机械工程学报

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汪希平;章东义;张钢;朱礼进;张直明

. 2002, 38(5): 1-6.

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电磁轴承是磁悬浮原理在机械领域中的一个应用实例，其工作机理是依靠电磁力使转子非接触地“支承”于轴承体内，有运动阻力小、无接触摩擦和磨损、功耗低以及寿命长等优点。国外在这方面已有成熟的产品应用于转子系统的动力学设计方法，并提供了几个实际设计的数据和部分试验结果。

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无网格法的研究进展

刘天祥;刘更;朱均;虞烈

. 2002, 38(5): 7-12.

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对现有的无网格法（Meshless methods）进行了综述。描述了无网格法的近似方案、权函数的选择、变分形式和离散方程以及数值求解的实现。研究了无网格法对不连续问题和边界条件的处理、无网格法与有限元法的耦合。采用Element-free Galerkin（无网格伽辽金，EFG）方法编制了相应程序，并给出了两个计算例子。在现有研究的基础上提出了无网格法未来发展的几个方向。

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用于DFT的产品建模方法研究

徐有忠;潘双夏;冯培恩

. 2002, 38(5): 13-17.

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可检测性是衡量并确保产品功能质量的重要特征参量。运用DFA/M的思想，研究了面向检测的设计（DFT）方法：首先探讨了一般机电产品可检测性的概念，进而提出了广义特征的概念，从而建立有利于产品可检测性评价的产品广义特征模型；并采用基于规则和基于框架的两种知识表示方法分别对可检测性准则、检测工具资源信息进行表达和描述，由此建立支持DFT专家系统的知识库。基于上述思想，在Pro/E平台上开发了DFT专家系统原形，并在产品实例中进行了验证。

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Fe-Cr-Ni耐磨涂层的摩擦性能及作用

乔玉林;徐滨士;马世宁;梁秀兵;池俊成

. 2002, 38(5): 18-21.

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研究了 2mm粉芯丝材电弧喷涂Fe-Cr-Ni耐磨涂层的摩擦性能，分析了其结构特征和摩擦作用机理。结果表明：Fe-Cr-Ni耐磨涂层具有优良的抗磨减摩性能，对摩试环磨表面形成转移膜。其磨损机制主要是磨料磨损和分层磨损。

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球头刀铣削过程动力学模型

阎兵;张大卫;徐安平;黄田;曾子平

. 2002, 38(5): 22-26.

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建立了考虑刀杆柔性的球头铣刀铣削振动模型，探讨了交变轴向力对刀杆固有频率的影响。考虑刀具动态变形和工件表面波纹对切削厚度的再生反馈，建立了球头刀铣削动力学模型，对铣削中的动态铣削力和刀杆振动进行了仿真，证明了离线仿真可以对铣削过程动特性做出预测。

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主动控制空气支承动态特性的研究与优化

李国顺;文振华;傅勤毅;曾韬

. 2002, 38(5): 27-29.

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基于现代控制理论，提出了一种新型的主动型空气支承，不改变供气压力，利用压电陶瓷（PZT）的伸缩量来补偿空气膜厚度随外部干扰的变化对支承精度的影响。在建立理论模型的基础上，介绍了二维自由度控制器的优化设计方法，使系统具有精度高、响应速度和抗干扰能力强的特点，并对主动空气支承系统的动态特性进行了分析研究，为主动空气支承的应用提供了理论依据。

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逆向工程中基于能量法的参数二阶连续曲面构造方法研究

武殿梁;洪军;丁玉成

. 2002, 38(5): 30-35.

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针对反求过程中的单值曲面重构问题，提出一种基于能量法的曲面构造方法，给出了关于能量模型建立和边界条件处理的详细理论推导。提出的截面线构造方法、平面四边形域中间参数自动生成、跨界导矢插值公式均可用作通用方法。能量以汽车前面板曲面构造为例说明了方法有效性和其他特点。

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遗传算法在气动系统优化中的应用

王祖温;叶骞;李军

. 2002, 38(5): 36-40.

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对气动系统动态特性做了深入的理论分析，提出了兼顾成本最低及尺寸最小的优化目标函数，并利用遗传算法实现了典型气动系统的设计。试验结果证明采用遗传算法优化的系统不但能够满足系统性能要求，与传统设计方法相比，优化后系统各元件尺寸较小，为气动系统的设计和选型提供了一种新方法。

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Virgo104铸钢及焊接接头力学性能研究

许庆国;贾玉力;周宝金;杜兵;Pireer Colliot;Lu Feng

. 2002, 38(5): 41-43.

