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机械工程学报
北大期刊

影响因子:1.36

预计审稿周期:1-3个月

机械工程学报杂志

主管单位:中国科学技术协会  主办单位:中国机械工程学会
  • 创刊时间:1953
  • 国际刊号:0577-6686
  • 出版周期:半月刊
  • 邮政编码:100037
  • 国内刊号:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 全年订价:¥ 2020.00
  • 发行地区:北京
  • 出版语言:中文
主要栏目:
  • 综述
  • 基础理论
  • 工程技术应用
  • 固体氧化物燃料电池-燃气轮机混合发电系统建模与控制的研究现状与进展

    固体氧化物燃料电池-燃气轮机(Solid oxide fuel cell-gas turbine,SOFC-GT)的混合发电系统是未来高效、清洁的发电技术之一,混合系统的建模、优化与控制方面的研究对于系统集成和商业化运行具有重要意义。通过论述国内外在SOFC单电池机理、半经验模型、电池组模型、混合系统模型,以及系统动态模型与分布式发电系统控制等各个层次的研究成...

  • 纳米工程中大规模分子动力学仿真算法的研究进展

    综述了借助分子动力学仿真方法研究纳米工程领域中的单晶材料纳米压痕、拉伸、切削和磨削,非晶材料的纳米压痕和多晶材料的塑性变形等方面。介绍提高单机仿真规模的Verlet列表法、CellLinked链表法、网格邻近列表链表法和列表势等串行算法,还描述原子分解法、作用力分解法和空间区域分解法等通过增加CPU的数量使仿真规模得到大大提高的并行算...

  • 射流元件复杂湍流场的高分辨率高精度解

    针对射流控制元件的流场存在复杂激波与涡系时的特点,采用一种新的强紧致-ENO三点加权格式求解这类复杂的流场。该格式用于雷诺平均Navicr-Stokes方程组,其对流项与粘性项分别采用三阶与四阶精度,湍流模式采用Realizable必--占模型,同时计算了7种工况。数值计算结果表明:使用该格式可以成功地捕捉到Coanda效应,即在无控制流条件下,当喉部...

  • 基于一致径向基函数的金属塑性成形过程无网格方法分析

    径向基函数满足δ条件,可以直接施加本质边界条件,通过耦合多项式基函数可以精确重构任意多项式。将无网格伽辽金方法引入到塑性成形过程模拟,结合刚塑性材料的假设,提出基于一致径向基函数的无网格刚塑性伽辽金方法。采用体积应变率映射法处理体积不可压缩条件;采用反正切摩擦模型在局部坐标系下施加摩擦力边界条件,实现任意边界形状的塑...

  • 基于并行计算的杆长和惯性参数可变的平面闭链机构动力学解析模型

    基于凯恩动力学方程和数字-符号方法,提出基于构件子模型和并行计算建立杆长和惯性参数可变的平面闭链机构动力学解析模型的方法,并对驱动构件杆长和质量变化对驱动力/力矩的影响进行研究。采用封闭矢量法对平面闭链机构进行运动分析,得到各构件的速度和加速度表达式;将独立广义坐标以及杆长和惯性参数作为符号量,其余参数处理为数字量,...

  • 考虑听觉主观性的封闭空间结构声有源控制

    提出一种考虑人耳听觉主观性的结构声有源控制。将响度滤波器集成入控制系统,适当衰减人耳不敏感频率成分以及放大敏感成分,使系统控制目标从声压转变成响度。给出响度滤波器设计和选择的方法,导出结构声有源控制Loudness-LMS控制算法,并应用于矩形封闭空间的有源力控制消声。仿真控制结果表明:与声压控制相比,响度控制具有更好的主观听觉...

  • 氮化硅陶瓷球滚动接触疲劳寿命模型

    针对球与圆柱接触模型中的陶瓷球,利用WEIBULL断裂统计方法导出球疲劳失效概率与寿命之间的关系方程,在相关额定寿命与最大接触应力的数值解基础上,基于最大主拉应力,构建氮化硅陶瓷球的滚动接触疲劳寿命与接触应力的数学模型。经与不同接触应力水平下的滚动接触疲劳寿命试验结果验证,表明该拉应力一寿命模型的正确性,从而验证了氮化硅陶...

