2003年, 第39卷, 第1期　
刊出日期：2003-01-15

  

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论文
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  团结奋斗 开拓创新 建设制造强国

  路甬祥

  . 2003, 39(1): 2-9.

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  论述了制造业在国家现代化建设中的重要地位和作用。结合我国制造业的实际情况，提出了中国实现现代化的关键是建设制造强国。分析了建设制造强国的根本在于技术创新，并从战略与体制上论述了如何建设制造强国。
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  电液负载模拟器的RBF神经网络控制

  焦宗夏;华清

  . 2003, 39(1): 10-14.

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  针对传统控制器自适应能力和鲁棒性差、参数调节繁琐等缺陷，提出了神经网络自适应控制方案，同时针对神经网络控制器计算复杂和稳定性证明缺乏理论依据等不足问题，在传统控制理论的基础上设计了基于PID的神经网络控制方案。根据电液负载模拟器的结构特点和目前神经网络控制的发展水平，提出了基于RBF神经网络的PID控制器，并构建了负载模拟器的神经网络控制与基于Jacobian的针对传统控制器自适应能力和鲁棒性差、参数调节繁琐等缺陷，提出了神经网络自适应控制方案，同时针对神经网络控制器计算复杂和稳定性证明缺乏理论依据等不足问题，在传统控制理论的基础上设计了基于PID的神经网络控制方案。根据电液负载模拟器的结构特点和目前神经网络控制的发展水平，提出了基于RBF神经网络的PID控制器，并构建了负载模拟器的神经网络控制与基于Jacobian的消扰(消除多余力)结构，仿真和试验证明其具有很好的自适应性和鲁棒性。
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  负载模拟器的DRNN神经网络控制

  华清;焦宗夏

  . 2003, 39(1): 15-19.

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  为了增强负载模拟器的自适应能力以抵抗系统的非线性、时变参数及运动扰动的影响，特提出利用对角回归神经网络(DRNN)与PID的并联进行控制与调节的控制方法。PID保证了系统的初始稳定性，由于神经网络引入了速度信号作为参考输入，使系统具有了很好的自适应消扰能力, 减小了多余力的影响。仿真和试验证明了该方法的可行性和有效性，收到了很好的控制效果。
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  基于符号演变的运动方案建模

  纪杨建;谭建荣;伊国栋;冯毅雄

  . 2003, 39(1): 20-25.

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  针对目前计算机辅助设计系统对机械运动方案设计支持能力不足的问题，提出了运动功能－机构映射－机构组合的层次运动方案设计模型。运动功能层利用功能符号实现了运动方案设计过程和复杂机构运动关系的抽象表达，机构映射层通过运动功能到机构和运动关系到机构组合关系两个映射过程实现了功能符号到机构简图符号以及机构简图符号到机构装配符号的演化，机构组合层通过机构装配符号组合实现了运动方案设计结果的可视化。
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  预瞄优化神经网络驾驶员模型

  郭孔辉;潘峰;马凤军

  . 2003, 39(1): 26-28，6.

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  根据预瞄跟随理论并结合真实驾驶员的学习目标、生理限制与不断优化的行为特性，建立了预瞄优化神经网络驾驶员模型。利用2自由度车辆模型进行了汽车在方向控制下的仿真计算。仿真结果表明，预瞄优化神经网络驾驶员模型与实际合格驾驶员行为非常相似，按照该理论建立的驾驶员模型可以应用于驾驶员—汽车闭环系统的研究和自动驾驶等智能车辆的控制。
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  FMS适应调度知识稳定性分析

  孙容磊;熊有伦;杜润生;丁汉

  . 2003, 39(1): 29-32.

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  针对柔性制造系统适应调度知识获取问题，提出了调度知识稳定性的概念，建立了调度知识稳定性判定的必要条件，并用于指导调度知识获取。仿真试验结果表明，根据稳定性判据选择调度知识能使调度系统获得较好的适应性。
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  狭缝节流气体静压润滑方程式的离散化和相容性条件

  刘暾;杜建军;姚英学;谢大纲

  . 2003, 39(1): 33-37.

