机械设计杂志,月刊,本刊重视学术导向,坚持科学性、学术性、先进性、创新性,刊载内容涉及的栏目:设计领域综述、专题论文、应用技术与实例分析等。于1983年经新闻总署批准的正规刊物。
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设计领域综述专题论文应用技术与实例分析
关键词:创新设计 设计竞争力 评价
为提升我国创新设计能力,开展创新设计竞争力的研究。分析了设计的进化、创新设计的时代特征与价值内涵;对创新设计的评价要素、评价内容、评价因子、设计要素投入与产出进行论述,进而研究提出提升我国创新设计竞争力的政策建议。
关键词:自重构机器人 拓扑结构描述 运动空间 变形驱动模型 自变形算法
设计了一种新颖的自重构机器人系统,其基本模块由正三棱柱主、从模块组成。自重构机器人需要完成从初始构型到目标构型的自动变形,而自变形算法就是用于计算自动变形的过程。文中的研究目的就是找到一种快速的优化方式来解决自重构机器人的自变形问题。为此,文中提出了基于机器人运动空间和模块几何结构驱动的自变形算法并进行性能优化,仿真实现...
关键词:汽油机 缸盖 温度场 应力应变场 低周疲劳 寿命
采用基于Sehitoglu理论的数值模拟方法对某小型强化汽油机缸盖的低周疲劳(LCF)问题进行了研究。利用流固耦合方法获得了缸盖温度场,计算了其在温度循环波动状态下的结构应力应变,根据弹塑性有限元分析结果计算缸盖LCF寿命。研究结果表明,危险点机械和氧化损伤率分别为96.47%和3.42%,疲劳寿命结果为7 480次循环,此方法综合考虑了机械、氧化和蠕变...
关键词:风力发电 三风轮 塔架 模态分析 优化设计
以三风轮水平轴风力发电系统塔架为研究对象,应用ANSYS软件,以APDL语言为工具,建立系统有限元模型;运用试验和理论计算两种手段,验证建模方法的准确性,在此基础上,对塔架进行模态分析,通过对影响模态的因素进行分析,确定优化目标和优化设计方案。结果表明:优化设计前,风轮转动产生的激励载荷可能会激发塔架第3阶共振,优化设计后,塔架的固有频率...
关键词:复杂产品开发 活动重叠 过程仿真 设计结构矩阵
为了更有效地对复杂产品开发过程的时间-成本-质量进行预测分析,提出了活动重叠的复杂产品开发过程仿真方法。将活动重叠分为顺序重叠和反馈重叠,提出了将信息输入矩阵和信息输出矩阵用于量化评价重叠情况;采用任务返工概率矩阵、返工影响矩阵、学习效应曲线及质量改进矩阵来描述设计过程的迭代特性;基于活动重叠和迭代提出了时间、成本、质量的...
关键词:模糊fmeca 齿轮制造 工艺失效 工艺可靠性 可靠性评价
齿轮制造工艺失效导致齿轮在制造过程中的质量可靠性变差,利用模糊FMECA方法对齿轮的制造工艺进行可靠性评价,综合考虑失效发生频率、影响严重程度、检测难易程度、工艺改进程度等工艺失效模式的影响因素影响,在获得各失效模式的危害度定量排序以后,再将各失效模式作为影响因素对齿轮制造工艺进行二级模糊合评价。文中提出的是一种考虑齿轮制造...
关键词:解耦 三自由度 混联机构 转动特性
提出一种新型三自由度混联转动平台机构,该转动平台相对于机架具有3个纯转动自由度,能够实现平台横摇、纵摇和回转运动;回转运动的驱动装置布置于机架上,通过回转支链传递回转运动,提高平台承载能力的同时增大了回转范围;选择恰当的欧拉角描述动平台姿态,获得了欧拉角与分支输入位移之间的解析关系,并对其转动特性进行了分析,结果表明XYZ姿态描...
关键词:残缺信息 模糊聚类 模块划分
为了解决含有残缺信息的产品模块划分问题,提出了一种基于改进WDS算法的产品模块划分方法。该方法利用改进WDS算法,将产品零部件划分为完整信息零部件和残缺信息零部件,并分别进行模块划分,同时引入平均模糊熵作为模块划分评判标准。最后,以3D打印机的模块划分作为实例,对比分析了完整信息产品和残缺信息产品的模块划分结果,验证了该方法的可行...
关键词:并联机构 螺旋理论 雅可比矩阵 工作空间
对3-UPS/RRR并联脚踝康复机构的结构和特点进行了描述,建立了虚拟样机模型。首先利用螺旋理论计算机构自由度,确定机构运动类型,运用闭合矢量法建立机构位置反解模型,并结合瞬时螺旋运动理论求解机构速度雅可比矩阵,其次采用数值离散搜索法求解该机构的可达姿态空间,最后借助MATLAB软件对机构的运动学及工作空间进行仿真。结果表明该机构能够实...
