机械工程学报

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王艾伦;钟掘

. 2003, 39(4): 1-5.

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运用键合图和功率拓扑键合图，建立了一个典型复杂机电系统——高速轧机的全局耦合动力学模型，揭示了各子系统之间的耦合关系，分析了由于耦合导致的影响，借助拓扑约束键及因果线，系统数学模型可由子系统数学模型分立——联合运行求解，大大降低了模型的病态程度和仿真时间；数学模型高度模块化，因而可方便地拆卸、拼装以适用于不同类型的轧机。对研究结果进行对比表明所建立的全局耦合动力学模型比一般孤立系统动力学模型更接近实测数据。方法具有一般意义，可用于其他复杂机电系统的动力学建模和分析。

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基于层次概率模糊认知图的产品拆卸序列研究?

潘晓勇;骆祥峰;刘光复;刘志峰;王淑旺

. 2003, 39(4): 6-10.

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根据拆卸序列研究的现状，提出了层次概率模糊认知图的数学模型，并用基于层次概率模糊认知图的方法来产生全拆卸中的拆卸序列。该方法能有效地解决其他方法较难解决的从产品装配图中提取拆卸分析所需的某些信息，如拆卸稳定性和拆卸过程中的干涉判断，以及当产品的零件数目过多或零部件之间的配合关系复杂时拆卸模型表达等问题。最后以飞轮组件为例，结合三维软件UG用VC++ 6.0二次开发，从产品三维模型中提取零件间的配合关系等相关信息，提供给专家建立层次概率模糊认知图时参考，从而得到了拆卸序列及动态实现了拆卸的过程，并可以检查拆卸干涉问题、拆卸稳定性以及拆卸序列的正确性，从而表明该方法具有简单、鲁棒性和实用等特点。

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机器人关节间隙误差分析

宋月娥;吴林;戴明

. 2003, 39(4): 11-14.

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对关节间隙变量采用二维矢量表示法，分析了机器人关节间隙对机器人末端位置重复精度的影响。假设关节间隙随机性为某种分布，根据概率论建立了机器人末端点概率密度函数，从而得到机器人末端的误差分布函数。利用该方法对RHJD4—1 6自由度弧焊机器人关节间隙误差进行了分析，研究了关节间隙对空间机器人末端位置重复精度的不确定性影响情况，得到了关节间隙误差与机器人末端位置重复精度的约束关系，为机器人机构设计和机器人精度分析提供了理论依据。

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车铣运动的矢量建模

姜增辉;贾春德

. 2003, 39(4): 15-18.

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阐述了车铣的主要运动形式及其特点，并对轴向车铣、正交车铣两类典型加工方式的优点和局限进行了简要的介绍。建立了统一的车铣运动矢量模型，给出了适用于轴向车铣、正交车铣等各种形式的车铣运动表达式，并对车铣的运动矢量表达式进行了深入的讨论。

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基于功能推理机制研究复杂机械产品的概念设计

张国全;钟毅芳;何海

. 2003, 39(4): 19-24，2.

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提出了系统功能分层策略和组件建库与调用机理，采用重新定义问题和部分解的方法，从系统功能定义入手，将最初问题分解成按照功能定义的部分问题，以此形成的空间与组件解空间进行耦合，寻找满足功能需求的最初问题解。在布料系统的概念设计上用此机制验证了设计过程的自动性和方法的有效性。

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模糊回归理论在QFD系统建模中的应用研究

陈以增;唐加福;任立义;侯荣涛

. 2003, 39(4): 25-29.

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针对QFD规划过程的内在模糊性，把模糊回归理论应用于QFD的规划过程，建立了确定顾客需求与工程特性之间的关联函数及工程特性之间自相关函数的数学方法，进而建立了一个QFD的产品规划模型。该方法适合于各种工程设计问题，尤其是在不确定的、模糊的条件下，能够有效地确定关联函数及自相关函数，帮助开发人员优化顾客需求的满意水平，使顾客对产品满意度最大。

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颗粒增强铝基复合材料滑动摩擦行为的载荷依赖性

翟洪祥;杨勇;黄振莺

. 2003, 39(4): 30-34，7.

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用盘—块式摩擦试验机，在30 m/s的滑动速度和0.1?0.8 Mpa的法向载荷(压强)范围，研究了SiC颗粒增强6061铝合金对碳基材料滑动摩擦行为的载荷依赖性。观察并分析了法向压强对动摩擦因数的随机波动行为、摩擦初期的过渡行为及摩擦面状态的影响。重点讨论了相对稳定期动摩擦因数的平均值?av、标准偏差? 以及过渡期时间t*和初始值?0对法向压强pn的变化规律。结果表明，随pn值增大，t* 线性减小，?0基本不变，而?av非单调变化(在大约pn＜0.25 Mpa 的范围内急剧增大，大于这个压强则缓慢减小)，? 的变化趋向与?av类似。

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冷却对换热器内湍流流动的影响

李国祥;毛华永;李娜

. 2003, 39(4): 35-38.