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  提出了一种将常用不同结构形式的狭缝节流气体静压轴承基本方程式的相容变换条件，把结构种类繁多的狭缝节流气体静压轴承的分析，变换成统一的等价标准形式轴承的计算，使自动化编程成为可能。还利用加权余量法把偏微分方程式离散化，把二阶偏微分方程降阶为一阶，放松了对插值函数连续度的要求，便于借助有限元技术分析狭缝节流气体静压轴承的流场参数，给出了计算轴承承载特性的方法。同时，将该方法成功地应用于动压轴承的计算中。
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  CPC环境下的模具虚拟企业项目粗规划

  苏志龙;陈庆新;陈新;孙健

  . 2003, 39(1): 38-46.

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  研究了产品协同商务(CPC)环境下的模具虚拟企业生产项目粗规划问题。在CPC环境下，模具项目规划的制定是建立在盟主与合作伙伴协商的基础上，粗规划是模具项目规划的重要组成部分，它对后续规划过程起引导性作用，编制过程需要综合考虑安全性和有效性指标。分析了模具虚拟企业项目规划的不确定因素，提出了粗规划的优化目标，结合示例解释粗规划计算过程，最后针对模具生产的特点，提出了一种近似搜索算法，并通过生产实例验证了其可行性。
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  反求工程中基于图像灰度信息的三维曲面重构

  郭东明;乌秀春;王晓明;周伟峰

  . 2003, 39(1): 47-50.

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  基于物体表面图像灰度信息的三维几何形状反求(由明暗恢复形状)，已成为工业界和学术界研究的热点问题之一。首先给出描述该问题的数学物理模型，并利用变分原理将其转化为一个泛函的极小化问题，然后应用有限差分思想和非线性最小二乘方法，将该泛函极小化问题归结为求解线性方程组。最后利用该算法产生的迭代公式对合成图像进行计算，并应用曲面造型软件CAXA（制造工程师）进行曲面重构，从而验证了该方法的有效性和可行性。
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  间隙对磁流体密封水介质的影响规律?

  顾红;徐伟华;王先逵;宋鹏云;李锡蓉;胡明辅

  . 2003, 39(1): 51-55.

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  为提供磁流体密封水的应用技术支持，研制了磁流体密封的试验装置，提出了新的试验方法来验证和解释理论分析和推导的正确性。试验中采用不同的密封间隙，以确定磁流体密封能力与密封间隙之间的关系。试验结果表明，磁流体的密封能力随密封级数的增加而提高；在一定范围内随密封间隙的增大而减小;密封间隙在0.05～0.20 mm时，效果较好，同时密封级数有一个最佳值；但是在特别小的时候，与所有文献报道不同的是密封能力不是提高而是在减小。
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  基于自由曲面点云的快速原型制作技术研究

  孙玉文;贾振元;王越超;刘伟军

  . 2003, 39(1): 56-59，8.

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  针对不附加任何拓扑和几何信息的云状数据三维重建问题，提出了对点云直接进行分层处理快速制作原型的新方法。在对点集进行空间结构划分的基础上，采用最小距离关联点对方法提取层面轮廓线数据，并对其加以匀化和精整从而直接生成快速成形机的层片接口文件，避免了常规方法存在的耗时和需要很高的造型技巧等不足，而且片面的错误校验与修补等繁琐工作也将不再进行，提高了快速成形前处理的效率，非常适合分层实体制造(LOM)等成形工艺。
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  关于重新建立空间机构自由度计算公式的探索

  欧阳富;刘彦华;孙东民

  . 2003, 39(1): 60-64.

