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2012年 31卷 第6期
2012, 31(6): 861-864.
摘要
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摘要:
为改善常用零件内圆槽的表面质量,降低其表面粗糙度,根据对磁场理论和内圆面加工特性的分析,研制了用Nd-Fe-B永久磁铁代替电磁铁作内置磁极的内圆槽磁力光整加工装置。该装置结构简单,拆装方便,体积小,重量轻,不需要电源和供电装置,适应性强。试验验证,其性能优于其它光整加工方法,可获得理想的加工表面质量,是内圆槽表面光整加工很有效的工艺方法。
为改善常用零件内圆槽的表面质量,降低其表面粗糙度,根据对磁场理论和内圆面加工特性的分析,研制了用Nd-Fe-B永久磁铁代替电磁铁作内置磁极的内圆槽磁力光整加工装置。该装置结构简单,拆装方便,体积小,重量轻,不需要电源和供电装置,适应性强。试验验证,其性能优于其它光整加工方法,可获得理想的加工表面质量,是内圆槽表面光整加工很有效的工艺方法。
2012, 31(6): 865-868.
摘要:
在应用应力松弛成形工艺成形小曲率、大尺寸壁板类零件的过程中,回弹是影响成形件尺寸和形状精度主要因素之一。本文中利用基础实验数据总结的经验公式作为初值,建立了基于模具实验迭代的回弹补偿修正算法。设计了模具型面迭代修正实验,并利用回弹现象较为严重的小曲率壁板零件进行实验对该回弹补偿修正算法的有效性进行了验证。
在应用应力松弛成形工艺成形小曲率、大尺寸壁板类零件的过程中,回弹是影响成形件尺寸和形状精度主要因素之一。本文中利用基础实验数据总结的经验公式作为初值,建立了基于模具实验迭代的回弹补偿修正算法。设计了模具型面迭代修正实验,并利用回弹现象较为严重的小曲率壁板零件进行实验对该回弹补偿修正算法的有效性进行了验证。
2012, 31(6): 869-872.
摘要:
以高负荷两级风扇第一级前掠转子为研究对象,通过数值模拟手段对近失速点叶尖流场进行了深入分析。为比较前掠对泄漏涡结构的影响,与同等气动性能下的常规转子进行了对比。结果表明前掠转子在近失速工况下泄漏涡涡心并未发生破碎,气动负荷展向分布更加均匀。对前掠转子不同于常规转子的叶尖泄漏涡结构产生机理提出了新的解释。
以高负荷两级风扇第一级前掠转子为研究对象,通过数值模拟手段对近失速点叶尖流场进行了深入分析。为比较前掠对泄漏涡结构的影响,与同等气动性能下的常规转子进行了对比。结果表明前掠转子在近失速工况下泄漏涡涡心并未发生破碎,气动负荷展向分布更加均匀。对前掠转子不同于常规转子的叶尖泄漏涡结构产生机理提出了新的解释。
2012, 31(6): 873-876.
摘要:
将多载荷作用下的连续体结构拓扑优化设计看作为一种对单元样本的模式识别,然后利用模式识别的K邻近(KNN)方法实现连续体结构的拓扑优化设计。具体过程是以设计区域全体单元为样本空间,利用单元在各载荷作用下的应力分量作为单元样本的特征向量,并以欧氏距离作为识别标准将单元分为两类,最终通过逐步删除低应力贡献度的结构单元来达到结构优化。最后还给出了基于KNN方法的多载荷作用下连续体结构拓扑优化设计示例,结果表明此设计方法是完全正确且可行的。
将多载荷作用下的连续体结构拓扑优化设计看作为一种对单元样本的模式识别,然后利用模式识别的K邻近(KNN)方法实现连续体结构的拓扑优化设计。具体过程是以设计区域全体单元为样本空间,利用单元在各载荷作用下的应力分量作为单元样本的特征向量,并以欧氏距离作为识别标准将单元分为两类,最终通过逐步删除低应力贡献度的结构单元来达到结构优化。最后还给出了基于KNN方法的多载荷作用下连续体结构拓扑优化设计示例,结果表明此设计方法是完全正确且可行的。
2012, 31(6): 877-882.
摘要:
针对航空发动机叶片锻造成形工艺过程成形阶段多、工艺信息量大、类型繁多等特点,提出了基于多态模型的叶片锻造工艺信息组织方法。对叶片锻造多状态工艺过程进行定义和划分,详细阐述了状态信息的组织形式及状态模型的XML表达方式。给出了基于多态模型的工艺信息集成应用模式,并开发了叶片锻造工艺信息集成平台,以支持叶片锻造多态模型的应用。通过以成形过程中多个状态为节点的组织方式,实现了叶片锻造工艺信息的分类重组,使工艺信息便于管理并适用于实际工艺过程,从而保证工艺过程中数字量传递的逻辑性、连续性和完整性。
针对航空发动机叶片锻造成形工艺过程成形阶段多、工艺信息量大、类型繁多等特点,提出了基于多态模型的叶片锻造工艺信息组织方法。对叶片锻造多状态工艺过程进行定义和划分,详细阐述了状态信息的组织形式及状态模型的XML表达方式。给出了基于多态模型的工艺信息集成应用模式,并开发了叶片锻造工艺信息集成平台,以支持叶片锻造多态模型的应用。通过以成形过程中多个状态为节点的组织方式,实现了叶片锻造工艺信息的分类重组,使工艺信息便于管理并适用于实际工艺过程,从而保证工艺过程中数字量传递的逻辑性、连续性和完整性。
2012, 31(6): 883-887.
