关键词： 机械设计   材料选择   合金结构钢   碳钢  

摘要： 文章系统分析了机械设计中材料选择的基本原则和实际应用策略,包括性能需求与结构优化、工艺与经济性平衡、环境适应性与可持续发展。通过分析合金结构钢和碳钢的性能特点与典型应用,探讨了42CrMo在轴类部件中的优势、20CrMnTi在齿轮系统中的渗碳处理应用,以及碳钢在低强度部件中的经济性选择。文章进一步提出基于CAE技术的性能预测优化、混合材料应用策略及可循环利用材料的优先选择。研究表明,合理选择和优化材料组合是提升机械设计效率与环保性的关键,为机械设计实践提供了全面的指导和创新性见解。

关键词： 柔性作业车间   节能调度   新工件到达   鲁棒性   INSGA-Ⅲ  

摘要： 新工件到达对调度任务的完工时间和能耗产生显著影响，合理的调度方案能有效降低柔性作业车间的能耗。针对这一问题，首先构建了一个节能调度方案选择模型（Energy Efficiency Scheme Selection Model， EESM），该模型以完工时间、能耗和鲁棒性为优化目标。其次，采用改进的NSGA-Ⅲ算法来求解EESM模型。最后，通过仿真实验验证了所提算法和EESM模型在解决柔性作业车间重调度问题的有效性。实验结果表明，在20组算例的求解中，INSGA-Ⅲ算法表现出卓越的性能，有助于输出高质量的重调度方案。同时，在四种不同的新工件到达扰动场景下，EESM在为节能调度方案的选择提供了有力的决策支持。

关键词： 订单交货期   柔性作业   主动调度   改进深度Q网络  

摘要： 随着物联网技术与工业基础设施的迅猛发展，制造现场数字化网络化能力不断攀升，为离散制造车间生产任务的智能调度与管控奠定了技术基础与保障。现阶段产品多品种、小批量、定制化的需求不断增加，导致生产现场的车间环境越来越复杂多变，订单交货期不确定性变大，而订单剩余完工时间则是影响交货期的关键因素之一。基于车间现场强大的数据感知与获取能力，提出一种考虑订单交货期的柔性作业车间主动调度方法。首先建立基于改进深度Q网络的调度决策模型，将订单剩余完工时间预测值作为决策模型的状态特征之一，增强模型调度的主动性；针对工件分派到机器以及机器缓冲区的工件选择问题设计了复合调度规则动作集；以最大完工时间、最大总延期时间、最大平均延期时间等为优化目标，根据实时数据通过预测网络和目标网络来训练决策模型选择最优动作，进而实现生产过程的主动调度，并保证多目标全局优化效果；最后，通过应用案例验证证明所提调度方法的有效性和优越性。

关键词： 机械设计及理论   调心滚子轴承   接触载荷   自适应Kriging   轴承寿命可靠性  

摘要： 以风力发电机主轴轴承为研究对象，本文建立了调心滚子轴承的静力学模型，评估了轴承的内部接触特性和疲劳寿命。同时，采用Romax模型验证了所提模型的准确性。此外，基于自适应Kriging结合Monte Carlo模拟法（AK-MCS）和L-P疲劳寿命理论提出了调心滚子轴承可靠性分析方法。最后对轴承的寿命可靠性进行了定量评估。结果表明：在本文坐标系下，正向轴向力和调心角的增大使得调心滚子轴承两列滚子的偏载现象加强，寿命可靠度降低。随着滚子轮廓半径、滚子直径和初始接触角的增大，轴承的寿命可靠度升高。而随着内、外圈滚道轮廓半径和弹性模量的增大，轴承的寿命可靠度降低。其中滚子轮廓半径和内圈滚道轮廓半径对轴承的寿命可靠度影响最大。

