2001年, 第37卷, 第12期　
刊出日期：2001-12-15

  

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论文
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  现代复杂工业制造系统的若干设计理论问题

  钟掘;段吉安

  . 2001, 37(12): 1-6.

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  服务于当代工业制造的复杂机电系统，是通过多种前沿技术的集成，将高度强化的多物理过程融于产品的制造过程，实现过程功能的多维强化与精良调控。同时系统出现某些奇异现象，对设计理论提出新的挑战。讨论此类复杂机电系统的一些设计概念。
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  冗余度大型射电望远镜广义Stewart平台

  仇原鹰;魏强;段宝岩;杜敬利

  . 2001, 37(12): 7-10，1.

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  鉴于新一代大型射电望远镜的悬索舱体系统与Stewart平台机构在工作原理上的相似性，将悬索舱体系统视为广义Stewart平台。为了消除系统的力奇异性，通过增加冗余悬索，构造了冗余度大型身电望远镜广义Stewart奇异性的特点，以及冗余驱动力消除系统力与载荷之间的Jacobian变换矩阵的行列式与条件数，描述了系统工作空间内力奇异性的特点，以及冗余驱动力消除系统力奇异性的显著效果。
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  星形齿轮传动系统分岔与混沌的研究

  孙智民;沈允文;王三民;李华

  . 2001, 37(12): 11-15.

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  迄今，未有文献详细研究复杂齿轮系统在强非线性因素激励下的混沌与分岔性态。建立了星形齿轮传动的间隙型非线性动力学模型并用数值解法进行了求解。研究了系统在改变激振频率或者齿轮副啮合阻尼比时产生的种类分岔以及通向混沌的途径。利用Poincare映射和分岔图详细描述了系统在倍周期分岔和拟周期分岔道路上吸引子由规则运动到混沌运动深化过程。发现了因变化阻尼比引起的周期倍化道路上存在的吸引子突变现象。从而首次从理论上揭示了星形齿轮系统非线性动力学行为的复杂性态。
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  平行轴齿轮传动系统布局设计的膨胀方法

  陆一平;查建中;Tony C Woo

  . 2001, 37(12): 16-20.

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  布局设计是齿轮传动系统设计中重要的核心问题之一，它的关键在于建立一种有效的问题表达和求解模型。提出使用膨胀布局方法来解决这一问题。膨胀方法是一种通过构造布局物体的膨胀和排斥而自适应地求解物体布局位置的计算方法，能够表达齿轮传动的多层结构和复杂啮合约束，是较好的齿轮传动系统布局求解模型。
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  平面四杆机构近似运动综合的自适应方法

  王德伦;王淑芬;李涛

  . 2001, 37(12): 21-26，.

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  给出了具有二次鞍点意义的近似圆点、近似滑点和近似束点的新定义，提出了简单曲线的自适应拟合方法和法向误差的统一评价模型，建立了平面四杆机构运动不变量优化综合的统一数学模型和通用的鞍点规划求解方法。将实现给定位置、轨迹和函数的多种类型平面四杆机构的近似尺度综合全部归结为寻求相对运动平面上的近似圆点、近似滑点和近似束点及其组合问题，并在理论上阐明了平面四杆机构运动综合问题存在在最优近似解和收敛性算法。
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  柔性耦合系统主动隔振策略研究

  牛军川;宋孔杰;霍睿;张蔚波

  . 2001, 37(12): 27-29，3.

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  针对设备上楼的柔性安装问题，把设备的安装基础建模为柔性基础，建立了柔性基础上主动隔振系统模型，考虑了设备、隔振器、作动器和柔性基础的耦合作用，用传递导纳来描述作动器的控制力，采用导纳综合法推求了主被动隔振的统一的功率流传递控制式，控讨了PID等控制方法的主动控制策略，从而实现了控制FBRE系统若干阶模态振动的目的。
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  数控车床中车刀磨损量的在线获取方法

  许永华;李钢;刘光复

  . 2001, 37(12): 30-33.

