2000年, 第36卷, 第8期　
刊出日期：2000-08-15

  

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论文
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  现代制造系统模式、建模方法及关键技术的新发展

  朱剑英

  . 2000, 36(8): 1-5.

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  根据CIRP（国际生产工程学会）近10年来发表的论著，归纳出34种现代制造系统的模式和39种建模的数学方法，并对这些系统的建模方法、关键技术及发展方向进行了讨论，最后就发展有我国特色的现代制造系统问题提出若干建议。
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  绿色切削加工技术的研究

  王西彬

  . 2000, 36(8): 6-9.

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  通过分析湿式加工方法所带来的环境危害阐述绿色切削加工的意义，研究绿色切削加工的机理及关键技术，包括高速干切削的特点，低温风冷却切削、绿色刀具的表面摩擦学设计和切削几何特性的设计技术等。
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  弹性梁式构件的运动稳定性分析

  员超;宗光华;周正干;张启先;刘又午

  . 2000, 36(8): 10-14.

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  结构－控制耦合系统是一种机械负载与驱动控制器相互作用的动态反馈系统。将机械系统和控制系统统一考虑，将驱动机械负载的驱动力也看成是结构－控制耦合系统的内力，则可采用处理力学上保守系统的方法使建模和分析大大简化。采用能量方法对无重力状态下弹性梁运动的相对平衡状态进行分析，得出了系统相对平衡的稳定条件。以此稳定条件作为系统运动的控制参数，有利于使弹性梁的动能转化为驱动－控制系统的电磁势能，这样一方面会加速驱动系统的制动，另一方面会迅速衰减弹性梁的振动。研究工作的结果是为弹性梁提供了一种非常简单有效的实时控制方法，该方法已在多种弹性梁试验系统上得到证实。
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  等顶锥角3自由度球面并联机构的全参数解析尺度综合

  黄田;曾宪菁;曾子平;李佳;张世昌

  . 2000, 36(8): 15-19.

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  研究等顶锥角3自由度球面并联机构的全参数尺度解析综合方法。该方法考虑了灵活度各向同性条件和最优传力特性，得到满足这些性能指标的尺度参数封闭解答，在理论上严格证明了前人用数值积分法得到的同一结论。
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  基于广义几何误差模型的微机器人精度分析

  李嘉;王纪武;陈恳;张伯鹏

  . 2000, 36(8): 20-24.

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  提出了一个用于微机器人精度分析的通用方法，该方法以广义几何误差的形式描述各种误差源对机器人本体产生的影响，通过任两座标系间的向后微分关系，利用运动学方程以及并联机构的环路特性，建立了微机器人的广义几何误差模型。基于此模型，对工作空间中的位姿误差进行了仿真分析，验证了该法的有效性。此方法虽然是针对微机器人，但可推广应用到一般并联机器人的误差建模和精度分析。
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  金属斜板极限载荷的统一解析解

  李建春;俞茂宏;肖耘

  . 2000, 36(8): 25-28.

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  用统一屈服准则（俞茂宏，1991）对斜板进行塑性极限分析，得到斜板的统一极限载荷解析式。从而得到一系列从单剪屈服准则（特雷斯卡，1864）到三剪屈服准则（米泽斯，1913）再到双剪屈服准则（俞茂宏，1961）的各种斜板的极限载荷，并得到矩形板和菱形板的极限均布载荷p随不同屈服准则的变化曲线，文献中已有的解均为统一解析解的特例。本文得到一系列有规则变化的新的解析解，可以适合于各种拉压强度相同的材料以及从方板、矩形板到不同角度的各种斜形板。它的工程应用可以得到显著的经济效益。
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  磁场积分法在稀土永磁齿轮传动机构场分析中的应用

  赵韩;陶骏;田杰;杜世俊

  . 2000, 36(8): 29-32.

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  用积分方程法建立了稀土永磁齿轮传动机构的物理模型和数学模型，导出了用于计算其磁场分布及分布状态的离散计算公式，并在此基础上开发了计算软件。
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  拉伸变形应变速率敏感性指数的力学涵义及其规范测量

  宋玉泉;程永春;王习文

  . 2000, 36(8): 33-38.

