机械工程学报

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刘雨川;徐万孚;王之栎;沈心敏

. 2002, 38(4): 1-6.

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提出造成气膜端面密封角向摆动自振的内在机理，既有半频摆动自振又有角向气锤自振。在其稳定性分析中给出了不同端面结构、浮环支撑弹簧和二次密封阻尼等的影响。分析按照小扰动线性化的分布参数法，联立气膜微扰雷诺方程和浮环微扰运动方程，对密封系统的角向摆动自振稳定性界限进行了数值迭代。

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3自由度柔性微机器人的静刚度分析

于靖军;毕树生;宗光华;于宝

. 2002, 38(4): 7-10.

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柔性微机器人要求具有很高的定位精度，而其静刚度在很大程度上决定着这一指标。针对目前对柔性微机器人静刚度分析中存在的不足，采用了结构分析中的柔度矩阵法：首先建立起机构中预柔性单元的柔度模型，同时通过不同坐标系间的转换和单元节点处位移协调方程和力平衡方程的建立，递推出机器人末端相对参考坐标系下的静刚度矩阵。最后，以3自由度并联柔性微机器人为实例分析了该机器人的静刚度。分析表明：利用柔度矩阵法分析柔性微机器人运动学问题不仅便于计算，更接近柔性机构的本质。

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不可微优化的捆集法及其在工程优化设计中的应用

王周宏;钟毅芳;陈义保

. 2002, 38(4): 11-16.

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给出了一个求解非凸非光滑问题的捆集算法，并提出了计算次梯度的数值方法及一个针对非凸问题的变尺度因子校正方法。通过一些较困难的工程优化设计实例，验证了算法的计算效率和数值稳定性。

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非守恒粘弹性输流管道系统的动力分析

王忠民;赵凤群;冯振宇;刘宏昭

. 2002, 38(4): 17-21.

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从线粘弹性微分型本构方程的一般表达式出发，建立了粘弹性输流管道的Hamilton原理，并据此推导出粘弹性输流管道的固-液耦合振动微分方程。用归一化幂级数法具体地计算了非守恒Maxwell模型粘弹性悬臂管道系统的颤振临界流速和临界自振频率，给出了第一、二、三阶模态的频率曲线（Argand图），并对该管道的动力特性和稳定性进行了讨论。计算结果表明，松弛时间对粘弹性悬臂管道的动力稳定性有着显著的影响。

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壅塞流动下绝热毛细管长度的近似解析解

张春路;丁国良

. 2002, 38(4): 22-25.

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为适应毛细管的工程设计要求，在绝热毛细管积分近似模型的基础上，提出壅塞流动下绝热毛细管长度的近似解析解。对流动壅塞的情况，为解决积分近似模型中长度计算需要迭代的问题，通过长度与压力的变化关系，提出了一种直接判别与计算流动壅塞的方法。实例计算表明近似解满足工程精度要求。基于近似解，对绝热毛细管壅塞流动特性进行了理论分析。

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纳米尺度下流体的流变及尺度效应

邹鲲;胡元中;王慧

. 2002, 38(4): 26-29.

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应用表面力仪研究了流体在纳米尺度下的流变及尺度效应。试验发现，体相状态时表现为典型牛顿流体的16烷，在纳米膜厚状态下，出现了等效粘度随切应变速率的增大而减小的剪切稀化现象，并且等效粘度依赖于振动剪切的频率。随着膜厚从宏观量级进入到纳米量级，流体的特性具有了显著的膜厚相关性，其表现为等效粘度明显增大，流体出现了弹性特征，磨擦力表现出复杂的非牛顿特性。其他流体也表现出类似的特性，这些流变特性的改变，说明纳米尺度下流体具有与体相状态完全不同的特性。

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陶瓷刀具的磨损寿命可靠性

樊宁;艾兴;邓建新

. 2002, 38(4): 30-35.

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在连续切削的条件下，AL2O3基陶瓷刀具的失效形式是以磨粒磨损为主的磨损失效，其磨损寿命服从对数正态分布。提出了利用Monte Carlo方法同切削试验相结合的方法计算AL2O3基陶瓷刀具磨损寿命的经典可靠度与模糊可靠度。结果表明刀具材料的断裂韧度对两种可靠度的影响都较为明显，因而可以利用断裂韧度来估算磨损寿命可靠度。模糊可靠的计算结果更为合理。

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两足机器人步态的参数化设计及优化

窦瑞军;马培荪;谢玲

. 2002, 38(4): 36-39.