摘要:
针对复合材料开口结构在压缩载荷下损伤扩展问题,采用累积损伤方法,对典型铺层方式下层合板压缩强度和损伤扩展规律进行了数值模拟研究。研究结果表明:不同铺层方式对含孔层合板的强度特性和损伤扩展形式有显著影响。在此基础之上,进一步研究了不同开口尺寸、不同铺层比例对层合板压缩强度的影响。
针对复合材料开口结构在压缩载荷下损伤扩展问题,采用累积损伤方法,对典型铺层方式下层合板压缩强度和损伤扩展规律进行了数值模拟研究。研究结果表明:不同铺层方式对含孔层合板的强度特性和损伤扩展形式有显著影响。在此基础之上,进一步研究了不同开口尺寸、不同铺层比例对层合板压缩强度的影响。
2012, 31(6): 888-892.
摘要:
针对复杂截面型材的三维拉弯数值模拟建模问题进行了研究。首先分析了力控制模式下张臂式拉弯机夹具及机械臂的运动规律,确定了由张臂的转动量、升降臂的抬升量以及拉伸臂的拉力对应的数值模拟边界条件;然后分析了滚压型材的时效硬化效应对材料性能的影响作用,并通过修正材料的应力应变曲线来模拟受滚压部位材料的时效硬化效应。基于上述建模方法,采用非线性有限元软件MSC.Marc,对某汽车门框用复杂截面型材的拉弯成形过程进行了数值模拟分析。研究结果表明,针对力控制模式下三维拉弯数值模拟所提出的边界条件建模方式是有效的;同时,对型材受滚压部位的材料属性进行修正后,可较好地模拟材料的时效硬化效应,能显著提高滚压型材三维拉弯回弹的模拟精度。
针对复杂截面型材的三维拉弯数值模拟建模问题进行了研究。首先分析了力控制模式下张臂式拉弯机夹具及机械臂的运动规律,确定了由张臂的转动量、升降臂的抬升量以及拉伸臂的拉力对应的数值模拟边界条件;然后分析了滚压型材的时效硬化效应对材料性能的影响作用,并通过修正材料的应力应变曲线来模拟受滚压部位材料的时效硬化效应。基于上述建模方法,采用非线性有限元软件MSC.Marc,对某汽车门框用复杂截面型材的拉弯成形过程进行了数值模拟分析。研究结果表明,针对力控制模式下三维拉弯数值模拟所提出的边界条件建模方式是有效的;同时,对型材受滚压部位的材料属性进行修正后,可较好地模拟材料的时效硬化效应,能显著提高滚压型材三维拉弯回弹的模拟精度。
2012, 31(6): 893-897.
摘要:
开口复合材料层合板不但降低结构强度,而且对稳定性有严重影响。用线性特征值法研究不同开口尺寸下层合板轴压稳定性,并采用翻边补强、单边贴片补强、双边贴片补强和中心圆环补强等几种方案来提高开口层合板稳定性。在补强结构增加质量相同的情况下比较各种方案的失稳临界载荷,得出稳定性补强较好的方案。通过研究下陷角度、下陷深度、补强片厚度等参数对稳定性的影响,得到补强参数较好的设计范围。
开口复合材料层合板不但降低结构强度,而且对稳定性有严重影响。用线性特征值法研究不同开口尺寸下层合板轴压稳定性,并采用翻边补强、单边贴片补强、双边贴片补强和中心圆环补强等几种方案来提高开口层合板稳定性。在补强结构增加质量相同的情况下比较各种方案的失稳临界载荷,得出稳定性补强较好的方案。通过研究下陷角度、下陷深度、补强片厚度等参数对稳定性的影响,得到补强参数较好的设计范围。
2012, 31(6): 898-905.
摘要:
对国内外产品保证下维修-更换策略研究的相关文献进行了回顾,介绍了产品保证与保证政策的概念,以维修类别和展开时间等作为分类指标对产品保证下维修-更换策略研究内容进行了分类,阐明了产品保证下维修-更换策略研究的目的。在此基础上,对当前一维和二维产品保证下维修-更换策略的主要研究内容及研究方法进行了梳理,对一些研究结论进行了比较分析。最后,对产品保证下维修-更换策略未来可进一步研究的方向进行了探索性的展望。
对国内外产品保证下维修-更换策略研究的相关文献进行了回顾,介绍了产品保证与保证政策的概念,以维修类别和展开时间等作为分类指标对产品保证下维修-更换策略研究内容进行了分类,阐明了产品保证下维修-更换策略研究的目的。在此基础上,对当前一维和二维产品保证下维修-更换策略的主要研究内容及研究方法进行了梳理,对一些研究结论进行了比较分析。最后,对产品保证下维修-更换策略未来可进一步研究的方向进行了探索性的展望。
2012, 31(6): 906-909.
