关键词： 时风集团   农机动力   收获机械   收割机械   农业部   重点实验室  

摘要： 日前,农业部下发了《关于增补农业部重点实验室(企业)建设依托单位名单的通知》(农科教发【2013】9号),公布了2013年农业部重点实验室(企业)建设依托单位,农业部农机动力与收获机械重点实验室落户时风集团。时风集团成为我国现代农业装

关键词： 发动机   工程机械零部件   机械产业   机械设备   工程机械产品   自主研发   世界领先   机械制造   工业产品   症候群   社会学   伦理学   产业链   作业   性能   兴趣   声音   驱动   纠结   飞机  

摘要： 某某在一些场合，我们会经常听到一些声音：某某飞机，己的设备自主研发世界领先，但发动机不是国产不是自定一又有什么用？这种以发动机的好坏，是否自主来判士心台设备的优劣或者远近亲疏似乎像极了一些保守男且涉中的“处女情节”，这里笔者无心去论述这一复杂对于及到社会学、伦理学的问题，但在机械设备层面，人，一部分有心研究亦或者对工业机械制造感兴趣的国有可在面对一个可以被驱动作业的工业产品时或多或少性能能会绕到其产品背后打探下它的动力是什么样的，种“如何而且比较关心的是：是否国产？等等。对于这不可纠结发动机症候群”我们可以试着总结一下，这可站在以看做是一种“发动机的情节”呢？本期我们仍将力系工程机械产业链的角度上，探讨工程机械产品的动统，探讨工程机械产业的“发动机情节”。

关键词： Relaxation time  

摘要： In this paper, we investigate the dynamics of vibrated granular suspensions by mechanical spectroscopy and multi-speckle diffusing wave spectroscopy (MSDWS), with the aim of relating microscopic dynamical mechanisms, at a grain scale, to the resulting macroscopic rheological behavior of the samples. Rheological experiments reveal that the samples exhibit a Maxwellian behavior at low frequencies leading to eta(0) G tau(R), where eta(0) is the low shear viscosity of the suspension (Newtonian plateau), G is the shear modulus (modulus of rigidity) and tau(R) is the longest relaxation time. The two macroscopic parameters, G and tau(R), of the Maxwell model can be related to structural parameters in order to link microscopic and macroscopic levels. To do so, in a first step, we show that the macroscopic parameter G is related to the structural parameters sigma(f) and gamma(c) through the relation G = sigma(f)/gamma(c) where sf is the frictional stress and gc the critical strain corresponding to the onset of contact breaking. In a second step we show that the relaxation time tau(R), determined by mechanical spectroscopy, matches precisely with the decorrelation time tau(D), derived independently from local optical measurements. We show that, similarly to the plateau viscosity eta(0) both are controlled by the dimensionless Peclet number Pelub in that tau(R) alpha 1/Pe(lub) and tau(D) alpha 1/Pelub where Pelub sigma(lub)/sigma(f) has been defined in a previous article as the ratio of the lubrication stress, induced by vibrations, and the frictional stress