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对Virgo104钢的力学性能进行了检验，并研究了与之匹配的两种气保焊焊丝及一种焊条的焊接接头力学性能。试验结果表明，Virgo104中心与表面的力学性能基本一致，具有良好的强度与塑性匹配，而且具有优良的低温冲击韧度，特别是其高的Wp/Wi（约3.0）及高的侧向膨胀率（约15%），表明该钢具有优良的抗脆性断裂性能。焊缝金属及焊接接头具有良好的力学性能，其中HS367L焊丝的焊缝金属，在焊态下具有较高的塑性，预示出较高的抗焊接裂纹性能。

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全桥零电压开通逆变电阻焊焊接电源研制

王清;张相军;吴林;林尚扬

. 2002, 38(5): 44-46.

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软开关逆变电源是各类焊接电源的主要研究方向，详细介绍了所研制的全桥式零电压开通逆变电阻焊机。该主电路以工业用控制计算机为控制核心，选用IGBT为功率开关元件，以改进后的EXB841驱动电路进行驱动。研究结果表明，该系统工作稳定可靠，具有良好的过流保护功能，通过优化电路参数和适当地设置软件参数，可以在不需增加任何附加电感的情况下，实现了IGBT功率开关元件的零电压通断。

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基于有限元的光固化快速成形中零件变形研究

赵万华;李涤尘;卢秉恒

. 2002, 38(5): 47-51.

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以光固化快速成形过程中的零件变形为研究对象，详细分析了收缩力产生的根源及其作用原理，根据树脂固化时必然产生的收缩及层累加的特点，提出了收缩力、面分布载荷的概念；根据零件在成形过程中结构变化的特点，提出时变刚度的概念。基于此，建立了零件成形过程中的力学模型，利用有限元法分析了零件变形的趋势，提示了成形过程中零件变形的本质问题。通过试验研究了零件变形问题，试验结果证明了理论分析的正确性。由此提出了改进扫描工艺的分区域扫描策略，显著的减小了成形问题，试验结果证明了理论分析的正确性。由此提出了改进扫描工艺的分区域扫描策略，显著的减小了成形过程中零件的变形，提高了成形零件的精度。

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变传动比齿条共轭曲面的数值计算方法

毛军红;李黎川;吴序堂;张政

. 2002, 38(5): 52-55.

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提出了一种不使用啮合方程求解与齿轮啮合的齿条共轭齿面的数值计算方法，只要确定了齿轮参数与具体的运动要求，就可以由该方法直接计算出离散化齿条共轭曲面，在剖分点上的共轭曲面计算没有原理误差，精度取决于计算方法。为了提高共轭曲面的计算精度，可以设置更高的剖分精度。给出了变传动比齿条的共轭曲面数值计算具体实现方法和具体算例。分析表明该方法简洁明了，易于实现，尤其适合于求解变传动比共轭曲面。

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基于行驶环境识别的汽车自动换挡系统研究

金辉;葛安林;雷雨龙;宗昌富

. 2002, 38(5): 56-60.

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针对通常自动变速器由于对行驶环境不适应而出现的一些问题，如坡道行驶中的换挡循环问题，转弯时的频繁换挡问题以及湿滑路况下的打滑问题等，建立了一种基于行驶环境识别的多模式汽车自动换挡系统。这个系统能够利用通常自动变速器上的传感器信号，自动识别汽车的当前行驶环境，并根据外界行驶环境的变化选择相应的换挡规律，从而解决了通常自动变速器在特定行驶环境下出现的问题，提高了自动变速器的整体性能。这种环境自适应的控制方法是今后汽车控制系统的发展方向。

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基于分段三次样条曲线的高速加工平滑运动轮廓自适应算法研究

陈金成;徐志明;徐正飞;钟廷修;蒋厚宗

. 2002, 38(5): 61-65.

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针对高速加工的需求，提出了一种基于分段三次样条曲线的机床运动轮廓自适应生成算法。该算法能够保证机床在高速运行过程中加加速度（加速度的变化率）的恒定、加速度的连续、速度与时间关系的一阶连续、位移与时间关系的二阶连续，并且保证在各自的约束范围内，从而使机床的运动平稳，避免产生大的冲击和振动。分析了速度、加速度、加加速度的约束条件以及机床行程对平滑运动轮廓的影响，根据这些约束条件，该算法自适应地调整速度变迁各阶段的时间。针对多个程序段的加工，提出了估段常速与平滑变迁控制的策略。该算法简单、有效，已在最新开发的国内第一台高速玻璃刻花加工中心上实现。

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金属带无级变速器传动性能的试验研究

杨亚联;秦大同;孙冬野;杨为;李培军;胡敏;张劲松;杨志斌

. 2002, 38(5): 66-69.

