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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
  • 复合材料加工领域机器人的应用与发展趋势

    随着复合材料在多个行业,尤其是航空航天领域的应用占比越来越高,对复合材料成型加工的低成本,高效率,自动化的需求也日益迫切。机器人或机器人化的设备在某些复合材料的加工成型方法中具有独特优势,可以实现更高的自动化水平,更低的生产成本,制造更复杂的零件。介绍了目前国内外在机器人复合材料加工领域的研究现状,讨论了未来机器人在复合材料...

  • 冗余驱动全R副四面体移动机器人

    提出一种由全转动副(R副)构成的冗余驱动四面体移动机器人。该机器人主体由六条RRR支链以及四个顶点构件构成,安装有六台舵机,为一种整体呈现正四面体外形的四自由度冗余驱动机器人。应用螺旋理论对四面体机器人进行自由度分析。根据自由度分析规划了机器人的翻滚步态,以该步态机器人可以实现连续运动且正三角形运动轨迹可以覆盖任意目标点。建...

  • 对称单自由度螺旋运动并联机构型综合

    针对馈能减振器对运动转换机构的功能需求,提出基于并联机构的设计方案。采用约束螺旋理论提出一种结构对称单自由度螺旋运动(1H)并联机构型综合方法。运用螺旋理论,给出将力螺旋分解为空间多个力线矢的方法。在此基础上,将1H并联机构动平台约束螺旋系中的约束力螺旋,分解成与机构分支数相等的线性无关力线矢,用分解得到的力线矢替代该约束力螺...

  • 双臂协调机器人相对动力学建模

    双臂机器人动力学建模是研究双臂协调运动的关键技术,难点在于同一系统中建立两机械臂之间联系。针对双臂协调机器人动力学建模问题,基于拉格朗日方程建立了两臂动力学模型一般形式,运用矢量解析法求解单臂角速度雅可比矩阵,然后结合虚位移原理,基于相对雅可比矩阵建立双臂协调机器人相对动力学模型,确立两机械臂末端相对作用力与关节参数之间关...

  • 考虑关节摩擦的5-PSS/UPU并联机构动力学建模及耦合特性分析

    为了将并联机构应用于航天器的海面回收平台等领域,提出一种可以实现三移动二转动的新型五自由度并联机构—5-PSS/UPU并联机构作为柔性自适应动态平衡装置,并对该并联机构进行了耦合特性分析。首先,利用矢量法得到了机构运动学的正反解。其次,在考虑关节摩擦效应的情况下,采用牛顿-欧拉法建立了5-PSS/UPU并联机构的动力学模型,并对机构的动力学...

  • 具有2R1T和3R运动模式的并联机构综合

    使用位移流形理论综合了具有2R1T与3R两种运动模式的并联机构。选取了一种具有此类运动模式变换的机构,分析了其自由度变换时的位形特征,使用螺旋理论分析了其在不同运动模式下的自由度特征,分析了支链驱动副选取的可行性。结果表明,这种并联机构具有2R1T与3R两种运动模式。这种机构在两种运动模式的一般位形下,使用2个移动驱动副和1个转动驱动...

  • 基于YOLO模型的柔索并联机器人移动构件快速定位方法

    针对柔索并联机器人移动构件实时定位问题,提出一种基于YOLO目标检测模型的柔索并联机器人移动构件快速定位方法。首先根据YOLO目标检测模型设计深度卷积神经网络结构,根据PASCAL VOC数据格式构建自己的数据集,并在该数据集上训练及测试模型,然后将工业摄像机采集得到的图像数据输入模型中进行标靶检测,记录标靶的类别和位置。分析标靶的颜色特...

  • 第8届上银优秀机械博士论文奖——金奖 CFRP低损伤钻削制孔关键技术研究

    轻质高强碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)是运载装备减重增效的优选材料,可显著提升装备性能。此类材料构件的装配连接需加工大量连接孔,且制孔损伤容限要求苛刻。但CFRP是典型的难加工材料,钻削制孔时,与金属等匀质材料相比,材料失效行为和去除机理迥异,易在出口区域产生严重损伤,对现有加工技术提出严峻挑战,制约CFRP的应用,限制装备性能提升...

  • 第8届上银优秀机械博士论文奖——银奖 基于模态局部化的弱耦合谐振式加速度传感器敏感机理研究

    高灵敏度微加速度传感器是惯性导航系统的核心器件,用于战略导弹及潜艇的无源惯性导航以保证其制导和定位精度,也可以为固体地球演化、海洋气候变化和地球物理勘探等国家重大基础研究提供重要的数据支撑。但是,传统的微加速度传感器受制于其检测原理与现有加工技术的限制而不能实现很高的灵敏度。因此,发现新的敏感机理成为了大幅提高微加速度传...