摘要:
针对频域子空间算法在模态参数识别中的使用限制,提出了一种分段计算的频域子空间模态参数辨识方法。该方法对输入和输出的频域数据进行分段,再重新计算广义算子,构成新的状态方程,从而实现模态参数辨识。对该方法进行了仿真验证,并利用该方法对某变截面轴进行了模态参数识别,获得了与有限元计算结果相一致的计算结果,从而证明了方法的可靠性。该方法能够减小单次计算量,从而能够使频域子空间方法在普通计算设备上实现应用。
针对频域子空间算法在模态参数识别中的使用限制,提出了一种分段计算的频域子空间模态参数辨识方法。该方法对输入和输出的频域数据进行分段,再重新计算广义算子,构成新的状态方程,从而实现模态参数辨识。对该方法进行了仿真验证,并利用该方法对某变截面轴进行了模态参数识别,获得了与有限元计算结果相一致的计算结果,从而证明了方法的可靠性。该方法能够减小单次计算量,从而能够使频域子空间方法在普通计算设备上实现应用。
2012, 31(6): 910-914.
摘要:
根据某机载装置振动试验条件及有关振动环境试验夹具设计规范,在分析复杂机载装置的结构和振动试验台选型的基础上,进行了夹具的结构设计。基于夹具的三维实体模型进行了有限元模态分析,得到了夹具的固有频率和振型。通过对夹具有限元模型进行PSD谱分析,得到了夹具上各点的"能量"放大云图。测试结果表明:所设计的夹具具有较好的刚性、合理的品质因数。
根据某机载装置振动试验条件及有关振动环境试验夹具设计规范,在分析复杂机载装置的结构和振动试验台选型的基础上,进行了夹具的结构设计。基于夹具的三维实体模型进行了有限元模态分析,得到了夹具的固有频率和振型。通过对夹具有限元模型进行PSD谱分析,得到了夹具上各点的"能量"放大云图。测试结果表明:所设计的夹具具有较好的刚性、合理的品质因数。
2012, 31(6): 915-918.
摘要:
塔式起重机结构损伤智能诊断的文献鲜有报导,提出了一种基于小波包分解和支持向量机相结合的结构损伤诊断方法。首先运用小波包对振动信号进行分解,然后提取各个频带的信号能量值,将该能量值构成特征参数输入到支持向量机,进行损伤模式识别。然后进行了塔机结构损伤的单肢实验,通过对实验数据的分析表明,与单纯的SVM相比,该方法可以获得更高的智能诊断准确率。
塔式起重机结构损伤智能诊断的文献鲜有报导,提出了一种基于小波包分解和支持向量机相结合的结构损伤诊断方法。首先运用小波包对振动信号进行分解,然后提取各个频带的信号能量值,将该能量值构成特征参数输入到支持向量机,进行损伤模式识别。然后进行了塔机结构损伤的单肢实验,通过对实验数据的分析表明,与单纯的SVM相比,该方法可以获得更高的智能诊断准确率。
2012, 31(6): 919-923.
摘要:
线控转向系统由于取消了方向盘与转向轮之间的机械连接,所以路感必须模拟产生。本文中建立了方向盘模块和机械式转向系统回正力矩的动力学模型,针对传统转向系统转向器传动比固定的缺陷,设计了基于变传动比的路感控制策略。低速时采用小传动比,实现转向灵敏,高速时采用大传动比,实现转向稳定。并且根据驾驶员对理想路感的需求,进行路感修正,推导出具体的路感修正公式。仿真结果表明:该路感控制策略能发挥线控转向系统的优势,充分满足汽车行驶时的低速转向灵敏和高速转向稳定。在此基础上,通过模糊PID控制器对路感模拟电机进行了实时控制。
线控转向系统由于取消了方向盘与转向轮之间的机械连接,所以路感必须模拟产生。本文中建立了方向盘模块和机械式转向系统回正力矩的动力学模型,针对传统转向系统转向器传动比固定的缺陷,设计了基于变传动比的路感控制策略。低速时采用小传动比,实现转向灵敏,高速时采用大传动比,实现转向稳定。并且根据驾驶员对理想路感的需求,进行路感修正,推导出具体的路感修正公式。仿真结果表明:该路感控制策略能发挥线控转向系统的优势,充分满足汽车行驶时的低速转向灵敏和高速转向稳定。在此基础上,通过模糊PID控制器对路感模拟电机进行了实时控制。
2012, 31(6): 924-927.
摘要:
以偏置单盘转子为研究对象,用传递矩阵法建立了含有加速度项的瞬态运动方程,并且以Newmark-β积分法求解,编程模拟出系统的突加不平衡瞬态响应。该方法考虑了加速度、阻尼对瞬态响应的影响。结果表明:单盘转子系统在运转时突加不平衡后会引起较大的幅值震荡,最终趋于稳定;突加不平衡引起震荡的幅值和最终稳定值都随突加不平衡量的增大而增大,近似成正比例关系。
以偏置单盘转子为研究对象,用传递矩阵法建立了含有加速度项的瞬态运动方程,并且以Newmark-β积分法求解,编程模拟出系统的突加不平衡瞬态响应。该方法考虑了加速度、阻尼对瞬态响应的影响。结果表明:单盘转子系统在运转时突加不平衡后会引起较大的幅值震荡,最终趋于稳定;突加不平衡引起震荡的幅值和最终稳定值都随突加不平衡量的增大而增大,近似成正比例关系。
2012, 31(6): 928-932.
