机械工程学报

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拼焊板在车身覆盖件冲压成形中的研究进展

李淑慧;林忠钦;倪军;陈关龙;朱亚群;蒋浩民

. 2002, 38(2): 1-7.

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概括了拼焊板在车身覆盖件冲压成形中应用所涉及的技术环节，综述了在这些技术领域中的研究进展；简要介绍了国内外在拼焊板冲压成形应用研究方面的最新成果；讨论了在应用研究中仍存在的问题和进一步的研究发展方向。

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水轮机用不锈钢材料的抗冲蚀磨损性能研究

鲍崇高;高义民;邢建东;张国赏;朱金华

. 2002, 38(2): 8-10.

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通过对不同冲蚀速度、不同冲蚀角度及不同浆料沙的质量分数等影响参数下水轮机用1Cr18Ni9Ti和0Cr13Ni5Mo不锈钢材料的冲蚀磨损试验，探索了试验材料的表面失效规律及微观破环机制，结果表明：冲蚀速度、浆料中沙的质量分数对两种材料的冲蚀磨损性能影响规律相似，冲蚀角度对材料的冲蚀磨损性能影响最大，且0～45°内时随着冲蚀角度的增加材料的冲蚀磨损失重率增大，45°出现极大值，在45°～60°内随着角度的增加而减小。

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扭纵复合型超声电动机的时域驱动模型

曲建俊;姜开利;袁世明;周铁贡

. 2002, 38(2): 11-15.

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基于动力学原理，提出了一种扭纵复合型超声电动机（TLHUSM）的时域驱动模型。该模型可以模拟计算超声电动机的转速、转矩和效率等特性。试验表明，用提出的模型计算的超声电动机的负载特性和效率与试验结果一致。该模型可研究预压力、定子两路振动振幅及其振动相位差等输入参数对电动机负载特性的影响，用于指导这类超声电动机的设计和性能评价。

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巨型柔性Stewart平台解空间、工作空间的研究及悬索张力的优化分析

孙欣;段宝岩

. 2002, 38(2): 16-21.

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针对大型射电天文望远镜馈源系统的柔索结构及运动要求，提出了巨型柔性Stewart平台的概念。重点论述了柔性悬索的虚牵问题并给出了判定准则。定义并分析了巨型柔性Stewart平台解空间，指出解空间不为零是动平台能够到达某一位置并保持应有姿态的充分条件。提出了悬索张力优化的均匀原则。定义了均匀柔性Stewart平台的工作空间并应用馈源舱的非线性静力平衡方程研究了相应的算法。不但使馈源系统实现平衡控制成为可能，而且为高精度的大型射电天文望远镜提供了必要的设计参数。

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基于分层制造原理的微细电火花加工技术研究

王振龙;赵万生;刘光壮

. 2002, 38(2): 22-26.

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结合快速原型制造中的分层制造要领及电火花加工中的电极等损耗概念、提出了利用简单开头电极的基于分层制造原理的微细电火花加工技术。系统地研究了该方法的基本原理与实现方案，就加工中的电极损耗及其补偿策略、电极运动轨迹的规划等关键技术进行了深入的研究，并用该方法制作出了具有40管脚的集成电路芯片插座模具及三维曲面。试验表明：该方法具有加工范围广、加工精度高和加工成本低等特点，具有良好的应用潜力。

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连杆曲线特征分析的数学形态学方法

李震;桂长林

. 2002, 38(2): 27-30.

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分析了平面连杆机构连杆曲线现有特征参数描述方法及其存在的问题。以数学形态学图像分析为基础，提出并建立了基本连杆曲线数学形态学形状谱的特征参数描述方法。所提取的特征参数本身具有归一化特征，而且与连杆曲线缩放、旋转及坐标的位置无关。用该方法建立的连杆曲线数据库具有数据冗余度小、查询辨识快速等优点，对于平面连杆机构轨迹综合的快速实现具有积极意义。

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Al2O3/(Ag72Cu28)97Ti3/Ti-6Al-4V界面反应

于治水;吴铭方;祁凯;王凤江

. 2002, 38(2): 31-34.

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在1.8ks、1073～1173K条件下对Al2O3/(Ag72Cu28)97Ti3/Ti-3Al-4V进行了钎焊试验。通过扫描电镜、波谱、能谱和X射线衍射对界面反应产物进行了测试，确定了界面结构，并讨论了这些反应产物形成的可能性。结果表明，温度小于1123K的界面结构为Al2O3/Cu2Ti4O/Cu4Ti3+Cu固溶体/Ag-Cu共晶+富Ag相；温度1173K的界面结构Al2O3/Cu3TiO5+CuAl2O4/Cu4Ti3/富Ag相+Cu4Ti3。

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选择性激光烧结新型扫描方式的研究及实现

史玉升;钟庆;陈学彬;黄树槐;周祖德

. 2002, 38(2): 35-39.