  • 第8届上银优秀机械博士论文奖——银奖 级间液压-机械双反馈新原理及其在大流量控制阀中的应用研究

    液压传动系统广泛用于各类机电装备,而液压阀是液压系统中用于控制液体的压力、流量和方向的核心元件,对液压系统的性能、可靠性和经济性有重要影响。流量阀通过改变节流阀口的开度来调节通过流量,进而控制负载装备的运动速度,是三大类液压阀之一。

  • 基于残差网络的RV减速器故障诊断

    为了提升对RV减速器的故障诊断的准确率,采用残差网络诊断RV减速器的故障。通过振动试验台测得RV减速器4种故障模式与正常模式下的振动信号,由此构造训练和测试数据集,并对训练集进行数据增强处理。然后将截取的一维信号样本预处理转换为二维信号样本,输入残差网络进行训练和5折交叉验证。接着通过残差网络的分类准确率与DNN、LeNet、10层CNN等...

  • 机械结构冲击载荷稀疏识别方法研究

    冲击载荷识别在结构健康监测、动力学优化设计、铣削力测量等领域扮演重要角色。然而,现有的基于L2范数的冲击载荷识别正则化方法在识别精度、稳定性、计算效率、参数选取等方面均存在瓶颈和局限。近年来兴起的稀疏正则化理论为冲击载荷识别提供了一种新的探索途径。充分利用冲击载荷在时域内稀疏的先验信息,提出冲击载荷稀疏识别新方法,通过最...

  • 转子挤压油膜阻尼器减振效率的理论研究

    针对如何有效降低滚动轴承-转子系统振动幅值的问题,将挤压油膜阻尼器-滚动轴承-双盘转子系统作为研究对象,以雷诺方程、动压润滑理论、短轴承假设、油膜力周向边界条件、非线性赫兹接触理论等为基础,建立转子系统动力学方程,运用Newmark-β迭代数值求解方法结合Newton-Raphson迭代来求解转子系统相应节点的激励响应结果,分析该转子系统非线性动...

  • 考虑含间隙关节的漂浮基空间机械臂动力学输出特性研究

    研究关节间隙对漂浮基空间机械臂动力学特性的影响对设计空间站机械臂具有重要意义。采用Lankarani-Nikravesh接触力表达式建立了考虑摩擦的含间隙关节模型;应用Lagrange方程和含间隙关节模型建立了含间隙的漂浮基空间机械臂动力学模型。数值模拟分析了间隙关节数量和不同间隙尺寸对漂浮基空间机械臂动力学输出特性的影响,并定量分析了间隙对漂...

  • 渐开线斜齿轮传动摩擦动力学耦合研究

    综合考虑时变啮合刚度、轴承刚度以及摩擦力等对动力学行为的影响,基于载荷分担理论和动力学、弹流润滑理论,建立12自由度斜齿轮摩擦动力学模型。采用解耦方法求解该摩擦动力学模型,将动力学求解获得的动态轮齿作用力用于润滑分析中,而润滑分析获得的摩擦因数再次用于动力学分析计算中。通过实例研究了齿面摩擦学特性和动力学行为以及两者之间的...

  • 三角网格曲面上的特征阵列

    针对三角网格曲面上复杂特征阵列式设计重用困难问题,提出一种两步法特征阵列重用策略。基于曲面空间向量平移理论,确定特征阵列位置,以角度和测地距离两个参数构建各阵列实例之间的关联;提出一种基于对偶图的曲面局部参数化方法,使参数化结果不受顶点法矢评估方法的影响,对噪声和锐边特征不敏感。在此基础上,采用微分坐标网格变形技术实现阵列...

  • 基于双深度神经网络的轮廓误差补偿策略研究

    五轴数控机床的加工精度通常由轮廓误差指标来衡量。传统的轮廓误差降低策略主要包括精确的轮廓误差估计和有效的轮廓控制器设计。然而,传统策略存在刀具路径轮廓误差在线估计或控制器设计复杂等问题。为此,从机床输入驱动指令和输出末端位姿的映射出发,针对五轴数控机床加工大批量工件提出基于数据驱动的轮廓误差补偿策略。调整PID控制器参数保...

  • 针对高维优化问题的快速追峰采样方法

    基于计算试验设计和模型的近似优化策略在现代复杂系统工程设计中得到了广泛应用,其中追峰采样方法(Modepursuing sampling, MPS)是一种代表性的近似优化策略。分析并针对MPS处理高维优化问题时效率低下的缺陷,提出了基于重点设计空间的快速追峰采样方法(RMPS-SDS),将重点设计空间的思想引入MPS框架,定制了一套样本点分配策略以增强MPS的局部搜...

  • 基于目标级联的废旧机械装备多目标优化再设计方法研究

    为解决废旧机械装备整体再设计与零部件再设计间复杂的耦合关联问题,提出基于目标级联的废旧机械装备多目标优化再设计方法。根据废旧机械装备损伤状况、剩余使用寿命等状态信息和需求主体的产品进化需求信息,获取废旧机械装备再制造成本、能量消耗和材料消耗的范围约束再设计目标,然后采用目标级联方法协同考虑系统整体再设计目标与零部件再设...