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在建立两足机器人7杆动力学模型的基础上，对迈步腿质心进行抛物线运动规划以达到两足机器人在动态步行时侧向的自平衡。利用上身的前后摆动进行前向平面的动态补偿，然后，按动态补偿量最小的条件用遗传算法对机器人的步态进行了参数化优化设计，最后进行了动态仿真。

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陶瓷刀具切削加工时的磨损和润滑及其与加工对象的匹配研究

邓建新;艾兴;冯益华

. 2002, 38(4): 40-45.

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分析了陶瓷刀具发展及其应用过程存在的问题，综合评述了陶瓷刀具切削加工时的磨损和润滑的研究进展，提出了陶瓷刀具与加工对象存在合理的匹配问题。指出了在实际应用中，应根据所加工的工件材料选择合适的陶瓷刀具材料，并应根据陶瓷刀具组分中是否含有高温下易与工件发生扩散及化学作用的组分来确定合理切削用量。

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粘弹性悬挂机构疲劳特性的试验研究

孙大刚;林慕义;邓宏光;张洪;连晋毅

. 2002, 38(4): 46-50.

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为掌握新开发的工程车辆用粘弹性悬挂机构的疲劳特性，需对机构用防振橡胶材料开展疲劳特性的试验研究。由于缺乏防振橡胶制品的疲劳失效标准，因此，如何确定防振橡胶强化疲劳试验的参数就成为新的研究课题。针对悬挂机构的强化疲劳试验，对其疲劳失效的特征值，如循环次数ne，S-N对数曲线的效率k及许可温升等参数进行了探索。为开发新型粘弹性悬挂机构推士机，研制了3种橡胶配方，按照推土机实际工况，编制了8级载荷谱，对悬挂机构开展了强化疲劳试验的研究。本研究所获参数已应用于新开发的386kW履带式推土机粘弹性悬挂机构的疲劳试验，经4000h的工业应用，实际结果与试验预测相吻合。

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基于神经网络的交互式物理规划及在机械设计中的应用研究

黄洪钟;田志刚;关立文

. 2002, 38(4): 51-57.

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在给定Pareto解附近，用神经网络建立了Pareto曲面的近似模型，以探索新的Pareto解。在给定Pareto解附近随机产生一组Pareto解，利用可视化工具将它们展示给设计者，并用定性和定量相结合的方法评定它们的分值。利用神经网络，建立Pareto解到评分值的映射，以表达设计者在给定Pareto解附近的局部偏好。然后用遗传算法进行优化，找到最佳符合设计者偏好的Pareto解。以这个Pareto解为期望点，求解折衷规划，从而得到最终的优化设计方案。

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基于弧长参数空间的汽车车身表面网格生成

谷正气;吴军;莫志姣;姜乐华;罗煜峰

. 2002, 38(4): 58-60.

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提出了基于弧长参数空间的表面网格生成方法，即引入原始的CAD数据模型，通过弧长参数化将其正映射至参数空间，按照计算要求优化网格品质，再逆映射回物理空间，在映射的同时保留表面几何特征，以达到不改变曲面特征形状的目的。将其应用于汽车车身表面网格的生成，并取得了很好的效果。该方法为具有复杂几何外形的物体表面网格的生成提供了一个便利的途径，也为进一步生成三维空间网格奠定了基础。

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锻造预成形多目标优化设计的研究

赵新海;赵国群;王广春;王同海

. 2002, 38(4): 61-65.

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采用有限元灵敏度分析方法，首次对锻造过程预成形进行了多目标优化设计研究。多目标包括锻件的形状及其变形均匀性两个方面，优化设计的目标是使锻件的形状和变形均匀性综合性能最好。提出了新的无量纲的锻件形状子目标函数和变形均匀性子目标函数，并给出了总目标函数和各子目标函数的表达形式，并详细推导了各目标函数相对于优化设计变量的灵敏度。应用该方法对截面为H形的轴对称锻件进行了预成形优化设计，取得了良好的效果。

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液压控制锥阀内流场的数值模拟与试验可视化研究

高殿荣;王益群;申功炘

. 2002, 38(4): 66-70.

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用Galerkin有限元法对液压控制锥阀在不同的开口度、不同的阀芯结构、不同的阀座尺寸下的内流场进行数值计算，计算结果以可视的图形图像形式给出。并用DPIV技术对锥阀内流场进行试验可视化研究，试验结果与计算结果吻合。研究结果对设计低能耗、低噪声液压锥阀具有指导意义。

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Ti—6AL—4V真空钎焊研究

吴铭方蒋成禹于治水;梁超

. 2002, 38(4): 71-73.

