2000年, 第36卷, 第11期　
刊出日期：2000-11-15

  

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  金属材料工程力学行为学及其微细观过程理论

  姚枚;王仁智

  . 2000, 36(11): 1-4.

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  分析了金属零部件在实际服役条件下力学行为（工程学结构）的研究现状，建议建立以微细观过程理论为指导思想的金属材料工程力学行为学，从晶粒范畴内产生的微观过程、在周围晶粒范围及中介区域内产生的细观过程，及其最后形成的有工程意义的宏观效应出发，综合地研究工程力学行为发生和发展的全过程，以形成更符合实际的物理力学模型及定量化理论。建立上述科学，有利于克服力学和材料科学分学科研究带来的局限性。根据多年来在钢材理解断裂和冷脆行为，金属疲劳裂缝萌生和疲劳极限，以及铝合金超塑性方面的研究，阐明建立上述科学的必要性与可能性。
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  磁悬浮轴承研究综述

  刘迎澍;黄田

  . 2000, 36(11): 5-9.

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  旋转机械正在朝高转速、高精度和高柔性等多方向发展，这在很大程度上得益于轴承技术的不断改进。磁悬浮轴承由于具有转速高、无磨损、无需润滑、可靠性好和动态特性可调等突出优点，近20年来已在许多工业部门得到广泛应用。针对该领域近年来的研究成果及发展动向进行了全面的综述。
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  平面闭链五杆机构柔性工作空间的研究

  周双林;邹慧君;郭为忠;姚燕安

  . 2000, 36(11): 10-15.

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  工作空间的研究是平面闭链机器人的基本问题之一。应用隐函数定理，推导出平面闭链五杆机构柔性工作空间边界的条件，即输出杆与相连的连架杆重合或拉直，以及另一连架杆与相连的连杆重合或拉直。然后利用两个开链二杆的工作空间的交集和四杆机构连架杆的转动范围，分析平面闭链五杆机构满足工作空间边界条件的边界曲线的构成。在此基础上建立相应的数学模型，提出平面闭链五杆机构的工作空间求解算法。最后，通过算例验证了数学模型的正确。
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  一种消除焊接对接接头角变形的面外拘束力和反变形的计算方法

  蔺海荣;魏星;程泉

  . 2000, 36(11): 16-18.

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  应用弹塑性弯曲理论提出了一种消除焊接对接接头角变形的面外拘束力和反变形的计算模型和计算方法，并通过试验验证了方法的有效性。
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  可调节型曲柄摇杆连续轨迹生成机构的优化综合

  周洪;邹慧君

  . 2000, 36(11): 19-22.

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  提出了利用机架杆方向结构误差优化综合可调节型曲柄摇杆连续轨迹生成机构的方法。在确定了可调节型曲柄摇杆机构的轨迹柔性的基础上，基于机架杆方向结构误差建立机构的优化综合模型，采用改进遗传算法获取综合结果。机架杆方向结构误差不仅计算便利，且能有效反映出实际生成的轨迹曲线与预期的理想轨迹曲线间的差异，避免了在两轨迹曲线上选取对应比较点的困难。改进遗传算法保证了获得全局最优解。综合实例结果表明了本方法的有效性。
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  多指手的操作灵巧性设计

  李剑锋;张玉茹;张启先

  . 2000, 36(11): 23-29.

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  将多指手的设计分解为手指机构的灵巧性设计及手指的合理布位两个子问题。针对子问题一，以手指雅可比矩阵条件数的倒数为位形操作灵巧性指标确定了合理的手指杆长比例及指端的灵巧操作区间。以灵巧操作速度和灵巧操作力为指端操作灵巧性指标，给出了确定手指驱动器功率的算法。对于子问题二，根据操作灵巧性对各指端灵巧操作区间相对位姿关系的要求，给出了手指布位的一般性原则。
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  陶瓷磨削表面变质层的产生机理

  田欣利;徐燕申;彭泽民;林彬

  . 2000, 36(11): 30-32.

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  研究了陶瓷磨削表面变质层的产生机理。经扫描电镜观察发现了磨削表面非晶层的粘性行为和匀质化过程。采用物相分析和X射线衍射谱线分析证实了变质层中微晶的存在，通过能谱分析确定了非晶层的化学成分，在对玻璃相结构分析的基础上研究证实了Al 2O 3陶瓷表面变质层是由碎（微）晶和玻璃态化合物组成的塑性层，并解释了表面晶粒的碎化机理。
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  弧面分度凸轮机构传动系统非线性动力学特性研究

  贺炜;彭国勋;胡亚平;曹惟庆

  . 2000, 36(11): 33-38.