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采用IFA300恒温式热线风速仪对换热器热气通道内的湍流流动进行了测试研究。利用一维探针测试的结果表明：传热边界条件对被测区域的量纲一平均速度的分布影响很小，而传热边界条件不同对湍流度的分布有一定的影响。结合两维探针的测试结果分析说明了边界受冷却时，近壁区气体体积变化是加剧湍流脉动的主要原因。

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大型钢结构系统广义强度失效模式分析方法研究

徐格宁;王建民;高有山;王文红

. 2003, 39(4): 39-43.

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基于系统失效模式分析的优化准则法，提出大型钢结构系统广义强度失效模式理论分析方法，开发出计算软件GSFMA，以立体车库钢结构为工程实例，分析结果表明，根据结构规模和具体特征选择合理的控制参数X，不仅可提高计算效率，而且又不失可靠性计算的准确性；失效树中的第一个失效元件是导致其余元件失效的根源，加强第一个失效元件，是保证结构系统不失效的合理、经济的方法；提出的分析方法及GSFMA软件有效的。

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移动机器人四杆地形感知机构的设计

徐正飞;杨汝清;翁新华

. 2003, 39(4): 44-48.

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根据四杆机构的运动特性，结合城区和建筑内地形环境的特点设计了一种移动机器人四杆地形感知机构——TTSMS。通过对凸形地形的定义，描述了TTSMS对地形感知的原理和方法。它能够精确、可靠的感知地形，基本不受环境的干扰，能够直接获取障碍的特征，解决了移动机器人在三维地形环境中运动时障碍的实时感知问题。

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非回转对称拉深中材料流动变形规律的研究

鄂大辛;水野高爾

. 2003, 39(4): 49-52，8.

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作为非回转对称拉深系统研究的一部分，根据矩形盒件拉深中网格变形的测量结果，分析了压料面和盒底面材料的流动变位及其规律。指出了凸缘周向压缩变形与径向拉伸变形不成比例，曲边部流动变形不连续，盒底面短轴上产生与拉深力作用方向相反的塑性流动等变形现象是与圆筒拉深变形的最大区别，同时也是非对称成形有限元计算试验所必须认识和掌握的基本关键点。试验表明，如果根据材料流动规律合理地实施规范化局部润滑，可使大型覆盖件拉深成形极限进一步提高。

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梯度功能陶瓷刀具的热应力分析

王永国;艾兴;李兆前;邓建新;赵军

. 2003, 39(4): 53-55.

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运用有限元法计算了梯度功能陶瓷刀具内的热应力，结果表明，在切削速度较低的情况下，梯度功能陶瓷刀具内的热应力与普通陶瓷刀具内的热应力相比差别不大；而在高速切削条件下，梯度功能陶瓷刀具内的热应力明显小于普通陶瓷刀具，说明梯度功能陶瓷刀具适应于高速切削。

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四辊冷带轧机非线性参激振动的研究

陈勇辉;史铁林;杨叔子

. 2003, 39(4): 56-60.

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建立了四辊冷带轧机2自由度非线性参激振动模型，用多尺度法求解了振动系统在主参数共振情况下的一阶近似解，给出了振子的频率响应方程，用数值方法研究了定常解的稳定性，并应用最大Lyapunov指数和Poincaré映射方法分析了轧件变形抗力对轧机参激共振的影响。

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提高焊接接头疲劳强度的低相变点焊条和超声冲击方法

王文先;霍立兴;王东坡;张玉凤;荆洪阳;杨新岐

. 2003, 39(4): 61-65.

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由于焊趾部位存在有应力集中和残余拉伸应力，焊接接头的疲劳强度远低于基体金属，超声冲击和低相变点焊条的应用是近年来发展的提高焊接接头疲劳强度方法。通过对横向对接焊接接头和纵向角接板焊接接头试件的疲劳试验，在2×106循环次数下与普通E5015焊条焊态试件相比，超声冲击处理的两种型式接头的疲劳强度分别提高50%和71%，低相变点焊条焊接的两种型式接头的疲劳强度分别提高11%和41%，相应接头的疲劳寿命也有大幅度的提高。试验结果说明，两种方法都是提高焊接接头疲劳强度的有效方法，其中超声冲击方法的提高程度较高，而由于免去了焊后加工处理工序，低相变点焊条方法更适合于具有高值残余拉伸应力纵向焊缝焊接接头疲劳强度的改善。

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基于模糊优化辨识模块化机器人关节动力学参数?

