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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
  • 初论现代数学在机构学研究中的作用与影响

    自机构学成为一门独立的学科以来,数学一直在机构学研究中发挥着重要作用。特别是当机构学发展到现代机构学阶段,对装备的自主创新设计要求越来越高,数学的作用也变得越来越突出。以当前机构学应用领域最为活跃的数学工具——旋量理论和微分流形为例,阐述现代数学在机构学研究中所起的作用。结合中国机构学的研究进展及标志性成果,简述现代数学...

  • 面向服务机械臂有效操作特征提取的示教方法

    传统示教编程方法用于服务型移动机械臂时示教繁琐、效率较低、且不能区分示教人员的有效操作与误操作,针对这些不足,提出一种在线提取有效操作并整合再现的示教编程方法。该方法先将示教运动轨迹转换至物体坐标系描述,提升示教轨迹的环境适应性。利用改进的均方速度算法将示教轨迹转化为由分段轨迹组成的串。基于最近邻规则识别各分段轨迹,实现...

  • 第2届上银优秀机械博士论文奖 超精密磨齿中的机床精化及磨齿工艺研究

    基准标准齿轮作为齿轮实体标准主要用作齿轮及其量仪精度的传递,它的制造精度标志着一个国家超精密齿轮的技术实力。国外超精密齿轮的工业小批量生产水平可达2级(ISO 1328-1:1995,下同)精度,而国产磨齿机的最高磨齿精度及商业标准齿轮的最高制造精度仅为3级,国内外齿轮工业整体制造精度相差1~2级。

  • 基于Sarrus结构的5自由度拟人手臂运动学研究

    针对目前机器人拟人手臂的结构特点及局限,提出一种将Sarrus结构作为运动关节的新型手臂,并设计一种基于Sarrus结构的5自由度拟人手臂。为验证该优越性并研究其工作空间,同时为结构设计优化提供基础,用齐次坐标变换法对正向运动学进行分析,推导出腕部质心到基准坐标系的姿态变换矩阵,并通过数值计算,得到手腕质心的轨迹曲线。分析结果表明基于Sa...

  • 双层预紧式六维力传感器及其静态标定

    针对基于传统Stewart结构六维力传感器在解耦、刚度等方面性能的不足,设计并研制一种双层预紧式六维力传感器,并对其进行静态标定试验研究。所设计的六维力传感器采用球窝锥头式球面副代替传统球副,有效地减小了球副的摩擦力矩,另外测量分支只承受压力,消除了力在换向时对接触球面的冲击,提高了整体刚度。基于螺旋理论推导出传感器所施加外力与...

  • 力作用下并联机构奇异点动态稳定性

    采用分析动力学方法,将并联机构几何约束处理为约束力,得到无乘子二次项非耦合的质点系Lagrange动力学方程。该方程综合反映了质点系速度、输入参数速度、加速度,质点系重力及外载荷等对质点系动力学响应的作用机理。利用该方程对奇异位置处并联机构在自身重力作用下的动力学响应研究,发现在响应初期,并联机构各输入参数具有保持长度不变的特征,...

  • 带高速旋转飞轮的球形机器人结构设计与运动稳定性分析

    为提高欠驱动的球形机器人在低速运动时的稳定性,提出一种安装高速旋转飞轮的球形机器人。该机器人的机械结构主要由球形外壳、内框、长轴电动机、短轴电动机和旋转飞轮构成。给出该机器人的简化模型和结构参数。在运动学分析的基础上,采用带约束的拉格朗日方程建立该机器人的动力学模型,并对该动力学模型进行简化。模型分析结果表明:飞轮高速...

  • 基于空间插值的工业机器人精度补偿方法理论与试验

    随着工业机器人技术的不断发展,机器人在工业领域得到了越来越广泛的应用。针对机器人普遍存在重复定位精度高、绝对定位精度低的特点,提出一种改进其绝对定位精度的方法。以D-H运动学模型为基础建立机器人坐标系,并综合考虑机器人各关节参数引入的误差,建立机器人的位姿误差模型。利用该误差模型,通过分析相邻两点间定位误差之间的内在关联提出...