  • 柔性杆多次撞击过程的瞬态动力学分析

    对双柔性杆多次撞击过程,采用St.VENANT杆波动理论,提出应用瞬态波函数特征值展开法,分别求解多次撞击和分离过程瞬态波响应理论解。应用该理论解,由撞击过程中两杆组合结构的撞击界面应力,计算多次撞击力响应,从而实现了对多次撞击问题的分析。数值计算表明,该方法可以合理的分析多次撞击过程,较精确的计算多次撞击力响应和结构瞬态波...

  • 冲击后复合材料板剩余抗拉强度影响因素分析

    应用提出的全程分析方法和三维逐渐累积损伤理论,对层合板的冲击过程以及冲击后含损伤层合板在拉伸载荷下的破坏过程进行详细分析。研究不同冲击能量、不同材料的冲头、不同复合材料体系和不同铺层方式等因素对层合板冲击损伤及剩余抗拉强度的影响规律,为更有效地进行复合材料抗冲击结构设计提供一定的指导作用。

  • 复合变形路径下的板材冲压成形极限应变(Ⅰ)——冲压成形极限应变的立论与解析

    从4个方面就变形路径对成形极限图影响的研究现状进行综述,并进一步论述了复杂变形路径和单一变形路径的概念,以及基于Hill'48屈服准则的塑性应变几何关系。为了在任意复杂变形路径下计算冲压板材的失稳极限应变,提出“任意复杂变形路径均可简化为线性复合变形路径”、“板材的冲压成形能力亦即板材允许的极限厚度应变”,以及“板材在线性...

  • 基于子循环——样条插值预测校正方法的流固耦合分析

    流固耦合计算通常使用的多场弱耦合方式会引入滞后误差,从而导致计算发散,尽管改进的线性预测校正方法可以消除误差,提高稳定性,但是存在计算时间耗费大的问题。为此提出将子循环方法与基于样条插值的预测校正方法相结合的耦合分析方法,并成功应用于流固耦合问题的数值计算,通过计算超声速壁板非线性颤振问题,表明此方法不但可以保持计算...

  • 热超声倒装键合界面的运动传递过程

    采用改进的激光多普勒振动测量系统,获得小直径激光斑,解决了大量数据采集和分析、同步触发等技术问题,实时精密测量热超声倒装键合过程中工具和芯片的运动。通过分析运动曲线,发现“速度分离”是表征键合过程状态改变的重要临界现象;发现在“速度分离”前工具/芯片粘着在一起运动,之后它们间是“粘滑”交替的过程:在“速度分离”后的运...

  • 基于能量等效的行波型超声波电动机解析模型

    提出一种基于能量等效的行波型超声波电动机稳态特性分析计算的解析模型。首先通过能量等效原则将压电复合定子环简化成复合等直梁模型,综合考虑压电复合定子的转动惯量和剪切变形的影响,利用铁木辛柯梁振动理论得到电动机定子振动的频率方程和强迫振动稳态解:其次,对电动机定、转子接触面的滑动状况进行分析,利用弹性接触理论确定了定、转...

  • 面向微装配的显微视觉伺服

    将基于显微视觉伺服的机械手的装配位姿调整归结为使其末端执行器上三点运动到指定空间三点的问题。规定其中一点沿直线运动到目标位置,其余两点则以绕该点旋转的方法运动到它们对应的目标位置,避免部件的运动干涉与碰撞,并确保末端执行器始终在显微镜的视场中。以机械手的路径规划为基础,给出基于距离和角度的图像特征差的估计方法,定义并...

  • 基于经验模分解和最小二乘支持矢量机的装载机载质量动态测量混合建模方法

    针对同时实现装载机载质量动态测量的高精度和快速性这一复杂问题,在基于动力学分析所给出的测量方法的基础上,给出一种实现高精度快速性装载机载质量动态测量的混合建模方法,该方法采用经验模分解(Empirical mode decomposition,EMD)作为实测信号的前端处理应用,用于从动态暂态测量信号中提取有效信号:采用最小二乘支持矢量机(Least s...

