基于RNG紊流模型的立式轴流泵站三维流动数值模拟及性能预测

成立，刘超，汤方平，等

机械工程设计

基于RNG紊流模型的立式轴流泵站三维流动数值模拟及性能预测

成立，刘超，汤方平，等

立式轴流泵站具有流量大、扬程低等特点，在农田排灌、调水工程等得到了广泛应用，目前在建的南水北调东线工程的泵站大多采用该形式。为深入研究立式轴流泵站内部流动和水力性能，采用考虑粗糙度的壁面函数的RNG紊流模型和SIMPLEC算法，基于多旋转坐标系模型，计算了采用钟型进水流道和蜗壳出水流道的低扬程立式泵站定常流动。通过计算获得了泵站整体流场结果，分析了在有转轮条件下进水流道喇叭管内断面轴向流速分布规律对泵站叶轮安装高程的影响，给出了参考的叶轮名义高度取值。通过计算预测了泵站水力性能，并与模型试验结果进行了比较，研究表明设计工况下数值预测与试验数据值吻合较好。三维数值分析和试验结果表明该泵站形式在南水北调东线工程中有一定的应用前景。

轴流泵站；湍流模型；性能预测；南水北调工程

来源出版物：机械工程学报, 2009, 45(3): 252-257

入选年份：2012

机床结合部特性的理论解析及应用

赵宏林，丁庆新，曾鸣，等

摘要：对机械结构的结合部特性进行了理论解析，从基本的动力学方程出发，推导出单平面结合部静位移与结合部受力之间的关系，进而转换为静刚度的表达式；并基于一个振动周期中某方向的输入能量与阻尼消耗的能量相等的概念，推导出单平面结合部阻尼的表达式。将机械结构中的多平面结合部，看成是多个单平面结合部的组合，而将回转结构等效为正多面体。由此，在机床结合部结构形式、受力大小确定的条件下，可以计算出结合部的等效结合刚度和阻尼。为了在机床整机动力学建模中融合结合部的特性，给出刚性结合和柔性结合两种情况下的协调方程。通过对XK712B立式镗铣床的整机建模和计算，并与试验结果进行比较，结果表明，综合静刚度相对误差的绝对值小于5%，固有频率相对误差的绝对值小于9%。将结合部特性融合到机床整机模型中，可以更精确地预测机床整机的综合静动态特性。

关键词：结合部特性；理论解析；整机建模；综合静动态特性

来源出版物：机械工程学报, 2008, 44(12): 208-214

入选年份：2013

基于应力分布的月球车轮地相互作用地面力学模型

丁亮，高海波，邓宗全，等

摘要：轮地相互作用地面力学在月球车的设计、性能评价、控制和仿真等方面具有重要作用，是目前基于动力学进行月球车相关研究的瓶颈。基于此，利用针对月球车开发的车轮-土壤相互作用测试系统进行试验，结合试验数据对传统车辆轮地相互作用正应力和切应力分布模型进行修正，并分析月球车轮刺高度对应力分布的影响，从而提出随滑转率变化改变沉陷指数的经验公式，以反映土壤侧向流动等引起的滑转沉陷。对应力分布公式积分得到集中力/力矩计算模型，并结合试验数据进行验证。在载荷为80 N，滑转率从0.05增加到0.6时，模型对于车轮垂直载荷、挂钩牵引力和驱动力矩的计算值与试验数据相比，相对误差不超过10%。模型能够反映滑转沉陷和轮刺效应，可以有效地用于月球车轮地相互作用力学的计算。

关键词：地面力学；月球车；轮地相互作用；滑转率；轮刺

来源出版物：机械工程学报, 2009, 45(7): 49-55

入选年份：2013

轻合金成形领域科学技术发展研究

杨合，李落星，王渠东，等

摘要：铝、镁、钛等轻金属材料，由于具有比强度与比刚度高等特性，在汽车、轨道交通和航空航天等制造领域显示出越来越广泛的应用前景。研究与发展轻合金材料先进成形技术，对实现轻量化零构件高质量、低成本、短周期制造，缓解由于交通运输带来的能源、环保压力以及节能减排具有重大的意义。轻合金成形技术与科学，已经成为我国国民经济、国防建设与科学技术发展的关键学科领域之一，而轻合金高性能精确成形制造是既有挑战性又充满机遇的研究与发展前沿领域。评述轻合金成形技术领域国内外研究现状、存在问题与发展趋势，分析并提出该领域的研究前沿，给出我国轻合金凝固成形、塑性成形、建模仿真与优化的重点发展方向的展望与建议。