  • 6自由度索并联机构的振动特性

    6自由度索并联机构可以实现空间大范围的6自由度运动,在装配、对接和定位等应用中具有较大的优势。针对柔性绳索容易引起系统振动的特点,对6自由度索并联机构的振动特性进行分析。利用Newton-Euler方法建立系统的动力学模型,对动力学方程线性化获得系统的振动方程。在此基础上,得出各阶固有频率的分布情况,并分析一阶固有频率对结构参数的灵敏度...

  • 非抽样多小波和Hilbert-Huang时频分析在行星减速器早期故障诊断中的应用

    提出一种改进相邻系数方法和非抽样多小波变换融合的降噪方法,使用Hilbert-Huang时频分析作后处理,并将其应用于行星减速器早期故障诊断中。行星减速器具有故障响应微弱、振动的强烈非平稳性和明显的非线性、低频特征频率污染等特点,使得现有中心轴固定的传统齿轮箱诊断理论与技术不能有效解决行星减速器的故障诊断难题。非抽样多小波变换具有时...

  • 双螺杆捏合机转子型线设计与数值模拟

    利用曲面共轭原理建立双螺杆捏合机转子型线设计与螺杆转子共轭曲面啮合方程的数学模型,提出一种可对高黏度物料进行输送、混合及塑化作用的新型双螺杆捏合机螺杆转子型线,给出转子螺旋副组成齿型线参数方程,进行转子结构设计。建立双螺杆捏合机流场数值仿真模型,依据计算流体动力学理论,对非牛顿流体流动进行三维、等温稳态有限元数值分析,研究...

  • 基于混合遗传算法的连采机减速器试验模态参数识别

    针对经典遗传算法在复杂空间上局部搜索能力较弱,易过早陷入未成熟收敛,并在接近最优解时,由于优化压力较小导致搜索效率低等问题,在传统遗传算法群体进化中引入拉马克学习机制,构造基于拉马克学习机制的局部搜索算子,建立起混合遗传算法模型。两种算法相互融合,使学习的优势得到发挥,提高局部深度搜索能力并加快了全局收敛速度。将其应用于连采...

  • 滚动轴承复合故障特征分离的小波-频谱自相关方法

    为解决从单通道振动信号中实现复合故障特征分离的问题,提出基于小波框架理论的小波-频谱自相关方法。该方法采用正交小波基函数将复合故障信号分解为多个不同尺度的子信号后,对各子信号分别进行频谱自相关分析。研究表明:频谱自相关方法能够去掉时域自相关方法产生的拖尾现象,能量集中性更高、抗噪能力更强,能够突出复合故障信号中能量较大的...

  • 第2届上银优秀机械博士论文奖——银奖整体叶盘型面电解加工装备的研制及关键技术研究

    整体叶盘是发动机的重要零部件之一,它将叶片和做成一体,可使发动机结构简化、重量减轻、可靠性增强。但是由于其具有结构复杂、叶型扭曲、通常采用难加工材料等特点,给制造带来了巨大困难,多年来一直成为研究重点。在众多制造技术中,电解加工技术具有无工具损耗、加工效率高、加工成本低、不受金属材料本身机械性能限制等特殊优点,成...

  • 工件旋转法磨削硅片的亚表面损伤分布

    集成电路制造过程中,基于工件旋转磨削原理的超精密磨削技术是硅片平整化加工和图形硅片背面减薄的重要加工方法,但磨削加工不可避免会在硅片的表面/亚表面产生损伤,研究磨削硅片的亚表面损伤分布对于分析硅片发生弯曲或翘曲变形的原因,确定后续工艺的材料去除厚度都具有重要的指导意义。采用角度截面显微观测法研究工件旋转法磨削硅片的亚表面...