摘要:
针对弹筒接触碰撞问题,分别采用有限元静力学隐式格式和动力学显式格式,模拟了导弹装填及发射过程。并以复合材料发射筒的复合铺层厚度和铺层角度为优化设计变量,定义发射筒在导弹发射过程中筒口产生的最大位移和发射筒质量为优化目标,结合有限元数值计算结果,采用Python语言进行编程,运用基于Pareto策略的改进的非支配排序遗传算法(NSGA-II),建立了多目标优化模型。通过优化求解,获得了Pareto前沿面曲线和最优解,运用比刚度结构效能对比分析了优化前后的发射筒性能,表明对发射筒的优化设计是有效的。
针对弹筒接触碰撞问题,分别采用有限元静力学隐式格式和动力学显式格式,模拟了导弹装填及发射过程。并以复合材料发射筒的复合铺层厚度和铺层角度为优化设计变量,定义发射筒在导弹发射过程中筒口产生的最大位移和发射筒质量为优化目标,结合有限元数值计算结果,采用Python语言进行编程,运用基于Pareto策略的改进的非支配排序遗传算法(NSGA-II),建立了多目标优化模型。通过优化求解,获得了Pareto前沿面曲线和最优解,运用比刚度结构效能对比分析了优化前后的发射筒性能,表明对发射筒的优化设计是有效的。
2012, 31(6): 933-937.
摘要:
准确构建湍流风速模型对风力机全系统仿真、平稳功率控制、系统动态特性、控制系统设计等方面至关重要。针对湍流发生实时性不强的问题,提出了应用于实时仿真的湍流谱滤波器的设计方法,将高斯白噪声通过所设计的湍流谱滤波器能够获得实时仿真湍流风速,仿真分析表明湍流滤波器能够应用于实时湍流风速的产生。同时,提出了融合风切变、塔影效应、湍流和旋转采样的等效风速实现方法,并在仿真软件中建立了等效风速发生系统。通过对某实际湍流风速仿真分析表明,基于所设计的湍流滤波器的等效风速发生系统是有效可行的。
准确构建湍流风速模型对风力机全系统仿真、平稳功率控制、系统动态特性、控制系统设计等方面至关重要。针对湍流发生实时性不强的问题,提出了应用于实时仿真的湍流谱滤波器的设计方法,将高斯白噪声通过所设计的湍流谱滤波器能够获得实时仿真湍流风速,仿真分析表明湍流滤波器能够应用于实时湍流风速的产生。同时,提出了融合风切变、塔影效应、湍流和旋转采样的等效风速实现方法,并在仿真软件中建立了等效风速发生系统。通过对某实际湍流风速仿真分析表明,基于所设计的湍流滤波器的等效风速发生系统是有效可行的。
2012, 31(6): 938-941.
摘要:
提出一种航空航天轴承在任意使用载荷下接触疲劳寿命的分析方法。利用线接触应力公式和等寿命转化公式对载荷输入数据进行转化,之后将载荷数据代入到描述高周疲劳的常用经验公式中,经修正得到任意使用载荷下的接触疲劳寿命。以航空航天轴承中的MS21438轴承系列用做襟翼滚轮滑轨运动机构上的滚轮为例,得到此轴承系列在使用载荷下的飞行架次寿命,随轴承选用型号的增大,轴承可使用的飞行架次显著增大。
提出一种航空航天轴承在任意使用载荷下接触疲劳寿命的分析方法。利用线接触应力公式和等寿命转化公式对载荷输入数据进行转化,之后将载荷数据代入到描述高周疲劳的常用经验公式中,经修正得到任意使用载荷下的接触疲劳寿命。以航空航天轴承中的MS21438轴承系列用做襟翼滚轮滑轨运动机构上的滚轮为例,得到此轴承系列在使用载荷下的飞行架次寿命,随轴承选用型号的增大,轴承可使用的飞行架次显著增大。
2012, 31(6): 942-946.
摘要:
在前期模型参数获取、平面机电驱动实验及建模研究的基础上,根据DE(dielectric elasto-mer)驱动特性进行一维驱动器件的研制,并进行驱动性能测试;根据制作的约束条件、边界条件,应用Ogden和Yeoh应变能模型、本构方程及前期研究回归得出的材料常数,建立器件的机电驱动模型,并根据试验数据对模型进行了分析和对比;根据试验数据的特点和变化趋势,进行了简单的指数模型和二次函数模型回归分析。
在前期模型参数获取、平面机电驱动实验及建模研究的基础上,根据DE(dielectric elasto-mer)驱动特性进行一维驱动器件的研制,并进行驱动性能测试;根据制作的约束条件、边界条件,应用Ogden和Yeoh应变能模型、本构方程及前期研究回归得出的材料常数,建立器件的机电驱动模型,并根据试验数据对模型进行了分析和对比;根据试验数据的特点和变化趋势,进行了简单的指数模型和二次函数模型回归分析。
2012, 31(6): 947-951.