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  介绍了一种在线估算数控车床上车刀磨损量的方法。该方法通过实时采样切削过程中切削力的变化，并考虑切削用量，利用具有变因子BP学习算法和前馈感知器型神经网络，在线提取车刀的磨损信息。该方法利用一个静态神经网络和一个动态神经网络构成一个估计系统，动态神经网络用来估算车刀磨损量，静态神经网络为动态网络提供学习信息，从而保证在切削参数和切削条件变化时系统输出的准确性。
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  带有预定时标平面四杆刚体导引机构的优化尺度综合

  吴鑫;曹惟庆

  . 2001, 37(12): 34-36，4.

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  研究了利用四杆机构基本尺寸型连杆转角函数的谐波特征参数，进行带有预定时标刚体导引机构优化尺度综合的方法。首先在已建立的连杆转角函数谐波特征参数的数据库中，通过模糊识别方法，识别出能够近似实现刚体导引的机构基本尺寸型；为了提高刚体导引机构尺度综合的精度，以模糊识别的基本尺寸型作为优化的初始值，通过优化确定机构的最优基本尺寸型；然后用理论计算方法确定机构的实际尺寸、连杆上标线的位置及机构安装尺寸参数。最后给出了综合算例。
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  广义断裂性能曲面

  张书明;阎楚良;高镇同

  . 2001, 37(12): 37-41.

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  分别利用多参数的福尔曼（Forman）和沃克尔（Walker）裂纹扩展模型，将应力强度因子变程△K和应力强度因子均值Km作为二元变量，建立了空间Km-da/dN-△K曲面。考虑应力幅值和均值的共同作用，建立了沃克尔型裂纹扩展寿命的σa-σm-N*曲面。作为表征材料断裂可靠性性能的重要指标，讨论了断裂性能曲面的测定与拟合方法，并给出了具体应用实例。
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  切屑空间运动轨迹及其约束方程的研究

  李振加;郑敏利;韦银利;刘二亮;融亦鸣

  . 2001, 37(12): 42-46，5.

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  切屑控制技术是现代先进机构制造系统中的基础关键技术，切屑控制技术不解决，任何一个理想的自动化过程都不能实现。系统研究了切屑的空间运动轨迹，获得了切屑空间运动轨迹数学模型；建立了切屑在形成过程中与障碍物（工件及刀具）表面的约束方程。上述研究成果是研究切屑形成与折断过程的有效途径，为进行刀片槽型优选及设计以及切屑折断预报系统的研制奠定理论基础。
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  阶梯轴中扭转弹性波主动控制研究

  舒歌群;郝志勇

  . 2001, 37(12): 47-50.

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  从一维扭转波动理论入手，就阶梯轴中变截面界面上扭转弹性波的反射和透射关系建立起了各轴段的扭转振动响应的数学表达式。并基于位移响应为目标控制函数，对二次源、误差传感器的布置位置进行了优化设计。从理论上模拟了主动控制效果。并对一个一级梯轴进行了弹性波主动控制的试验研究。结果表明，对于复杂的阶梯轴形式，采用简单的单一控制源和单一误差传感器的控制形式就能取得良好的控制效果。
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  基于相对强度理论的磨料射流冲蚀判据

  段雄

  . 2001, 37(12): 51-53，5.

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  通过引入冲蚀数的概念来描述磨料射流切割所需的最小能量。从牛顿定律和赫兹方程导出一个量纲一的量，称为相对冲蚀强度，发现在磨料冲击韧度材料过程中保持不变。进而基于多相流动学模型计算出磨料速度，模型中特别考虑了形成磨料射流的关键元件混合管中空气流量对磨料加速过程的影响。最后建立了具有空气流量调节装置的试验系统来测量冲蚀数，表明它可以应用于预测磨料射流切割性能。
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  摆线针轮行星传动减速器可靠性评价体系的研究

  关天民;雷蕾;施晓春

  . 2001, 37(12): 54-58.