关键词： 柔性作业车间   动态调度   元模型   具身智能体建模  

摘要： 为提高柔性作业车间调度系统在扰动事件发生时的稳定性与响应效率，实现基于具身智能体的柔性作业车间多智能协同调度方法，首先根据柔性作业车间调度问题特点，通过对具身智能体的构成要素、关系及属性的分析与抽象，提出柔性作业车间具身调度智能体元模型，实现了具身调度智能体的统一建模。其次在对元模型实例化后，设计了分布式多智能体调度策略集合，构建了具身多智能体调度系统，并结合Q博弈协商机制实现了多智能体的协同调度；最后以某小型结构件车间为例，通过与现有多智能体调度方法进行对比，研究结果表明在新订单到达和机器故障扰动下，调度方案稳定性分别平均提高42.75%和42.88%，智能体间通讯量分别平均减少58.33%和62.5%，计算响应时间分别平均减少32.27%和33.28%。

关键词： 新工科   混合式教学   机械设计基础   课程改革  

摘要： 机械设计基础是工科专业的一门基础课程。为适应新工科建设要求,培养工程应用技术人才,开展了机械设计基础课程教学改革,提出了“以学生为中心”的线上线下混合式教学改革思路。基于线上和线下两个维度进行教学资源补充,从课前、课中、课后三个环节加强工程实践能力培养,构建具有奖励机制的多元素综合评价体系。经过教学实践,取得了师生满意的教学效果。

关键词： 人工智能技术   机械设计制造   自动化  

摘要： 人工智能技术能够模拟人的思维及动作,现已被广泛应用于人们的生产生活中,其具有的应用价值是毋庸置疑的。机械制造业发展速度不断加快的过程中,机械设计及自动化重要性愈发凸显,但从如今的机械设计及自动化发展实况来看,还存在不少的问题,导致进一步发展受阻。人工智能技术融入机械设计及自动化,能够提升生产效率,保障生产质量,对此必须引起高度重视。本文通过对人工智能进行阐述,指出人工智能融入机械设计及自动化的意义,提出人工智能技术融入机械设计及自动化的策略。

关键词： 机械设计及理论   结构仿生   模拟仿真   摩擦磨损   接触式除污  

摘要： 针对海洋设施表面的硬质海洋污损物设计了一种接触式仿生除污结构,通过理论模型及实际试验对不同结构的除污性能进行了测试,并根据试验结果对其除污机理做出了分析。结果表明:最大直径(D_m)和纵向缩减率(Y^(*))相同时,直径缩减率(D^(*))在6%~8%的结构具有更好的除污性能,而在D_(m)和D^(*)相同时,随着Y^(*)增大,除污性能随之提高。分析其原因,D~*和Y^(*)是影响除污过程中切向刮擦力的主要仿生结构参数,对D^(*)和Y^(*)进行适当设计,可以提升仿生除污结构的除污性能。结合仿真模拟和实际试验可知,D^(*)=8%的结构具有最佳除污性能。

关键词： 现代设计技术   矿山机械   智能化设计  

摘要： 随着计算机技术和工程设计方法的快速发展,现代设计技术在矿山机械设计领域发挥着越来越重要的作用。本文系统探讨了包括数字化设计、仿真分析、优化设计、材料工艺和绿色设计等在内的现代设计技术在矿山机械设计中的具体应用。研究表明现代设计技术能够显著提高设计效率和质量,增强设备可靠性和安全性,推动矿山机械向智能化和可持续方向发展。文章还探讨了这些技术的发展趋势及其对矿山机械设计的深远影响,为相关领域的技术创新和工程实践提供了重要参考。

关键词： 机械设计   轴端振动位移   集中质量法   动力学模型   自适应Kriging方法   可靠性  

摘要： 为了研究机床主轴振动对机床在服役期间可靠性的影响,以一种机床主轴为研究对象,将轴承非线性恢复力和转动不平衡力之和作为主轴-轴承系统的外激励,利用集中质量法建立机床主轴-轴承系统的十四自由度动力学模型,采用数值方法求解动力学方程。搭建实验台,将实验所测结果与动力学模型结果进行对比来说明系统动力学建模的有效性。然后,在考虑轴承参数随机性的情况下,以主轴轴端最大振动位移为评价指标,建立主轴振动可靠性模型。最后,采用自适应Kriging结合Monte Carlo模拟法(AK-MCS)对机床主轴振动进行可靠性分析。结果表明:本文所建立的动力学模型以及提出的可靠性评估方法具有较高精度。