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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
  • 硅片传输机器人手臂结构优化设计方法

    提出一种以硅片传输机器人末端竖直方向上由手臂静变形引起的静偏移为约束、以刚性杆柔性关节系统固有频率为优化目标、以各手臂壁厚为优化参数的硅片传输机器人手臂结构优化设计方法。建立硅片传输机器人刚性杆柔性关节动力学模型,通过系统固有频率分析以及模态分析确定对轨迹精度影响较大的模态为一阶模态与二阶模态;通过分析结构参数对一阶...

  • 基于抓持矩阵的二指多关节手抓持规划和丝传动设计

    二指手的欠驱动手指,能够模仿人的拇指和中指,实现对不同物体的抓持并完成抓放的任务。针对一般物体,利用丝传动的欠驱动手能更好地模仿人的手指,从而实现两个手指对于物体的抓持,并完成抓放任务。利用抓持矩阵的方法,建立二指多关节手对物体有摩擦接触的抓持模型,并将抓持矩阵逐步向外扩展到手指的各个关节处,进而建立扩展抓持矩阵。利...

  • 轮手一体机器人群体构形的模块化动力学建模方法

    轮手一体机器人是一种模块化机器人,其单模块自由度多,结构相对复杂,群体构形形式多样,且需要经常重构以适应不同环境。采用传统方法对其进行动力学建模导致重复建模,机器人重构时更新量较多。针对此问题,提出一种基于模块化思想的群体构形动力学建模方法,减少了重复建模,且所得方程适用于串链、闭链、树形等各种拓扑构形。采用李代数作...

  • 人字齿轮系统振动传递分析优化与试验验证

    为了有效分析人字齿轮传动系统振动传递特性、合理预估箱体结构振动噪声,建立考虑箱体内润滑油流固耦合的齿轮箱有限元模型,将文献[5]计算分配到各支撑轴承的时变动态载荷施加到箱体各轴承孔中心耦合参考点,由ANSYS软件的瞬态动力学分析模块对齿轮箱进行动态响应分析,对得到的齿轮箱考察结点结构振动加速度进行预估。选取改进的自适应遗传算...

  • 考虑球面副间隙的4-SPS/CU并联机构动力学分析

    基于机械系统动力学方程的增广法建立考虑球面副间隙的4-SPS/CU并联机构动力学模型。为了简化该并联机构的动力学模型,通过质量矩的方法视驱动支链为一个整体。根据含间隙球面副元素的接触方式建立该间隙运动副的运动学模型,求出含间隙球面副元素之间的接触变形量与相对接触速度。考虑到接触体之间接触刚度与机械系统动力学模型之间的耦合性...

  • 基于Lame曲线的Delta并联机器人拾放操作轨迹的优化与试验验证

    提出了高速Delta并联机器人拾放操作轨迹的一种实现及优化的方法。在笛卡儿空间中利用Lame曲线平滑竖直运动与水平运动之间的直角过渡部分,确定运动轨迹形状。用高阶多项式运动特性对一维曲线弧位移进行三维规划,获得运动轨迹插补点的位置、速度和加速度信息。通过Delta机器人运动学模型和动力学模型将笛卡儿空间内的轨迹信息映射到机器人关节...

  • 分数阶傅里叶变换光纤白光干涉测量术

    1.项目简介 光纤白光干涉测量术能够绝对测量干涉仪的光程差,广泛应用于距离、位移、压力、应变、折射率等物理量的测量。在申请人提出的光纤傅里叶变换白光干涉测量术基础上,本申请提出一种应用分数阶傅里叶变换的光谱域光纤白光干涉测量术。由于白光光谱不是一个理想的正弦曲线,而是随波长有一个啁啾,在高精度测量时。

  • 一种新型正铲液压挖掘装置的运动学和动力学分析

    提出一种可有效增大铲斗液压缸的推力和行程的新型正铲液压挖掘装载装置。通过对机构自由度分析,验证了该工作装置满足挖掘机铲斗作业要求的一个转动自由度和两个移动自由度。基于模块化图形组态和运动链环路理论,建立该机构的运动学分析流程图,并根据流程图对新型机构进行运动学特性分析。采用数值验证的方法给出五组数值算例,通过运动学正...