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选择性激光烧结（Selective laser sintering，SLS）快速成形技术是近10年来发展起来的一种先进制造技术，采用此项技术可以显著地缩短产品投放市场的周期，降低成本，提高产品质量，增强企业的竞争能力。而扫描方式是SLS成形过程中的一项关键技术，在分析了现有扫描方式及其对SLS制件精度、强度以及成形速度影响的基础上，指出了现有扫描方式的缺陷。为了克服这种缺陷，特提出并实现了一种新的分区变向扫描方式及其分区算法，它通过将扫描线段进行分组以避开截面内孔和凹槽。这种新的分区变向扫描方式及其算法已经成功地应用到华中科技大学开发的HRPS系列SLS系统中。实际应用表明：这种新型扫描方式能大幅度地提高烧结成形效率和减小烧结体的翘曲变形量。

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注射模浇注系统位置优化设计

翟明;顾元宪;申长雨

. 2002, 38(2): 40-43.

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通过对注射成形制品常见缺陷及其成因的分析，确定良好的浇注系统位置是提高塑件质量的重要途径。将数值模拟和优化算法相结合，以熔体同时到达型腔末端为优化目标，对注射模浇注系统位置优化设计进行了研究。通过两个算例证明了所采用的优化模型及算法是有效的。

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封闭行星齿轮传动系统的动态特性研究

孙智民;沈允文;李素有

. 2002, 38(2): 44-48，5.

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建立了封闭行星齿轮传动系统的动力学计算模型，模型中考虑了行星轮和星轮的啮合相位，行星架的弹性变形，轮系的弹性耦合和负载惯性。用数值解法获得了系统在时变啮合刚度、偏心误差和齿频综合误差激励下的动态响应和动载荷系数的频域历程。分析了在星型轮系和行星轮系动力耦合情况下，齿轮系统的动态特性以及行星轮和星轮的载荷分配均匀性。对比了中心轮在不同的输入转速下的浮动轨迹，得出了对封闭行星齿轮传动设计有意义的结论。

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基于分形理论的斯太尔汽车发动机故障诊断的研究

杨文平;陈国定;石博强;侯容涛

. 2002, 38(2): 49-52.

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研究了斯太尔汽车发动机气缸在不同状态下的关联维数，给出了获得反映其真实状态的关联维数方法。研究结果表明：该发动机气缸振动的时间序列在不同状态下关联维数不同，可以将其关联维数作为识别其状态的特征量，给出了利用分形理论判断斯太尔汽车发动机气缸状态的判椐。

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液态挤压非稳态温度场的有限元模拟

齐乐华;史忠科;崔培玲;田丰;李贺军

. 2002, 38(2): 53-56.

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以Galerkin法建立了非稳定导热问题的有限元方程，确立了液态挤压成形过程的非稳态温度场的有限元模型，开发了相应的模拟软件，给出了稳定成形时的液态挤压温度场及工艺参数选取不恰当时的温度场分布，采用有限元模拟与试验相结合的方法分析了管材成形过程中发生断裂的内在原因，指出变形速度与凝固速度的协调是保证成形质量的关键因素。模拟结果与试验结果吻合良好。

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高速电弧喷涂特性测试与分析

梁秀兵;徐滨士;马世宁

. 2002, 38(2): 57-60.

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测试了高速电弧喷涂的雾化气流速度和粒子速度，研究了高速电弧喷涂的粒子束分布特征、弧区特性，并将其与传统电弧喷涂进行了对比实验。结果表明，高速电弧喷涂技术优点独特，具有重要的研究与应用价值。

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压力加工数值模拟中的体积改变问题

周喆;李明瑞;黄文彬;杨青春

. 2002, 38(2): 61-64.

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讨论了在压力加工的数值模拟中造成体积改变的原因，并对因变形及转动引起的体积改变做了定量估计，提出了解决问题的方向。

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液力变矩器及其控制系统动特性研究

闫国军;董泳;张辉;陆肇达

. 2002, 38(2): 65-68.

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建立了导叶可调式液力变矩器及其控制系统的动态数学模型，对液力速度控制系统进行了动态仿真和试验验证，并阐述了液力控制系统的特点。对设计、分析液力控制系统及拓展其应用领域具有较重要的意义。

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牙轮钻头纵向横向扭转振动动力学仿真研究

朱才朝;谢永春;秦大同;刘清友

. 2002, 38(2): 69-74，7.

