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考虑设计参数的角接触球轴承动态精度演变规律

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航空动力学报 2024年第6期39卷 228-237页

作者：季晔王东峰薛玉君郑昊天韩涛中国机械工业集团有限公司洛阳轴承研究所有限公司河南洛阳471039 河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 洛阳理工学院智能制造学院河南洛阳471023

为了确定成品轴承精度是否满足设计要求,合套和拆套是必然工序,不仅耗费工时,还可能引起滚动体和套圈划伤,致使产品精度下降,甚至丧失。根据角接触球轴承工作状态运动学和几何学关系,建立依据零件精度要素的接触角、径向跳动和轴向跳动... 详细信息

为了确定成品轴承精度是否满足设计要求,合套和拆套是必然工序,不仅耗费工时,还可能引起滚动体和套圈划伤,致使产品精度下降,甚至丧失。根据角接触球轴承工作状态运动学和几何学关系,建立依据零件精度要素的接触角、径向跳动和轴向跳动的解析模型,提出动态精度计算方法,研究不同加工阶段轴承精度变化趋势,系统分析沟曲率半径、沟底直径、球直径及与之相关的精度要素与动态精度的关系。计算结果表明:沟底直径对接触角影响显著,为了满足设计要求,加工后可分组选配;误差幅值增大,径向和轴向跳动增大,几乎呈线性关系;球数对旋转精度影响不大,但会影响运行的稳定性。成品轴承动态精度检测数据与计算结果一致,说明模型准确合理,故通过零件设计参数检测即可得出动态精度是否满足运行要求,无需合套和拆套工序,有利于提升产品合格率和生产效率。

关键词：角接触球轴承动态精度误差幅值径向跳动轴向跳动

基于MBD的三维模型信息完备性检查技术研究

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中国机械工程 2024年

作者：刘泉泉方喜峰程德俊张胜文罗兰珍孔俊龙江苏科技大学机械工程学院镇江康飞汽车制造股份有限公司

针对三维模型信息标注不规范、结构差异难诊断、尺寸冗余缺失以及人工检测效率低等问题，提出了整体的完备性检查方法。通过调用三维计算机辅助设计(CAD)软件应用程序接口(API)函数，对其检查功能模块进行二次开发，完成对基于模型定义(... 详细信息

针对三维模型信息标注不规范、结构差异难诊断、尺寸冗余缺失以及人工检测效率低等问题，提出了整体的完备性检查方法。通过调用三维计算机辅助设计(CAD)软件应用程序接口(API)函数，对其检查功能模块进行二次开发，完成对基于模型定义(MBD)技术中三维模型信息的检查与纠正；通过二次开发CAD软件实现对MBD模型基本方向视图的自动捕获，再通过python调用OpenCV库，将新捕获的视图与数据库中已有模型视图利用图像结构相似性指标(SSIM)进行对比，得到最相似模型视图图像，将两者通过图像减法运算对结构差异区域进行提取并高亮显示；最后对三维模型尺寸按照分类规则分类，通过深度优先搜索算法(DFS)结合尺寸冗余缺失检查规则，完成尺寸的完备性检查。以某厢舱汽车产品为对象验证了上述方法的可行性。

关键词：基于模型定义完备性检查二次开发结构相似性指标深度优先搜索算法

复合材料尾门结构的拓扑-参数一体化轻量化设计

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中国机械工程 2024年第10期35卷 1824-1833页

作者：成艾国王超陆日进何智成于万元湖南大学整车先进设计制造技术全国重点实验室长沙410082 湖南湖大艾盛汽车技术开发有限公司长沙410205 柳州职业技术学院汽车工程学院柳州545001

以某新能源车型的尾门为研究对象,结合注塑长玻纤增强复合材料,提出了一种结构拓扑参数一体化轻量化设计方法,并为尾门性能仿真和优化设计分别建立了联合仿真和常规仿真模型,提高了仿真精度和优化效率。首先,基于常规仿真模型通过三步... 详细信息

以某新能源车型的尾门为研究对象,结合注塑长玻纤增强复合材料,提出了一种结构拓扑参数一体化轻量化设计方法,并为尾门性能仿真和优化设计分别建立了联合仿真和常规仿真模型,提高了仿真精度和优化效率。首先,基于常规仿真模型通过三步式结构概念设计优化并重新设计了复合材料尾门结构。然后,建立了用于后续多目标优化的联合仿真模型,并通过样件试制和性能试验进行了验证。最后,利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对尾门的筋条厚度、关键位置厚度、截面尺寸进行了详细优化。优化后的复合材料尾门质量比原钢制尾门减小了27.2%,同时尾门扭转刚度、横向刚度、弯曲刚度及自由模态满足应用要求。