关键词： 旋转机械   油膜力   松动   动力学  

摘要： 旋转机械是各个工业领域中应用最为广泛的机械设备。在工程实际中，作为旋转机械核心部件的转子-轴承系统在运行时，由于非线性油膜力、碰摩力、密封力、松动间隙、非线性刚度和裂纹等非线性因素的存在，致使系统表现出耦合、突发、跳跃等复杂非光滑动态特性，因此转子-轴承系统往往是典型的非光滑动力学系统。本文在考虑非线性非稳态轴承油膜力基础上，建立了不同约束类型的转子-轴承动力学模型，用非线性动力学理论分析和数值模拟相结合的方法，从多角度深入分析了当转速、偏心、非线性刚度、松动支座质量、定子刚度等参数变化时，对转子-轴承系统动力学特性的影响，对揭示该类系统的故障机理以及系统动力学参数的优化设计具有重要的现实意义。 针对非线性非稳态油膜力作用下的理想刚性Jeffcott转子-轴承系统和考虑转轴的物理非线性因素的柔性转子-轴承系统,采用分岔图、最大Lyapunov指数图、相图、轴心轨迹图、Poincaré截面投影图、幅值谱图等非线性动力学方法对系统动力学行为特性进行了分析。得出结果：过大偏心量会使系统在转速不高的工况下出现油膜失稳;当偏心量较小时轴心轨迹为比较稳定的圆或椭圆，偏心量较大时轴心轨迹图呈香蕉形或8字形，频谱图主要表现为径向1/2倍频、1/4倍频等振动成份特征;弹性轴非线性刚度项对系统的非线性因素起到激发、放大的作用。 研究了轴承支座松动故障机理，建立有支座松动的非线性刚度转子-轴承系统动力学模型，数值模拟并且分析了系统在不同参数下的非线性动力学行为。结果表明，松动使转子-轴承系统刚度发生了改变，系统响应在松动方向的振幅较大。发生松动时轴心轨迹无规则，并且频谱图中具有3倍、5倍、7倍等高阶奇次倍频分量。适当增大松动支座质量能在一定程度上抑制系统位移响应的混沌运动。 进一步考虑转定子碰摩故障，建立了具有支座松动和转定子碰摩耦合故障的非线性刚度转子-轴承-机壳系统动力学模型，选用分段线性碰摩力把转子与机壳作为统一整体，分析系统在不同参数条件下的动力学响应。结果显示：当转子与定子机壳之间发生局部的轻微碰摩时，系统响应轴心轨迹存在“尖角”，频谱上除转子工频外，还存在丰富的高次谐波成分，表明系统在以松动间隙为边界的范围内做微幅振动;当转定子之间发生全周碰摩，系统响应轴心轨迹混乱且出现较多、较大的高频椭圆簇，三维幅值图上倍频连续谱幅值较大，高次谐波幅值小但阶数显著增多，表明系统在松动方向振动严重;转子-轴承-机壳系统的定子刚度的增大有抑制系统高速时的碰摩振动，但是同时也会使系统在低速运转时发生失稳运动。

关键词： 柔性空间机械臂   动力学建模   动力学特性   振动抑制  

摘要： 随着空间活动的不断深入，机械臂需要具有更大的操作范围和更快的操作速度，而传统的机械臂却由于质量大增加了发射成本降低了在轨操作速度为了克服这些限制，柔性空间机械臂由于其轻质特性受到青睐，但其在运动的过程中将会发生振动，合理解决这一问题成为近年来研究的热点本文以此为研究背景，主要开展柔性空间机械臂动力学建模动力学特性分析及振动抑制方法等的研究 柔性空间机械臂是一个较为复杂动力学系统为了设计高精度的轨迹规划与控制算法，必须建立精确的动力学模型本文采用拉格朗日乘子法推导了柔性空间机械臂的动力学方程，根据机械臂中相邻臂杆的刚柔特性及运动关系建立了二者之间的速度级约束方程，从而得到了完整描述柔性空间机械臂的微分-代数方程为验证所推导动力学模型的正确性，开发了基于C语言的动力学计算程序，并与ADAMS软件所搭建的刚柔耦合动力学模型进行对比检验，校验结果证明了推导的动力学模型的正确性 柔性空间机械臂的振动是多种因素共同作用的结果，基于所建立的动力学模型，开展了柔性空间机械臂末端振动特性的研究首先，分析了柔性臂杆的杨氏弹性模量构成柔性臂杆材料的阻尼柔性关节单独作用时机械臂末端的振动特性其次，以单柔性关节-单柔性臂杆组成的转子-梁单元为例，综合分析了各种因素共同作用时的转子-梁单元末端的振动特性 柔性空间机械臂在运动过程中和运动结束后会产生振动，影响末端定位精度为将这种振动减弱至可接受范围内，本文提出了自运动与粒子群优化算法相结合的冗余空间机械臂末端振动抑制方法在以最小范数解为中心的一定范围的自运动空间内搜寻使得末端振动在误差容许范围内的解仿真结果证明了该方法的可行性和有效性