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随着石油资源钻探难度的不断加大，有效地预测和控制井下钻头和钻柱动力学性能和运动规律，以提高钻头和钻柱的强度，实现对井眼轨迹的精确控制是目前钻井工程中的拟解决的关键技术难题。根据牙轮钻头的实际振动状态，分析了钻头产生各种振动的机理，讨论了钻头—岩石互作用力，用能量法建立了考虑牙轮钻头纵向、横向、扭转三个方向振动相互耦合的系统动力学模型，并结合实例对牙轮钻头系统进行了动态仿真。

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基于伪刚体模型法的全柔性机构位置分析

于靖军;毕树生;宗光华;赵东

. 2002, 38(2): 75-78.

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柔性机构是一种依靠构件元素的弹性变形传输所希望运动的机构。具有集中柔度的全柔性机构是其中的一种类型，其特征是机构中传统形式的铰链全部被柔性铰链所代替。对它的研究，近年来也已成为一个热点。为探索这类全柔性机构的运动学问题，首先建立起柔性铰链变形刚度模型。在此基础上，提出了一种扩展的伪刚体模型法，很好地解决了机构的位置正、反解问题。

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基于自适应控制的双电动机同步传动控制技术的研究

郭庆鼎;唐光谱;唐元钢;傅建国

. 2002, 38(2): 79-81.

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双电动机同步传动是龙门移动式镗铣加工中心的关键环节。采用自适应控制技术，通过检测从动轴状态和主动轴状态之间的误差，经过自适应律产生的反馈作用来修改主动轴和从动轴控制器的参数，产生辅助控制量，使其在速度上保持一致。驱动元件采用直线永磁伺服电动机，以发挥其高速动态响应能力。仿真结果表明，此种控制方案具有鲁棒性强、同步误差小的优点。

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虚拟数控车削车加工精度预测研究

卢碧红;葛研军;王启义;江渡

. 2002, 38(2): 82-85.

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加工质量预测是虚拟制造实用化的重要标志之一。虚拟数控加工环境研究车削加工直径尺寸形成机理，简化工艺系统尺寸链得出三瞬心法预测工件加工精度的理论模型；在对工艺系统运动误差和切削力变形误差检测与辨识的基础上，给出了可视化交互式的仿真界面，实现对虚拟数控车削加工精度在线预测；通过试验验证了预测模型的有效性。该研究方法可以用于其他切削加工方式的加工精度预测。

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恒温热源实际布雷顿循环的功率密度优化

陈林要;郑军林;孙丰瑞

. 2002, 38(2): 86-89.

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计入工质与高、低温侧换热器的热阻损失及压气机和涡轮机中的不可逆压缩和膨胀损失，用有限时间势力学方法导出了恒温热源条件下实际不可逆布雷顿特环功率密度与压比间的解析式，借助于数值计算研究了高、低温侧换热器的最优热导率分配对最大功率密度的影响。

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数控机床的运动精度诊断——评述与对策

洪迈生;苏恒;李自军;魏元雷

. 2002, 38(2): 90-94.

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评述了国内外有关数控机床运动精度测试、诊断与补偿方法的研究情况。在硬件方面分析比较了7种方法；在软件方面分析比较了日本垣野、韩国S.W. Hong、H.K.Pahk、中国台湾J.M.Lai、浙江大学、天津大学等有关运动误差源建模与识别、多体法误差补偿技术等的研究。指出为提高数控机床的开动率和运行质量，必须走检测—诊断—补偿的途径，先把机床调整到最佳状态，使状态误差尽可能小后再去补偿。提出并介绍了名为“三圆”（检测诊断控制）”的对策。

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电站冷凝器壳侧气液两相流动和传热的数值研究

黄兴华;陆震;王启杰

. 2002, 38(2): 95-99.

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建立了电站冷凝器壳侧气液两相流动和传热的两流体数值模型，基于分布阻力方法建立气液两相的控制方程级，对N11220—1型冷凝器进行了数值分析，计算表明液相对冷颖器总体性能的影响不显著。结果与试验数据和单相模型的结果进行了比较，两流体模型计算的相对热流密度与试验值吻合良好，精度比单相模型有所改进。

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基于神经网络的动反馈管道有源消声系统声学通道辨识

吴斌;费仁元;周大森;杨立勇

. 2002, 38(2): 100-103.