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  在对影响摆线针轮行星传动减速器可靠性的各种因素进行深入研究的基础上，针对国产减速器的故障失效的条件和原因，建立了一套适应于国产各类摆线减速器的现场可靠性评价体系，并对实际产品进行了考核，考核体系比较客观地反映产品的可靠性水平，并为工厂产品改进提供了方向。
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  微坑式平顶珩磨轮廓分形建模与应用

  杨将新;吴立群

  . 2001, 37(12): 59-62，6.

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  分析了平顶珩磨轮廓特征，建立了平顶珩磨轮廓复合函数模型；提出以闸门函数sinc为核心的描述偏态分布轮廓的分形模型，填补了粗糙度领域中偏态分布分形模型研究的空白；应用小波技术分解微坑式轮廓曲线，提出一组新的微坑式平顶珩磨轮廓粗糙度评定参数。
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  基于虚拟样机技术的汽车钢板弹簧设计及分析研究

  王其东;方锡邦;钱立军;马恒永;唐永琪

  . 2001, 37(12): 63-66.

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  提出了利用虚拟样机理论，在整车动力学仿真的基础上，对汽车板簧进行了CAD、CAA的方法，实际应用结果表明，开发的系统ASCAD，能有效地提高汽车的设计水平。
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  板材热连轧过程的计算机仿真

  杜凤山;周维海;臧新良

  . 2001, 37(12): 67-69.

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  利用热力耦合大变形有限元理论对热轧过程中金属的变形、温度及其影响因素，连轧温降等方面进行深入的研究，并在不同的轧制条件下，对热轧变形过程的温度场、变形情况及金属流动等进行了实测，将实测结果与计算机模拟结果进行对比，二者吻合良好。
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  基于热变形反馈信息的三坐标测量机误差建模与补偿

  林述温;吴昭同;严拱标

  . 2001, 37(12): 70-74，7.

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  研究以三坐标测量机的温度场和热变形反馈信息作为控制变量，用自适应共振网络ART2模型识别热变形特征点，建立测量空间内综合热变形效应的坐标测量误差补偿神经网络模型，以VIVA860型三坐标测量机为例，对环境温度15-20℃范围内综合热效应坐标测量误差建模补偿进行一系列试验研究。研究结果表明：综合利用热变形特征信息和温度场特征信息进行综合热效应坐标测量误差建模补偿，可使三坐标测量机的热态精度提高4倍以上。这些研究，开辟了三坐标测量机综合热效应坐标测量误差补偿技术工程应用的新途径。
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  发动机铝合金陶瓷镶块摇臂的制造技术

  徐燕申;肖学福;林彬;刘全忠

  . 2001, 37(12): 75-78.

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  发动机铝合金陶瓷镶块摇臂是一种材料组合型技术创新产品，用它替代传统的锻钢摇臂可明显改善发动机配气机构的耐磨性和动特性，减少对发动机的维修。在分析铝合金陶瓷镶块摇臂批量生产中的关键制造技术的基础上，提出了其研制过程的一般模式，论述了现代设计理论和方法在其设计过程中的应用，最后阐明了其制造工艺上的几个创新点和创新方法。这些内容对于今后发动机重要结构件的研制开发工作有指导意义。
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  三峡永久船闸重点启闭设备设计研究

  魏文炜

  . 2001, 37(12): 79-82.

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  三峡船闸与国内外已建船闸相比，具有闸门淹没水深大、运行工况复杂等特点。若采用成熟的启闭设备形式和设计方法，将大大增加设备规模和相应的制造安装难度，并会直接影响到船闸的运行安全与可靠性。在国家重大科技攻关中，通过深入计算分析和物理模型试验，对三峡船闸启闭设备进行选型；闸门动水阻力矩比较，对启闭设备总成、机构以及液压系统的设计和运行方式进行优化。重点解决了一些关键技术，为般闸安全运行创造了条件。
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  匀速、变速传动中新齿形的研究

  白明华;何云华

  . 2001, 37(12): 83-85，9.