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针对目前用于Ti合金钎焊的Ti基钎料熔点偏高的现状，设计了Ti-Zr-Cu-Ni钎料，结果表明，接头强度较高，因钎焊温度较低母材基本上保留了原始组织。同时还证明Ti-Zr-Cu钎料大幅度增加Cu的质量分数易造成钎缝中心区域生成连续分布的Ti2Cu+TiCu，严重影响接头强度。

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聚四氟乙烯工程材料的摩擦磨损性能研究

陈战;王家序;郑小光;秦大同

. 2002, 38(4): 74-77.

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用MPV—200型摩擦磨损试验机研究了干摩擦条件下磨损时间、滑动速度、载荷、填料等对聚四氟乙烯（PTFE）工程塑料摩擦磨损性能的影响，结果表明：PTFE材料的摩擦因数和磨损率先随速度的增大而减小，然后又随着速度的增大而增大；随磨损时间的增长而降低，最后趋于稳定值；另外，摩擦因数大体上随载荷的增大而降低，玻璃纤维和碳纤维则增大了PTFE的摩擦因数，而MoS2对PTFE摩擦因数的影响较小。对PTFE工程塑料的摩擦磨损特性进行系统分析，为优化设计提供理论基础。

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薄板成形动力显式有限元算法与面积坐标四边形单元模型

朱亚群;林忠钦;倪军;徐伟力;张卫刚;李淑慧

. 2002, 38(4): 78-83.

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阐述了板料成形动力显式有限元算法的实现机理和关键技术以及计算速度和分析精度的主要影响因素；在共旋理论和应变率方程的基础上，建立了新型局部坐标系；通过面积坐标建立速度场插值函数，避免了Belytschko-Tsay单元模型中因采用面内单点积分而导致的沙漏现象；论证了在动力显式有限元算法中应用面积坐标四边形单元模型的可行性，从而有效提高成形分析效率和精度。

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射频信号在超声检测缺陷识别中的应用研究

刘旭;夏金东;弓乐;吴淼;孙智

. 2002, 38(4): 84-87.

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针对工业超声检测过程中缺陷难以准确定性的问题，基于射频回波对缺陷分类中的信号处理等方法进行了研究。分析了射频和检波信号的特点，在对所采集的缺陷信号进行处理的基础上，利用类内、类间距离和可分性测度比较了两类信号的类别可分性，同时采用BP神经网络和RBF神经网络作为分类器，对缺陷信号的小波均方幅值特征进行了学习和识别研究。

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基于ART——人工免疫网络的多级压缩机故障诊断

杜海峰;王孙安

. 2002, 38(4): 88-90.

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为解决多级往复式压缩机故障诊断这一复杂问题，提出了一种基于智能互补融合的智能诊断策。该策略整合了自适应共振网络（ART）和人工免疫网络各自的优点，对数据样本进行浓缩，建立从故障状态空间至解释空间的映射，从而达到故障诊断的目的。另外，还提出新的数据浓缩度量指标——数据蒸发率。对一个四级压缩机的故障诊断结果表明，提出的方法具有诊断率和数据蒸发率高等优点。

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电流变阻尼器的频率自适应减振控制

黄震宇;陈大跃;谢国权;朱成刚;赵春宇

. 2002, 38(4): 91-95.

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在分析了影响电流变阻尼器的粘性阻尼和屈服阻尼的诸多因素后，提出利用多层电极结构来扩大阴尼器的可控范围。研制了一套可测试电流变阻尼器阻尼系数、响应时间和耗散功率的静特性测试系统。为了充分利用阴尼器的可控范围，对阻尼器与减振系统的匹配设计进行了研究。针对电流变阻尼器的阻尼力具有非线性的特点，提出了以平均阻尼匹配减振系统最佳被动阻尼的设计准则。最后利用电流变阻尼器对双层隔振系统，以正弦扫频信号作为激励，通过在线主导频率的识别，进行了自适应阻尼减振控制试验，结果表明共振频率和高频的振幅减振效果均达到30%以上。

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相似机电产品系统杂交集成设计

周美立

. 2002, 38(4): 96-99.