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采用试验研究的方法，对金属带无级变速器的传动性能以及影响因素进行了研究。设计制造了专用的CVT传动试验装置和电液控制变速系统，搭建了传动性能测试试验台，并进行了性能试验。试验结果表明，传动比、输入转矩和带轮油缸压力对传动性能有较大影响。输入转速对CVT传动效率也有较大影响。

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汽轮发电机组转速扭振分量极小化的组合方式研究

鲍文;于达仁;王西田

. 2002, 38(5): 70-74.

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针对转速滤波器影响系统低频性能的缺点，提出了扭振分量极小化的概念，由于对刚性转速没有相移，它在减少反馈转速中的扭振分量的同时不影响系统低频性能。使用扭振分量极小化后的转速做反馈，减少了考虑扭振后调节系统设计的约束，设计的调节系统可以有高的响应速度而不会影响扭振稳定性。提出了组合方式实现扭振分量极小化方法，分析了这种方法鲁棒性，并使用工业现场数据进行了验证。

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渐开线非圆齿轮的齿廓曲线数学模型

谭伟明;梁燕飞;安军;陈就;宇野义幸

. 2002, 38(5): 75-79.

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对于给定的非圆齿轮节曲线，借助于共轭齿廓曲线的数学模型。根据渐开线齿轮廓成形原理，当共轭齿条分度线在非圆齿轮节曲线上作纯滚动，齿条的齿廓便在齿轮上包络出齿轮的齿廓。因此，首先建立了共轭齿条的数学模型和节曲线纯滚动模型，而后用啮合方程将这两个模型结合起来，经坐标变换后便在齿轮坐标系中获得了非圆齿轮齿廓曲线的数学模型。进一步用计算机图形仿真的方法获得椭圆齿轮的渐开线齿廓曲线图形，验证了该模型的正确性和有效性。该模型为非圆齿轮的加工刀具设计、数控加工程序设计以及轮齿强度分析等提供了基础。

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小波变换方法评价曲线的分形特征

王安良;杨春信

. 2002, 38(5): 80-85.

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应用小波变换对Kiesswetter曲线和3种方法生成的分数维布朗运动（FBm）进行了分析，验证了该方法计算分形维数具有较高的精度。在宽广的分形维数范围内，与其他7种计算方法比较表明，小波变换方法的精确性和一致性都最好。小波变换为进一步分辨确定性信号、分形特征的信号或完全随机性的信号提供了一种有效工具，为评价粗糙表面形貌的分形特征提供了前提条件。

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永磁体磁浮叶轮血泵的研制和试验研究

钱坤喜;曾培;茹伟民;袁海宇

. 2002, 38(5): 86-88.

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旋转血泵磁浮轴承的定子和转子之间没有机械接触，所以其内部不会发生机械磨损或产生血栓。然而，现有的磁浮轴承均采用电磁铁来实现磁浮，不仅控制复杂，而且自身消耗能量。事实上，叶轮血泵要做到用电磁铁来实现磁浮，势必要影响其装置的简易性、可靠性和可植入性。采用永久磁铁研制出磁浮叶轮血泵。泵的转子径向由永久磁铁磁力支撑，转子的一端紧固叶轮，另一端镶嵌磁钢；与转子磁钢相对，驱动磁钢连接在电动机转轴上。这样，电动机通过磁偶合来驱动转子。在实验室用生理盐水试验，当转子静止或低于4000r/min旋转时，转子磁钢在轴向与位于转子和定子之间的隔板有一点接触，接触点位于转子的轴线上。当转子转速逐渐增加至4000r/min以上，转子在轴向与定子脱离，从而实现完全磁浮。由于转子轴向磁浮由液动力产生，且转子磁钢有陀螺效应，所以转子在浮起的过程中运转非常平稳。作为左心室辅助装置，叶轮血泵工作转速范围在5000～8000r/min之间，所以实用时转子完全磁浮是不成问题的。永磁体磁浮叶轮泵保持了旋转血泵的优点，而且克服了用电磁铁来实现磁浮的诸多缺点，能够满足人工心脏叶轮血泵应用的大多数技术要求，从而更具实用价值。

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冷挤压制造圆柱体形孔内侧表面的矩形螺旋单元时的变形力计算

武金有;蔡志萍;Кузнецов ДЛ

. 2002, 38(5): 89-94.

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采用功平衡法，给出了塑性变形法制造圆柱体金属毛坯中形孔内侧表面的矩形螺旋单元时变形力的计算公式。试验研究结果表明，该计算公式在工程实践中满足工程实际要求。

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油气悬挂系统非线性数学模型的建立及其计算机仿真

马国清;檀润华;吴仁智

. 2002, 38(5): 95-99.

