式。对变量齿轮泵进行理论分析,通过联合仿真和流场可视化仿真详细分析变量齿轮泵的特性;建立试验台对理论和仿真结果进行了...

带准备时间的柔性流水车间多序列有限缓冲区排产优化问题

关键词：柔性流水车间    多序列有限缓冲区    高斯映射    改进的紧致遗传算法    

针对带准备时间的柔性流水车间多序列有限缓冲区排产优化问题,提出一种改进的紧致遗传算法(Improved compact genetic algorithm, ICGA)与局部指派规则结合的方法来解决该问题。全局优化过程采用改进的紧致遗传算法,为了克服紧致遗传算法(Compact genetic algorithm, CGA)易早熟收敛的问题,提出一种基于高斯映射的概率模型更新方式,在保持紧致遗...

新型翻板网式过滤器排污性能试验研究

关键词：翻板网式过滤器    排污时间    排污洁净度    排污流量    排污效果    

网式过滤器排污性能决定着过滤器排污过程的耗水量以及下一个工作周期的工作效率,对网式过滤器的排污性能分析,发现排污流量和进水含沙量是其重要的影响因素。为探究网式过滤器的排污效果,本次试验重点展开一种新型翻板网式过滤器的排污洁净度、排污时间、排污流量和进水含沙量等关系的探究,结果表明:在最佳预设压差下,排污流量是翻板网式过滤器...

结构失效概率计算的ASVR-MCS方法

关键词：失效概率    支持矢量回归    学习函数    预测误差    

为高效计算复杂极限状态函数或隐式函数(例如有限元模型)的失效概率,提出了一种支持矢量回归和蒙特卡洛数字模拟相结合的自适应模型方法。所提方法在综合考虑支持矢量回归模型的预测误差和预测值的基础上,构建学习函数,利用该学习函数逐步自适应地从蒙特卡罗样本池中筛选出对结构极限状态面拟合影响最大的点,并将其添加至支持矢量回归模型训练样...

《机械工程学报》第十一届编委会

《机械工程学报》2019年度1~24期总目次