刘晓平;彭朝阳;刘玉刚;李杨民

. 2003, 39(4): 66-70.

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为了能更为合理、准确地辨识出机电结构系统结合面的等效动力学参数，提出了基于模糊优化的辨识方法。以9自由度模块化冗余机器人为研究对象，采用模糊优化方法辨识了机器人关节面等效动力学参数，并利用所识别的参数及机器人各部件有限元模型建立了机器人整机动力学模型，该模型的模态参数与试验结果具有较好的一致性，表明所提出的辨识方法具有较高的辨识精度，是合理和可行的。

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环境激励下金属带式无级变速传动系统的试验模态研究

杨为;冯培恩;秦大同

. 2003, 39(4): 71-74.

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针对金属带式无级变速传动结构紧凑的特点，对环境激励下试验模态的原理和方法进行了深入系统的研究。在车辆传动试验台上，采集了运行状态下金属带式无级变速传动系统的加速度响应信号，用此信息识别了传动系统的固有频率及阻尼比，解决了常规试验模态分析方法不能解决的问题。研究内容和结果有助于对金属带式无级变速传动系统进行动态优化设计，提高传动系统的承载能力，并可对系统动力响应及疲劳寿命进行分析和预估，以减振降噪，提高汽车的乘座舒适性。

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射流电沉积快速成形技术基础试验研究

赵剑峰;黄因慧;吴安德

. 2003, 39(4): 75-78.

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研制了射流电沉积快速成形系统并进行了基础试验研究。研究结果表明，采用该系统可实现简单形状金属铜三维样件的沉积制备，样件具有较好的形状精度和尺寸精度，沉积厚度达到1.2 mm，SEM和XRD分析表明样件微观组织呈多孔均布结构，晶粒尺寸达到纳米尺度，力学性能测试表明样件材料具有高断裂强度和高硬度特性。

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焊接车间数据集市和数据挖掘的研究?

李迪;张春华;赖乙宗

. 2003, 39(4): 79-82.

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随着焊接生产规模向自动化和流水线方式发展，对生产过程质量在线监控和管理提出了更高的要求。为了分析影响焊接生产的宏观因素，实现管理者决策支持，建立了焊接生产车间数据集市，并利用数据挖掘技术获得有效的决策支持模型。

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基于软件体系结构的秦氏模型智能虚拟控件集成框架的研究

汤宝平;谢亭亭;周传德;尹爱军

. 2003, 39(4): 83-86.

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秦氏模型智能虚拟控件是对非智能虚拟控件经过功能赋予后形成的智能测试仪器单元，通过积木式拼搭，可形成各种类型虚拟测试仪器。对三种不同的软件体系结构类型进行比较，阐述了它们对智能虚拟控件复用与集成的影响；提出了支持插头插座式体系结构类型的智能虚拟控件层次结构以及基于体系结构的智能虚拟控件集成框架；给出了一个拼搭式虚拟仪器实例。

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组合三角Bézier曲面的延伸

赵东福;许澍虹;柯映林

. 2003, 39(4): 87-91.

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在分析四边拓扑曲面延伸方法的基础上，根据组合三角曲面的特点，提出了组合三角曲面的延伸方向、延伸步距及延伸点的计算方法，由延伸点和原始边界点形成延伸曲面的三角网格，通过分析延伸曲面三角网格的空间关系，提出了延伸曲面的折皱、重叠等奇异情况的分析和处理方法，应用三角形的形状因子，对延伸曲面三角网格中的狭长三角形进行判定，通过延伸点的插入和归并，对三角形网格进行优化处理，以保证延伸曲面的三角网格的品质。最后对原始曲面和延伸曲面的三角网格进行整体G1插值构造，得到延伸后的组合三角曲面模型。应用结果表明，提出的方法可行，算法有效、快速。

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基于线性插补加工零刃带螺旋回转面刀具的精度研究?

姚斌;吴序堂;毛世民;聂钢

. 2003, 39(4): 92-96.

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针对多轴线性插补方法加工零刃带回转面刀具建立了刃带宽度误差的分析模型，兼顾分析了两个几何体——砂轮大圆和锥面，在工件表面按一定规律运动时对刀刃宽度的精度影响，给出了减小误差的方法。同时提出了刀刃节点交错的刀位(CL)轨迹计算原理，可以大大改善刀具加工工件的表面质量，此方法简单可靠，具有通用性。

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储能飞轮转子轴承系统动力学设计与试验研究

戴兴建;卫海岗;沈祖培

. 2003, 39(4): 97-101.