关键词:复杂煤层 采煤机 煤岩耦合 破煤过程 动力传递
利用ANSYS/LS-DYNA软件建立了复杂煤层条件下螺旋滚筒与煤岩的耦合模型,基于不同工况进行截割过程的动态模拟,提取了滚筒与截齿的工作载荷,并分析了载荷的变化规律。通过对螺旋滚筒截割煤岩的动力学分析得到了由煤到岩变化时螺旋滚筒的应力云图及载荷变化曲线,获取了滚筒与截齿的应力应变等参数的时间历程曲线。研究表明:螺旋滚筒截割煤岩混合界...
关键词:摇臂壳体 刚柔耦合 接触力 壳体改进
采煤机摇臂传动系统是决定采煤机工作效率的关键因素。针对采煤机摇臂壳体与各轴、各轴上轴承滚动体与其内外圈实时接触力难预测的问题,文中参照MG7180型采煤机摇臂建立了以摇臂壳体、各轴、液压缸缸筒为柔性体的采煤机摇臂传动系统刚柔耦合模型。以RecurDyn软件为仿真平台施加边界条件和负载进行动力学仿真,得出传动系统中各轴与采煤机摇臂壳体...
关键词:采煤机 静力学 平滑靴
针对采煤机行走机构的低速重载大跨度支撑静不定问题,基于逐步递推理论方法,求解了滑靴载荷的变化规律。考虑采煤机实际工况下不同俯仰角对采煤机整机力学性能的影响,采用小变形协调理论简化了采煤机整机静力学模型,编制MATLAB程序对其进行求解与分析。通过模拟采煤机实际井下工况,对采煤机后平滑靴载荷进行试验研究,并将试验值与仿真值进行对比...
关键词:活动钢球 有限元法 接触应力
根据钢珠中心所在圆与环轮轴线的位置关系,提出以钢珠为媒介啮合件的新型内置式环面珠轮传动。为降低传动副对误差的敏感性,给出齿廓的点啮合化方法,推导环轮的齿廓方程。基于一组设计参数,构造内置式环面珠轮传动的三维模型,通过有限元法对齿廓间的接触应力进行分析。研究结果可为传动副的参数优化设计和强度分析提供依据。
关键词:飞行汽车 涵道风扇 catia三维动态模拟 有限元应力分析
为缓解现行交通压力,解决人们'出行难'的问题,根据现有道路交通的规则,设计出了一种新型飞行汽车的飞行动力系统结构。采用旋开式四旋翼涵道风扇的设计方案,使得该飞行汽车能够在陆地行驶模式和空中飞行模式之间相互切换,有效地整合了陆地行驶和空中飞行两大功能。通过CATIA软件对设计方案进行三维动态模拟和MSC.PATRAN/NASTRAN有限元软件对主要...
关键词:模态分析 试验设计 近似模型 优化设计 在轨加注
为了提高在轨加注站贮箱的结构稳定性并减小贮箱质量,提出了以推进剂装载质量为约束条件,贮箱质量、1阶固有频率、最大形变量为目标函数的多目标优化设计方法。通过参数化建模、模态分析、拉丁超立方试验设计、4阶响应面近似模型及NSGA-Ⅱ算法对贮箱进行多目标优化设计。与有限元计算结果对比表明:在满足推进剂装载质量的条件下,贮箱质量减少32....
关键词:多相材料 柔性机翼 轮换主动相变量算法 拓扑优化 优化准则法
为了实现机翼前缘连续变形及结构轻量化,利用多相材料进行了柔性机翼前缘结构的设计。在轮换主动相变量算法的基础上,以选定前缘初始曲线上9个坐标点的实际位移和目标位移的偏差为目标函数,各相材料的体积分数作为约束,建立多相材料柔性机构拓扑优化模型,采用OC优化准则法进行求解。编写MATLAB程序,计算得到了清晰的两相实体材料前缘结构优化结...
关键词:改进std法 随机驱动子空间法 模态识别 极点稳态图 功率谱密度
为了精确得到某南极天文望远镜塔架的模态参数,为塔架的动力学修改和主动控制减振提供依据,按一点激励、多点加速度响应对望远镜塔架进行了锤击法模态试验。为了消除STD法数据前处理带来的噪声误差,采用改进STD法对塔架进行模态识别,用损失函数法和极点稳态图确定模型阶次,并用实测的功率谱密度验证了所识别模态参数的准确性,在0~100 Hz的频带范...