关键词：轻合金；高性能；精确成形；多场耦合；多尺度；全过程建模仿真与优化

来源出版物：机械工程学报, 2010, 46(12): 31-42

入选年份：2013

柔性铰链机构设计方法的研究进展

于靖军，裴旭，毕树生，等

摘要：柔性机构历经20年的发展已成为现代机构学一个重要分支，并在精密工程、机器人等领域得到了广泛应用。虽然涌现了一系列柔性机构设计方法与理论，但柔性机构的设计问题仍面临着挑战。主要针对柔性机构在精微领域的应用，从方法和技术的角度全面地概述柔性机构的研究进展。从宏观上对当前几种主流的柔性机构分析与及设计方法（包括伪刚体模型法、结构矩阵法、约束设计法、旋量理论拓扑综合法、模块法、结构优化设计法等）进行总结与比较，按照柔性机构的设计流程详述柔性机构在单元建模、构型综合、机构分析以及尺度综合等方面的国内外研究进展，对柔性机构设计理论的发展进行展望。

关键词：柔性机构；柔性铰链；精密工程；构型综合；尺度综合；设计方法

来源出版物：机械工程学报, 2010, 46(13): 2-13

入选年份：2013

结构化表面软性磨粒流精密光整加工方法及其磨粒流动力学数值分析

计时鸣，唐波，谭大鹏，等

摘要：提出一种基于软性磨粒流的模具结构化表面无工具精密光整加工新方法，通过在被加工的结构化表面附近配置约束模块，使结构化表面成为一条截面几何形状可设计的约束流道的内壁面，利用液固两相软性磨粒流在约束流道内的湍流壁面效应实现对约束流道内壁面的微力微量切削，从而克服光整加工工具难以接触结构化表面的困难，完成对结构化表面的无工具化精密光整加工。基于液固两相流体耦合理论，建立面向结构化表面精密加工的约束流道内液固两相磨粒流动力学模型，利用标准k-ε湍流模型和离散相模型相结合的求解方法，以环形截面约束流道为研究对象，选择不同的约束模块配合参数，对流道内压力/速度分布及湍流动能进行数值分析研究，通过该数值分析方法，可以观察约束流道进口压力、入口与出口截面尺寸的相对变化等工艺参数对湍流形态的影响，为研究软性磨粒流湍流形态调控的基本规律和磨粒流特性提供一种理论工具。

关键词：结构化表面；精密光整加工；软性磨粒流；数值模拟

来源出版物：机械工程学报, 2010, 46(15): 178-184

入选年份：2013

工程约束优化的自适应罚函数混合离散差分进化算法

车林仙，程志红

摘要：将离散约束优化问题转化为非负整数约束规划问题，开发求解该问题的离散差分进化算法。该算法采用基于混沌映射的种群初始化、双版本变异和带随机扰动项的取整运算等新策略。针对非线性约束条件，给出惩罚基数的计算方法和连续映射基函数的表达式，在此基础上设计处理非线性约束的自适应惩罚因子。提出一种刻画种群多样性的新测度-种群二次平均基因距离及基于新测度的依概率混沌移民算子。将自适应罚函数法、依概率混沌移民操作与离散差分进化算法有机融合，构造面向工程约束优化的混合离散差分进化算法。对3个离散约束优化实例进行验证，结果表明，混合算法具有良好的鲁棒性且优于离散粒子群算法。应用混合算法求解斜齿圆柱齿轮传动优化设计问题，结果优于遗传算法及其改进算法、离散粒子群算法，目标函数值较遗传算法及其改进算法分别下降41%和10%。

