机械杂志 部级期刊

机械 2018年第09期杂志 文档列表

机械杂志综述

圆管状钢结构节点的应力集中因子研究现状1-5

摘要：管状结构由于优良的结构性能和简洁的外观，被广泛应用于海上设施、桁架、高层建筑、航站楼、火车站、大型体育场、避雷针、道路信号杆等。应力集中会引起脆性材料断裂，使物体产生疲劳裂纹，从而造成构件破坏。在管状钢结构的焊接节点的疲劳设计中，应力集中现象应着重考虑。应力集中因子反映了应力集中的程度，是一个大于1的系数，它的大小取决于节点的几何形状、焊缝尺寸及加载情况。就迄今为止一些学者对管状钢结构应力集中因子所做的研究进行整理，并进行总结与探讨，着重讨论了圆形空心截面管状钢结构应力集中因子的确定及其评估方法，对一些学者推导出的应力集中因子公式的准确性及适用性做了简要对比，并提出了下一步的研究方向。

二氧化钛的改性及其在治理工业废水中的应用进展6-10

摘要：TiO2受到一定能量光子照射时，在价带上产生相应的光生空穴（h^＋）将吸附在半导体表面的OH^-和H2O氧化成为具有强氧化性的氢氧自由基（·OH），电子与表面吸附的O2反应形成强氧化性的氧自由基（·O^2-）将废水中的污染物分解为CO2、H2O等无机物分子而不产生中间产物。针对纯TiO2应用缺陷的改性方法，包括离子掺杂、半导体复合、贵金属沉积；并对改性TiO2在治理工业废水中的污染物研究做了综述。目前大量成果都是在实验室完成，能真正应用于工业生产实践的成果还不足。利用TiO2治理工业废水的技术仍需要持续改进与完善，以使其在治理水污染领域有更广泛的应用。

机械杂志设计与研究

含腐蚀缺陷悬空管道的考虑多个变量相关性的非概率时变可靠性分析11-19

摘要：考虑管道工程中的小样本数据难以得到准确的概率分布且采集数据需大量费用，且影响不确定因素相互影响的前提下，在研究其可靠性提出利用非概率集合理论凸方法为理论基础的椭球模型。考虑结构抗力随时间衰变的客观特性，基于随机过程的时变可靠性分析需要大量的数据，提出了更符合实际情况的随时间抗力的时间累计效应产生的衰变和腐蚀随时间增长向相结合的模型，并结合实际带腐蚀缺陷的悬空管道的极限悬空长度式子，建立了考虑腐蚀缺陷悬空管道的时变极限状态方程，进行二维与三维的不确定变量相关性的非概率可靠性分析。可以作为基于随机过程理论的腐蚀悬空管道的时变可靠性分析理论的有效补充，为埋地油气管道的维护提供理论依据。

电磁轴承支承下轴系转子模态及振动响应分析20-27

摘要：为得到电磁轴承支撑下轴系转子的模态频率分布位置及不平衡振动响应规律，以600Wh飞轮储能系统为研究对象，采用控制变量法分析磁轴承刚度与阻尼随控制参数的变化规律，进而确定电磁轴承支承的边界条件。以此建立轴系转子的有限元模型，利用ANSYS软件缩减阻尼法求取轴系固有频率点及振型；而后以转子不平衡量为体载荷，通过谐响应分析方法得到轴系的稳态不平衡响应曲线，分析其规律。最后进行系统充电实验。研究表明：轴系的固有频率分布在工作转速区域之外；在质量不平衡作用下轴系的位移响应随激振频了升高而降低；实验结果与前述分析基本一致，说明研究方法有效可行。

基于故障树的油气集输管道腐蚀失效分析28-34

摘要：鉴于油气集输管道腐蚀失效频率高，需要准确有效地分析腐蚀失效原因。通过建立故障树并进行结构重要度分析，确定集输管道腐蚀失效的原因；利用层次分析法（AHP）确立专家评判权重，运用模糊集理论建立集输管道腐蚀失效概率计算模型进行定量分析。结果表明：系统中外腐蚀的最小割集数量最多，应加强对外腐蚀的预防；根据结构重要度排序得出，应先对管道抗蚀性差、人为破坏以及运行变差制定防护措施，可通过提高管材防腐蚀能力、提高巡线频率、增加防腐绝缘层等，防止腐蚀失效事故的发生。集输管道腐蚀失效概率计算模型为油气田集输管道的完整性管理的开展提供了科学的指导。

埋地管道受地面堆载作用的安全分析35-40

摘要：针对地面堆载是否会使管道失效的问题，以X80埋地管道为研究对象，选用von Mises屈服准则作为管道的失效准则，通过简化建立管土相互作用的三维立体模型，将地面堆载视为均布荷载全部作用于管土模型上，选取不同的管道埋深、堆置物重度、堆置高度的参数来研究这三种因素对管道应力的影响，并运用仿真软件ABAQUS对模型进行有限元分析。研究结果表明，地面堆载对埋地管道的影响不容忽略，堆载高度的变化对埋地管道影响小，堆载重度的变化对管道应力的影响更加显著。在实际工程中，若不能避免要在埋地管道上大量堆放物品时，建议仅堆放像砂土、混凝土等重度较小的堆置物，保守建议存在可能出现堆载区域的埋地管道的埋深不应超过3m。

油气管道经济损失风险可接受准则研究41-47

摘要：对于石油和天然气管道，风险评估的目的是降低风险而不是消除风险。就管道结构而言，要达到绝对的安全即所谓的零风险只是理想目标，成本高且技术上难以达到。探讨和确定了我国油气管道经济损失风险可接受准则。使用模糊故障树计算得出基于定量风险的管道的可忽略失效风险PC1≈4．083×10^-6与最大可接受失效风险PC2≈3．329×10^-3。基于此，提出了油气管道经济损失风险可接受准则制定方法，采用P-L曲线结合ALARP原理确定了油气管道企业职工伤亡事故经济损失风险可接受准则。获得的石油和天然气管道失效可接受风险准则的数量级与国内外化工行业特殊设备风险的现行可接受标准相同，但要达到国外现有风险水平还需要增加风险投入。