  • 球膜光学微纳牛力检测原理研究

    1.项目简介 随着微纳米技术和生物医学技术的发展,微生物体、细胞、分子簇等领域对微纳牛力的测量已经成为关键的技术难题。为了实现微纳牛力测量,项目主要研究了两种不同结构的光学膜的力学特性和光学特性,以光学薄膜和光学球膜为微力传感器的敏感元件,利用光学薄膜的反射特性和光学球膜的表面干涉效应,建立了光学膜的直径、厚度、变形量...

  • 一种基于变胞变换的柔顺剥线钳

    剥线钳是一种用于剥去电线绝缘皮的手持工具。现有的剥线钳结构复杂、成本高、容易磨损。考虑到剥线钳在运动过程中自由度会发生变化,将变胞变换的思想引入剥线钳的设计中,基于柔顺五杆机构得到一种新型的柔顺剥线机构。利用伪刚体模型法对柔顺剥线钳的不同工作状态进行建模,给出了相应的运动静力学模型;根据剥线钳的设计要求建立优化目标函...

  • 基于太赫兹超常媒质谐振型NEMS生物传感器的基础研究

    1.项目简介 近年来,利用超常媒质的超常规电磁特性实现新型的生物传感技术,获得了广泛的关注。然而,受电场能量聚集、生物分子或溶液有效吸附以及吸收损耗的限制,无法实现微量生物物质的检测和识别。本项目针对尖型开口微纳谐振环结构的太赫兹超常媒质实现微量生物分子或溶液检测和识别的生物传感器展开研究。首先,采用理论分析与数值仿真...

  • 漂浮基柔性关节、柔性臂空间机器人动力学建模、饱和鲁棒模糊滑模控制及双重柔性振动主动抑制

    讨论受到外部干扰影响的参数不确定的漂浮基柔性关节、柔性臂空间机器人系统的动力学建模过程、运动控制律设计和关节、臂双重柔性振动的主动抑制问题。利用动量、动量矩守恒关系和拉格朗日.假设模态法建立系统动力学方程。基于奇异摄动法,将系统分解为相互独立的三个子系统:慢变子系统、快变子系统1和快变子系统2。针对慢变子系统提出一种饱...

  • 有理Hermite插值局部均值分解方法及其往复压缩机故障诊断应用

    针对往复压缩机振动信号的强非平稳特性,提出了一种基于有理Hermite插值的局部均值分解(Local mean decomposition,LMD)方法。结合有理Hermite插值法的保形特性和曲线形状随参数可调特性,以其构建极值点间局部包络曲线。提出以极值对称点为依据的局部包络线优选方法,进而提高局部均值与包络估计的拟合逼近精度。给出了有理Hermite插值LMD...

  • 强抗噪时频分析方法及其在滚动轴承故障诊断中的应用

    根据滚动轴承发生故障时呈现出循环平稳的特征,将基于二阶循环统计量的谱相关或谱相关密度分析方法加以改进,提出一种新的时频分析方法。经仿真验证,所述方法相对于谱相关分析方法具有很强的抗噪能力;针对轴承发生故障时的调制特征,往往只需要提取出故障频率即循环调制频率而不必提取调制现象的载频,在所述方法的基础上,将其加以改进,改...

  • 随机突变载荷下的TBM刀具布置与刀盘盘体结构耦合设计方法

    1.项目简介 全断面岩石掘进机(TBM)刀盘拓扑结构适应性设计直接关系掘进效率和可靠性。刀盘拓扑结构设计的关键在于复杂岩石边界下刀具适应性布置设计与刀盘盘体结构设计,二者相互耦合,相互影响。本课题采用仿真和实验相结合策略,研究多滚刀顺次作用下刀间距优化设计方法;综合考虑复杂岩石边界的随机载荷分布特性、滚刀布置和刀盘盘体结...