关键词：差分进化算法；离散约束优化；自适应罚函数；基因距离；混沌移民

来源出版物：机械工程学报, 2011, 47(3): 141-151

入选年份：2013

基于改进Hilbert-Huang变换的机械故障诊断

雷亚国

摘要：Hilbert-Huang变换（Hilbert-Huangtransform，HHT）通过经验模式分解（Empirical mode decomposition，EMD）和Hilbert变换能够自适应地将复杂的非线性、非平稳信号刻画成Hilbert-Huang谱，突显信号的局部特征，具有良好的时频聚集能力，因此被广泛用于机械信号处理与故障诊断。然而，EMD存在的模式混淆问题使其难以获得准确的本征模式分量（Intrinsic mode function，IMF）。此外，通常只有部分IMF包含故障敏感信息、表征故障特征。因此基于EMID和所有IMF的Hilbert-Huang谱的故障诊断精度有待提高。为此提出一种基于总体平均经验模式分解（Ensemble empirical mode decomposition，EEMD）和敏感IMF的改进HHT。该方法利用EEMD获取无模式混淆的IMF，通过敏感度评估算法从EEMD所有的IMF中选择反应故障特征的敏感IMF，从而得到改进的Hilbert-Huang谱以更准确地诊断机械故障。通过仿真试验以及转子早期碰摩故障诊断的工程实例验证了改进HHT的有效性。

关键词：总体平均经验模式分解；Hilbert-Huang变换；故障诊断

来源出版物：机械工程学报, 2011, 47(5): 71-77

入选年份：2013

树脂固化温度与纤维铺设方式对C/E复合材料制孔质量的影响

王奔，高航，郭东明

摘要：在碳纤维树脂复合材料制备及加工过程中均较容易产生各种缺陷，并影响构件最终的加工质量及使用性能。为研究碳纤维树脂复合材料制备过程中产生的缺陷对制孔出口质量的影响，提出一种通过改变预浸料固化温度模拟材料制造缺陷的方法，并对不同温度固化和不同方式铺设的样件进行了模拟制孔试验，分析剩余刚度对材料内部缺陷扩展及制孔出口质量的影响。结果表明，材料的固化温度对制孔出口缺陷存在较大的影响，表明材料的制造缺陷将对制孔质量产生影响；只有当固化温度高于140℃时，单纤维层的加工质量才较为理想；对于按0°/90°/0°/90°方式铺设的未加工材料，由于其剩余刚度较大，制孔过程不产生内部缺陷扩展的最低固化温度可为100℃。

关键词：复合材料；碳纤维；树脂；固化温度；钻削；缺陷

来源出版物：机械工程学报, 2011, 47(12): 19-25

入选年份：2013

五次CVC工作辊辊形与板形控制特性

李洪波，张杰，曹建国，等

摘要：连续变凸度（Continuously variable crown，CVC）轧机是宽带钢和超宽带钢轧机的主流机型，目前均采用三次CVC辊形，能较好地实现对辊缝二次凸度的连续调整，但不具备高次浪形控制能力，且对窄带钢凸度控制能力较弱。五次CVC辊形具有高次浪形控制能力，但由于缺乏系统深入的研究，尚未成功地实现工业应用。在对五次CVC辊形参数与辊缝凸度之间的关系进行深入分析的基础上，提出一种五次CVC辊形的设计方法，并对其板形控制特性进行研究，结果表明通过辊形的合理设计，五次CVC辊形能够有效均衡轧机对宽窄带钢的二次凸度控制能力，且四次凸度控制特性符合宽带钢轧机尤其是超宽带钢轧机的板形控制需求。进一步分析五次CVC辊形与现已开发的多种变凸度工作辊辊形之间的关系，认为五次CVC辊形能几乎替代目前常用变凸度工作辊辊形，具有极强的推广应用价值。

