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2025年11期

《机械》杂志是国内外公开发行的机械装备行业专业技术期刊，在机械行业领域内，传播科技信息，刊载科技专题论著，展示机学科最新科研成果，交流生产实践及革新改造的先进技术经验，传播现代科技新知识。

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设计与研究 | 基于球杆仪的三轴数控机床几何误差灵敏度分析

设计与研究 | 基于球杆仪的三轴数控机床几何误差灵敏度分析

摘要：针对数控机床运动链几何误差耦合叠加的分离，以及误差传递过程中各几何误差源对主轴精度影响的差异性进行研究分析。构建了基于灰狼优化算法（Improved GreyWolf Optimizer，IGWO）的机床几何误差解耦模型。进一步的，通过建立机床运动学链误差传递矩阵，系统分离了移动误差、直线度误差、及转动误差模型。利用中图MT21球杆仪对机床X、Y、 Z 三平面进行圆度误差检测，并利用检测系统获取三轴机床主轴多自由度的误差数据，利用IGWO算法实现了对三轴机床21项几何误差元素的精确解耦。进一步基于Sobol指数法对解耦后的几何误差元素进行灵敏度因子分析，有效揭示了数控机床主轴在不同加工平面内运动时关键几何误差源对主轴径向/轴向误差的贡献度排序。为数控机床精度优化提供了新的误差溯源理论与工艺补偿依据。
设计与研究 | 车载磁流变隔振平台设计及参数优化

设计与研究 | 车载磁流变隔振平台设计及参数优化

摘要：某车载光学系统自身抗振动、抗冲击性能较弱，其光束控制和高精度捕获跟瞄受到车载振动、冲击影响，难以达到预期精度要求，导致光学系统出现“看不见”“稳不住”和“打不准”等问题。因此，针对车载平台振动特性，设计了三自由度磁流变隔振平台，并基于振动控制理论分析、动力学仿真分析以及正交试验方法，以三自由度响应加速度均方根值为指标，对其弹性元件的静态刚度参数以及阻尼元件的阻尼系数进行研究，分析确定了影响其隔振缓冲性能的参数主次顺序，并得到了最优参数组合，进而完成了三自由度磁流变减振器性能优化，最终结果表明本文研究设计的磁流变减振装置具有良好的隔振缓冲性能，可提升光学系统动态光束控制和高精度捕获跟瞄能力。
设计与研究 | 高效光储提水技术及装备的应用研究

设计与研究 | 高效光储提水技术及装备的应用研究

摘要：针对丘陵山区高扬程提水难、用电成本高等问题，在宜宾市锦屏镇现代农业科技产业园项目中创新性地提出了基于光储微电网的提水技术，构建了绿电直供光伏泵送系统。该系统光伏泵单机功率首次突破 355kW. 、光伏泵站单级扬程超 800m ，光伏装机容量 3563.52kW 。针对系统宽域高效需求及因光照变化导致的不稳定性问题，开发高效低比转速水力模型，并配备光伏储能系统，保证了太阳能光伏提水系统的高效稳定运行。该技术有效解决了高成本提水难题，促进了水资源的综合利用，助力移民后扶工作开展及乡村振兴发展，为后续高扬程光伏提水应用提供了重要的技术支撑。
交通工程技术 | 钢轨廓形周期性变化下地铁车辆运行速度对车辆平稳性的影响研究

交通工程技术 | 钢轨廓形周期性变化下地铁车辆运行速度对车辆平稳性的影响研究

摘要：针对地铁车辆在高速运行时出现的晃车现象，开展了现场车辆平稳性指标及钢轨廓形测量，建立了可考虑钢轨廓形恒定不变和钢轨廓形发生周期性变化的车辆系统动力学模型，研究了车辆在不同钢轨廓形条件下的线路上运行时其运行速度对车辆平稳性的影响。研究表明：所研究线路的地铁车辆主要是在高速运行时发生晃车，并且发生晃车时车辆的横向平稳性指标较高，超过标准值3.0，而垂向平稳性则较低。当车辆以不同运行速度通过钢轨廓形为恒定标准CN60廓形的线路时，车辆横向平稳性指标随速度提升而明显增加，最大值为2.95，车体横向振动加速度在 0.15g～0.14g 范围内波动。当线路上钢轨廓形存在周期性变化时，不同速度下对应的车辆横向平稳性指标均大于恒定钢轨廓形下的平稳性指标，且平稳性指标随速度的增大而呈现更大幅度的增加，最大值为3.44，车体横向振动加速度在 0.17g～0.26g 范围内波动，比钢轨廓形恒定时明显增大，其峰值频率与轨道激励通过频率对应，峰值频率对应的幅值越随速度的提升而不断增大。
交通工程技术 | 基于归一化最小均方算法的钢轨波磨识别方法