摘要:
针对航电系统综合性能评估过程中,传统模糊评判法在模糊关系矩阵和属性权重的确定上存在主观性、盲目性和可信度不高等缺陷,提出了结合分类统计法、熵权法和离差最大化法的改进型模糊评判模型。建立了模糊评估参数区间,对仿真数据统计分类以确定模糊关系矩阵,同时将熵权法和离差最大化法相结合来确定指标的权重值,使得评估过程更加科学客观。以AFDX航电系统为例,选取网络负载和延迟时间为指标,应用改进算法对航电系统性能进行评价。评价过程脱离了人为主观因素的影响,评价结果更具有可信性,即模型合理性得到验证。
针对航电系统综合性能评估过程中,传统模糊评判法在模糊关系矩阵和属性权重的确定上存在主观性、盲目性和可信度不高等缺陷,提出了结合分类统计法、熵权法和离差最大化法的改进型模糊评判模型。建立了模糊评估参数区间,对仿真数据统计分类以确定模糊关系矩阵,同时将熵权法和离差最大化法相结合来确定指标的权重值,使得评估过程更加科学客观。以AFDX航电系统为例,选取网络负载和延迟时间为指标,应用改进算法对航电系统性能进行评价。评价过程脱离了人为主观因素的影响,评价结果更具有可信性,即模型合理性得到验证。
2012, 31(6): 952-957.
摘要:
将基因工程思想用于产品设计过程优化,通过分析设计过程基因、基因组与设计过程特性的关系提出基于设计过程基因的设计过程优化方法,给出优化流程;按照设计过程不同阶段将设计过程基因分为任务说明基因、概念设计基因、总体设计基因、详细设计基因和工艺设计基因,给出了每种设计过程基因的构成要素及其作用方式;在分析设计过程基因图谱对设计过程基因缺陷识别的作用基础上,构建了设计过程基因图谱,给出了过程基因图谱的结构。
将基因工程思想用于产品设计过程优化,通过分析设计过程基因、基因组与设计过程特性的关系提出基于设计过程基因的设计过程优化方法,给出优化流程;按照设计过程不同阶段将设计过程基因分为任务说明基因、概念设计基因、总体设计基因、详细设计基因和工艺设计基因,给出了每种设计过程基因的构成要素及其作用方式;在分析设计过程基因图谱对设计过程基因缺陷识别的作用基础上,构建了设计过程基因图谱,给出了过程基因图谱的结构。
2012, 31(6): 958-963.
摘要:
以机电产品的能量属性为研究对象,提出能量设计因子概念,并应运于机电产品在使用阶段的节能优化设计中。基于产品在使用阶段功能分析的基础上,提取产品能量消耗信息;运用键合图等理论,分析产品使用阶段的能量因素与能量消耗之间的关系,建立能量消耗模型,提取能量设计因子,并应用于产品能量优化设计中。最终以摩托车的离合器为实例,将对其提取的能量设计因子作为优化设计目标和主约束条件,并以降低能耗为目标,进行能量优化设计,结果表明能量设计因子可以量化控制离合器使用阶段的能量属性。
以机电产品的能量属性为研究对象,提出能量设计因子概念,并应运于机电产品在使用阶段的节能优化设计中。基于产品在使用阶段功能分析的基础上,提取产品能量消耗信息;运用键合图等理论,分析产品使用阶段的能量因素与能量消耗之间的关系,建立能量消耗模型,提取能量设计因子,并应用于产品能量优化设计中。最终以摩托车的离合器为实例,将对其提取的能量设计因子作为优化设计目标和主约束条件,并以降低能耗为目标,进行能量优化设计,结果表明能量设计因子可以量化控制离合器使用阶段的能量属性。
2012, 31(6): 964-967.
摘要:
注塑件的表面质量关系到注塑件的后续加工及产品寿命,为了消除注塑件表面的缺陷与变形,提出了蒸汽直接加热模具型腔的模具温度控制原理,并研制出了相应的高光模具温度控制设备。该设备由高温水蒸气和高温干空气制备两大系统构成。其工作过程为:首先将经过去除杂质和离子的高温水蒸汽通入模腔,并将模面加热到设定温度,然后将高温干空气通入模腔,吹除模腔中的残余冷凝水。通过可编程序控制器实现对高温水蒸汽和高温干空气通入模腔的先后顺序与通入时间进行精确控制,最后使模面达到注塑要求所需的温度。该方法只加热模面及以下1 mm～2 mm厚的模芯,故极大地缩短加热时间和减少用电量;由于前后模模面均被加热,使融胶的流动性增强、融胶前锋温度和压力增高,消除了注塑件表面缺陷和变形。
注塑件的表面质量关系到注塑件的后续加工及产品寿命,为了消除注塑件表面的缺陷与变形,提出了蒸汽直接加热模具型腔的模具温度控制原理,并研制出了相应的高光模具温度控制设备。该设备由高温水蒸气和高温干空气制备两大系统构成。其工作过程为:首先将经过去除杂质和离子的高温水蒸汽通入模腔,并将模面加热到设定温度,然后将高温干空气通入模腔,吹除模腔中的残余冷凝水。通过可编程序控制器实现对高温水蒸汽和高温干空气通入模腔的先后顺序与通入时间进行精确控制,最后使模面达到注塑要求所需的温度。该方法只加热模面及以下1 mm～2 mm厚的模芯,故极大地缩短加热时间和减少用电量;由于前后模模面均被加热,使融胶的流动性增强、融胶前锋温度和压力增高,消除了注塑件表面缺陷和变形。
2012, 31(6): 968-971.