关键词：轧制；连续变凸度；辊形；凸度；板形控制

来源出版物：机械工程学报, 2012, 48(12): 24-30

入选年份：2013

21世纪的绿色制造——激光制造技术及应用

左铁钏，陈虹

摘要：随着激光制造技术的快速发展，激光技术已经在工业领域得到广泛的应用。通过介绍激光制造技术在汽车、航空航天、钢铁冶金等工业领域的应用，展示其在低能耗、短流程、绿色环保等发展理念方面的先进性和广泛性。介绍大功率半导体激光器和光纤激光器这两种代表未来激光制造系统发展方向的新型激光器，希望能够改变工业用激光制造装备主要依赖进口的现状，最终形成我国新一代激光制造产业链。

关键词：光学工程；激光制造；激光熔覆；新型激光器

来源出版物：机械工程学报, 2009, 45(10): 106-110

入选年份：2014

热弹变形对核主泵用流体静压型机械密封性能的影响

彭旭东，刘伟，白少先，等

摘要：针对核主泵用流体静压型机械密封在高压和高速条件下，其密封性能易受端面热弹变形影响的特点，通过建立收敛台阶端面流体静压型机械密封的稳态传热模型，并考虑流体粘度随压力、温度的变化，建立端面流体膜压力和密封环温度的控制方程，采用有限差分法求解各控制方程，采用有限元法求解密封环热、弹变形，对密封进行流、固、热耦合分析，研究热弹变形对密封性能的影响；同时改变操作参数，研究端面温度、热弹变形、端面流体膜平衡间隙等随之产生的变化规律。结果表明，端面的弹性变形大于热变形；热弹变形的综合影响使端面由外径向内径形成收敛间隙，导致开启力、泄漏率和液膜刚度增加；动环角速度越高，流体温升越大，端面热变形越明显，泄漏率越大；流体注入温度越低，温粘效应越显著；流体注入压力越高，热弹变形量越大，密封端面平衡间隙亦越大。

关键词：机械密封；流体静压密封；热弹变形；热-流-固耦合分析；核主泵

来源出版物：机械工程学报, 2010, 46(23): 146-153

入选年份：2014

风力发电机状态监测和故障诊断技术的研究与进展

陈雪峰，李继猛，程航，等

摘要：针对目前迅猛发展的风电装备缺乏有效监测诊断方法开展综述，指出其研究现状和值得研究的问题。综述风力发电机的发展现状、故障特点和诊断难点，风力发电机的装机容量和规模都在逐年扩大，目前基于振动监测的风力发电机在线诊断系统尚属空白，其运行维护费用增加以及频繁事故发生所造成的巨大损失严重影响了风电的经济效益。针对风力发电机中的主要故障部件，如齿轮箱、发电机、叶片等，介绍现有状态监测和故障诊断方法的研究现状。结合风力发电机工作在变转速、不稳定载荷等工况下的特点，指出研究重点是需要针对这一新型装备研究其故障机理和特定的诊断方法，研发适合于风力发电机特点的在线状态监测和故障诊断系统。

关键词：风力发电机；状态检测；故障诊断；齿轮箱；发电机；叶片

来源出版物：机械工程学报, 2011, 47(9): 45-52

入选年份：2014

基于局域均值分解的机械故障欠定盲源分离方法研究

李志农，刘卫兵，易小兵

摘要：结合局域均值分解（Local mean decomposition，LMD）和盲源分离各自的特点，提出一种基于局域均值分解的欠定盲源分离方法。该方法利用LMD对观测信号进行分解，得到一系列的生产函数分量，将所得到的生产函数（Production functions，PF）分量和原观测信号组成新的观测信号。对构成的新观测信号进行白化处理和联合近似对角化，得到源信号的估计。该方法能有效解决传统的盲源分离方法要求源信号满足非高斯、平稳和相互独立的假设，且要求观测信号数多于源数的不足等问题。仿真结果表明，所提出的方法是有效的，在处理非平稳信号混合的欠定盲分离方面，比传统时频域的盲源分离方法得到了更好的分离效果。将提出的方法应用到滚动轴承的混合故障分离中，试验结果进一步验证该方法的有效性。