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基于相似学、相似系统理论和相似工程学原理，提出了集多种新优技术和特征信息于一体的杂交集成的新概念、类型与方式，杂交集成设计的基本原理与方法步骤。这将促进相似系统集成设计新方法的形成，为设计与制造不同相似程度的多样化、系列化高新技术机电产品系统的集成化，提供新的理论与方法。

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误差输入前馈补偿控制方法及其在滚珠丝杠磨削中的应用

宋现春;林明星;张承瑞;艾兴;丸茂康男

. 2002, 38(4): 100-102.

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为提高精密滚珠丝杠磨削精度，在激光反馈螺纹磨床误差补偿系统中提出了一种误差输入前馈补偿控制方法。理论分析表明，该方法能显著提高系统的控制精度，改善系统的动态性能。该方法应用于滚珠丝杠磨削中，使加工精度得到明显提高。

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一类气浮支承高速喷漆涡轮运动稳定性和轴心轨迹的研究

张大卫;杨志永;黄田

. 2002, 38(4): 103-107.

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建立了一类气浮支承高速喷漆涡轮非线性动力学模型。基于数值分析理论，在宽转速范围内分析了气浮支承喷漆涡轮系统的运动稳定性和动态响应，研究了在工作和非工作状态等参数点处的时间历程曲线、相图和轴心轨迹图，得出了系统发生霍普夫（Hopt）分岔的临界值范围及轴心轨迹随轴承轴预间隙的变化规律。

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约束层阻尼板的有限元建模研究

刘天雄;华宏星;陈兆能;朱继海

. 2002, 38(4): 108-114.

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粘弹性材料（VEM）的本构关系随频率和温度的变化而变化，对粘弹结构难以进行动特性分析及控制研究。基于Hamilton原理，给出了一种建立约束层阻尼（CLD）板动力学方程的新建模方法，建模时，考虑到VEM的纵向位移影响，并引入虚拟自由度，导出了标准二阶定常线性系统模型，从而避免因粘弹性材料导致的高阶非线性方程。采有GHM方法描述VEM的本构关系，它能直接与有限元法融合。算例分析了夹芯层为ZN—1型粘弹性材料的CLD悬臂板的动态特性，并与相关文献中的计算及试验结果进行比较，计算结果更加准确，表明新建模方法是准确的。

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基于流场动力学行为的机械产品结构性能研究

蒋炎坤;钟毅芳;宋遒志;周济

. 2002, 38(4): 115-119.

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对以发动机为例的典型复杂机械内流场的特性进行分析，考察流场中的流形，研究其产品结构改进及性能改善的方法。采用数值方法，通过建立数学模型采用显隐相结合的时间差分和有限体积法进行离散，运用任意拉格朗日—欧拉（ALE）法，对扩散项、对流项进行计算。根据模拟结果对发动机结构改进设计，结果表明：内流场的流形得到改进，总体性能得到改善，三维瞬态数值模拟是复杂机械产品设计过程中结构改进及性能改善的一种有效而实用的方法。

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基于遗传算法的多资源作业车间智能动态优化调度

孙志峻;朱剑英;潘全科

. 2002, 38(4): 120-125.

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提出一种基于遗传算法的调度算法，用于解决多资源制约（机床、工人和机器人）条件下作业车间的动态优化调度。为了表达加工工件的批量，提出了一种新的染色体基因型，基因型的长度随加工环境的变化而变化。研究的动态环境包括：加工工件连续不断地到来；机床设备突然损坏；损坏的机床被修复；工件的预定订货时间被提前；有新类型的工作要求被加工等等。采用一种基于周期和事件驱动的滚动窗口调度，以适应连续加工过程中的环境变化。调度算法中采用权重可变的双目标评价函数来优化调度结果。仿真结果表明该算法是可行的，与传统的静态优化调度相比，其优越性是明显的。

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汽车安全气囊工作性能仿真试验验证技术研究

何文;钟志华;杨济匡

. 2002, 38(4): 126-129.

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提出了一种测试汽车安全气囊工作性能的试验方法，旨在提供一种汽车安全气囊工作性能仿真的试验验证手段。采用自行设计和制造的气囊碰撞试验台架及其他相应的试验装置，进行气囊碰撞试验，主要测量气囊展开后或展开中与人体及其他物体相互碰撞时气囊内部气压、碰撞速度、加速度等参数的变化曲线，从而检验汽车安全气囊工作性能仿真结果的正确性。使用这种试验技术与装置检验了运用MADYMO系统计算的一个典型气囊充气展开碰撞的计算结果。

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转基因超微量注射控制器的研制及其特性分析

姜成山;吴一辉;杨宜民

. 2002, 38(4): 130-133.