摘要:
依据正交试验结果,利用线性回归分析方法,应用Matlab软件建立了砂带磨削镁合金AZ91D时表面粗糙度的预测模型,对该模型进行回归方程和回归系数显著性检验;并对该模型进行优化,即进一步提高模型的预测效果;然后对该模型进行了试验验证。预测表面粗糙度具有可靠性:砂带粒度和砂带线速度对表面粗糙度的影响很大;磨削压力对表面粗糙度有一定的影响;接触轮硬度和工件轴向进给速度对表面粗糙度的影响不明显。
依据正交试验结果,利用线性回归分析方法,应用Matlab软件建立了砂带磨削镁合金AZ91D时表面粗糙度的预测模型,对该模型进行回归方程和回归系数显著性检验;并对该模型进行优化,即进一步提高模型的预测效果;然后对该模型进行了试验验证。预测表面粗糙度具有可靠性:砂带粒度和砂带线速度对表面粗糙度的影响很大;磨削压力对表面粗糙度有一定的影响;接触轮硬度和工件轴向进给速度对表面粗糙度的影响不明显。
2012, 31(6): 972-976.
摘要:
针对转子不平衡故障和滚动轴承微弱损伤性故障的复合故障诊断问题,提出了基于小波变换和总体平均经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)的故障诊断方法,进行了复合故障的耦合特征分离和故障特征频率的提取。该方法首先应用小波对原始信号进行分解与重构;然后针对分解与重构出的低频信号进行频谱分析提取低频非调制故障特征;最后针对高频共振调制信号进行基于EEMD的解调分析,以准确提取调制故障特征。通过工程实例信号的分析结果表明,该方法能够提取轴承的损伤性故障特征。
针对转子不平衡故障和滚动轴承微弱损伤性故障的复合故障诊断问题,提出了基于小波变换和总体平均经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)的故障诊断方法,进行了复合故障的耦合特征分离和故障特征频率的提取。该方法首先应用小波对原始信号进行分解与重构;然后针对分解与重构出的低频信号进行频谱分析提取低频非调制故障特征;最后针对高频共振调制信号进行基于EEMD的解调分析,以准确提取调制故障特征。通过工程实例信号的分析结果表明,该方法能够提取轴承的损伤性故障特征。
2012, 31(6): 977-981.
摘要:
针对工程车辆传动系统工作过程油温过高导致车辆工作效率不高的问题,对传动系统的变速箱部分进行热平衡分析。以某工程车辆的变速箱齿轮传动系统作为研究对象,用热网络法建立了该系统稳态工作状况下的热平衡方程组,并给出了相应的功率损失、热阻及对流换热系数的计算模型。采用自行编制的计算程序对方程进行求解,得出了在稳态条件下达到热平衡状态时变速箱内各节点的温度分布,为车辆传动箱的分析设计提供了理论参考。
针对工程车辆传动系统工作过程油温过高导致车辆工作效率不高的问题,对传动系统的变速箱部分进行热平衡分析。以某工程车辆的变速箱齿轮传动系统作为研究对象,用热网络法建立了该系统稳态工作状况下的热平衡方程组,并给出了相应的功率损失、热阻及对流换热系数的计算模型。采用自行编制的计算程序对方程进行求解,得出了在稳态条件下达到热平衡状态时变速箱内各节点的温度分布,为车辆传动箱的分析设计提供了理论参考。
2012, 31(6): 982-986.
摘要:
基于核函数的非线性盲源分离算法在盲信号处理中有着广泛的应用,但传统的非线性盲源分离算法的学习速率是固定的。当系统的噪声和迭代误差较小而步长相对较小,则算法达到收敛的效率不高;当系统的噪声和迭代误差较大时,如果迭代步长过大则将会影响盲源分离的精度。针对这一不足,提出一种基于核函数的变速率非线性盲源分离算法,算法根据信噪比和迭代误差来调节学习速率,将该算法应用于齿轮箱故障诊断中。仿真和实验结果表明,与固定速率的非线性盲源分离算法相比,该算法具有更好的消噪和信号特征提取能力。
基于核函数的非线性盲源分离算法在盲信号处理中有着广泛的应用,但传统的非线性盲源分离算法的学习速率是固定的。当系统的噪声和迭代误差较小而步长相对较小,则算法达到收敛的效率不高;当系统的噪声和迭代误差较大时,如果迭代步长过大则将会影响盲源分离的精度。针对这一不足,提出一种基于核函数的变速率非线性盲源分离算法,算法根据信噪比和迭代误差来调节学习速率,将该算法应用于齿轮箱故障诊断中。仿真和实验结果表明,与固定速率的非线性盲源分离算法相比,该算法具有更好的消噪和信号特征提取能力。
2012, 31(6): 987-990.