关键词：局域均值分解；盲源分离；欠定混合；故障诊断

来源出版物：机械工程学报, 2011, 47(7): 97-102

入选年份：2014

高强度钢板热冲压材料性能研究及在车身设计中的应用

马宁，申国哲，张宗华，等

摘要：对热成形零部件的材料性能进行拉伸测试及金相试验研究，板料经过热成形后零部件的屈服强度超过1000 MPa，抗拉强度达到1600 MPa。对热成形门内加强梁进行3点弯曲试验并同时进行耐冲击数值模拟，说明热成形零部件具有优异的承载能力及耐碰撞冲击性能，适用于车身耐冲击构件的选材。提出高强度钢板热成形零部件用于车身设计的“功能设计”方法。设计热冲压零部件用于车身设计的三种方案，并进行整车的侧面碰撞数值仿真结果比较，阐明高强度钢板热成形构件对于提高整车耐冲击性能的作用机理：热成形零部件用于车身设计时应进行整体骨架布局，形成驾驶员及乘客的超高强度保护仓：避免简单应用单个高强度热成形零部件，防止冲击时侵入车体。总结热成形零部件用于车身的“功能设计”方法。

关键词：热成形；3点弯曲；冲击；数值模拟；功能设计

来源出版物：机械工程学报, 2011, 47(8): 60-65

入选年份：2014

中国焊接制造领域学科发展研究

李晓延，武传松，李午申

摘要：焊接是现代制造业中最为重要的材料成形和加工技术之一，焊接制造技术的发展对我国成为制造强国有着极为重要的意义。对近年我国焊接制造技术中几个主要领域的最新进展进行总结和分析，提出未来焊接制造领域的发展策略建议。由于钢材仍将是未来较长时间占主导地位的基础结构材料，应加强新一代钢材焊接冶金理论的研究及高品质焊接材料的发展；我国是世界最大的电子产品制造国，加强无铅连接材料及无铅封装技术的研究是发展无铅电子技术的唯一途径；以激光束、电子束为代表的高能束流焊接技术可大幅提高焊接生产效率，我国应加强其在装备制造业中的研究和应用；对焊接热过程的数值模拟，可为深入理解焊接过程中的复杂物理现象提供重要的理论依据和基础数据，近年来我国在焊接热过程、残余应力与变形以及焊接冶金等方面的数值模拟研究方面也取得了显著进步，应加强应用技术的研究；自动化焊接和智能化焊接是实现高效焊接制造的重要手段，应加强其集成应用技术的研究；我国应加强焊接结构完整性评价技术的研究和应用，这是确保焊接结构可靠服役的重要前提。

关键词：焊接；焊接材料；无铅焊料；高能束流焊接；数值模拟；焊接自动化

来源出版物：机械工程学报, 2012, 48(6): 19-31

入选年份：2014

奥氏体不锈钢应变强化工艺及性能研究

韩豫，陈学东，刘全坤，等

摘要：针对奥氏体不锈钢延性好但屈服强度低的问题，提出采用应变强化工艺来提高材料屈服强度。分析应变强化工艺中两个关键工艺参数-应变速度和应变量对材料力学行为的影响，指出应变速度不宜过慢，否则会出现锯齿形屈服行为，对材料性能造成不利影响。经应变强化后的奥氏体不锈钢在显著提高强度的同时，仍能保持较好的韧性。通过金相组织分析、马氏体体积分数测定等结果表明，将应变量控制在10%以下，强化后奥氏体组织仅发生少量的α′马氏体相变，对材料的力学性能影响不大，且材料的微观组织也没有明显变化。研究结果表明，采用应变强化技术在大幅提高奥氏体不锈钢屈服强度的同时，对材料的其他力学性能均不造成大的影响，从而为压力容器的安全运行提供有力保证，可实现压力容器的轻型化设计，经济和社会效益显著，应用前景广阔。