关键词：长玻纤增强复合材料尾门联合仿真概念设计参数优化

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低合金钢管板管孔加工技术

压力容器 2024年第1期41卷 83-88页

作者：刁晓丹高磊张迎恺抚顺化工机械设备制造有限公司辽宁抚顺113122 中国石化工程建设有限公司北京100101

针对低合金钢管板的管孔加工,对比分析了目前国内常用管孔加工机具一次加工成型管孔质量的差异,试验对比了相同液压胀力下初始间隙0.36 mm和0.26 mm的10^(#)+16Mn胀接接头的密封性和拉脱力变化。指出GB/T 151—2014中对管板孔桥宽度B值... 详细信息

针对低合金钢管板的管孔加工,对比分析了目前国内常用管孔加工机具一次加工成型管孔质量的差异,试验对比了相同液压胀力下初始间隙0.36 mm和0.26 mm的10^(#)+16Mn胀接接头的密封性和拉脱力变化。指出GB/T 151—2014中对管板孔桥宽度B值随管板厚度变化的限定值已经落后,应在该标准修订时进行调整。研究发现,管孔表面粗糙度应根据换热管外表面粗糙度、管束密封性和拉脱力的设计要求进行调整,随着装备制造加工技术的提高,管板孔的加工机具应在数控钻、加工中心、数控深孔钻中进行选择,逐步淘汰摇臂钻。

关键词：管板管孔加工孔桥宽度管孔粗糙度胀接接头密封性能拉脱力

一种获取重型矿用自卸车油气悬缸参数的试验方法

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机械工程与技术 2024年第2期13卷 63-70页

作者：刘迪辉许逸驰徐子寰赵明成李立山穆岩岩湖南大学整车先进设计制造技术全国重点实验室湖南长沙中车大同电力机车有限公司山西大同

为了测试新开发的试验样车上油气悬缸的刚度和阻尼,提出了一种获取重型矿用自卸车油气悬缸参数的实车试验方法。这种方法在车辆油气悬缸上加装2个压力传感器和1个位移传感器,在实车运行时采集动态数据,根据油气悬缸刚度和阻尼定义的理... 详细信息

为了测试新开发的试验样车上油气悬缸的刚度和阻尼,提出了一种获取重型矿用自卸车油气悬缸参数的实车试验方法。这种方法在车辆油气悬缸上加装2个压力传感器和1个位移传感器,在实车运行时采集动态数据,根据油气悬缸刚度和阻尼定义的理论公式,获得油气悬缸的刚度特性曲线和阻尼特性曲线。试验中发现刚度特性曲线可以在装料过程中的试验数据中分析得出;而阻尼特性曲线在路面颠簸的条件下获得的试验数据中才能分析出结果。这种方法获取油气悬缸参数既不需要拆卸油气悬缸,也不需要专门的油气悬缸测试装置。

关键词：油气悬架试验刚度阻尼

压差式多节串联管道机器人越障时动力学演化规律及减振分析

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机械工程学报 2024年第8期60卷 348-359页

作者：张行富宽陈铭浩李睿石新娜中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 中国石油大学(北京)高端油气装备智能设计与制造研究中心北京102249 国家石油天然气管网集团有限公司科学技术研究总院分公司廊坊065099

压差式管道内检测机器人作为保障油气管道安全运输的重要装备,逐渐向着集成化、智能化、高精度的方向发展。管内介质的复杂流动状态与管内的随机不平顺激励均会引起管道机器人动力学行为的突变,进而影响其内检测作业精度和服役性能。建... 详细信息

压差式管道内检测机器人作为保障油气管道安全运输的重要装备,逐渐向着集成化、智能化、高精度的方向发展。管内介质的复杂流动状态与管内的随机不平顺激励均会引起管道机器人动力学行为的突变,进而影响其内检测作业精度和服役性能。建立串联管道机器人多体动力学模型和Adams与Matlab/Simulink双向流固耦合联合仿真求解模型,研究受管内环焊缝激励时不同舱体节数下多节串联式管道机器人的动力学响应情况、振动叠加情况和动力演化规律;建立管道内检测机器人振动综合评价指标,结合仿真数据和神经网络算法建立管道内检测机器人的结构优化模型并采用遗传算法进行参数寻优。研究结果表明:多节舱体压差式管道机器人受管内环焊缝激励时,每节舱体的轴向振动趋势类似,轴向加速度极值变化不大,且每节舱体过环焊缝时存在振动传递情况。优化后的管道机器人结构参数将轴向、垂向、俯仰加速度极值分别降低74.7%,38.1%,37.27%。