  • 国家自然科学基金资助项目成果介绍

    研究成果:微电子系统中芯片的高集成度及功耗的不断增大,使IC芯片线宽尺寸急剧减小,导致了致命的高热流密度。从芯片散热器柱表面三维微功能结构微犁/拉削机理,表面微功能结构作用、设计及微功能结构多(微)尺度效应等方面进行研究。建立柱面三维微功能结构生成的数学模型,确定微犁/拉削刀具几何参数和加工参数,

  • 螺旋锥齿轮磨齿机砂轮位置误差与齿轮齿面误差的关系

    研究砂轮主轴偏心误差及垂直度误差对齿面误差的影响规律,目的是研究它们之间的定量关系。基于展成法加工大轮,由啮合原理建立无误差砂轮与有误差砂轮情况下的大轮齿面方程,通过理论齿面与误差齿面的差曲面得到实际齿面的法向误差。提出主轴偏心误差及垂直度误差的误差敏感方向概念和确定误差敏感方向的计算方法,得到误差敏感方向上砂轮位置...

  • 圆弧形金刚石砂轮的数控对磨成形修整试验

    针对圆弧形金刚石砂轮精密修整的操作困难和装置复杂的问题,提出一种新的数控对磨成形修整方法。在该成形修整中,金刚石砂轮被驱动沿着圆弧插补运动轨迹与GC磨石对磨,逐渐形成砂轮的圆弧形轮廓,用于超硬材料的曲面磨削。在建立砂轮圆弧形轮廓的数控修整模式的基础上,分析定位误差与修整形状偏差的关系。此外,建立修整精度和修整率的评价指...

  • 单晶硅磨削过程分子动力学仿真并行算法

    建立单晶硅超精密磨削过程的三维分子动力学仿真模型,分析分子动力学仿真串行程序特点和并行仿真的可行性,提出基于区域二次划分的分子动力学仿真并行算法。编制并行仿真程序,进行分子动力学仿真,从瞬间原子位置图方面分析单晶硅超精密磨削过程的加工机理。将并行仿真结果与串行程序仿真结果进行对比分析,从瞬间原子位置图和系统能量方面验...

  • 基于模糊动态模型的半主动悬架控制系统设计及稳定性分析

    在可调减振器性能试验的基础上,建立1/4悬架模糊动态模型,提出一种基于模糊动态模型的半主动悬架控制系统及稳定性分析方法。利用Lyapunov稳定性定理,分析每个模糊子空间闭环系统的稳定性,根据每个模糊子系统稳定性条件,给出模糊控制系统全局稳定的充分条件。以半主动悬架系统仿真计算为基础,开发出以80C51单片机为核心的控制器,研制1/...

  • 少齿差环板式减速器的弹性动力学分析

    综合考虑环板、高速轴、齿轮副、轴承的变形和偏心套的误差,构造少齿差环板式减速器的变形协调条件,并结合动态子结构法建立该类传动系统的弹性动力学模型。通过求解系统的弹性动力学方程,获得减速器各环节的真实受力状况及系统的低阶固有特性。弹性动力学仿真结果表明,环板和高速轴支承轴承的弹性对减速器关键零部件的受力状况有较大影响,...

  • 每极每相槽数小于1的永磁直线同步电动机负载特性及其参数的有限元分析

    永磁直线同步电动机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)采用每极每相槽数小于1(q〈1)分数槽结构,解决了运行的平稳性,这种直线电动机的高推力密度特性是PMLSM设计分析的关键问题。基于此,为了分析PMLSM的负载特性,建立基于二维磁场方程的PMLSM有限元分析模型。采用开放边界条件,将边端漏磁对PMLSM的影响加入有限元模...