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介绍了一种采用动反馈式扬声器的管道有源自适应噪声控制系统，系统中动反馈扬声器既作为有源消声系统的执行元件，也作为检测控制效果的声传感器。分析了系统中存在的各声学通道，并进行了基于自适应线性神经网络的辨识。该方法实现简便，对工作环境无干扰，各声学通首传递函数估计精度高。

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无堵塞泵叶轮三维贴体网格生成

李昳;袁寿其;何朝辉

. 2002, 38(2): 104-107.

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网络生成是数值模拟的关键技术之一，而无堵塞泵叶轮其叶片弯曲严重、包角大、型线特殊等特点，网格生成技术具有特殊性。采用求解泊松方程的方法实现无堵塞泵叶轮三维贴体网格的自动生成，其中通过源项控制来满足网格的正交性及疏密调整等要求。计算时根据边界处网格线正交的控制角和控制距离的几何约束确定边界条件，可使壁面函数法的条件得到满足，并能将第二类压力边界条件直接用于计算，减少数值误差。

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一种基于小波网络的切削刀具故障监测

谢平;刘彬

. 2002, 38(2): 108-111.

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提出了一种基于小波神经网络的切削刀具故障监测方法，即提取反映刀具磨损状态的多源特征参数，利用小波神经网络的非线性模型和学习机制，实现在线状态监测。同时针对故障诊断的多输入输出问题带来的网络规模增大、收敛速度慢等问题，提出一种网络优化算法，即采用尺度参数的自适应调整法及平移参数的寻优搜索法，寻找最优小波基元，从而简化网络并加快收敛，仿真实例证明了该方法有的有效性。

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环面蜗杆的曲率修形原理

周良墉

. 2002, 38(2): 112-115.

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应用空间啮合原理分析论证了环面蜗杆修形的必要性和可能性，揭示了环面蜗杆修形的本质和规律。根据修形原理提出了环面蜗杆修形的基本形式——曲率修形，导出了曲率修形的数学表达式及有关计算式。

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采用混合推理方式的挤压工步分析专家系统的研究

王开坤;康永林;刘全坤

. 2002, 38(2): 116-119.

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采用正向推理与反向推理相结合的方法，开发了用于挤压工步分析专家系统的混合控制策略。运行情况表明，该混合推理方法能增加挤压工步初始方案选择的可靠性，并能有效地提高系统推理效率。系统实现了工艺分析—参数优化—图形绘制—体化。知识库管理模块采用开放式设计，并使基规则库与各特征规则库相结合。使用Visual C++作为程序开发环境，系统具有良好的人机界面。

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车轮踏面擦伤动态定量测量新方法

冯其波;赵雁;崔建英

. 2002, 38(2): 120-122.

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车轮踏面擦伤是危及列车运行安全的主要原因之一。如何准确测量其大小是高速和重载列车发展中必须首先要解决的关键测量问题。提出一种新的车轮擦伤动态测量方法，不仅能实现对踏面擦伤和磨损的定量测量，同时能克服已有技术测量不能定量、测量结果受外界很多因素影响的缺点。测量系统主要由平行四边形机构、传感器、数据采集与处理等部分组成。现场试验表明：当列车速度低于15km·h-1，系统的测量误差小于0.2mm。

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新型热作模具钢CH95的热稳定性能研究

程先华;谢超英

. 2002, 38(2): 123-126.

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从热作模具钢在650℃和700℃时效过程中的硬度变化和组织变化来探讨其热稳定性能。研究结果表明，新型热作模具钢CH95钢的热稳定性能明显优于H11。

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铝合金搅拌摩擦焊技术研究

张田仓;郭德伦;陈沁刚;栾国红

. 2002, 38(2): 127-130.

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论述了搅拌摩擦的焊接方法、工艺过程和基本原理；通过大量的工艺参数优化，解决了焊缝中的孔洞问题，使LF6板材搅拌摩擦焊的焊缝达到与母材等强，LY12焊后未经热处理，连接强度接近母材的80%。由金相分析可以看出，搅拌摩擦焊属于固相连接，焊缝晶粒细小，无气孔、夹杂、裂纹等焊接缺陷。初步应力测试发现，搅拌摩擦焊焊缝比熔焊焊缝的残余应力低。试验研究结果表明，搅拌摩擦焊焊接过程稳定可靠，焊接接头性能良好，具有广泛的应用前景。

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圆锥形件充液拉深过程中的上限液池压力

唐景林

. 2002, 38(2): 131-133.