交通工程技术 | 基于归一化最小均方算法的钢轨波磨识别方法

摘要：钢轨表面波浪状磨损（简称钢轨波磨），是铁路轨道系统中一种普遍存在的磨损形式，其典型特征为轨面出现规律性的起伏不平。此类磨损不仅会降低列车运行的平稳性，影响旅客的乘车体验，更可能导致安全隐患的加剧。针对钢轨波磨检测问题，本文提出了一种基于归一化最小均方算法的地铁中波长波磨波长检测方法。该方法的核心在于利用归一化最小均方算法构建自适应滤波器，通过动态调整滤波参数，有效抑制车辆车轮磨损等干扰因素对检测信号的影响，从而提高波磨波长的识别精度。为了验证该算法的可行性，分别利用现有地铁车辆参数建立轨道一车辆刚柔耦合动力学模型进行仿真试验和在波磨严重路段对车轮修前地铁车辆进行线路试验，仿真数据分析表明波长识别准确率为 99.2% ，实测数据验证结果表明，波长识别准确率为 96.0‰ （20
交通工程技术 | 基于颗粒阻尼的高速列车转向架构架高频振动控制技术研究

交通工程技术 | 基于颗粒阻尼的高速列车转向架构架高频振动控制技术研究

摘要：转向架构架作为轮轨激励能量传递至车体过程中的重要一环，采取合适的阻尼措施抑制其高频振动具有重要意义。基于颗粒阻尼对某高速列车转向架构架进行振动抑制效果研究，结合线路测试数据和有限元方法，确定转向架构架重点关注频段以及颗粒阻尼结构安装位置。建立颗粒阻尼结构的离散元模型，计算不同设计方案下颗粒阻尼的能量耗散，并分析耗能产生机理，对比能量耗散大小得到最优的颗粒阻尼设计参数。结合稳态能量流法利用能量耗散、运动速度、质量等信息计算颗粒阻尼的等效阻尼系数，通过构架有限元模型对其减振效果进行验证。有限元分析结果表明，添加颗粒阻尼结构情况下，构架转臂轴箱安装座上方，加速度响应均有所降低，效果明显。
交通工程技术 | 线路坡度对重载群组列车追踪间隔影响研究

交通工程技术 | 线路坡度对重载群组列车追踪间隔影响研究

摘要：重载列车群组运行是一种能够大幅缩短列车追踪间隔，有效提升重载铁路运输效能的运行方式。为研究线路坡度对重载群组列车追踪间隔的影响，基于粒子群算法建立了一种以群组列车最短追踪间隔为目标、具备自主避撞能力的群组列车速度曲线优化模型。在MATLAB环境中建模并开展了仿真分析，确定了不同线路坡度下满足全程避撞且追踪间隔最短的群组列车最优速度曲线，并从群组列车平均追踪间隔、最大追踪间隔和发车时间间隔三个纬度分析了不同线路坡度下群组列车间隔控制效果。研究结果表明，在采用本文方法所求得满足避撞和最短追踪间隔的最优速度曲线下，随着线路坡度增加，群组列车平均追踪间隔、最大追踪间隔和发车时间间隔均呈现近似指数级递增趋势。当线路坡度不高于 9‰ 时，群组列车可以实现较好的追踪运行效果；当线路坡度达到 12‰ 时，群组列车平均追踪间隔为 921.3m ，最大追踪间隔达到 1959.3m, ，发车时间间隔为321s，群组列车难以实现高效追踪运行。
测量与检测技术 | 柴油机排气热量精准测量方法与误差计算分析

测量与检测技术 | 柴油机排气热量精准测量方法与误差计算分析

摘要：介绍了一些迄今为止仍常用的排气热量测量计算方法，包括经验法、间接测量法和组分分析法，进行了上述经典排气热量测量方法间的比较分析；以某型柴油机为基础进行排气热量测试试验设计，包括试验测量参数与试验设备的具体选择；介绍了排气热量计算误差分析方法，根据排气热量计算公式具体分析了误差来源与总误差计算公式。最后对试验结果进行了排气组分分析和排气热量及误差分析。结果表明，排气组分主要包含二氧化碳、氧气、氮气和水蒸汽；在典型工况下就最大与最小相对误差，经验法计算出的排气热量相对误差小于间接计算出的排气热量相对误差；通过组分分析法得到的排气热量间接测量总误差 ≤±5% ，利用组分分析法计算得到的排气热量具有更高的准确度。
测量与检测技术 | 基于两阶段增强密度聚类的铝合金表面划痕视觉检测方法