关键词： 无动力中断机械式自动变速器   换挡控制   模糊算法   换挡品质  

摘要： 无动力中断机械式自动变速器（UST-Uninterrupted Shift Transmission）利用可控化的超越离合器的单向传递动力状态与超越状态的合理组合，实现换挡过程中动力的自动切换。在前期研究中其换挡过程无动力中断的特点已获得实验验证，是一种很有前景的新型车辆变速传动方案。UST既克服了机械式自动变速器（AMT-Automated MechanicalTransmission）换挡时动力中断的弱点，又摆脱了双离合器自动变速器（DCT-Dual ClutchTransmission）依靠搭接控制实现动力换挡的固有模式。UST沿用机械式变速器（MT-Manual Transmission）平行轴齿轮结构，其生产继承性好、传动效率高，具有良好的产业推广前景。目前UST技术还处于前期研究阶段，特别是需对其换挡控制技术进行深入研究，进一步夯实UST实用化基础。本文开展的主要研究工作有： 单向超越离合器经过可控化改造成多模可控换挡器（MCS-Multimode ControlledShifter），可以拥有双向传递动力和超越的功能。由于多模可控换挡器的实现难度较高，如何在UST方案中采用两模可控换挡器组合并能控制作动件数量是一个新命题。在UST基本换挡原理的基础上设计出联动式换挡控制机构，通过机械互锁，不仅完成换挡器的模式切换实现可靠换挡，而且降低了系统的整体控制难度。 为提高UST换挡品质，兼顾换挡冲击度和滑磨功，有必要对离合器转矩容量（压紧力）和发动机动力源进行综合控制。由于控制对象的多目标性和时变性，精确模型建立难度较大，应用传统的线性控制方法控制精度不足。综合分析国内外相关研究方法，鉴于自动变速器控制策略制定很大程度依赖试验数据和主观经验积累，本文采用模糊算法制定换挡过程控制策略。利用动力传动系统建模仿真软件Simdriveline，建立包含UST换挡模块的整车纵向动力学模型，然后制定换挡过程中离合器压紧力和发动机动力的模糊控制策略，并利用Matlab平台设计模糊控制器运用于所建立的UST整车动力学仿真模型中，由仿真实验说明了换挡控制策略的合理和有效。 在已有传动试验台基础上，对测控系统进行升级改造，基于微处理器的中继模块提高测量节点的转速、转矩信号的采样精度，实现数据快速采集和实时存储、显示，并实现对离合器和电机的控制。利用RTW实时代码生成技术将在Simulink中模糊控制器以二进制代码形式写入控制单元(ECU-Electronic Control Unit)中。实时控制策略在UST换挡试验的控制效果验证了换挡模糊控制策略的实际有效性。动力和离合器综合控制实验表明，模糊策略对提高换挡品质有很好的效果，可以有效减少滑磨功，并对减弱冲击有一定效果。

关键词： 间隙   碰撞振动   Poincaré映射   分岔   混沌  

摘要： 在机械系统中，由于边界或内部间隙的存在，会使系统在运动时发生碰撞振动，用极短的时间传递动量并产生极大的力，以致碰撞振动在工程实际中对含间隙机械系统造成利弊两面性：一方面碰撞振动会对装备系统造成变形和破坏，如汽车、列车、飞机等运输工具中和桥梁、核电站等工程结构中的振动以及齿轮系统在啮合、传动中的振动等；另一方面可以充分利用碰撞振动，如潜孔钻、碎石器、打桩锤、锻锤、冲床等都是利用碰撞振动原理进行机械作业的。所以，对含间隙机械系统的研究具有非常重要的理论和实际应用意义。本文从工程实际中抽象简化出三个具有刚性约束碰撞系统的力学模型，分别对其碰撞振动时的动力学特性进行了以下几方面研究。 (1)分别建立了两自由度单边刚性约束碰撞系统、两自由度双边刚性约束碰撞系统以及三自由度相对碰撞系统的力学模型，运用牛顿运动定律和动量定理建立模型的物理方程，通过无量纲化将系统的物理方程转变为微分方程形式，再运用正则模态矩阵法对系统进行解耦，完成了系统周期运动解析解的求解。 (2)通过运用系统中周期运动存在的条件以及分岔理论的相关知识，分别分析系统周期运动的稳定性，并求解系统的Poincaré映射以及线性化矩阵。 (3)通过MATLAB编程分别对模型碰撞过程中的动力学特性进行数值仿真，寻找系统在适当参数下经各种分岔向混沌演化的路径，并仿真出在具体参数下系统的Poincaré映射截面图。 通过仿真发现，在系统周期运动不动点附近，系统线性化矩阵的特征值穿越单位圆时，系统的周期运动会失稳发生分岔，随着参数逐渐变化，系统会通过Hopf分岔、倍化分岔、环面倍化分岔、余维二分岔以及锁相等各种路径演变为混沌；另外，通过仿真还发现，在影响系统动力学特性的诸多因素中，系统激振频率的影响较大。这些都为实际中含间隙碰撞振动系统的优化提供了一定的理论依据。