关键词：管道机器人流固耦合动力学响应减振优化多体动力学模型

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两级螺旋输送机在土压平衡盾构上的应用

工程机械 2024年第10期55卷 168-172+15页

作者：张宇奇毛恒良吴文浩吴翊中交天和机械设备制造有限公司

在土压平衡盾构中，螺旋输送机扮演着不可或缺的角色，它能确保盾构开挖面的土压力保持稳定。一般来说，土压平衡盾构仅需使用单级螺旋输送机，但在土压和水压较高的区域，使用单级螺旋输送机可能无法适应地层压力的变化。描述两级螺旋... 详细信息

在土压平衡盾构中，螺旋输送机扮演着不可或缺的角色，它能确保盾构开挖面的土压力保持稳定。一般来说，土压平衡盾构仅需使用单级螺旋输送机，但在土压和水压较高的区域，使用单级螺旋输送机可能无法适应地层压力的变化。描述两级螺旋输送机的研究背景，并构建了一个简化的两级螺旋输送机力学模型，对其在施工过程中的受力状况进行理论分析。通过与常规单级螺旋输送机的结构进行比较，阐述两级螺旋输送机设计阶段遇到的挑战和需要注意的细节，特别是关于螺旋输送机驱动部分的连接方式。这一系列研究成果为土压平衡盾构中两级螺旋输送机的设计、改进、评估和选择提供了一种简洁高效的策略。

关键词：两级螺旋输送机土压平衡盾构驱动部叶片轴耐磨

50000 kN液压支架试验台垂直加载液压缸同步控制

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辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2024年第2期43卷 195-201页

作者：赵丽娟张展鹏曹正尚祖恩吴天谷李文亮孙强辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000 山东兖矿智能制造有限公司山东邹城273500

针对超大采高液压支架试验台垂直加载液压缸同步控制问题,提出一种基于模糊进程标识符(PID)相邻交叉耦合同步控制策略,利用Creo-Adams及ANSYS建立液压支架试验台刚柔耦合动力学仿真模型,根据垂直加载实际工况添加约束条件。利用AMEsim及... 详细信息

针对超大采高液压支架试验台垂直加载液压缸同步控制问题,提出一种基于模糊进程标识符(PID)相邻交叉耦合同步控制策略,利用Creo-Adams及ANSYS建立液压支架试验台刚柔耦合动力学仿真模型,根据垂直加载实际工况添加约束条件。利用AMEsim及Matlab/Simulink建立垂直加载液压系统控制模型,基于各软件之间的接口技术构建Adams-AMEsim-Simulink机液控一体化的试验台多领域协同仿真模型。仿真得到模糊PID和常规PID下相邻交叉耦合同步控制策略的加载液压缸位移跟踪曲线、负载变化曲线、信号控制曲线、同步误差曲线。研究结果表明,相比于常规PID算法,模糊PID算法下的系统具有响应速度更快、控制精度更高等特点,使液压支架垂直加载四缸同步精度误差小于0.1 mm,满足使用要求。研究结论为液压支架试验台垂直外加载系统设计提供参考。

关键词：机液控一体化模糊PID控制多领域联合仿真同步控制

基于扰动观测器和指令滤波的四旋翼无人机姿态控制

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系统仿真学报 2024年

作者：李博宁陈明齐舒畅孟浩然王磊辽宁科技大学电子与信息工程学院鞍钢股份有限公司设备工程部鞍钢矿山机械制造有限公司

针对四旋翼无人机姿态跟踪控制问题，提出了一种基于反步法的有限时间容错控制方案。其贡献为：设计一个有限时间神经网络扰动观测器，它可以快速补偿执行器故障和外界扰动所引起的影响，提高了系统的鲁棒性。同时，引入一阶指令滤... 详细信息

针对四旋翼无人机姿态跟踪控制问题，提出了一种基于反步法的有限时间容错控制方案。其贡献为：设计一个有限时间神经网络扰动观测器，它可以快速补偿执行器故障和外界扰动所引起的影响，提高了系统的鲁棒性。同时，引入一阶指令滤波器和补偿机制，既能避免因对虚拟控制律求导引起的复杂计算问题，也能消除滤波误差的影响。此外，选择双曲正切函数作为输入转矩的约束函数，既限制了输入信号过大也避免了控制器设计中存在的奇异问题。最后，分别进行了数值仿真和实物平台实验，结果均充分证明了所提方案的有效性和可行性。

关键词：扰动观测器有限时间神经网络指令滤波四旋翼无人机容错控制