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飞轮储能系统通过飞轮升速和降速来实现电能储存和释放，研究飞轮转子轴承系统固有频率预计、临界转速设计、动平衡等动力学问题。采用永磁轴承与螺旋槽动压轴承的混合支承方式，建立储能飞轮强度、动力学和充放电特性试验研究装置，进行了动平衡、阻尼支承调整、飞轮储能系统损耗和发电量测试等试验，试验飞轮达到设计转速42.0 kr/min，总储能497 W·h，从42.0 kr/min降速到13.8 kr/min，可用放电能达到290 W·h。

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3 800 mm鲁奇式加压气化炉壳体的焊接

迟永军

. 2003, 39(4): 102-107.

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介绍了先进的鲁奇炉代表型MARK＃ Ⅳ/4型? 3 800 mm鲁奇式加压气化炉壳体的焊接工艺及相关要求。根据产品的结构特点确定试验方案，在试验的基础上针对产品制造过程中的一些疑难问题进行方案论证和工艺攻关。制订了科学合理的焊接工艺方案，采取一系列措施保证产品质量和控制焊接变形，实现壳体纵环缝焊接采用窄间隙埋弧焊自动跟踪压道焊工艺。成功地解决了鲁奇式? 3 800 mm加压气化炉壳体焊接在质量性能、控制焊接变形等方面存在的难题，获得了满意的焊接效果。该项目的研制成功为承制大型疲劳容器和耐高温、高压的机械传动设备积累了宝贵的经验。

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基于Marr理论的机器人视觉光电混合处理系统人脸识别研究

余杨;黄惟一

. 2003, 39(4): 108-111.

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对联合变换相关器光电混合处理系统进行了Marr视觉计算理论分析，并将机器人视觉空间域法和频率域法预处理与联合变换相关器相结合识别人脸取得了明显效果。

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气体辅助注射成形充模流动数值模拟的研究

辛勇;阮雪榆;何成宏;柳和生;杨国泰

. 2003, 39(4): 112-115，.

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基于广义Hele－Shaw流动模型，通过引入合理的简化和假设，建立了实现气体辅助注射成形充模流动模拟的数学方程、气体穿透过程的边界条件、CAD/CAE建模关键技术以及系统程序设计方法等。该研究对气体的穿透过程、压力场分布、不同时刻熔体/气体边界的移动状态以及在模壁上形成表层聚合物熔体壁厚的过程进行了气体辅助注射成形充模流动的实例数值模拟研究。结果表明：增大气体注射压力，在其气体穿透方向所形成的表层熔体厚度比值也增大，降低熔体注射温度和非牛顿指数会增大气体穿透的壁厚值，其值接近试验测定的数值范围，也比较符合实际的气辅注射成形工艺结果。

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旋转横向流膜器环隙压力测试系统的研究

黄维菊;陈文梅;魏星;徐俊光;沈亮

. 2003, 39(4): 116-119.

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利用Delphi及Access 2000作为软件开发工具，研制了高精度的计算机控制的在线膜器环隙压力测试系统。可准确、方便、可靠地进行旋转横向流膜器环隙内的压力测试和渗透通量计算，亦可用于一般横向流与轴向流膜器的压力及通量测试。对膜微滤过滤机理的进一步研究，提供了有效的手段。

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一种新型的机器人移动结构

苏学成;樊炳辉;江浩;李贻斌

. 2003, 39(4): 120-123.

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给出一种四周履带式或四周轮式的机器人移动机构。以蛇形机器人为例，则是在它的顶面、底面和二个侧面均安装有履带或轮式移动机构。该机构的特点是在机器人发生倾翻、侧面碰到障碍物或走在“V”形路面上的情况下，均能继续移动。这种结构也可应用到其他移动机器人上。

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螺旋槽干运行非接触气体密封的理论分析与试验

徐万孚;刘雨川;李广宇;徐礼富;沈心敏

. 2003, 39(4): 124-127.

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设计制造了“W?ndef 288型”螺旋槽干运行非接触气体密封(线速度111.4 m/s、温度110 ℃)，并进行了动态与稳定性分析、特别是角向半频自激振动及共振振荡的理论分析。工业模拟运行了近3 000 h(100余次起停)，上万的测试数据表明了其优异的性能。

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弧焊过程电信号的小波包分析

薛家祥;易志平

. 2003, 39(4): 128-130.

