机械工程学报

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潘双夏;高飞;冯培恩

. 2003, 39(7): 1-6.

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在批量客户化生产模式下，不仅要考虑客户对产品的多品种小批量的功能需求，又要满足客户对产品的大批量生产的低成本的要求，合理有效的模块划分是解决上述矛盾的关键。在模糊聚类分析及信息熵理论的基础上，提出了考虑客户需求、产品的装配、成本和维修等综合因素的模块划分方法和策略，分析了模块聚类的相关准则和基于信息熵的量化评价方法，建立了相应的数学评价模型，并以电钻为例，利用提出的方法得出了用模块化方法进行产品再设计时模块划分的初始方案。

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基于结果链的建模方法在企业分析和系统设计中的研究与应用

米小珍;刘晓冰;臧传真

. 2003, 39(7): 7-12，2.

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针对企业建模研究中存在的问题，提出了基于结果链的建模方法(RCM)的语义、语法和应用规范。作为实例，应用结果链技术分析了某企业的项目决策、CIMS和工程设计开发系统在企业中实施的具体问题。研究结果表明，结果链建模技术由于强调系统中各部分之间的相互影响以及对企业最终结果的影响，可以帮助企业在IT项目实施全过程中分析企业系统、技术、组织、人员、决策和考评等因素的相互关系，找到IT投资后实现效益的成本最低、风险最小的路径，是解决企业实施高新技术中所出现问题的一种全新观点，也是传统建模方法的有效补充。

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考虑特征差异的多特征工件依次定位

陈善勇;李圣怡;戴一帆

. 2003, 39(7): 13-17.

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现有的工件定位算法对于多特征工件按照组合特征进行定位，而实际上不同特征对于定位结果的影响是不同的。考虑到工件各个特征之间的差异，在深入研究多特征的位形空间理论的基础上，参考形位误差评定问题中多基准建立的过程以及对称工件定位算法，提出了多特征工件依次定位问题和算法，按照一定准则(如特征本身精度高低)对各个特征依次进行定位。仿真试验表明该算法更符合实际。

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无堵塞离心泵内部三维固液两相湍流场数值模拟

袁寿其;李昳;何朝辉

. 2003, 39(7): 18-22.

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针对无堵塞泵叶轮内部流场的特点，选用颗粒拟流体的k-?-Ap模型模拟两相湍流，基于SIMPLEC算法建立压力修正方程来满足连续性方程和动量方程间的耦合关系，并由此建立了两相湍流的时均控制方程组，采用GEMCHIP算法编制程序对叶轮内流进行模拟，并实现了模拟结果的可视化。模拟结果揭示了无堵塞泵叶轮内部流动的某些特征：叶轮前盖板—吸力面处存在射流—尾迹区，流体相与颗粒相之间有速度滑移，且滑移值随流道逐渐降低。

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气动人工肌肉系统建模与仿真

李宝仁;刘军;杨钢

. 2003, 39(7): 23-28.

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建立了气动人工肌肉系统完整的静动态特性数学模型，提出气动人工肌肉系统的工作过程可以分为等容充气、充气收缩、排气伸长和等容排气四个部分。并通过仿真分析了气动人工肌肉系统的工作特性，为控制策略的选取以及试验研究打下基础。

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斜齿圆柱齿轮传动系统动力学模型及动特性试验研究

林江;楼建勇

. 2003, 39(7): 29-33.

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以一个带有原动机、工作机的斜齿轮传动系统为研究对象，同时考虑了电动机转子、各联轴器、斜齿轮副及发电机(工作机)转子等影响因素，并且引入了齿轮啮合传动时的变形协调条件，建立了一个多质量系统的动力学模型，研究了在各种不同条件下系统扭转振动、横向振动以及两者的耦合振动，并采用四阶Runge—Kutta法进行求解，得到了几个关于齿轮动力特性的影响规律，同时通过动特性试验对所建模型进行了验证。

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可重构机器人单元结构设计及组合特性分析

郑浩峻;汪劲松;李铁民

. 2003, 39(7): 34-37.

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建立了可重构机器人的一般化模块单元结构模型，定义了单元的组合表面，根据单元模型的几何外形和组合面的几何对称性，对其组合特性进行了分析。在此基础上，针对机器人转动关节的结构和运动特点，分别建立了摆动单元和旋转单元的可重构模型，同辅助单元共同组成可重构机器人系统的基本组合单元，并根据单元的几何结构，利用组合数学理论分别对其组合特性进行了研究。最后，利用这3种基本单元组合装配了一种与实际系统相对应的五足步行机器人，表明提出的可重构单元具有一定的可行性和实用性。

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一种含平行四边形支链的3自由度并联机构姿态精度综合与装配工艺设计

李思维;黄田;Derek Chetwynd;David Whitehouse

. 2003, 39(7): 38-42.

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以含平行四边形支链的3平动自由度并联机构主模块为对象，通过误差建模揭示出影响这种机构末端姿态精度因素。利用灵敏度分析结果，将精度综合归结为一类有约束线性规划问题，并据此提出两种可以有效抑制末端姿态误差的装配工艺方案。

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基于单脉冲放电的钨微细电极快速成形方法及其应用研究

曹国辉;王振龙;迟关心;郭永丰;赵万生

. 2003, 39(7): 43-47.