关键词： 实验模态分析   工作模态分析   准工作模态分析   循环平稳   振型尺度  

摘要： 随着计算机技术、网络技术、通信技术等为代表的信息技术广泛应用于机械工程的各个领域,使得机电产品发生了重大变化。当然,这些变化也包括为产品的设计提供支撑的机械学科理论与应用技术的发展。近年来,上述研究取得了一系列重要成果,这些成果在机电产品的创新开发与设计中发挥重要作用。根据系统辨识与结构动力学的基本原理以及相应的试验技术发展起来的实验模态分析(EMA)与工作模态分析(OMA)技术取得长足的发展,从而帮助设计人员根据辨识模型更好地领悟对象机理,并将这些机理应用于产品设计,有力地促进产品的原创性开发与设计,并不断地扩大它的应用领域。 近年来工作模态分析在机械系统与结构的动态分析与设计以及运行监测与故障诊断等方面获得广泛应用,在应用中也暴露出这些方法存在的问题与缺点,必须解决这些问题才能使这种方法得到有效的工业应用。本文研究适用于大型机械装备与结构的工作模态分析以及消除现有工作模态分析某些缺点的方法。研究的目的是：减少模态试验时间；允许最大限度地利用试验数据；减少分析的复杂性,可以较容易地处理数据；适用于大型机械结构模态试验存在的大量的传感器、大阻尼、带噪声数据、短的数据记录等情况；提高模态参数估计精度。为了达到上述目的,作者从模态试验与模态参数估计方法两方面入手解决工作模态分析的有关问题,取得了重要成果,并成功应用于大型工业装备。 本文回顾了模态分析的基本理论与方法,包括实验模态分析(EMA)、工作模态分析(OMA)以及有外加输入的模态分析方法(OMAX)。在OMAX架构中讨论了确定性贡献的频响函数估计和随机贡献的正功率谱估计。在此基础上指出这些方法的局限与缺点,作为展开本文研究的背景。 提出了一种基于循环倒谱的工作模态分析方法。该方法解除了输入信号为白噪声的假设,提高了模态参数的辨识精度。使用循环平稳信号的处理技术来分离响应中由于循环平稳输入信号引起的成分,非常有效地将多输入多输出(MIMO)系统降低为单输入多输出(SIMO)系统,在倒谱域进行曲线拟合,将输入和传递函数分离开,识别出系统的谐振和反谐振,进而得到系统的传递函数。通过钢梁试验对该方法进行验证,并与EMA分析结果进行比较。在这个试验中,精确估计了谐振频率和振型,并且通过增加平均次数来降低估计的不精确性。 为了解决当输入激励不是白噪声时OMA过程中尺度丢失的问题,本文提出一种恢复模态振型之间的相对比例(尺度)和所有模态振型的全局比例(尺度)的简单方法,该方法建立在循环倒谱的基础之上。这种方法包括通过响应谱识别谐振与反谐振,并用以有限元模型。然后,通过有限元模型得到等效曲线,从而恢复频率响应函数的尺度。 针对大型机械结构常常出现的由于工作或环境激励的频带较窄,致使工作模态过程中丢失模态以及计算速度慢等问题,提出准工作模态分析方法,即在大结构的部分区域结合使用可测量激励力(类似于实验模态分析)的外加局部辅助激励输入的工作模态分析方法,并提出了适合于准工作模态的基于参考的确定性随机子空间混合辨识算法,提高了模态辨识的精度和速度。 为验证基于参考的确定性随机的准工作模态分析方法,将其应用于工业振动筛工作模态的综合分析,精确地辨识了振动筛的模态参数,得到很好的效果,证明了该方法的鲁棒性与可靠性。