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CO2弧焊过程电信号的实际测试过程中，消除噪声干扰是一个重要的环节，小波包滤波方法可以有效地将信号和噪声区别开来。在Windows环境下，采用Visual C++6.0编程实现了小波包软阈值算法。测试结果表明：基于软阈值的小波包滤波是一种更有效的降噪方法，它可以改善信号特征信息的提取。

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反求工程中复杂曲面数字化重构关键技术的研究

齐从谦;陈亚洲;甘屹;崔琼瑶

. 2003, 39(4): 131-135.

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针对汽车覆盖件实物模型实施反求工程来构建其CAD数字化模型，在反求工程的一些关键技术，如实物模型表面数字化技术、数据点云分割技术、三维曲面拟合技术及曲面光顺技术等方面，提出一些创新性的研究观点和具体实现方法。

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迷宫气封三维非定常流场及转子动特性数值仿真

李雪松;黄典贵;李久华;徐建中

. 2003, 39(4): 136-140.

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通过计算流体力学方法，采用近似的解析变换网格，以及混合有限分析格式，对迷宫气封流场进行三维非定常数值求解，进而求得密封气流对转子的气流激振力，获得转子的动特性系数。将计算结果与试验结果以及双控制体计算结果相比较，结果令人满意，说明了该计算程序是正确可靠的。该方法精度较高，适用范围广，可以应用于各种复杂的涡动情况及各种齿型，对气封转子的深入研究有重要意义。计算结果还显示了主刚度、主阻尼对气流进口周向速度不敏感，而交叉刚度对气流进口周向速度非常敏感。由于交叉刚度对转子的稳定性影响相当大，这一点是值得注意和利用的。

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变系数移距变位方法及其在非圆齿轮传动中的应用

谭伟明

. 2003, 39(4): 141-144.

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针对齿轮传动提出变位系数随节曲线位置变化的设计方法，并应用于解决非圆齿轮传动的设计。首先建立具有移距变位量的生成齿条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，经坐标变换后在齿轮坐标系中获得变位非圆齿轮的齿廓曲线数学模型。根据非圆齿轮节曲线的曲率半径随节曲线位置变化的特点，提出一种由节曲线位置确定变位系数的变系数移距变位方法。以高阶椭圆齿轮的变位传动设计为例，设计了按余弦规律变化的变位系数函数，用计算机图形仿真的方法获得其齿廓曲线，验证了该方法的正确性。

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储能飞轮过盈/脱落过程研究

杨鼎宁;邹经湘

. 2003, 39(4): 145-150.

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核电冷却剂泵上安装飞轮，用以储备转动惯量，保证在泵电动机断电时冷却剂流量缓慢下降，避免反应堆事故。采取过盈配合的目的是控制飞轮临界转速。过速情况下，飞轮发生膨胀，从立轴脱落，可以预防爆裂的发生。设计了一套由临界转速控制的逐层脱落的安全飞轮。运用平面应力法与包含间隙元的有限元模型，对飞轮进行过盈设计和应力分析。在递增的离心力作用下，对飞轮摩擦配合的连续、滑动、脱落过程进行完整仿真。

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涡旋压缩机型线的误差灵敏度与径向啮合间隙的相关分析

樊灵;靳春梅;屈宗长;孙国基

. 2003, 39(4): 151-154.

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提出了涡旋压缩机型线自转误差灵敏度的定义，并通过型线自转误差灵敏度和径向啮合间隙的几何关系，提出了在考虑动盘存在自转的非理想条件下，计算动态径向啮合间隙的方法，分析了型线类型、型线法向角和动盘自转角对径向啮合间隙的影响，并通过具体算例进行了证明。基于所获得的型线类型和法向角与自转误差灵敏度相关的结论，不仅获得了一个评价型线性能优劣的新的参考指标，而且还推导出了型线误差灵敏区和迟钝区的判定准则。根据这一准则，提出了在灵敏区应严格控制型线加工误差的精度保证措施，从而对减少啮合间隙，提高压缩机气密性具有重要的指导作用。

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利用喷射器回收原油挥发气的装置及其应用实例

金良安;刘学武;李志义;张明虎

. 2003, 39(4): 155-158.

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从分析油田原油挥发气回收工程的特点入手，提出了一种基于喷射技术的回收方法。针对喷射技术应用中存在的关键问题，在大量试验的基础上，系统地研究了新型的匹配式多级喷射器的解决方法。工程应用的结果表明，该种回收方法具有操作使用简单、维护管理方便等显著优点，是一种具有推广价值的回收方法。

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2003年, 第39卷, 第4期　
刊出日期：2003-04-15

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