  • 磁悬浮电动机柔性转子振动控制与试验研究

    针对磁悬浮电动机柔性转子穿越一阶弯曲临界转速所面临的问题,提出综合多种控制器于一体的振动控制方法。为保证控制器设计的准确度,采用在线扫频技术验证磁轴承系统各环节建模的正确性。基于不完全微分PID控制器,设计固定中心频率的陷波器抑制转子二阶弯曲模态。根据等效控制系统的阻尼特性,设计相位补偿器增加转子在一阶弯曲模态共振点附...

  • 多片离合器早期故障生成机理及振动诊断方法

    利用热弹性不稳定理论,建立离合器摩擦副热弹耦合模型,获得了由热点集聚导致摩擦片发生局部变形的基本过程。依据该过程,提出以观测摩擦片局部变形来反映离合器早期故障的思路。基于该思路,建立多片离合器动力学仿真模型,获得了当摩擦副上存在微小变形时系统的动力学特性。根据该特性的振动学特征,并利用传动系统高频段干扰噪声较轻的特点...

  • 摩擦焊接头塑性变形产热机制与温度场演变规律研究

    1.项目简介 本项目针对强烈热.力耦合作用下摩擦焊接过程中热源机制这一科学问题,以钢和钛合金的旋转摩擦焊和线性摩擦焊为研究对象,以铅锡合金为物理模拟对象,采用物理模拟试验方法,研究了模拟条件下塑性变形条件对变形产热的影响及规律;通过理论分析,建立模拟条件下塑性变形产热的比较精确的数理模型;在试验设计的基础上,通过试验验...

  • 齿轮综合啮合误差计算方法及对系统振动的影响

    通过将轮齿变形分为线性宏观变形和非线性局部接触变形两部分,建立齿轮承载接触分析修正模型,并利用两层迭代将非线性接触问题转化为多个线性代数方程组进行求解。根据各接触点变形关系,提出已知齿面误差分布时啮合刚度和综合啮合误差的确定方法。通过引入刚度激振力将参变的运动微分方程组化为定常微分方程组,并利用傅里叶级数法求解其稳态...

  • 基于迭代广义同步压缩变换的时变工况行星齿轮箱故障诊断

    同步压缩变换在分析频率恒定的单分量信号时改善时频可读性的效果显著,而在分析多分量频率时变信号时存在时频模糊现象,为了解决这一问题,提出迭代广义同步压缩变换方法。通过迭代广义解调分离出各单分量成分,并将时变频率变换为恒定频率。应用同步压缩变换精确估计瞬时频率和时频分布幅值。将各单分量的时频分布叠加获得信号的时频分布。该...

  • 改进的希尔伯特-黄变换及其在滚动轴承故障诊断中的应用

    希尔伯特黄变换(Hilbert.Huangtransform,HHT)是一种优秀的时频分析方法,包含经验模态分解(Empiricalmodedecomposition,EMD)和希尔伯特变换(Hilberttransform,HT)两部分,通过EMD对信号进行分解,再对得到的内禀模态函数(Intrinsicmodefimction,IMF)进行HT解调。针对EMD存在的包络误差,模态混淆,端点效应以及HT易产生负频率等...

  • 旋转机械气压液体式不平衡振动故障靶向自愈调控系统

    质量不平衡是旋转机械最常见的故障之一。为了使转子在运行过程中可以自行消除不平衡振动故障,利用气压液体式自动平衡装置构建靶向自愈调控系统,运行中实时监测诊断转子的振动故障,快速准确地计算转子不平衡量,并进行智能决策,有确定目标地向相应储液腔中注入压缩空气,驱动储液腔中的液体进行定向转移,进而改变和转子同步旋转的平衡盘的...