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  鉴于建立超塑性变形定量力学解析理论的重要性，从分析Backofen超塑性拉伸的本构方程出发，讨论了方程中的材料参数k和应变速率敏感性指数m的力学涵义。提出了恒应变ε、恒速度υ和定载荷F三种典型变形路径条件下应变速率敏感性指数的规范测量公式。对每种变形路径又提出应变速率敏感性指数的传统测量方法和计算机模拟精确测量方法，并作了精度对比分析。给出了典型超塑Zn-5%Al合金在常态（18℃）和超塑状态（340℃）时三种变形路径下应变速率敏感性指数m ε、m υ和m F的实测结果。由于三者之间不但存在大的偏差，而且随ε的变化规律也各异。这就从试验上判明，即使在相同的应力状态下，应变速率敏感性指数也与变形路径密切相关。由此便向力学理论提出新的问题，要求从理论上解答偏差和变化规律不同的原因，进而揭示其力学本质。
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  分阶式双渐开线齿轮的光弹试验与弯曲强度试验研究

  许洪斌;张光辉;加藤正名

  . 2000, 36(8): 39-42.

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  采用冻结切片三维光弹试验方法，对双渐开线齿轮的弯曲应力进行研究，试验结果与有限元计算相吻合；在高频疲劳强度试验机上完成软、硬齿面轮齿的弯曲疲劳强度试验，结果表明轮齿的断裂位于齿根处30°与40°之间，当齿厚变位系数为0.08时，双渐开线齿轮的弯曲强度大约提高了16%。
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  有限元分析与以设计为中心虚拟制造系统的集成

  吴祚宝;肖田元;谢列卫

  . 2000, 36(8): 43-46.

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  为了有效地进行有限元分析和评价分析结果，建立了基于知识的有限元分析系统。提出了有限元分析和以设计为中心虚拟制造（VM）系统的集成方法。该方法由三个步骤组成。基于产品数据管理系统，建立了以设计为中心VM系统，有限元分析和其他系统封装在该系统中。用IDEF1X方法描述了有限元分析的信息模型，根据该信息模型，实现了设计信息共享。用过程管理实现了有限元分析与以设计为中心VM系统的集成。结果表明，基于知识的有限元分析与以设计为中心VM系统的集成可有效地减少产品开发的时间和成本。
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  直齿圆柱齿轮传动系统振动的动力学模型

  孙月海;张策;潘凤章;陈树勋;黄永强

  . 2000, 36(8): 47-50.

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  通过对由齿轮、轴与轴承所组成的齿轮传动系统中弯曲振动、扭转振动和横向振动问题的分析，并考虑到齿轮质量偏心和轮齿啮合摩擦力对系统振动的影响，应用拉格朗日方程，建立了一对渐开线直齿轮传动系统振动的数学模型。得到了15自由度的时变系数振动微分方程组，为系统的振动分析奠定了基础。并给出一特定传动条件下的动态响应数值计算结果。
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  轮轨几何接触的通解研究

  夏富杰;詹斐生;张卫华

  . 2000, 36(8): 51-54.

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  从轮轨几何接触的最一般情况入手，分析并建立轮轨接触几何通解的模型；考虑轮对的横移和摇头对几何接触的影响，并考虑轮对在曲线轨道上运动时，动态轨道即轨道曲率、扭率、轨头翻转、轨道倾角的动态变化及轨道几何不平顺的动态变化等对几何接触的影响；同时考虑左右轮轨型面不对称的情况；得出了轮轨接触几何通解的方程式并给出了部分数值模拟结果。
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  Fe3Al金属间化合物的机械合金化

  范润华;孙康宁;尹衍升;包志臣

  . 2000, 36(8): 55-58.