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  从四杆机构具有灵活性和平面机构任意封闭图形具有3个约束的理论出发，对机构学的自由度计算公式重新进行了研究。研究结果表明：只要对平面、球面机构自由度的计算公式稍加变化，就可得到空间机构求自由度的新公式，利用这个新公式，既可以求空间机构的自由度，又可以求平面、多环、空间开式链、混合链等机构的自由度。比传统公式使用方便，在形式和内容上都有实际意义，从而 为空间机构自由度的计算提供了可靠的理论计算式。
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  混合流程企业的一种实用调度算法

  郑锋;孙树栋;余建军

  . 2003, 39(1): 65-68.

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  以西北锆管有限责任公司的MIS系统(NWZ–MIS)的开发为背景，详细讨论了一种用于混合流程企业的实用调度算法。该算法的内容主要体现在以下几个方面：合并工艺文件中的相关工序，生成大工序工艺文件，使混合型加工从大工序的观点来看可近似为离散加工；以各工序的动态优先级和加工准备时间为参考完成静态调度；最后，讨论了算法中为增强调度柔性以解决该类企业加工调度中的某些特殊问题而采用的几种处理方法。
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  南水北调东线工程水泵机组结构选择

  仇宝云;黄季艳;袁寿其;黄海田;陆一忠;冯旭松

  . 2003, 39(1): 69-73.

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  针对南水北调东线工程特点，分析了其梯级泵站对主泵机组的要求。根据现有大型水泵机组应用情况和技术水平，综合考虑可靠性、维修性、环保性和土建设备投资、运行费用等多方面因素，从提高工程总体效益出发，提出了梯级泵站主泵机组适宜的容量、泵型、机型、轴线形式和关键结构，结论对工程的规划设计、设备选型和运行管理具有参考价值。
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  冲击振动落砂机的周期运动稳定性与分叉

  罗冠炜;谢建华

  . 2003, 39(1): 74-78.

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  通过理论分析和数值仿真，研究了冲击振动落砂机周期运动的稳定性与局部分叉，揭示了冲击振动落砂机周期运动经概周期分叉和倍周期分叉向混沌的演化过程。周期运动的稳定性与分叉研究可以为冲击振动落砂机的动力学优化设计提供理论依据。
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  基于无级变速传动的并联式混合动力汽车动力学仿真研究

  孙冬野;秦大同

  . 2003, 39(1): 79-83.

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  采用金属带―行星齿轮无限级变速传动系统的并联式混合动力汽车，具有在相同动力性能下所需电动机功率小、燃油消耗少、废气排放低等特点。应用键合图理论，分析了双模态型并联式混合动力汽车的发动机、电动机及离合器等部件的性能参数以及变速器速比在汽车加速行驶过程中的变化规律，从而为进一步开发并联式混合动力汽车提供理论设计依据。
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  由液压总线和开关液压源构成的新原理液压系统

  顾临怡;邱敏秀;金波;曹建伟

  . 2003, 39(1): 84-88.

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  提出一种新原理的节能型液压系统，其核心是一套压力变换装置，称为开关液压源。开关液压源的输入端直接挂在液压总线上，通过高速开关方式加以升压或降压增流，最终输出与各执行器需求相适应的压力和流量，最大限度地降低节流损失，达到最佳节能效果。
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  C-Bézier构造工程曲面

  樊建华;罗国明;林兴;王卫民

  . 2003, 39(1): 89-92，1.

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  给出了用C-Bézier构造工程中常见的平移曲面、直纹曲面、旋转曲面、椭球曲面和扫掠曲面的新方法。试验表明，C-Bézier方法构造工程曲面算法简洁、高效。
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  压渗法制备陶瓷网络复合材料摩擦行为研究

  尧军平;王薇薇;马新生;杨卯生

  . 2003, 39(1): 93-96.

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  提出了三维陶瓷网络(骨架)增强金属基复合材料的新构思，设计和制备了一种新型的三维陶瓷网络(骨架)增强铝合金复合材料，研究了其在干摩擦状态下的滑动摩擦磨损行为。结果表明，基体铝合金在重载时产生严重粘着磨损，磨损层发生软化和塑性流动，而复合材料中的陶瓷颗粒暴露于磨损表面并起承载作用，从而保护基体不发生严重磨损。与基体合金相比，复合材料摩擦因数平稳而较低，且耐磨性提高6倍左右。
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  摩擦对叶片精锻预成形毛坯放置位置影响规律的研究

  刘郁丽;杨合;詹梅

  . 2003, 39(1): 97-100.