关键词:风力发电机组 变桨系统 齿轮计算
针对风力发电机组变桨齿轮,基于风力发电机组标准IEC 61400-1和齿轮设计标准ISO 6336,对其计算方法进行研究与探索。提出了根据风机变桨状态和变桨角度,合成各个齿载荷时序并分别计算齿轮强度的计算流程与方法,为实际工程应用提供了指导。结合多个实际风力发电机组作为实例,对比了文中所提方法与GL风力发电机组认证导则中简化算法的计算结果。结...
关键词:床身 立柱 结合面刚度 模态频率
框中框式结构机床中以固定结合面联接的床身、立柱为研究对象,通过拉格朗日方程的方法建立床身、立柱的动力学理论模型,不同位置采用不同的结合面刚度参数来研究结合面法向刚度和切向刚度对系统各阶模态频率的影响;然后基于多学科优化设计软件iSIGHT,搭建整机动态特性分析优化系统框架来验证计算结果的正确性。结果表明,结合面切向刚度相比较于...
关键词:x3流量特性 阀瓣型面 流量试验
从调节阀的流量特性数学表达式出发,结合阀瓣设计的基础理论和CFD仿真,为单座式柱塞调节阀设计了一种新型流量特性——X~3流量特性,并通过拟合化工生产线的具体工况,确定了表达式中流量特性形态范围、斜率调节系数。新设计的流量特性可用以弥补线性和等百分比这两种常见流量特性的调节缺陷,为对调节阀有更高可控性要求的用户提供了一种局部调节...
关键词:桥式起重机 轨道缺陷 振动响应 舒适性评价 iso
起重机服役过程中,轨道缺陷常常引起其结构自身振动而造成驾驶员的不舒适。为了研究起重机运行过程中的人体振动响应,评价驾驶员振动舒适性,提出了基于人-车-轨道系统的7自由度数学模型。通过Newmark直接积分法求解出人体振动加速度的时域响应,基于FFT变换得到人体振动加速度功率谱密度。通过计算人体振动加速度均方根的值,利用ISO 2631-1标准评...
关键词:产品设计 智能配色 bp神经网络 色彩语义 模糊评价 罐式车辆
为有效降低产品配色对专业知识的依赖,提高产品配色设计的效率,提出一种基于BP神经网络的复杂产品配色方法。该方法结合色彩心理语义词汇分析及色彩库的建立,运用HSV色彩编码方法,借助MATLAB软件,在保证网络收敛速度和误差收敛合理的情况下,通过对隐藏层结点设定不同的结点数,经过训练迭代,获得配色方案,并运用模糊综合评价法对配色方案进行评价...
关键词:工业设计 共享单车 fahp 模糊kano
共享单车品牌多样化易对客户选择使用上造成困难。为解决客户不同需求与服务品质间的差距,提出将模糊层次分析(FAHP)与模糊Kano模型相结合的研究方法。通过模糊层级分析,提取出客户认为的产品核心属性偏好;运用模糊Kano模型概括客户对可选服务的感知程度;将客户偏好权重和服务感知纳入共享单车设计过程中,通过了解消费者的偏好和感知,对产品的核...
关键词:人机工程 直升机模拟器驾驶舱 jack
直升机模拟器驾驶舱是飞行模拟器人机体验的重要组成部分,针对某型直升机模拟器驾驶舱存在的设计缺陷,对其结构、空间和外观进行人机工程设计,并运用JACK软件进行分析,验证了设计方案的可行性,为直升机模拟器驾驶舱的造型设计和技术研发提供建议。
关键词:工业设计 快速收发力训练器 视障群体 原型设计
为解决视障学生对于扳动手法中快速收发力的学习存在不易掌握与难以评估等问题。通过解构现有扳动手法的练习方式,对视障群体进行了需求、使用方式及信息通道分析,结合扳动手法的瞬息收发力特点,开发了引导和评估扳动手法学习的便携设备,将触觉与听觉作为视障同学与设备的主要接纳和信息通道,设计了一款方案并给出测试样机。研究发现:通过听觉、...
关键词:工业设计 植保无人机 kano模型 质量要素
为进一步满足植保无人机的用户需求,提出一种基于Kano模型的植保无人机造型设计开发流程。依据Kano模型中用户需求类型的相关规范,面向植保无人机造型设计Kano问卷,通过调研数据的统计与分析,获得植保无人机各质量要素的用户需求类别。在此基础上求解模型中的可变参数k值,并结合熵权理论计算各质量要素的用户需求基础重要度权重,然后确定用户需...
关键词:创新设计 制造业
2019年重点专栏为配合《中国制造2025》规划及创新驱动发展战略的实施,助推制造业重点领域突破发展,提升我国创新设计能力和中国制造的竞争力,加快实现从'制造大国'向'创造强国'的转变,由中国机械工程学会倡议,《机械设计》杂志在充分调研和论证的基础上,于2019年开设'创新设计'重点专栏,旨在发挥学术期刊对行业的引领和推动作用。