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  对弧面分度凸轮机构传动系统，用集中参数法建立了较为精确的5自由度等效动力学模型，在该模型中，考虑了电动机动力特性、传动副间隙、阻尼、油膜挤压、构件弹性和负载特性的影响，并推导出了该传动系统的5自由度非线性微分方程组，使用有限差分法，用FORTRAN77语言编制了该传动系统动态模拟计算机应用软件RGCAMD（Roller gear cam dynamic），并进行了大量的动态模拟计算，详细地分析了系统参数对动态响应的影响，总结出了各参数对动态响应的影响规律，得到了一些工程上很有应用价值的结论。
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  用边界元法分析前后张力对板带轧制过程的影响

  黄庆学;阎献国;肖宏;申光宪

  . 2000, 36(11): 39-43.

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  建立了弹塑性有限形变接触（考虑摩擦）问题的多重非线性边界元方程，用此方法分析了前后张力对板带轧制过程的影响，计算结果与有限元法和试验结果都有很好的一致性。为板带轧制过程求解提供了新颖、简单且准确的方法。
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  新型陶瓷涂层硬质合金刀具的涂层机理和切削性能

  陈元春;艾兴;黄传真

  . 2000, 36(11): 44-49.

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  以异丙醇铝为前驱物，将溶胶-凝胶工艺应用于硬质合金刀片涂层，研制成功一种新型的陶瓷涂层刀片，从而为涂层刀具制造展示了一种全新的涂层方法。使用浸渍提拉法对刀具基体进行涂层，然后经凝胶、干燥和1200℃热处理后可以得到厚度适宜的α－Al2O3涂层，涂层完整，无宏观缺陷，并且在初步的切削试验中显示出一定效果。涂层在1140℃左右转化成α－Al2O3，在1200℃烧结致密，而在1250℃以上涂层发生明显收缩，晶粒明显长大，最终的涂层为多晶体结构，涂层界面未生成弱化相，硬质合金中的部分钴元素扩散到涂层中，有助于提高涂层和基体间的粘结强度。切削试验的结果表明，所得涂层能有效地阻止前刀面上的粘结磨损，从而提高了刀具的使用寿命。
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  稀土增韧补强Al2O3/(W，Ti)C复相陶瓷刀具材料的研究

  许崇海;李兆前;黄传真;邓建新;艾兴

  . 2000, 36(11): 50-53.

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  研制出一种稀土补强Al 2O 3/(W，Ti)C新型陶瓷刀具材料，并对其增韧补强机制作了研究。表明：稀土元素的添加能以净化界面、提高界面结合强度以及纳米质点强化的作用机制显著提高Al 2O 3/(W，Ti)C陶瓷刀具材料的抗弯强度和断裂韧度。而且由于材料中强弱界面的共同存在，使得裂纹桥联、裂纹分支、裂纹偏转以及微裂纹等增韧机制得到明显增加和加强，从而以多种增韧机制及其相互作用共同提高稀土补强Al 2O 3/(W，Ti)C陶瓷刀具材料的断裂韧度。
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  定向公差带数学定义理论及应用的研究

  蔡敏;杨将新;吴昭同

  . 2000, 36(11): 54-58.

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  在ANSI Y 14.5.1M-1994的定向公差带数学定义的基础上，提出隐含基准的概念，采用点集的形式用矢量方程严格定义国标中各定向公差带；将度量几何学中的运动理论与定向公差的数学定义理论相结合，给出适合于计算机表达、处理以及在各阶段数据传递的严格公差数学定义公式。
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  型内孕育硅铁块熔化过程的数值模拟研究

  曾大新;刘伟涛;苏俊义;陈勉己

  . 2000, 36(11): 59-63.

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  建立了描述硅铁块在型内熔化过程中传输现象的数学模型，在固相、液相和糊状区中的流体流动、热量和溶质传输用统一方程描述，用控制容积差分法耦合求解质量、动量、能量和溶质守恒方程，计算结果与试验结果进行了对比，两者基本一致，表明所建立的数学模型和采用的计算方法能够用于模拟型内孕育硅铁块的熔化过程，实现型内孕育工艺的优化设计。
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  基于原子力显微镜的纳米加工研究

  赵清亮;董申;张秀利

  . 2000, 36(11): 64-69.

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  以原子力显微镜（AFM）作为加工工具对单晶硅进行了基于金刚石针尖的纳米加工试验，运用不同的方法对纳米加工区域的特性、材料在不同垂直载荷下的去除机理及切屑形成特征进行了系统的研究和分析，提出了一种在纳米尺度下研究加工机理的新方法。在此基础上，应用有限元法对AFM纳米加工中存在于金刚石针尖和被加工材料之间的接触作用机制进行了计算仿真。
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  微量润滑油润滑油和冷风冷却加工法对高硅铝合金切削面的影响

  陈德成;铃木康夫;酒井克彦

  . 2000, 36(11): 70-74.