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建立了起重机油气悬挂系统非线性数学模型，应用Matlab/Simulink软件编制了计算机仿真程序，仿真结果与试验数据进行了对比，在证明此数学模型基本正确的基础上通过仿真得到了参数变化对系统性能的影响，为参数设计提供了依据。

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液压减振器偏摩现象动力学分析和试验研究

刘延庆;张建武;程晓鸣

. 2002, 38(5): 100-104.

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通过对轿车后悬架系统力学建模，推导了双筒液压减振器在车轮平面和车轴平面内的受力计算公式，结合试验数据和实际参数对后悬架进行受力分析。从试验和系统动力学角度分析了液压减振器出现偏摩现象的原因。道路不平、车速较高并且冲击过大，使后减振器活塞杆承受突加弯曲，冲击载荷急剧增大，是导致偏磨的主要原因。车辆装配后，后减振器活塞杆不是严格垂直，使减振器活塞杆上产生附加动载荷，也易导致偏摩现象发生。所述的理论与试验研究结果可为减振器的设计及改进提供系统的理论依据。

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离心叶轮机械有叶扩压器内部流动的PIV测量

张莉;陈汉平;王启杰

. 2002, 38(5): 105-108.

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以离心风机为研究对象，设计构建了用于内部流场激光测量的离心风机试验台，离心风机全部由透明度较高的材料制成。对PIV技术测量叶轮机械内部流动的应用进行了探索和实践，合理设置系统光路，优化筛选PIV示踪粒子和PIV双曝光时间间隔，最后采用PIV测量技术详细测量了某一运行工况下有叶扩压器的内部流场，给出了有叶扩压器不同轴向位置处流场的试验测量结果，并简要讨论了有叶扩压器的内部流动。

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电液伺服力控系统的自适应滑模控制

段锁林;安高成;薛军娥;吴聚华;王明智;林廷圻

. 2002, 38(5): 109-113.

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针对存在不确定性的非线性电液伺服力控系统的跟踪控制问题，基于等价控制的概念，提出了一种自适应滑模控制律综合方法，应用参数自适应的方法，消除不确定性对控制性能的影响，以达到鲁棒跟踪控制的目的。为了证明这种控制器可行性，利用微机实现的该控制器被应用于某疲劳试验机电液伺服系统，实时控制的结果验证了所提方法的有效性。

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液固温区A356合金瞬态流变行为的研究

唐靖林;殷雅俊;范钦珊;曾大本

. 2002, 38(5): 114-117.

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采用自行研制的流变装置进行瞬态流变试验，研究了切应变速率突变对液固温区不同初生α相形态A356合金瞬态流变行为的影响规律。初生α相形态是以切应变速率为141.8 s–1的等温剪切获得的不同程度的退化枝晶。研究表明，等温剪切过程将使半固态合金的初生α相逐渐退化，表现为表观粘度逐渐降低直至达到平衡态。对试验结果进行回归分析，得出表观粘度与时间的瞬态流变经验方程，以及方程参数与半固态合金初生α相形态和切应变速率之间的关系。由研究结果可知，随着初生α相形态由发达枝晶向球状晶变化，半固态合金剪切稀释或伪塑性越显著，同时对时间具有更加强烈的依从性，从而具有更明显的触变性。

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非轴对称非球面平行磨削误差补偿技术研究

郭隐彪;黄元庆;田波;庄司克雄

. 2002, 38(5): 118-121.

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针对非轴对称非球面的成形加工法柔性不足及球形砂轮加工法对工具和机械的要求太高的缺点，提出采用普通圆弧金刚石砂轮加工的平行磨削法。对于新方法加工中存在的加工误差问题，提出在非轴对称非球面加工中使用带倾角圆弧修整器及对主轴半径和副轴半径误差采用离线补偿的加工技术。通过理论分析和试验表明此方法可达到提高非轴对称非球面的加工精度的效果。

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钢丝绳缺陷信号的特征量分析与损伤状况的模糊辨识

顾伟;褚建新

. 2002, 38(5): 122-125.

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基于对钢丝绳缺陷漏磁检测原理的分析，建立了一组全方位的钢丝绳缺陷信号特征量。应用模糊信号处理法，对缺陷信号特征量进行辨识，使钢丝绳损伤状况检测的准确性明显提高。介绍了新方法的试验结果。

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复合材料层合旋转圆柱壳振动特性研究

郭丹;褚福磊;郑兆昌

. 2002, 38(5): 126-129.