测量与检测技术 | 基于两阶段增强密度聚类的铝合金表面划痕视觉检测方法

摘要：铝合金作为一种重要的金属材料，被广泛应用于现代工业当中。由于复杂的制备过程和繁琐的加工工艺，铝合金不可避免地会产生划痕等表面缺陷，严重影响其生产质量与工作性能。本文提出了基于两阶段增强密度聚类方法的铝板表面划痕视觉检测系统，该系统通过构建优化的滤波方法，解决图像的光照不均与纹理噪声问题；通过建立增强聚类目标函数与测量策略，实现划痕的识别与几何量检测。通过对铝合金表面不同类型划痕的检测，结果表明：本文提出的方法能够对多种形态的铝合金表面划痕实现精准识别与检测，识别率为 100% ，长度测量相对误差小于 0.97% ，在工业检测中具有广泛应用前景。关键词：铝合金；划痕检测；图像滤波；图像聚类
零部件分析与设计 | NW行星齿轮减速器振动噪声试验研究

零部件分析与设计 | NW行星齿轮减速器振动噪声试验研究

摘要：从NW行星齿轮减速器产品自身结构特性出发，对齿轮箱的声振信号分析并结合Romax软件仿真验证，探究了噪声产生的潜在因素。根据不同传动误差条件和工况下的声振信号监测试验结果分析确定引起产品振动噪声大的原因并使用仿真软件验证声振信号分析结果的合理性。试验过程中采用加速度传感器与声学传感器同步采集减速器表面振动信号和附近的声学信号，试验信号的统计指标分析表明传动误差对产品振动噪声的影响另外其时频域分析结果表明，太阳轮一大行星轮啮合副是主要的振动噪声激励源。基于此，对太阳轮进行齿形修形以实现减振降噪的目的并对比研究了修形前后的传动误差、载荷分布及噪声强度，结果表明结合声振信号分析所提的修形方案能有效降低噪声，并为NW行星减速器的减振降噪提供了理论指导。
零部件分析与设计 | 基于NSGA-II遗传算法的刀具倒棱结构优化

零部件分析与设计 | 基于NSGA-II遗传算法的刀具倒棱结构优化

摘要通过优化刀具倒棱宽度和角度的方法来减小切削温度和主切削力进而提高切削性能。基于DEFORM3D有限元仿真软件建立车削有限元仿真模型，利用响应面法（RSM）设计实验，建立了刀具倒棱宽度和角度对主切削力和切削温度影响的回归模型，通过响应面分析揭示了倒棱参数对主切削力和切削温度的影响规律，并且通过响应面法计算得到最优倒棱参数组合。基于NSGA-I算法建立的多目标优化模型确定了最优倒棱宽度为 0.129mm ，角度为 10.045^° 。相比响应面优化结果，进一步降低了主切削力和切削温度，验证了NSGA-II算法在全局寻优能力上的优势。为验证仿真实验的准确性，搭建了车削实验平台，将实验结果与仿真结果进行对比，相对误差控制在 15% 以内，验证了仿真的准确性。

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目录

设计与研究 | 基于球杆仪的三轴数控机床几何误差灵敏度分析

设计与研究 | 基于球杆仪的三轴数控机床几何误差灵敏度分析

设计与研究 | 车载磁流变隔振平台设计及参数优化

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设计与研究 | 高效光储提水技术及装备的应用研究

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交通工程技术 | 钢轨廓形周期性变化下地铁车辆运行速度对车辆平稳性的影响研究

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交通工程技术 | 基于归一化最小均方算法的钢轨波磨识别方法

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交通工程技术 | 基于颗粒阻尼的高速列车转向架构架高频振动控制技术研究

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交通工程技术 | 线路坡度对重载群组列车追踪间隔影响研究

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测量与检测技术 | 柴油机排气热量精准测量方法与误差计算分析

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测量与检测技术 | 基于两阶段增强密度聚类的铝合金表面划痕视觉检测方法

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零部件分析与设计 | NW行星齿轮减速器振动噪声试验研究

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零部件分析与设计 | 基于NSGA-II遗传算法的刀具倒棱结构优化

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