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注射法是当今构建转基因动物模型的主要方法。注射是关系到细胞的外源基因容量及至细胞成活率的重要因素。目前，生物工程界普遍应用的手工注射控制器不能精确控制注射量，注射效率和成活率低下。介绍了一种气压电控式超微量注射控制器的原理与设计。在理论模型推导的基础上，应用多元变换回归设计对出流量与注射时间、注射压力和端内径间的关系进行了正交试验与分析。

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双相不锈钢电阻对焊接头的性能研究

胡礼木

. 2002, 38(4): 134-137.

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对瑞典产五种双相不锈钢电阻对焊接头的抗点蚀性能和力学性能进行了试验。结果表明，双相不锈钢，尤其是超级双相不锈钢，具有优良的抗点蚀性能和力学性能。其中，含钼、氮较高的SAF2205双相钢电阻对焊接头的临界点蚀温度CPT与对应母材相比有一定程序的下降，下降范围在10℃以内，力学性能下降幅度也不大，表现出较好的焊接性能和焊后抗点蚀性能。超级双相钢SAF2507电阻对焊接头的CPT几乎与母材的相同，高达65～68℃，力学性能略有下降，且热影响区窄，晶粒长大倾向小，表现出极好的焊接性能和焊后抗点蚀性能。文章对电阻对焊接头性能变化的原因从化学成分和显微组织方面进行了分析。

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空心阴极真空电弧弧光光谱的研究

郭和平;钱乙余;方洪渊;郭德伦;吴希孟

. 2002, 38(4): 138-140.

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在水冷铜阳极的条件下，给出了空心阴极真空焊接电弧弧光光谱的频域及空间分布的测试结果，分析了不同电流情况下电弧的光谱特征，为空心阴极真空焊接电弧研究提出了方向。

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水压轴向柱塞泵滑靴静压支承中的惯性影响

刘桓龙;柯坚;王国志;于兰英;许明恒

. 2002, 38(4): 141-143.

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在油压轴向柱塞泵的滑靴静压支承设计中，通常忽略NAVIER-STOCKES方程中的惯性项，这是因为它较粘性项小得多，对计算结果的影响不大。然而，在水压轴向柱塞泵的研究中，由于水的粘度比油的粘度小得多，因此，惯性项就起着较大的作用。研究了水的流动惯性对支承间隙中的压力及流速分布的影响，从而对水压静压支承设计进行修正，得出更加合理的结果。

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基于组合神经网络的柴油机振动信号预测

吴明赞;陈森发

. 2002, 38(4): 144-147.

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根据柴油机振动信号的特性，使其在相空间里重构，再应用组合神经网络，对柴油机振动信号进行拟合和预测。该组合神经网络是一个两级系统，第一级有两个神经网络的预报——一个多目标前馈网络和一个函数耦合神经网络，用模糊反向传播算法进行训练；第二级是由第一级产生的两个预测结果混合得到的组合模型，采用KARMARKAR的线性规划算法进行训练。实际应用证明了该方法的有效性。

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汽车视野设计原理和方法研究

葛安林;任金东;黄金陵;龚梦泽

. 2002, 38(4): 148-151.

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论述基于人机工程学原理的汽车视野设计方法，并介绍为实现这一方法所研制的三维CAD系统。实践证明该系统效率很高，运行可靠，对汽车视野设计有实用价值。

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喷射成形CuCr25触头材料的工艺及组织性能

杨林;田冲;陈桂云;赵九州;张永昌

. 2002, 38(4): 152-154.

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利用优化的喷射成形技术参数，制备了CuCr25触头材料合金。对合金的显微组织进行了观察分析，并测定了其性能。研究表明，经热压处理后，喷射成形的CuCr25合金是由细小的等轴晶Cu基体和弥散分布的富Cr相粒子组成。合金有高的相对密度和低的气体质量分数，因而具有优异的硬度和电导性。

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刀具的抗磨和减摩镀层

黄鹤;何家文

. 2002, 38(4): 155-158.

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对刀具镀层发展过程的回顾表明，以提高硬度为目标的耐磨镀层已经逐步向具有自润滑功能的耐磨减摩镀层方向发展。结合我们自己的工作，给出了硫化钼、碳膜等镀层的摩擦学性能的研究结果。

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2002年, 第38卷, 第4期　
刊出日期：2002-04-15

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