  • 基于强度变化特征的汽车结构件轻量化设计方法

    提出一种获得结构有限寿命的轻量化设计方法。该方法以结构强度变化特性为基础,以结构强度试验结果为依据,动态强度方程为指导,结构临界载荷为目标,提高设计应力为核心,借助有限元分析实现汽车结构件减重设计。应用此方法对某国产载货车前桥进行减重设计,通过设计该前桥的危险断面,减小前桥的横断面尺寸,降低该前桥的临界载荷,使试验应...

  • 缺口件两轴循环弹塑性有限元分析及寿命预测

    利用弹塑性有限元模拟,对高温两轴比例与非比例拉扭应变循环加载下的光滑薄壁管件与缺口轴类件进行研究。材料弹塑性特性用VonMiscs屈服准则、多线性运动硬化准则和高温单轴循环加载的应力应变数据来描述。采用柱坐标系下在试样一端加轴向和周向位移来实现拉扭应变加载。对光滑薄壁管件的后处理结果与试验结果比较,证实了这种方法的正确性和可...

  • 用于电子稳定程序(ESP)在线控制的液压模型和反模型

    对汽车电子稳定程序(Electronic stability program,ESP)的液压系统进行仿真分析和测试。建立包括液压控制单元的控制阀、柱塞泵、制动软管、硬管以及节流器等环节的主动增压模型;对主动增压系统进行模拟仿真,获取各个环节支配性特征参数。基于模型支配特征参数和试验数据,开发出液压模型和反模型,应用该模型进行ESP压力在线预估,获取控...

  • 盘式制动器热-结构耦合的数值建模与分析

    在充分考虑移动热源且速度可变效应影响、盘与片摩擦界面间热流耦合的基础上,根据制动盘与摩擦片的实际几何尺寸,建立一个紧急制动工况下三维瞬态热一结构耦合的计算模型,运用大型有限元软件ANSYS中的非线性有限元多物理场方法,数值模拟盘式制动器的制动过程。揭示制动过程中制动盘瞬态温度场/应力场的分布规律,发现二者之间存在着耦合关...

  • 国家自然科学基金资助项目成果介绍

    研究成果:以具有我国知识产权的2平动自由度高速、轻型并联机械手Diamond为对象,攻克了动态设计与控制一系列关键技术,并用于高性能锂离子电池自动化分选成套装备的开发,实现了技术转让,取得重大经济效益。①证明了用条件数类指标评价外副驱动并联机构运动学和刚体动力学性能的局限性,提出一种以单轴驱动力矩全域最大值最小为目标的外副驱...

  • 数控转台直接驱动回转送进系统的鲁棒2自由度H∞控制

    为使直接驱动回转送进系统具有良好的抗扰性能及速度指令跟踪性能,采用基于模型匹配鲁棒2自由度控制结构,设计一个H∞速度控制器。H∞速度控制器使系统对负载扰动及自身参数变化具有较强鲁棒性,同时采用鲁棒2自由度结构,并考虑模型匹配问题,是为了提高系统对速度信号的渐近跟踪性能及响应速度,可以解决抗干扰性能和快速跟踪性能之间的矛盾...

  • 汽车底盘系统分层式协调控制

    将汽车底盘控制系统分成上层与下层控制部分进行分层式协调控制。下层控制器为悬架、转向和制动系统三个单独的控制器,用以执行各子系统的控制任务,实现各自的性能指标;上层协调器主要接受来自下层控制器的决策信息,对其进行整体协调分析,并及时修改下层控制的决策,从实现整车综合性能最优的目标出发来执行协调优化任务。仿真及试验结果表...

  • 潜艇浮筏隔振系统的半主动模糊滑模控制

    对带有电流变液智能阻尼器的双层浮筏隔振系统设计一种半主动静态输出反馈模糊滑模控制器。根据滑模运动方程稳定的Hurwitz判据选择滑模面矩阵。根据滑模到达条件及可控屈服阻尼力对隔振系统做负功原理设计半主动输出反馈模糊滑模控制器。仿真分析浮筏隔振系统在扫频激励信号下的力传递率及在双频激励信号下的输入力和输出力曲线。仿真结果表明...

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