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圆锥形零件充液拉深过程中存在两种破裂失效形式——侧壁破裂和凸模肩部破裂，理论分析与数值模拟给出了不产生上述破裂的上限液池压力—行程曲线，该曲线表明拉深初期工件在凸模肩部破裂，此后则在侧壁破裂。

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逆变电源的非线性综合控制法

黄鹏飞;陈树君;卢振洋;殷树言

. 2002, 38(2): 134-136.

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设计了一种非线性综合控制法，当系统的输出与给定值之差超过某阈值时，采用非线性控制，迅速改变逆变器工作脉冲宽度，提高系统的响应速度。由于采用了对称脉冲控制方式，在工作脉冲剧烈变化时，仍能保证中频变压器的正负伏秒数平衡，避免了变压器的偏磁现象，系统工作可靠。试验表明。非线性综合控制法有效地提高了逆变电源的动态响应性能，这对波形控制的逆变CO2电弧焊机、逆变脉冲MIG焊机等具有重要意义。

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CO2弧焊熔滴过渡过程的特征及其定量评价

俞建荣;蒋力培;史耀武

. 2002, 38(2): 137-140.

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研究了CO2焊接熔滴短路过渡特征参数及其统计规律，结果表明各特征参数对CO2焊接短路过渡过程变化的敏感程度不一致，某些特征参数的敏感性比短路过渡频率更强烈。为综合考虑这些参数的影响，以特征参数综合值来描述和实时评判CO2焊接短路过渡过程，得到一个能全面定量描述和评判CO2焊接过程的综合评价函数。试验和评判表明，该评价函数能够对CO2焊接短路过渡过程的不同规范状态给予综合评价。

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涡管分离器流场的数值模拟及试验研究

彭维明;应纯同;曾实

. 2002, 38(2): 141-144.

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分析了湍流中的计算流体动力学CFD模型。用介于ASM和RSM之间的一个混和模型，对涡管分离器中的流场进行了理论计算，得出了涡管分离器中的流场分布规律。然后用激光多普勒装置试验测试了分离器中的速度分布，揭示了在涡管分离器底部有强烈的方向向内的径向流动。这对涡管分离器的优化设计有着重要意义。

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基于80C196KC的CO2焊逆变电源数学波控系统

丁京柱;殷树言;刘嘉

. 2002, 38(2): 145-147.

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论述了基于Intel 80C196KC 16位单片机控制基础之上，采用波形控制的CO2焊逆变电源机系统，包括系统构成、电流波形控制策略、参数设置与显示、送丝及时序控制等。该系统根据CO2焊短路过渡的特点，软件上采用各种灵活措施对CO2焊焊接电流和电压波形进行较为精确的控制。并给出了该系统短路过渡CO2焊焊接电流电压波形。试验结果表明本CO2焊逆变电源数字控制系统具有良好的控制性能，而且结构简单和容易操作。

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亚微米超精密车床隔振的广义预测控制仿真研究

史小平;张为平

. 2002, 38(2): 148-151.

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亚微米超精密车床振动控制系统是一个带不确定干扰的非线性系统，用广义预测控制原理提出了一种数字控制的新方法。该方法克服了一般线性状态反馈控制所存在的由于模型非线性和干扰引起系统动态特性和控制精度变差的缺点。用该方法所设计的电磁作动器能够有效地抑制空气弹簧固有的非线性和电磁线圈反电势所引起的涡流干扰。通过仿真，将该方法与一般线性状态反馈控制相比较，结果证明了该方法使系统具有更强的鲁棒性、更好的动态品质和更高的控制精度。

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新型陶瓷刀具在机械工程中的应用

苗赫濯;齐龙浩曾照强;司文捷;仇启源

. 2002, 38(2): 152-155.

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通过硬质颗粒弥散，提高了Si3N4基和Ti(CN)基陶瓷的硬度和切削能力，解决了一系列超硬难加工材料的加工问题。新型陶瓷刀具在工业泵、轧辊、矿山机械、轴承和汽车等领域中得到了应用，提高了生产效率，降低了加工成本，促进了机械加工工艺的改革，并带来很大的社会经济效益。

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评定主轴径向回转误差的最小区域环计算法

阎树田;胡立志;何皓丽

. 2002, 38(2): 156-158.

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在深入研究主轴径向回转误差评定方法的基础上，根据对误差评定的判别法则，提出了一种新的评定主轴径向回转误差的计算方法——最小区域环计算法。在该方法的计算中不需要试探，可以直接确定出最小区域环圆心移动的最佳方向和步长，较之以往的传统计算方法具有运算速度快和计算精确的特点。

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2002年, 第38卷, 第2期　
刊出日期：2002-02-15

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