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  利用X射线衍射（XRD）、示差扫描量热计（DSC）以及透射电镜（TEM）研究了Fe-Al元素混合粉末球磨过程中的结构演变。结合Fe 3Al各种相衍射规律的分析，阐述了合成的B2-Fe 3Al在XRD中未出现超点阵衍射峰的原因。球磨中，加工硬化和回复这一相互矛盾的过程，决定球磨粉末具有极限晶粒度。
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  “被动冗余度”空间机器人运动学特性分析

  何广平;王凤翔;陆震

  . 2000, 36(8): 59-63.

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  分析了“被动冗余度”空间机器人主、被动关节之间的运动学耦合，得到了可用于运动学规划的耦合指标；分析了“被动冗余度”空间机器人的运动学奇异的问题，以及与对应全主动关节冗余度空间机器人的运动学奇异的区别，得到的新的可操作性指标同样可用于机器人的运动规划；推导出了“被动冗余度”空间机器人的最佳最小二乘运动学优化方程，通过“准自运动”实现被动冗余度空间机器人优化控制；通过对平面3自由度空间站机器人的仿真，证实了分析得到的结论。
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  摩擦焊接头残余应力与形变组织的超声特性

  刘艳华;杨思乾

  . 2000, 36(8): 64-68.

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  通过超声水浸聚焦透射法对摩擦焊接头的无损检测试验，研究了摩擦焊接头残余应力与形变组织对超声信号的不同影响规律。研究结果表明残余应力对超声信号的低频分量产生明显衰减，改变超声频谱谐波系数的大小；而形变组织对超声信号的高频分量有较大作用，并主要影响谐波系数的变化规律。
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  六辊CVC宽带轧机轧辊接触压力横向分布特性的计算机仿真

  刘宏民;郑振忠;彭艳;龙武山

  . 2000, 36(8): 69-73.

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  用条元法分析带材的三维塑性变形，用影响系数法分析辊系的弹性变形，将二者联立，对1850mm六辊CVC轧机冷轧带材轧辊接触压力的横向分布进行了计算机仿真。结果表明，CVC中间辊横向移动、工作辊弯和中间辊弯辊等手段，对轧制压力的横向分布影响很大，对辊间压力的横向分布也有明显影响。在各种情况下，辊间压力都呈S形分布。
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  SFS与特征点对应技术结合的形状测量法研究

  熊汉伟;张湘伟

  . 2000, 36(8): 74-79.

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  以特征点对应技术为基础的摄影测量术有着广泛应用，但存在着测量数据稀疏的缺陷，对此提出了SFS（Shape from shading）与特征点技术相结合的方法，加密插值点，解决复杂表面形状测量问题。首先设计了用于测量的摄影系统，然后讨论了图像平面的剖分算法，最后给出SFS与特征点技术结合的有限单元形式，并设计了多重网格加速求解算法。算例表明，该算法效果令人满意。
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  汽车线性与非线性乘坐动力学建模与仿真研究

  檀润华;陈鹰;路甬祥

  . 2000, 36(8): 80-83.

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  在建立4自由度半车线性与非线性数学模型的基础上，选择半圆形凸起、波形路面为离散事件激励进行仿真。结果表明，两者的误差在较大的范围内变化，只有当路面激励状况在特定的工作点附近变化时，线性模型才可较精确地代替非线性模型。国内路面状况比较复杂，如果采用线性模型进行乘坐动力学系统的参数设计，采用非线性模型在不同路况下进行仿真是必要的。
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  二烷基二硫代磷酸镧的摩擦化学研究

  蒋松;秦大同;程西云;韦云隆;陈国需;陈波水

  . 2000, 36(8): 84-87.

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  以稀土元素的摩擦学应用为出发点，用异辛醇、La 2O 3和P 2S 5为原料合成出一种新型油溶性润滑油极压抗磨剂——二烷基二硫代磷酸镧（LaDDP），对其减磨抗磨性能进行考察，同时还用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪和俄歇电子能谱仪对边界润滑状态下形成的磨斑和表面膜元素组成及化学状态进行了分析。结果表明：这种添加剂在给定试验条件下使ISOVG68油的摩擦因数明显降低和卡咬负荷提高2.2倍，减摩抗磨性能比二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）好，主要原因是在摩擦过程中发生摩擦化学反应生成了由La、La 2O 3、FeS、硫酸盐和磷酸盐组成的边界润滑膜和镧渗透层。最后，用质谱仪模拟了LaDDP的摩擦分解过程，提出了其摩擦化学反应机理。
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  板材多点分段成形工艺的数值模拟研究

  李淑慧;李明哲;陈建军

  . 2000, 36(8): 88-91.