摘要:
针对某减速器厂YND100系列减速器箱体的优化设计问题,给出了基于ANSYS软件的参数化设计语言APDL的优化设计方案。介绍了APDL实现优化设计的原理,建立了以箱体体积最小为目标函数的箱体优化数学模型,并运用APDL语言实现了箱体的参数化建模。给出了VC++6.0与APDL的嵌套编程方法以及VC++6.0与ANSYS软件的接口,并利用VC++6.0软件开发了良好的优化系统界面,考察了系统实际优化分析结果。
针对某减速器厂YND100系列减速器箱体的优化设计问题,给出了基于ANSYS软件的参数化设计语言APDL的优化设计方案。介绍了APDL实现优化设计的原理,建立了以箱体体积最小为目标函数的箱体优化数学模型,并运用APDL语言实现了箱体的参数化建模。给出了VC++6.0与APDL的嵌套编程方法以及VC++6.0与ANSYS软件的接口,并利用VC++6.0软件开发了良好的优化系统界面,考察了系统实际优化分析结果。
2012, 31(6): 991-995.
摘要:
在分析功率分流式无级变速器工作原理、运动学建模和AMESim软件特点的基础上,以AMESim软件为平台,对功率分流式无级变速器、与之相匹配的发动机等进行了单独建模,并通过集成最终建立了装备功率分流式无级变速器的整车动力性、经济性仿真模型。在欧ECE-15试验规范下对仿真模型进行仿真,结果显示装备功率分流式无级变速器后,尽管整车的加速性能略有下降,但燃油经济性比装备五挡手动变速器有了较大提高。
在分析功率分流式无级变速器工作原理、运动学建模和AMESim软件特点的基础上,以AMESim软件为平台,对功率分流式无级变速器、与之相匹配的发动机等进行了单独建模,并通过集成最终建立了装备功率分流式无级变速器的整车动力性、经济性仿真模型。在欧ECE-15试验规范下对仿真模型进行仿真,结果显示装备功率分流式无级变速器后,尽管整车的加速性能略有下降,但燃油经济性比装备五挡手动变速器有了较大提高。
2012, 31(6): 996-998.
摘要:
为了实现机械故障的有效诊断,准确提取在强背景噪声中的微弱信号特征,提出一种基于平衡正交多小波的降噪方法。多小波具有多个尺度函数和小波函数,具备单小波无法同时满足的优良性质,可以匹配信号中不同的特征信息。平衡正交多小波可以有效地消除Gibbs现象,并且避免了多小波的预处理过程,减小数据冗余。给出了平衡正交多小波算法和该降噪法的实施步骤,并将该算法和传统多小波算法的降噪效果进行了实验对比,实验证明该法能有效提取微弱信号,保留其信息特征。
为了实现机械故障的有效诊断,准确提取在强背景噪声中的微弱信号特征,提出一种基于平衡正交多小波的降噪方法。多小波具有多个尺度函数和小波函数,具备单小波无法同时满足的优良性质,可以匹配信号中不同的特征信息。平衡正交多小波可以有效地消除Gibbs现象,并且避免了多小波的预处理过程,减小数据冗余。给出了平衡正交多小波算法和该降噪法的实施步骤,并将该算法和传统多小波算法的降噪效果进行了实验对比,实验证明该法能有效提取微弱信号,保留其信息特征。
2012, 31(6): 999-1004.
摘要:
提出一种在双目立体视觉测量中三维人脸数据的自拼合方法。该方法利用从不同视角下摄取的人脸图像,分别对这些图像进行特征点提取,并建立图像间同名特征点对的稳定匹配,从而获取人脸上相同位置在不同视角下的对应关系,然后利用五点算法求取不同视角下测量系统的相对位置和姿态,最终实现对多视角下三维人脸测量数据的自动拼合。提出的方法无需借助辅助标记点或者手动选择特征点,实验结果验证了该方法的有效性和鲁棒性。
提出一种在双目立体视觉测量中三维人脸数据的自拼合方法。该方法利用从不同视角下摄取的人脸图像,分别对这些图像进行特征点提取,并建立图像间同名特征点对的稳定匹配,从而获取人脸上相同位置在不同视角下的对应关系,然后利用五点算法求取不同视角下测量系统的相对位置和姿态,最终实现对多视角下三维人脸测量数据的自动拼合。提出的方法无需借助辅助标记点或者手动选择特征点,实验结果验证了该方法的有效性和鲁棒性。
2012, 31(6): 1005-1009.
摘要:
提出环状缝隙调压阀结构设计和气动特性计算的一种方法,推导出阀门型面坐标的计算公式,针对调压阀的气动特性编制了相应的计算程序,通过计算结果与试验数据对比,验证了本文方法的可靠性,同时讨论了增加风洞气源压力和增大气源容积对风洞试验时间的影响,最后给出了风洞稳定段总温随时间的变化趋势。
提出环状缝隙调压阀结构设计和气动特性计算的一种方法,推导出阀门型面坐标的计算公式,针对调压阀的气动特性编制了相应的计算程序,通过计算结果与试验数据对比,验证了本文方法的可靠性,同时讨论了增加风洞气源压力和增大气源容积对风洞试验时间的影响,最后给出了风洞稳定段总温随时间的变化趋势。
2012, 31(6): 1010-1015,1022.