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  在生产实际中。冶金厂烧结机台车在变速运动中工作，产生极大内力，设备提前报废，所以需要匀速运动。为了实现台车直线匀速和变速有序的逻辑运动，采用滚子和齿形传动的组合，可以将齿形设计成匀速齿、加速齿、复合齿来实现匀、变速逻辑运动。给出了匀速齿形方程、加速齿形方程、复合齿形方程以及图形的绘制。已在计算机上模拟实现了各种齿形及运动，并且已应用在中国燕山大学烧结机模型传动中。
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  环焊缝管道焊接应力应变三维有限元分析

  董俊慧;霍立兴;张玉凤

  . 2001, 37(12): 86-90.

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  利用ADINA非线性分析程序，考虑材料力学性能依赖于温度变化，对低碳钢管道环焊缝接头进行三维有限元分析。通过焊缝单元“死、活”选择，模拟了焊接热源的移动过程。结果表明：焊缝及附近的轴向残余应力在内表面为拉应力，外表面为压应力；焊缝及附近的环向残余应力在内、外表面均为拉应力。计算值与实测值基本一致，表明有限元法能够有效地预测管道环焊缝接头的残余应力。
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  固体物料水力管道最佳输送流速的确定

  蔡保元;霍春源;钱锐

  . 2001, 37(12): 91-93.

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  固体物料的管道运输，其输送速度是个值得深入研究和试验的问题，不仅关系到运输成本，而且直接影响到管道的使用期限和管道运输的有无竞争力。根据蔡保元教授提出的固液两相流两个速度场的观点，从水力损失和磨蚀的不同角度进行优化，确定最佳输送速度，并通过工程进行验证。
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  支持Top-down设计的冲裁模装配图设计

  刘全坤;刘克素;王雷刚;邓小琳

  . 2001, 37(12): 94-96.

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  研究了实现支持Top-down设计的冲裁模设计关键，面积模具整体功能的装配设计；解决了装配设计中的几个关键问题：装配模型中基类零件的定义、装配图中零部件几何约束尺寸链、装配图中零部件位置确定。
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  协同式CO2焊短路过渡模糊控制系统研究

  王军;李西恭;卢振洋;殷树言

  . 2001, 37(12): 97-99.

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  介绍了一种在波形控制基础上，采用电弧自身传感的协同式模糊控制方法对焊接过程参数进行实时控制的逆变式CO2焊机控制系统。它通过电弧自身传感对CO2焊接过程有重要影响的短路过渡频率的检测，通过模糊处理和模糊判决之后，实时的对电弧电压进行控制，以保持焊接过程中规范参数的协同匹配关系。试验结果表明，采用该控制系统的焊机，实现了焊接规范参数的自动匹配和自动调节，同时明显改善了焊缝成形和降低了焊接过程中的飞溅。
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  自由曲面5轴数控加工刀位轨迹的生成算法

  陈涛;钟毅芳;周济

  . 2001, 37(12): 100-103.

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  应用计算几何技术来决定优化的刀具定位和刀具姿态以实现环形刀的5轴自由曲面数控加工。环形刀起切削作用的环形部分曲率半径的变化范围更大，而且刀具姿态随曲率而变化。这些特性使得该方法比平底刀且固定刀具姿态的加工方法更优越。分三部分来实现：①优化刀具定位和刀具姿态。②刀具轨迹规划。③干涉检测。
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  变工况运行的机械故障诊断研究

  徐刚;骆志高;李明义;陈鹏

  . 2001, 37(12): 104-107.

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  为解决传统故障诊断方法难以对变工况运行时的机械进行诊断的困难，提出了应用瞬时功率谱（IPS）和遗传基因规划（GP）方法对在变工况下的运行机械测得振动信号进行处理，生成能够用于故障识别的优良特征参数GP-SP，从而达到对变工况运行机械进行故障诊断的目的。该方法已被应用于滚动轴承的故障诊断。