  • 基于三维渐变的牙齿磨耗可视化仿真

    牙齿磨耗已经成为口腔领域的又一高发疾病,吸引了越来越多的研究者的关注。为解决牙齿磨耗过程计算机仿真这一问题,提出一种基于三维渐变技术的牙齿磨耗可视化仿真方法。采用基于莫尔斯理论和网格显著度的显著特征点提取算法实现完整牙与磨耗牙模型重要特征区域重要特征点的提取,该算法精度高、速度快且对噪声抗干扰性强;以上一步中提取的特征点...

  • 可倾/固定密封内流体激振力计算与试验比较

    提出可倾式密封减小密封内气流激振力的理论,其本质在于通过密封块的自适应摆动从而改变流场。利用ANSYS CFX建立可倾密封流固耦合分析模型,计算时应用动网格的方法来实现密封块的自适应摆动。计算并比较了两种形式密封内气流激振力随入口压力、转子偏心以及转速的变化情况。结果表明,随着三个参数的增大,密封内气流激振力均普遍增大。在所有工...

  • 不同载液磁流体热弹流润滑性能对比

    建立磁流体润滑滑动轴承的弹流润滑模型。利用考虑热效应的雷诺方程,用多重网格法对磁流体润滑滑动轴承进行弹流润滑分析。比较不同载液磁流体润滑滑动轴承的润滑膜膜厚和压力分布。通过对比酯基H01磁流体、烃基E03磁流体和水基A01磁流体的润滑膜膜厚和压力,选择水基磁流体做进一步的研究,探究载荷和速度对水基磁流体润滑滑动轴承的润滑膜弹流性...

  • 基于多重耦合聚类的复杂产品多变量关联设计模型分解

    为了提高复杂产品设计模型分解后的聚合度,提高复杂产品优化设计效率,提出一种基于多重耦合聚类的复杂产品多变量关联设计模型分解方法。基于敏感度计算和耦合特性分析,建立表征设计模型中设计变量与设计函数耦合关联、设计变量耦合关联、设计函数耦合关联等多重耦合强弱的综合耦合度矩阵。然后通过综合耦合度矩阵降维和耦合二元树构建,实现耦合...

  • 一种柔性作业车间环境下单向导引路径网络设计方法

    针对柔性作业车间环境下自动导引车系统单向导引路径网络设计问题,以最小化最大完工时间为目标,提出一种改进的小生境遗传算法。该算法每条染色体由单向路径网络染色体和工序染色体两部分组成,分别表示各路径段方向和可行调度序列。针对两种染色体设计相应的交叉与变异算子,并通过邻域搜索操作提高了算法的收敛速度。为了保持种群的多样性,综合...

  • 基于公差约束的复杂曲面宽行加工方法

    为了提高复杂曲面环形刀加工的加工效率,结合设计公差带,对复杂曲面的宽行加工算法进行研究。借用二阶泰勒逼近方法计算整条切削轨迹的切削带宽,根据设定的切削带宽比率阈值对其进行切削带宽可调整性评估;针对符合可调整性的切削轨迹,分析影响切削带宽的切触点,在公差约束范围内,将实际切触点沿其所在位置曲面法矢反方向平移一段合适的距离,从而...

  • 基于ABF的自由曲面上三维复杂图案的雕刻方法

    利用五轴数控机床在自由曲面上快速生成美观的图案在珠宝纹饰雕刻、吹塑/挤压模具图案制作、复杂产品外观图案的自动喷绘等方面具有潜在的广泛应用。针对目前图案映射对单一参数曲面参数域处理的依赖,提出一种可应用于复合裁剪曲面、网格曲面甚至点云曲面的三维复杂图案雕刻方法。利用图像边界处理技术,将二维的数字图案转化为可用于数控加工的...