摘要:
以曲轴连杆颈砂带随动研磨加工中的轴颈形状误差和几何尺寸为主线,提出了能够同时对曲轴连杆颈圆度、直径等几何量进行在线气动测量的随动跟踪测量方法。通过对随动跟踪测量系统运动控制模型分析后得到了满足传感器组均匀采样的约束条件,分析了气动测量系统误差。在此前提下采用将曲轴连杆颈圆度误差和系统误差从测量数据中进行分离的3点随动跟踪圆度误差分离方法。根据离散傅里叶变换原理,详细推导了3点跟踪法误差分离的基本方程。对比在线跟踪测量与圆度仪离线测量的计算结果,发现二者的相对误差较小,在4%左右。
以曲轴连杆颈砂带随动研磨加工中的轴颈形状误差和几何尺寸为主线,提出了能够同时对曲轴连杆颈圆度、直径等几何量进行在线气动测量的随动跟踪测量方法。通过对随动跟踪测量系统运动控制模型分析后得到了满足传感器组均匀采样的约束条件,分析了气动测量系统误差。在此前提下采用将曲轴连杆颈圆度误差和系统误差从测量数据中进行分离的3点随动跟踪圆度误差分离方法。根据离散傅里叶变换原理,详细推导了3点跟踪法误差分离的基本方程。对比在线跟踪测量与圆度仪离线测量的计算结果,发现二者的相对误差较小,在4%左右。
2012, 31(6): 1016-1022.
摘要:
分析了现阶段飞机研制企业对数字化研制流程的工程需求,介绍了飞机研制业务支撑环境及信息传递模型。在构建数字化协同平台的基础上,提出了基于多层次的飞机数字化研制流程模型,给出了由基于BOM的结构模型向基于PetriNet的流程模型映射的算法,这种算法以基于WBS的任务模型为映射过渡模型,最后得到了适合于不同管理部门需求的多层次流程模型。结合作业排序计划甘特图的使用,有效地实现了对复杂的飞机产品制造业务流程的控制。
分析了现阶段飞机研制企业对数字化研制流程的工程需求,介绍了飞机研制业务支撑环境及信息传递模型。在构建数字化协同平台的基础上,提出了基于多层次的飞机数字化研制流程模型,给出了由基于BOM的结构模型向基于PetriNet的流程模型映射的算法,这种算法以基于WBS的任务模型为映射过渡模型,最后得到了适合于不同管理部门需求的多层次流程模型。结合作业排序计划甘特图的使用,有效地实现了对复杂的飞机产品制造业务流程的控制。
2012, 31(6): 1023-1026,1032.
摘要:
提出了两种简单实用的二自由度并联机构(简称Ⅰ型、Ⅱ型机构),可作为平面喷涂机的执行机构。分析推导了两种机构末端工作点(用作喷枪位置点)的运动学正反解,并通过对相同尺寸参数条件下两种机构的工作空间进行对比分析,结果表明Ⅱ型机构具有更大的工作空间;同时通过实例运用Matlab对两机构末端工作点完成相同运动轨迹的运动学模型进行仿真并比较,得出两种机构运动学参数的变化规律,并得出Ⅰ型机构的运动学性能优于Ⅱ型机构结论。
提出了两种简单实用的二自由度并联机构(简称Ⅰ型、Ⅱ型机构),可作为平面喷涂机的执行机构。分析推导了两种机构末端工作点(用作喷枪位置点)的运动学正反解,并通过对相同尺寸参数条件下两种机构的工作空间进行对比分析,结果表明Ⅱ型机构具有更大的工作空间;同时通过实例运用Matlab对两机构末端工作点完成相同运动轨迹的运动学模型进行仿真并比较,得出两种机构运动学参数的变化规律,并得出Ⅰ型机构的运动学性能优于Ⅱ型机构结论。
2012, 31(6): 1027-1032.
摘要:
针对系列化产品设计中信息共享程度低、信息传递速度慢、重复劳动多的问题,提出了一种面向网络化的参数化协同设计方法。分析了分布式协同设计中共享冲突和网络异构的问题,提出了基于PDMWorks Workgroup协同设计平台的构建方法。研究了角色权限分配和数据并发控制的机理,制定了面向网络化的协同设计通讯机制。结合桥式起重机的结构特点,将参数化变型设计和协同设计有机地结合起来,开发了面向网络化的桥式起重机参数化协同设计系统,并以主梁设计为例进行了验证。
针对系列化产品设计中信息共享程度低、信息传递速度慢、重复劳动多的问题,提出了一种面向网络化的参数化协同设计方法。分析了分布式协同设计中共享冲突和网络异构的问题,提出了基于PDMWorks Workgroup协同设计平台的构建方法。研究了角色权限分配和数据并发控制的机理,制定了面向网络化的协同设计通讯机制。结合桥式起重机的结构特点,将参数化变型设计和协同设计有机地结合起来,开发了面向网络化的桥式起重机参数化协同设计系统,并以主梁设计为例进行了验证。