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  利用有限元法对板材多点分段成形工艺进行了多工步成形的模拟分析，对多点分段成形过程中金属流动规律及过渡区的变形特点进行了研究，就不同重叠区面积对成形结果的影响进行了对比，并模拟了采用变形协调区的多点分段成形过程。模拟结果表明：板料中心曲率值偏低以及强制变形区和过渡区交界处的曲率突变是限制多点分段成形的主要因素。有重叠区的多点分段成形可减缓强制变形区与过渡区交界处的曲率突变现象，但未完全消除剧烈的塑性变形。采用变形协调多点分段成形方法可减缓曲率变化速率，避免局部剧烈塑性变形的发生，并且得到表面质量良好、变形均匀的制品，实现利用小设备成形大型件的目的。
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  旋转机组神经网络新信息加权预测模型的研究

  徐小力;张森;王信义

  . 2000, 36(8): 92-94.

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  针对当前旋转机组状态预测神经网络对新信息强调不足的问题，分析了原因，改进了BP网络模型，提出了新信息加权神经网络新型预测模型。提供了该预测模型的数学表达式和拓扑结构。取得了令人满意的在线预测的效果。
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  型砂对空气冲击造型砂型紧实效果的影响

  吴振卿

  . 2000, 36(8): 95-97.

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  使用空气冲击造型机（砂箱尺寸：600mm×450mm×390mm）和空气冲击制样机（样筒尺寸：φ50mm×120/250mm）研究了型砂对空气冲击造型砂型紧实效果的影响。砂型湿压强度随型砂紧实率变化过程中在型砂紧实率为30%左右时有一极大值。随膨润土加入量的增加砂型湿压强度增加，但在膨润土加入量较低时，强度增加的幅度较大；膨润土继续增加，强度增加的幅度减小。煤粉和重油加入量增加，淀粉加入量减少以及死粘土含量增加，均使砂型湿压强度增加。对上述试验结果进行详细的分析，并结合空气冲击造型的特点，推荐空气冲击造型型砂选择的一些基本原则。
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  真实齿面啮合分析

  孙殿柱;董学朱

  . 2000, 36(8): 98-101.

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  对有误差和热处理变形的真实齿面啮合理论进行了系统的研究，提出了一套适合于各种齿轮类型真实齿面啮合分析的理论及方法，通过试验得到了验证。本系统对齿轮的精度评估，加工误差、热处理变形及测量所用标准齿轮的误差补偿，都有较大的实用价值。
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  概率循环应力－应变曲线及其估计方法

  赵永翔;王金诺;高庆

  . 2000, 36(8): 102-106.

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  试验揭示了核工程材料1Cr18Ni9Ti不锈钢管道焊缝金属的循环应力－应变响应存在很大分散性。意味着任何外载，即使恒幅条件，将产生随机应变加载史。为保证设计分析的安全性，引入了称为“概率循环应力－应变曲线”的表征方法。应用线性回归技术和极大似然法原理，给出了概率曲线及其置信限的估计方法。以经过验证的良好假设分布——正态分布模拟循环应力幅的随机性。概率曲线表征为均值和均方差循环应力－应变幅曲线的形式。任意可靠度下的分析可方便地根据正态分布函数完成。材料低周疲劳试验结果分析说明了方法的有效性。
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  光纤传感网络用于电磁流结构的特性测试与工程控制

  侯芳;韩雷

  . 2000, 36(8): 107-110.

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  讨论了一种先由多个光纤传感器协同工作判断电流变材料振动模式，由计算机控制改变外加电场，进而控制结构振动的方法。