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  由于高硅铝合金中含有大量硅结晶粒子，硬度较大的硅结晶粒子在切削中会加速刀具的磨损，所以，其被切削性非常不好。为解决这一问题，以往是使用大量切削油进行切削加工。但是，随着环境意识的提高，大量切削油的使用所造成的环境污染的问题不得不被认识并进行改变。使用对切削点进行微量植物性润滑油润滑和冷风冷却的方法进行研究，探讨对高硅铝合金切削面的影响。并因此探讨半干式切削加工的可行性。
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  陶瓷材料电加工表面质量的研究

  骆志高

  . 2000, 36(11): 75-79.

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  以常用的Al 2O 3-TiC（质量分数30%）为例，研究陶瓷材料电加工表面残余应力和变质层厚度。通过试验分析，结果表明电加工后工件表面残余应力均为拉应力，表面变质层组织疏松，强度较差，厚度一般为50~100μm。表面残余拉应力和变质层厚度都随脉冲能量（脉冲宽度、功率管数）的增加而加大，随脉冲间隔增加而减小。电加工时所用的工作液种类对加工质量也有一定影响。
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  高锰钢辙叉和高碳钢钢轨的焊接

  张福成;胡白桃;徐安友;徐铁砚

  . 2000, 36(11): 80-83.

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  介绍了高锰钢辙叉与U71Mn钢轨加介质闪光焊接，通过整轨焊接接头的静弯、落锤、疲劳和常规力学性能试验及金相、X射线衍射和透射电镜等分析手段，对焊接接头性能及组织进行研究，同时对焊接接头残余应力进行测试，结果表明，利用加介质方法将高锰钢辙叉和碳钢钢轨进行闪光焊接是可行的。
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  带弹性足的压电管道微机器人致动机理和运动特性的研究

  刘方湖;马培荪;储金荻;包志军

  . 2000, 36(11): 84-89.

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  建立了带弹性足的压电管道微机器人的数学模型，并用此数学模型计算了该微机器人的谐振频率，所得结果与试验结果一致，这表明所建立的数学模型是正确的。此外，还研究了压电微机器人的结构参数对机器人性能的影响。
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  2自由度滞迟振动系统简谐激励响应的等效线性化计算方法研究

  白鸿柏;郑坚;张培林;黄协清

  . 2000, 36(11): 90-93.

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  研究了2自由度含有粘性阻尼双线性滞迟恢复力振动系统简谐激励下的响应计算问题，将等效线性化计算方法推广至含有滞迟环节的多自由度非线性振动系统，并证明了在首次近似意义上，等效线性化方法与Krybov-Bogoliubov慢变参数法、Fourier级数展开法是等价的，具有相同的计算精度。
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  电流变技术在机床颤振控制中应用的研究

  王茂华;于骏一;张永亮

  . 2000, 36(11): 94-97.

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  研究开发了一种控制机床颤振的电流变减振器。理论分析和试验结果表明，电流变减振器的刚度及阻尼随外加电场强度的增加而增大，主振系统的振幅随电场强度的增加而减小。只要场强选取适当，采用电流变减振装置可以使铣床心轴的振幅降低50%～80%。试验在卧式升降台铣床上进行。
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  基于曲线几何特征量化提取的轨迹机构检索生成方法

  孙晓斌;肖人彬;王雪

  . 2000, 36(11): 98-105.

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  首先构造了一个与坐标变换无关的机构连杆曲线轨迹描述函数，然后对其进行傅里叶变换，通过提取一定数量的傅里叶级数来精确描述任一机构的连杆运动轨迹曲线。接着，给出了定量描述任何两条封闭曲线轨迹几何特征匹配程度的度量计算公式。最后，在通过一个实际算例验证了该计算公式有效性的基础之上，给出一套完整的连杆轨迹电子图谱生成方法及期望轨迹机构的检索反求算法。
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  气液联控伺服系统的动力机构特性分析

  许宏;赵克定;许宏光;吴盛林;刘庆和

  . 2000, 36(11): 106-110.

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  首次提出一种新型传动方式，描述了此类传动的基本结构和工作原理，给出了相应的数学模型，并详细分析了系统的动力机构特性。提出了用气液联控伺服系统可以实现常规气压伺服系统难以实现的高频响、高刚度等一系列特殊机能，可望为非线性严重的难以控制的气压伺服系统寻求一条控制的新途径。