关键词： 拱架安装机械手   运动学   动力学   仿真分析   静力分析  

摘要： 我国山岭隧道施工以钻爆法为主,当进行软弱围岩施工时,须采用钢拱架作为初期支护,以保证施工安全。而国内普遍采用的人工安装方式己难以适应隧道快速施工的要求,需要一种拱架安装专用设备。拱架安装机集钢拱架运输与安装等功能于一身,其核心工作装置是拱架安装机械手。拱架安装机械手的结构性能直接关系到整机的作业性能和制造、使用成本,对其进行深入研究具有重要意义。本文在分析我国隧道施工环境和钢拱架安装工艺的基础上,提出拱架安装机的设计方案,并对拱架安装机械手进行运动学和动力学进行研究。论文主要内容如下： 首先对国内外现有的拱架安装设备性能和特点进行对比分析,结合我国隧道施工要求,提出拱架安装机的设计方案,介绍其主要结构和工作原理,并运用SolidWorks软件建立拱架安装机械手的三维模型,为后续的仿真分析作准备。 其次结合拱架安装机械手的结构特点,运用D-H法建立拱架安装机械手的运动学方程,并验证运动学方程的正确性；采用蒙特卡洛法和Matlab软件求出拱架安装机械手的工作空间。 采用牛顿-欧拉方程法对拱架安装机械手进行动力学分析,介绍其递推过程；运用ADAMS软件建立拱架安装机械手的虚拟样机模型,对其进行运动学和动力学仿真分析,得到小臂平衡机构的调平偏差以及各油缸和铰点的受力情况,为油缸的选型设计和有限元分析提供必要的参数。 最后运用COSMOSWorks软件对拱架安装机械手的伸缩臂进行有限元静力分析。根据虚拟样机仿真结果提供的铰点力,校核伸缩臂在危险工况下的强度和刚度,为以后的结构优化、改进设计提供条件。

关键词： 混合动力城市客车   机械式自动变速器   MATLAB优化工具箱   fmincon函数   可靠性   轻量化  

摘要： 混合动力客车作为一种新型客车加入了电机和电池作为动力源，有许多区别于传统动力源的客车。本文研究的是混合动力客车的机械式自动变速器的结构参数。希望能优化传动比参数和结构参数，使整车在保证动力性的前提下，具有更好的经济性。还有就是在保证可靠性的前提下使得变速器结构具有最小的体积，也就是轻量化。 在当前，优化设计的主要目的就是要达到变速器结构合理的轻量化，在我们所研究的参数优化过程中也是这样，但是我们不能采用简单的方法，因为针对具体的参数，可能有一定的区别。因此，还需要对汽车的具体结构进行可靠性约束，但这与体积最小化设计常存在一定的矛盾。 首先，我们在要在保证可靠性的基础上，来控制齿轮系体积，这样我们就可以减小设计中出现矛盾的可能。变速箱是整车重要的原件之一，会直接影响到整车的多种性能，所以本文在进行参数优化的时候结合了多种方法进行设计。 然后，本文介绍了机械式自动变速器和国内外的混合动力城市客车发展现状。研究了优化设计理论，优化设计数学模型和算法来确定整体的优化思路。应用CRUISE软件，我们建立模型并进行性能分析，使用优化工具箱中的fmincon函数编写优化主函数进行齿轮系体积最小化的优化。详细的学习了该函数的功能，数学模型和算法。学习了MATLAB优化工具箱的使用。分析CRUISE软件，详细说明了模型中使用的模块。为本文仿真模型的建立奠定了基础。并且针对混合动力城市客车的特殊性和机械式自动变速器的特殊性选择了相应的模块。利用CRUISE建立可以描述混合动力客车机械式自动变速器车辆系统仿真模型。应用已建立的混合动力客车模型仿真分析整车的动力性和经济性。得到最大爬坡度，最高速度，连续加速换挡时间和各档加速度和速度之间的关系。并使用CRUISE的内置矩阵运算优化模型进行最有传动比的验证。设置初值，终值和步长并设置传动比为矩阵计算变量。计算后得到结果对比，证明在最有传动比下有最好的经济性，且能保证满足动力性的要求。 最后，本文建立了优化算法函数模型，确立了以齿轮系体积最小为优化目标的目标函数数学模型，确立了设计变量和加入了可靠性考虑的约束条件，考虑了中间轴轴向力，重合度，模数和齿宽等。通过MATLAB编写使用fmincon函数为优化主函数的程序，编写和调试目标函数和约束条件程序，对齿轮的参数进行优化计算，最终输出得到一组相对合理的变速器齿轮系参数。最后计算得到齿轮系体积轻量化优化的结果，并通过对比来验证优化思路和优化方法的正确性和可行性。