  • 大气隙混合磁悬浮轴承承载力模型的研究

    等效磁路法是混合磁悬浮轴承的主要研究方法,然而等效磁路法是基于一系列假设条件提出的,大气隙下这些假设将不再成立,磁路法的应用范围将受到限制,无法对大气隙混合磁悬浮轴承展开研究。因此,需要对大气隙混合磁悬浮轴承承载力模型进行研究,以解决混合磁悬浮轴承在大气隙场合的推广及应用。结合ANSYS有限元分析软件分析在气隙变化时,常...

  • 交叉圆柱滚子转盘轴承的滚子偏载分析及修形

    针对联合载荷作用下交叉圆柱滚子转盘轴承的滚子与滚道之间接触应力分布的“偏载效应”和“边缘效应”问题,提出在轴承游隙合理取值的前提下,通过对滚子的修形设计来改善滚子滚道接触状况的有效方法。对轴承的整体力学系统进行建模和求解计算,采用有限长线接触理论研究轴承游隙对滚子偏载的影响。在合理轴承游隙下,研究滚子在不同凸度量时滚...

  • 超精密光学磨床减小热误差的结构优化

    热变形是影响超精密机床精度的关键因素之一,而热导率是分析机床热变形准确度的决定性因素。为了保证机床温度场分布分析的准确性,提高机床的精度,提出一种基于热力学理论的热导率分析模型以及结合有限元分析的机床结构优化方法。建立自由电子气模型以及Debye模型,分别计算出自主设计的超精密光学磨床所采用的几种材料的热导率,提高热导率...

  • 基于约束主导混合粒子群算法的风力机叶片优化方法研究

    为提高叶片在额定风况和低速风况下的功率系数,研究叶片各叶素处的气动外形参数分布。针对风力机通常运行在低风速风况下,而叶片的优化模型很少考虑该因素的影响,建立基于叶素动量理论和Wilson理论的带低风速功率系数的非线性约束优化模型。由于在处理约束条件的惩罚函数法中罚因子难以确定,而导致算法过早陷入局部解的早熟现象,提出一种结...

  • 散乱点集拓扑邻域均值逆向漂移查询算法

    为获取散乱点集的拓扑邻域数据,提出一种基于均值逆向漂移的自适应迭代搜索查询算法,基于R·树动态空间索引,采用动态扩展空心球k邻域查询算法快速获取目标样点的拓扑邻域参考数据,根据邻域查询与点集密度分布的关系,采用核密度估计描述点集的分布规律,利用均值漂移算法计算得到能够反映散乱点集局部分布特征的均值漂移矢量和均值点,将邻...

  • 基于正交投影迭代学习的高频响闭环运动控制系统模型参数辨识研究

    针对高速高精运动控制系统模型参数辨识问题,建立模型参数到误差的线性矩阵变换等式,引入正交矢量投影分析方法,将模型参数到误差的线性矩阵变换等式在正交矢量空间中进行投影,采用迭代学习方法沿空间矢量基方向进行参数迭代辨识,设计迭代学习率并进行收敛性分析。仿真与试验结果表明,该方法能显著提高直线伺服系统在加减速段的位置跟踪精...

  • 大型相控阵天线结构与调整机构一体化设计

    针对某大型相控阵天线自重大、加强筋安装位置受限等特点导致天线阵面精度难以保证的工程背景,进行相控阵天线阵面结构方案优化设计。考虑到大型阵面的自重变形导致的柔性特点,提出综合考虑阵面变形后平面度和调整机构精度的一体化优化设计模型,对调整机构支腿的布局进行了优化设计。同时,考虑到加强筋安装位置和型材受限,利用连续化过滤函...

  • 基于神经网络与遗传算法的薄壁件多重装夹布局优化

    在多重装夹元件装夹过程中,由于装夹顺序、夹紧力、定位元件位置等装夹布局参数的不同,薄壁件的装夹变形程度也不一样。单个装夹布局参数引起的工件装夹变形规律能够通过有限元方法获得。但是,若同时考虑多个装夹布局参数的影响,仅仅利用有限元方法难以揭示装夹布局参数与装夹变形之间的关系。为此,针对薄壁件的装夹布局方案建立三维有限元...

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