关键词：应变强化；奥氏体不锈钢；强度；韧性；锯齿形屈服；形变马氏体

来源出版物：机械工程学报, 2012, 48(2): 87-92

入选年份：2014

数控机床几何误差与热误差综合建模及其实时补偿

王维，杨建国，姚晓栋，等

摘要：为提高数控机床的精度，提出一种数控机床的几何与热的复合误差综合建模方法。通过分析机床在不同温度状态下的误差数据，得到机床误差分布规律；根据几何误差和热误差的不同特性进行误差分离，采用多项式拟合与线性拟合方法建立机床几何误差与热误差的综合数学模型；利用数控（Computer numerical control，CNC）系统的外部机床坐标系偏置功能，应用自行研发的综合误差实时补偿系统进行误差在线实时补偿。该误差补偿方法综合考虑机床几何误差及其在机床不同温度下的变化，全面分析整个温升过程直至热稳态的误差及其变化规律。经检测认证表明，应用该误差补偿方法及其实时补偿系统可使机床在常温下的定位误差由44.1 μm降低到3.6 μm，补偿91.8%；温升之后的定位误差由26.0 μm降低到5.1 μm，补偿80.4%，大幅度提高机床的精度。

关键词：几何误差；热误差；综合误差补偿系统；误差实时补偿

来源出版物：机械工程学报, 2012, 48(7): 165-170，179

入选年份：2014

再制造成形技术发展及展望

徐滨士，董世运，朱胜，等

摘要：再制造作为国家新兴战略性产业，高度契合了国家发展循环经济的战略，得到政府和企业的高度重视。再制造成形技术能够恢复废旧零部件尺寸、恢复甚至提升其服役性能，是再制造工程的核心。综述再制造成形技术的国内外研究和发展现状，比较分析国内外再制造成形技术和再制造成形质量控制标准的差异，并重点从“尺寸恢复法”再制造成形技术、“尺寸恢复与机械加工”融合的再制造成形技术和再制造成形质量控制与评价方法三方面，详细阐述我国再制造成形技术的最新成果。在此基础上，提出我国再制造成形技术的发展趋势和发展策略建议。

关键词：循环经济；再制造成形技术；现状；发展趋势

来源出版物：机械工程学报, 2012, 48(15): 96-105

入选年份：2014

基于第二代小波的复合故障诊断方法研究

崔玲丽，高立新，殷海晨，等

摘要：针对转子不平衡故障和滚动轴承微弱损伤性故障的复合故障诊断问题，提出基于第二代小波的故障诊断方法，进行了复合故障的耦合特征分离和轴承损伤性故障早期微弱信号的特征提取研究。该方法首先应用第二代小波分解与重构原始信号进行信号分解与重构；然后针对分解与重构出的高频共振调制信号进行基于经验模式分解（empirical mode decomposition，EMD）的解调分析，以准确提取调制故障特征；最后针对低频段信号进行频谱分析提取低频非调制故障特征。仿真信号、实验信号及工程实例信号的研究结果表明，该方法能够提取轴承损伤性故障的早期特征。

关键词：复合故障；第二代小波；经验模式分解；包络解调

来源出版物：中国机械工程, 2009, 20(4): 442-446

入选年份：2014

基于改进遗传算法的产品拆卸序列规划

吴昊，左洪福

摘要：为了能以较高的效率求解出产品拆卸序列的方案，首先，根据拆卸特点构建了产品拆卸混合图模型，该模型描述了零部件之间的连接关系和优先关系。然后，通过推理的方法生成产品所有可行的拆卸序列。在有了可行解的基础上建立目标函数，并利用基于二叉树的遗传算法对拆卸序列进行优化。最后，通过一个实例验证了该方法的可行性及优化算法的有效性。

关键词：拆卸序列规划；拆卸混合图；连接矩阵；优先矩阵；二叉树算法；遗传算法

来源出版物：中国机械工程, 2009, 20(6): 699-703

入选年份：2014

电火花线切割温度场有限元分析及参数验证

刘志东，程国柱，李建军

摘要：建立了电火花线切割脉冲放电模型，利用有限元法分析了单脉冲放电的温度场分布。计算出该条件下工件及电极丝放电凹坑几何特征，与实际切割条件下的表面粗糙度、电极相对损耗比、切割速度等工艺指标进行了对比，并根据电火花线切割的加工特点进行了修正，研究了电火花线切割的蚀除规律。结果表明：模拟的单脉冲放电凹坑几何特征经修正后可以近似表征实际连续切割时的表面粗糙度；实际切割中放电点在电极丝上的通道转移是导致电极丝相对损耗较低的主要原因；考虑到实际切割相关因素，对理论切割速度进行修正后，其值与实际值是吻合的。