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  利用自行开发的叶片锻造过程三维有限元模拟分析系统对不同预成形毛坯在不同摩擦条件下材料充填模腔的过程进行了模拟分析，获得了叶片精锻过程中摩擦对预成形毛坯在模具中放置位置的影响规律：当摩擦因数较小时，材料首先充满左侧型腔，此时，要获得合格叶片精锻件，需将预成形毛坯在模具中的放置位置向右移动，不同截面右移的距离大约是叶片该型面弦长的5%~10%。随着摩擦因数的增大，材料几乎同时充满模具左右侧型腔，说明在该条件下预成形毛坯在模具中的放置位置是比较合理的。该研究对叶片精锻工艺的优化设计具有重要的指导意义。
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  基于灰色系统理论的多目标优化的一种策略

  陈义保;姚建初;钟毅芳

  . 2003, 39(1): 101-106.

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  利用灰色系统理论，提出了多目标优化时计算各目标权重的权系数群体评估法。针对多目标优化设计中存在的问题，提出了灰色差异度的方法。以灰色差异度为目标函数，将多目标优化转化为使灰色差异度最小的单目标优化。并以此方法对抽油机进行了多目标优化设计，得到了较优的结果。通过分析比较，说明该方法适用于多目标非光滑、奇异函数的优化设计。
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  CVC轧机轧辊轴承载荷工况在线检测?

  史荣;申光宪;陈占福;陈步权;江光彪;赵宏伟;黄庆学;李玉贵;李淑娟

  . 2003, 39(1): 107-110.

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  为了研究热连机轧辊轴承失效原因，对宝钢2050CVC轧机F4机座工作辊操作侧组合轴承的载荷工况进行了在线检测，包括轴承的动态径向列间分布、轴向力及轴承外环温度分布，获得了大量有价值的试验数据，为提高轴承寿命研究提供了科学依据。
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  基于双圆弧步长伸缩数控插补非圆曲线算法的研究?

  陈明君;赵清亮;董申;李旦

  . 2003, 39(1): 111-116.

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  为了加工出高质量的非球曲面器件，超精密非球曲面数控系统的数控插补算法非常重要。根据所要加工的非球曲面零件，采用了一种新的非圆曲线数控插补算法“双圆弧步长伸缩数控插补算法”。这种算法采用双圆弧段逼近方式，其双圆弧段彼此相切，一阶导数连续，并且步长可伸缩，其数控插补误差可进行控制。因此加工后的工件表面整体光滑，插补曲线的质量很高，而且适用性很广泛。最后用所研制的数控插补算法进行了大量的磨削加工试验，试验结果表明：该插补算法能加工出高质量的非球曲面零件，加工后的零件面形精度为0.30 ?m，其表面粗糙度Rrms=11.555 nm，Ra=8.538 nm。
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  叠层制造领域中的STL模型平滑处理技术

  董涛;朱丽;侯丽雅;章维一

  . 2003, 39(1): 117-122.

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  由于STL格式容易生成且不需复杂的CAD系统支持，已发展为叠层制造领域的数据交换标准，但STL模型的精度与其数据文件的尺寸之间存在严重矛盾。提出并实现了一种既可用更高的精度和平滑度对STL模型截面轮廓进行重构，又可显著减小切片文件数据量的最优双圆弧拟合技术。工艺试验证明：与传统的直线段(圆弧)拟合技术相比，采用了切片轮廓最优双圆弧重构技术的叠层制造系统可加工出具有更高成形精度、表面光滑度的成形件，且无需严格的STL模型毗邻误差。
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  基于机敏材料的冗余度柔性机器人弹性动力响应最优控制?