基于模糊逻辑PID的反应堆压盖主螺栓植入机器人非线性运动控制算法48-54

摘要：研制了主螺栓植入机器人（MSIR）及模拟试验装置。提出了采用扭矩、称重两种传感器信号分阶段介入，模糊逻辑控制器可切换的PID算法。建立了输入输出误差e和误差变化率ec与参数kp、Ki、Kd的模糊逻辑规则。通过对PID参数在线自整定来提高MSIR螺栓植入过程中对多种变化工况的自适应能力，提高螺栓植入质量。将不同幅值和变化规律的阶跃仿真信号作为输入，仿真对比了PID和本文提出的FLA-PID算法的效果。完成了反应堆压盖主螺栓自动植入的实验，实时在线记录了信号数据，对比了PID算法和FLA-PID算法作用于MSIR系统的不同效果。结果表明具有FLA-PID算法的MSIR抗击异常情况的能力及调整时间都较经典PID算法有所提高。

机械杂志交通工程技术

轮缘固体润滑剂对轮轨减摩性能影响试验研究55-58

摘要：利用MJP-30A滚动接触疲劳试验机完成试验工作，针对不同固体润滑剂的作用工况，分析摩擦力矩和摩擦系数随着试验力的变化，探究试验力对摩擦系数的影响；分析干态和两种不同固体润滑剂作用后的轮轨摩擦性能和固体润滑剂的有效作用时间，探究固体润滑剂的使用性能；分析固体润滑剂的磨损率和附着率情况，探究固体润滑剂的最佳应用性能。结果表明：随着试验力变大，摩擦力矩近乎呈线性增大，摩擦系数先降低后趋于平稳；随着蠕滑率增大，1#润滑剂的摩擦系数先达到0．2左右，后趋于平稳；两种固体润滑剂的有效作用时间均相近，均为4分钟左右，1#润滑剂的磨损率较小，1#润滑剂在轮轨试样界面的附着率也优于2#固体润滑剂。

轮轨滚动接触疲劳裂纹扩展路径研究59-62

摘要：基于近场动力学理论方法，通过建立轮轨滚动接触二维模型，研究轮轨滚动接触疲劳裂纹扩展情况。计算模型的研究焦点集中在裂纹的扩展路径，并定性地研究不同的参数，如初始裂纹角、初始裂纹长度和表面摩擦系数对裂纹扩展路径的影响。分析结果表明：小角度裂纹转向表面，表现出剥落趋势，而较大的初始角度裂纹继续向下扩展到钢轨内部，更易造成钢轨的整体断裂；长度1．5mm和3mm裂纹扩展的结果非常相似，即初始裂纹长度对实际裂纹路径影响相当小；对于摩擦系数较低的情况，与具有较高摩擦系数的情况相比，裂纹较早地转向表面。

机械杂志农业机械化

拖拉机智能装配车间定位系统设计63-69

摘要：针对拖拉机制造车间资源管理信息滞后和准确性差的问题，结合车间环境和定位需求，设计了基于UWB定位技术的拖拉机智能装配车间定位系统。系统由定位标签、定位基站、定位软件、POE交换机等组成，通过定位软件建立整个智能装配车间实时地图，设置各装配单元的坐标位置，在各移动物资上安装定位标签，根据车间定位环境在适当位置处安装定位基站并选用AOA和TDOA两种算法进行组合作为智能装配车间的定位方法；根据车间定位精度高的需求和定位对象的不同，对定位系统硬件进行选型，并在拖拉机智能装配车间的基础上对定位基站进行布局，满足了长8m、宽72m的拖拉机智能装配车间用13个定位基站实现0．1m的定位精度要求，为拖拉机智能装备车间提供实时准确的资源位置信息，方便智能管理系统对装配物资的及时调度，实现对拖拉机离散制造车间资源实效、准确的管理。

IT245旋耕刀正反转功耗有限元数值分析70-76

摘要：反转旋耕转向与传统正转旋耕刀转向相反，具有埋茬效果好、碎土能力强、耕土平整性好的特点。但由于反转旋耕比正转旋耕功耗大、油耗大等问题，致使用户的接触程度不高，所以目前国内普遍采用正转旋耕。针对国标普通旋耕刀IT245单刀作业功耗问题，对旋耕刀IT245进行正反转功耗对比。根据土壤力学物理特性，建立具有弹塑性行为的Drucker-Prager强度准则的土壤本构模型。结合农艺要求，在含水率为20％的旱地进行旋耕工作，利用有限元分析软件进行正反转过程数值仿真。结果表明：IT245旋耕刀反转比正转功耗高出17．5％，验证了本构模型功耗仿真的可行性，为下一步进行研究设计专用反转旋耕刀的优化分析奠定基础。

机械杂志技术革新与维修

高温油泵机械密封失效原因分析77-80

摘要：油泵超过300℃即属于高危泵。泵厂原采用单端面波纹管密封，但使用周期短、更换频率较高，严重影响了生产，甚至密封一旦失效、泄漏的高温油介质将直接进入大气起火燃烧。为了装置的安全，对油泵机械密封进行了改造，采用双端面波纹管密封、冲洗方案PLAN41＋53B，但仍存在密封使用寿命短的问题，为此对该油泵的机械密封及系辅助统进行了拆解和分析，找到了问题产生的原因，通过改进机械密封的结构及冲洗方法，提高了密封寿命。