  • 高速磁悬浮鼓风机涡轮锁紧装置设计分析及试验

    高速磁悬浮鼓风机由于采用磁轴承支撑和高速直驱的工作方式,相比于传统鼓风机可以显著提高工作效率,具有清洁、静音、维护费用低,无需油膜润滑等优点,但是相对于传统鼓风机,高速磁悬浮鼓风机对涡轮叶片的锁紧装置有特殊的要求。针对一台额定功率为315kW额定转速为30000r/min的高速磁悬浮鼓风机的涡轮锁紧装置进行设计和动力学分析,建立其在加速...

  • 基于预应力和局部加强结构的特定性能双稳态结构设计

    双稳态结构的构型和驱动位置设计是改善其跳转特性的关键技术。提出通过协同调控预压缩量、局部加强结构参数和驱动位置设计具有特定跳转性能的预压双稳态结构。首先,给出了局部加强预压双稳态结构的成型过程,并在理论分析的基础上得到特定性能预压双稳态结构的设计方程。然后,基于有限元方法验证了设计方程中设计参数(预压缩量,驱动位置,局部加...

  • 基于过程挖掘与复杂网络集成的制造过程资源建模与关键加工节点识别

    为了解决多任务复杂制造过程中的工作流变异导致的流程和资源的不确定性,进而导致制造资源模型出现实时变化,提出了基于过程挖掘与复杂网络集成的制造过程资源模型,得到了流程与资源信息集成的资源复杂网络模型与分析方法。首先,从制造过程中实时产生的事件日志出发,提出了一种基于统计α算法的过程挖掘算法,解决了制造过程工作流重构问题,可实时...

  • 硬脆单晶材料塑性域去除机理研究进展

    硬脆单晶材料具有高硬度、低密度、低热膨胀系数、化学稳定性好等特点,近年来在光学、航空航天、电子、固体激光器等领域应用广泛。这类材料由于高硬度、低断裂韧性等特点,加工过程容易产生脆性断裂,属于典型的难加工材料。硬脆单晶材料的塑性域加工技术成为超精密加工领域研究的热点问题,然而目前对硬脆单晶材料塑性域去除机理的研究尚处于探索...

  • 螺旋伞齿轮磨削表面形貌仿真与试验研究

    螺旋伞齿轮广泛应用于重型车辆及军用飞机的传动系统中。磨削作为螺旋伞齿轮加工中的最后一道工序,若磨削表面形貌不符合要求,将导致齿轮耐磨性及抗疲劳强度降低,传动时产生过大的噪声与振动,严重影响重载车辆传动系统的使用寿命与可靠性。为此,通过对螺旋伞齿轮磨削磨粒运动轨迹、砂轮表面形貌特征进行建模和仿真,实现对螺旋伞齿轮磨削表面形貌...

  • 小直径青铜结合剂微粉砂轮的电火花精密修整实验研究

    青铜结合剂微粉金刚石砂轮常用于脆硬材料的超精密磨削加工,但其修整十分困难;采用内冲式弧面铜钨电极对W10青铜结合剂微粉金刚石砂轮进行了电火花修整试验研究;搭建试验平台并设计三种不同弧度的内冲式电极,采用超景深三维显微镜、精密粗糙度仪、CCD激光位移传感器以及扫描电子显微镜,对修整后的砂轮进行了表面形貌检测、轮廓检测和磨削性能测...

  • 基于动态切削过程仿真的外圆车削稳定性判定

    建立考虑工件轴向和径向两个方向刀具刃倾角和模态方向的车削颤振模型。利用试验得到的切削力系数和模态参数,获得给定机床、刀具和工件组合下的颤振稳定域曲线。建立外圆车削轴类零件的动力学模型,主要包括刀具相对工件的动态切削力和动态位移模型。提出一种借助动态切削力和刀具动态位移时域仿真,以及相邻两转的切削力和位移动态成分映射截面...

  • 电弧填丝增材制造过程熔滴射滴过渡特征及其对熔滴沉积成形的影响

    基于脉冲GMA电弧检测了电弧填丝增材制造过程中与熔滴过渡相关的电弧电流、电弧电压和声发射信号,研究了电弧脉冲作用下的铝合金熔滴射滴过渡特征,提出了一种可对处于射滴过渡模式下的熔滴尺寸、电弧力和熔滴沉积率进行计算的方法,并分析了沉积层的成形质量特征。研究结果表明,利用检测获得的电弧电压、电弧电流信号和声发射信号可以对处于射滴...

  • 碳碳复合材料的水射流钻孔技术研究

    针对磨料水射流加工碳碳复合材料的冲孔过程,结合Fluent分析高压磨料水射流的射流压力、靶距对碳碳复合材料冲孔深度的影响;利用ANSYS/Ls-dyna有限元分析软件建立磨料和水的射流冲击模型,针对射流压力是冲孔分层的的主要因素进行仿真,得出材料失效时最大的应力和整个射流过程中应力的变化规律,由最大应力所在位置的层间y向位移变化确定分层情况;...

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