  宋轶民;余跃庆;张策;马金盛

  . 2003, 39(1): 123-127.

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  为了改善冗余度柔性机器人的动力学品质，采用了振动主动控制方法。设计了具有压电作动器与应变传感器的机敏连杆，构造了冗余度柔性机器人振动主动控制系统的状态空间表达式。利用独立模态空间控制理论设计状态反馈控制器，获得了压电作动器的实际控制电压，并根据连杆中点的应变信号对系统状态进行了近似估计。最后，以平面3R冗余度柔性机器人为例进行了计算机仿真，其结果证明了这种振动主动控制方法的有效性。
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  铝合金表面电沉积Ni-SiC复合镀层的研究

  丁雨田;许广济;戴雷;尹建军;寇生中;喇培清

  . 2003, 39(1): 128-132.

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  针对铝合金表面的电镀特点，采用化学侵锌、预镀镍等预处理方法，在铝合金表面得到了表面光洁平整，内部质量优良，与铝合金基体结合紧密的Ni-SiC复合镀层。研究了镀液中SiC浓度、电流密度、搅拌速度、镀液pH值和镀液温度等电镀参数对复合镀层厚度、镀层中的SiC体积分数及镀层显微硬度的影响。结果表明，电镀工艺条件的改变影响Ni-SiC复合镀层的共沉积速度与SiC粒子在镀层中的体积分数。当镀液SiC浓度为120 g/L时，镀层中的SiC体积分数为8.5%，硬度为504.6 HV,较纯铝（82.5 HV）提高5倍，较纯镍（242.5 HV）提高1倍。
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  Ti-15-3合金热反挤成形微观组织的模拟

  李萍;薛克敏;吕炎;谭建荣

  . 2003, 39(1): 133-136.

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  通过等温压缩试验和金相分析研究了热变形参数对Ti-15-3合金固溶处理后微观组织的影响，并采用人工神经网络的方法建立了其等效晶粒尺寸及再结晶晶粒体积百分数与变形程度、变形速率和变形温度之间的数学模型。将此模型与热力耦合刚粘塑性有限元法相结合，对Ti-15-3合金热反挤成形固溶处理后的组织场进行数值模拟，并相应地进行了试验研究，模拟值与实测值吻合较好。这些研究成果对确定Ti-15-3合金工艺参数有重要意义。
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  基于RP技术的激光诱导选择性化学沉积微细加工技术的研究

  刘立兵;赵毅;李明辉;潘伟

  . 2003, 39(1): 137-142.

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  在介绍快速成形技术以及微机电系统与微细加工技术的基础之上，对比分析了一些基于快速成形技术微细加工方法的优缺点及其最新研究成果。对于激光诱导选择性化学液相沉积快速成形技术的研究，首先从整个的系统原理到工艺流程进行详细地论述，并指出此技术所存在的一些优缺点。在普通玻璃上进行了激光诱导选择性化学液相沉积铜的试验，成功地沉积出点、线和面并实现了分层累加的沉积。在从激光诱导化学液相沉积技术的沉积原理和反应机理的分析到反应速率及沉积速率模型的建立的基础之上，进一步论证了激光诱导选择性化学沉积快速成形技术在三维微细加工方面的应用上是可行的。
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  微线段齿轮的创成方法探讨及其计算机仿真

  王爱群;冯显英;艾兴

  . 2003, 39(1): 143-148.

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  研究了微线段齿轮的创成方法，确定了“包络—旋切”两步加工法和加工刀具的选取方法，建立了旋切法数控加工微线段齿轮的运动控制模型，并通过计算机仿真进行了验证。
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  环保型连续输送设备——圆管状带式输送机

  王鹰;杜群贵;韩刚;韩刚华

  . 2003, 39(1): 149-158.

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  介绍了一种无公害化的输送设备——圆管带式输送机的特点、工作原理及组成，同时也阐述了它的设计和计算方法以及防止扭转等措施，并为物流行业的工程技术人员提供有益的参考。