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采用有限元法研究层合旋转壳的振动特性，考虑了科氏力、离心力、初应力及大变形引起的几何非线性的影响，揭示了大变形几何非线性对层合旋转壳固有特性的影响。通过研究[0°/90°/90°/0°]和[0°/90°/0°/90°]两种铺层圆柱壳在不同转速下的固有特性，揭示了复合材料旋转圆柱壳的固有特性随转速及铺层方式的变化规律。

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高层停车库钢结构CAD/CAE软件系统集成研究

徐格宁;高梅香;王建民

. 2002, 38(5): 130-132.

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随着汽车社会保有量的增多，使得立体停车系统成为社会的必然需求。根据这一发展趋势，在查阅大量国内外资料的基础上，研发了一个基于特征的、面向工程的垂直升降式立体停车系统结构设计分析与绘图软件“PARK”。软件全部采用Visual Basic 6.0语言编制，包括系统结构设计模块，有限元参数化建模和后处理模块，SAP求解器模块，参数化绘图模块以及工程数据库。根据系统集成的原则、思想和方法，实现了VB与SAP，VB与AutoCAD以及相关信息流的链接和集成。整个CAD/CAE软件在Windows98平台上运行，界面友好，操作简便，可视化程度高，可应用于企业的产品设计和技术投标。

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基于子结构技术的复杂齿轮系统有限元三维接触分析

田涌涛;李从心;佟维;吴昌华

. 2002, 38(5): 133-137.

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基于子结构分析技术，建立了复杂齿轮系统的三维整体有摩擦弹性接触计算模型，用有限元参数二次规划法求解非线性部分，对其进行了比较全面、精细的有限元分析。以韶山7电力机车牵引齿轮系统为例，分析了齿轮啮合处接触状态(齿面相对滑动状态、齿面接触应力、齿面接触区域、齿向载荷分布)的变化规律。分析结果表明，齿轮系统的支承方式对齿轮齿面接触状态有较大影响。同时也说明，对于齿轮系统这种重复结构多的工程结构，子结构分析技术在解题规模和计算效率上都有优越性。

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非完整开链机械手臂的设计及运动学分析

谭跃钢;邓玉辉;吴正平;杨春杰

. 2002, 38(5): 138-140，.

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依据现有的非完整理论和非线性控制原理，提出了一种新型的单输入双输出非完整传动机构，并将其应用于开链多关节机械手臂上，同时利用非完整系统的特殊属性仅用2个电动机来控制多个关节。运动学分析结果表明，这种多关节机械手臂结构简单，重量轻，易于控制。这种设计为研究开发轻型机器人和多指机械手等方面提供了新的思路。

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利用相似理论预测焊接变形的研究

蔡志鹏;赵海燕;吴甦;鹿安理;蔡志雁

. 2002, 38(5): 141-144.

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针对薄壁结构，从弹性能的角度出发，利用基于温度场相似的相似准则和数值分析的手段，提出一种研究汉残余变形的模型方法，并进行了试验验证。

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机械产品设计重用策略研究

王玉;邢渊;阮雪榆

. 2002, 38(5): 145-148.

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设计重用是指将过去的设计及设计知识应用到当前的设计活动。产品设计的本质特征及市场竞争环境决定了设计重用的意义。设计重用可有效缩短设计周期，提高设计质量，从而实现快速响应设计与制造。研究了机械产品设计重用的策略，给出了机械产品设计重用层次与设计重用空间的概念，总结概括出设计重用的使能技术，即CAD技术、AI技术和Web技术，并提出了基于这些使能技术的机械产品设计重用框架、模型和策略，对机械产品设计重用的进一步研究与应用具有理论指导意义。

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汽车波形套复合缩径—胀形变形分析与求解

王连东;彭加耕;刘助柏;梁辰

. 2002, 38(5): 149-152.

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提出汽车波形套成形的复合缩径—胀形工艺，设计了成形模具，给出了胀形用弹性介质的设计原则，建立了波形套复合缩径—胀形力学模型，推导出各变形区的静力平衡方程，在试验研究的基础上求解了各变形区的应变场及应力场。

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大跨越导线自由振动的积分变换分析

缪建成;王海期

. 2002, 38(5): 153-155.

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超长输电线由于风力作用会产生涡激振动，危及导线正常工作。一般采用在导线特定位置安装阻尼防振锤的方法来减小导线的振幅，改善振型，计算导线系统的自由振动是研究微风防振的关键。采用积分变换法计算系统的自由振动，具有计算量小，振型表达式完整明确的优点。

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2002年, 第38卷, 第5期　
刊出日期：2002-05-15

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