关键词：电火花线切割；有限元；温度场；蚀除机理；工艺指标

来源出版物：中国机械工程, 2010, 21(1): 38-42

入选年份：2014

全程S曲线加减速控制的自适应分段NURBS曲线插补算法

潘海鸿，杨微，陈琳，等

摘要：为满足现代数控加工的高速度、高精度要求，提出基于7段式S曲线加减速全程规划的NURBS曲线自适应分段插补算法。该算法根据NURBS曲线几何形状将其自适应分段，并计算曲线段各项参数值、对应S曲线加减速规划（速度规划为17种类型）中加减速类型和自适应调整速度曲线加减速时间。在固定插补周期下，与单独自适应算法、5段式S曲线加减速控制方法的仿真结果相比，在满足加速度与加加速度限制条件，且最大弦高误差不超过0.5 μm时，该算法插补精度高于单独自适应算法，与5段式S曲线加减速控制方法近似，且其全程平均进给速度比5段式S曲线加减速控制方法平均进给速度提高21.7%，达到594 mm/s。

关键词：自适应；分段插补；S曲线加减速控制；NURBS曲线

来源出版物：中国机械工程, 2010, 21(2): 190-195

入选年份：2014

主成分分析法与核主成分分析法在机械噪声数据降维中的应用比较

梁胜杰，张志华，崔立林

摘要：依据线性降维与非线性降维的分类原则，分别选择主成分分析法和核主成分分析法对某双层圆柱壳体在不同工况下的机械噪声数据进行降维；然后使用神经网络和支持向量机两种方法分别计算噪声数据在降维前后的正确识别率，以比较不同降维方法的降维效果，从而确定适合于某双层圆柱壳体机械噪声数据的降维方法。

关键词：主成分分析法；核主成分分析法；核函数；神经网络；支持向量机；机械噪声；降维

来源出版物：中国机械工程, 2011, 22(1): 80-83

入选年份：2014

双离合器自动变速器换挡规律及其仿真评价

何宁，赵治国，李瑜婷

摘要：针对某装备六挡双离合器自动变速器（dual clutch automatic transmission，DCT）车辆，对DCT变速器不同的换挡规律进行了探讨计算，建立了考虑DCT变速器动态特性的传动系统及整车模型，通过离线仿真比较分析了换挡规律对DCT样车性能（包括百公里加速时间和百公里油耗）的影响，并基于dSPACE硬件在环仿真试验对DCT的换挡特性进行了初步验证和参数标定优化工作。

关键词：双离合器式自动变速器；换挡规律；经济型及动力性；硬件在环仿真

来源出版物：中国机械工程, 2011, 22(3): 367-373

入选年份：2014

混联式混合动力客车全局优化控制策略研究

林歆悠，孙冬野，秦大同，等

摘要：为提高一款新型混联式混合动力客车的整车燃油经济性，制定了能量管理控制策略，以电池功率为控制变量，电池荷电状态（soc）为状态变量，为合理均衡使用电池功率，把每阶段时间内使用的电池功率等效为相应的燃油消耗量，并把每阶段电池的等效燃油消耗量和发动机燃油消耗量的总和作为目标函数，采用离散动态规划算法进行优化，基于MATLAB/Simulink仿真平台建立整车数值模型，在典型城市循环工况下对所建立的基于动态规划的功率均衡全局优化控制策略进行仿真验证。结果表明：其燃油经济性与采用瞬时优化控制策略相比提高了6%左右，与原型传统客车相比提高了35%。