  • 第2届上银优秀机械博士论文奖——银奖准共光程干涉术之新式大尺度定位平台之研究

    本文提出一个以准共光程为架构,可用以进行大行程位移运动的新型干涉仪式定位平台,此干涉仪式位移平台包含一准共光程量测系统及一双伺服定位平台。准共光程量测系统由一个外差光源、二维度的全像光栅、特制的半波片及锁相放大器等组件所组成。设计出两种不同形式的准共光程量测系统架构,分别为单动式及差动式准共光程量测系统。其中,差动式...

  • 高锁螺栓干涉连接中极限干涉量

    干涉配合是提高螺栓连接疲劳寿命的有效工艺方法,针对钛合金高锁螺栓的干涉配合静态压入过程,建立有限元模型并进行数值模拟。分析不同干涉量下螺栓上最大应力、孔壁上最大应力值和叠层板上应力分布特点。结果表明,采用静态压入方法的最大干涉量为2.0%,并分析塑性区随干涉量的变化特点及数值模拟结果中的凸瘤大小。在数值模拟的基础上进行高锁螺...

  • 基于可行方向序列无约束极小化技术外点法的改进协同优化策略

    指出准协同优化策略(Collaborative optimization,CO)存在的数值缺陷及其原因。针对系统级优化不满足Kuhn-Tucker条件所导致的计算困难,提出一种基于可行方向序列无约束极小化技术(Feasible direction sequential unconstrainedminimization technology,FD-SUMT)外点法的改进协同优化策略(Enhanced collaborative optimization with FD-SUM...

  • 快速成形领域的多材料零件表示算法

    在RP领域,传统的三维几何实体表示方法只能包含实体模型的几何信息,不能包含相应的任何材料信息,因此,不能应用于多材料零件的建造。为实现多材料零件的建造,迫切需要一种新的更有效的并能表示多材料零件几何信息与材料信息的实体模型表示方法。为此,提出一种新的面向制造的基于材料边界的多材料实体表示算法,该算法采用材料ID索引与材料区域标...

  • 大型相控阵雷达高维离散变量拓扑优化

    针对目前部分相控阵雷达大型化的趋势,考虑对子阵支撑板实现动力补偿的前提下进行支撑点及加强筋的布局优化设计。按照设计要求在有限个可安装部位选择支撑点,并且同时考虑不同加强筋拓扑形式对整体结构的平面度贡献,在强度和质量约束下以最佳吻合平面精度为设计目标,构建数学模型。利用连续化阶梯函数将工程中的型材变量与连续变量映射,避免了...

  • 五轴联动刀轴矢量平滑插补算法

    针对现有刀具姿态控制方法不能保证加工中刀轴矢量平滑变化,造成旋转轴速度、加速度的不连续以及加工精度低、表面不光滑等问题,在分析刀轴矢量变化与旋转轴速度、加速度平滑性间关系的基础上,提出一种能够保证加工中旋转轴速度、加速度连续的刀轴矢量平滑插补算法。该算法先依据给定首末刀轴矢量建立局部旋转坐标系;在已建立的局部旋转坐标系中...

  • 自由曲面光学元件气囊抛光进动运动控制技术

    针对自由曲面光学元件的加工特点,研究气囊抛光自由曲面光学元件进动运动控制技术,用于求出气囊工具进动过程中两虚拟轴的转角,实现对气囊自转轴空间位置的控制。以气囊自转轴为研究对象,由于自由曲面光学元件上每个点的法线三维坐标都不相同且气囊进动抛光过程中气囊自转轴与工件加工点局部法线夹角不变,提出建立基坐标系和抛光点对应三维空间...

  • 基于最小作用原理的轨迹多维空间动态控制

    根据最小作用量原理,探讨运动方法实现几何轨迹的内在原理,解决数控加工轨迹的几何精度和动态精度控制问题。根据最小作用量原理,计算传统的轨迹控制方法的作用量,表明插补方法就是严重违反自然法则。采用泛函分析方法分析路径与运动的映射关系,建立运动状态矢量空间,同时度量轨道几何函数及其导数,控制状态矢量误差,监控曲率或高价导数的变化,...

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