关键词：客车；混合动力传动；控制策略；动态规划

来源出版物：中国机械工程, 2011, 22(18): 2259-2263

入选年份：2014

浅析BigDog四足机器人

丁良宏，王润孝，冯华山，等

摘要：根据BigDog四足机器人目前已经公开的技术资料，对BigDog机器人的整体概况和主要核心技术点进行了分析。机械系统重点分析了BigDog的结构特性和运动特性，以及由此产生的高功率密度问题；通过剖析BigDog液压驱动系统基本构成，发现结构仿生的缺陷限制了BigDog机动性能的进一步提升。研究表明，复杂地形条件下BigDog的运动控制首先取决于姿态的检测和地形的感知，姿态安全是BigDog实现持续纵向运动的前提条件。基本行走控制算法研究表明，液压系统的输出特性，能良好地满足BigDog的动力需求；通过几种典型的运动状态分析，对BigDog的控制实现过程进行了诠释。因非结构化环境移动机器人的智能性主要取决于导航系统的设计，故重点分析了BigDog的导航系统，特别是全自主导航部分。最后结合课题组四足机器人的研究经历，对四足机器人的研发提出了一些建议。

关键词：BigDog四足机器人；液压执行器；仿生学；运动控制；导航；LittleDog

来源出版物：中国机械工程, 2012, 23(5): 505-514

入选年份：2014

DCT车辆起步及换挡过程双离合器H∞鲁棒控制

赵治国，仇江海

摘要：根据自主研发的双离合器自动变速器（DCT）结构和工作原理，建立了DCT车辆起步及换挡过程动力学模型。考虑起步及换挡过程中发动机扭矩波动及油门踏板抖动等不确定性因素，基于Ric-cati不等式和线性矩阵不等式设计了H∞鲁棒控制器，分析了冲击度和滑摩功两项离合器接合性能指标，探讨了离合器最优传递扭矩的求解问题，并与线性二次型最优控制策略进行了仿真对比分析，结果表明：H∞鲁棒控制可以较好地解决DCT车辆起步与换挡过程离合器压力控制问题，并能显著地改善离合器控制的鲁棒性能。

关键词：双离合器自动变速器；起步与换挡动力学；离合器压力；H∞鲁棒控制

来源出版物：中国机械工程, 2012, 23(6): 745-751

入选年份：2014

基于改进灰色神经网络的液压泵寿命预测

何庆飞，陈桂明，陈小虎，等

摘要：改进了GM（1, 1）模型，提高了其精度和适应范围；将改进的GM（1, 1）模型与神经网络预测模型相结合来构建灰色神经网络组合预测模型；提出了基于支持向量机的液压泵寿命特征启发式搜索策略，以液压泵寿命特征参数特征集的交叉验证错误率为评价指标，从液压泵的特征参数（振动、压力、流量、温度、油液信息等）中选取寿命特征因子；运用小波阈值降噪法进行降噪处理，提取典型的小波包能量特征作为模型的输入。以齿轮泵为例，将改进的灰色神经网络预测模型与原始GM（1, 1）模型和改进GM（1, 1）模型比较可知，灰色神经网络预测模型预测精度最高，达到98.42%。

关键词：液压泵；寿命预测；GM（1, 1）模型；神经网络；支持向量机

来源出版物：中国机械工程, 2013, 24(4): 500-506

入选年份：2014

轴流式磁悬浮血泵流场数值模拟及溶血预测

吴华春，龚高，王子彦，等

摘要：血泵流体动力分析是研发先进人工心脏泵的前提，血泵叶轮旋转时会对血细胞造成不同程度的机械损伤，从而导致溶血和血栓，严重时甚至危及患者生命。以设计的一种轴流式磁悬浮血泵为例，结合计算流体力学和结构优化设计，采用κ-ε模型、动网格技术和用户自定义函数技术，在轴流式磁悬浮血泵内部三维流场数值模拟的基础上，分析轴流式磁悬浮血泵流道的剪应力分布，探索血液流量与叶轮转速的关系，利用粒子追踪法获取血液细胞流动轨迹，建立一种轴流式磁悬浮血泵的溶血数学模型，阐述轴流式磁悬浮血泵溶血性能预测的方法和机理。研究结果可为轴流式磁悬浮血泵的结构设计和降低溶血提供重要依据。

关键词：磁悬浮；血泵；轴流式；数值模拟；溶血预测

来源出版物：中国机械工程, 2013, 24(3): 399-403

入选年份：2014