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在传统电火花加工的基础上，通过单脉冲放电方式，在钨细线电极的端部瞬时成形出一个微米级的微细电极。运用试验研究详尽分析了各主要加工参数，如电极材料、加工极性、工作液介质、放电持续时间和峰值电流等对微细电极的成形影响，得出了微细电极瞬时成形的基本规律。此外，在试验的基础上对微细电极成形的机理进行了初步探讨，并对成形后的电极进行了能谱分析。通过本方法可以在直径0.125 mm的钨丝端部瞬间得到长350 μm，直径30 μm左右的微细电极，用该电极成功地完成了多个微米级微细孔的加工。微细电极的尖端半径约为100 nm，可作为扫描仪器和检测仪器的微细探针。极大地提高了微细电极或探针的成形效率，有望成为微细电极和微细探针制备的有力手段之一。

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提高弹性能模型方法预测焊接变形实用性的研究

蔡志鹏;赵海燕;鹿安理

. 2003, 39(7): 48-50.

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在基于弹性应变能相似方法的基础上，针对薄壁结构中主要焊接变形的模型预测，利用形状因子对几何条件加以放宽，从而大大便于模型的设计和研制，并降低成本。

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供气压力波动自适应缓冲高速气缸的研究

王祖温;王海涛;包钢;李哲

. 2003, 39(7): 51-55.

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缓冲是研制高速气缸要解决的关键难题。针对内置缓冲式气缸的缓冲过程建立了数学模型，从吸收能量和冲击能量之间的关系研究供气压力波动对缓冲的影响，仿真结果和试验结果基本吻合。根据分析结果，研制了内置供气压力反馈缓冲结构的新型高速气缸。试验结果表明该新型气缸的缓冲在一定供气压力波动范围内具有良好自适应能力。

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受制滚动钢摩擦副的摩擦特性研究

刘启跃;周仲荣

. 2003, 39(7): 56-58，6.

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利用往返滚动运动的试验装置，试验研究了滚动摩擦特性。研究表明：受制滚动中，随着滚动阻力增加，物体发生滚动时的预位移量也在增大；滚动物体从静止到运动的过程中，摩擦因数是变化的。摩擦因数的变化与接触表面的磨损过程是相关的；表面磨损类型的不同对表面摩擦因数有较大的影响。

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焊缝位姿及焊枪位姿的模型

陈志翔;卢振洋;殷树言;宋永伦

. 2003, 39(7): 59-62.

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针对机器人弧焊条件下的特殊要求，建立了焊缝位姿和焊枪位姿模型，以坐标系的形式定量描述焊缝及焊枪的位置和方向，确定了能够准确且严格地描述焊缝的焊接位置和焊枪姿态的参数：焊缝倾角、焊缝转角及焊枪工作角和行走角，并给出了计算方法。上述参数不但计算简便，而且可以直接代表焊接位置和焊枪姿态对焊接质量的影响因素。模型对于焊接工艺的建模与仿真以及机器人焊接的建模与离线编程具有非常重要的意义。

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配置蓄能器的变频驱动液压电梯能耗特性研究

林建杰;徐兵;杨华勇

. 2003, 39(7): 63-67.

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介绍了配置蓄能器的变频驱动液压电梯控制系统的节能原理。给出装机功率的计算方法，说明该系统能够极大降低装机功率。对电梯轿厢在不同楼层、不同负载工况运行的系统主要环节的功率进行了试验研究。试验结果表明，同样工况下该系统与其他典型的液压电梯动力系统相比，总效率高、能量损耗低，具有良好的节能效果。

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HT-7U超导托卡马克装置真空室结构数值分析

宋云涛;姚达毛;武松涛;翁佩德

. 2003, 39(7): 68-73，8.

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真空室作为HT-7U超导托卡马克核聚变试验装置主机关键部件，是等离子体运行的直接场所，在装置运行期间，它不仅受到电磁载荷，而且还会受到夹层内压力硼化水和250 ℃高温烘烤所产生的热应力。首先采用数值模拟方法分析了真空室在等离子体突然破裂以及垂直位移事件诱发HALO电流所产生的电磁载荷，然后借用大型有限元分析程序COSMOS和NASTRAN，分析了真空室在各种工况下的应力分布和位移变形，为超导托卡马克同类装置真空室的结构设计提供了有价值的理论依据。

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采用线性加减速伺服系统的快速准确定位方法

郭新贵;李从心;阮雪榆

. 2003, 39(7): 74-78.

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定位精度与定位时间是CNC系统中十分重要的性能参数，加减速算法特别是减速算法对它们有着十分重要的影响。详细地分析了传统减速算法定位时间长的原因，在此基础上提出了改进算法，并进行了仿真和试验，结果表明在保证相同定位精度条件下采用该方法可大大缩短定位时间和提高机床加工效率。

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薄板冲压成形过程的并行有限元仿真技术

曹银锋;郑军;李光耀;钟志华

. 2003, 39(7): 79-83.

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根据显式有限元的计算特点和神威超级计算机的体系结构，设计了基于消息传递和区域分解的动态显式有限元的并行算法，给出了基于薄板冲压有限元仿真特点的并行化分区算法，开发了薄板冲压成形并行有限元仿真软件。算例计算结果表明：采用并行有限元计算，可以大大提高薄板冲压成形的仿真计算效率。

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高速强力电磁阀挤压油膜阻尼的研究

夏胜枝;欧阳明高;周明;郝守纲

. 2003, 39(7): 84-88.

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新型电控燃油喷射系统有利于降低柴油发动机的排放和油耗。高速强力电磁阀是决定电控燃油喷射系统性能的关键部件，其动态响应特性直接影响燃油喷射特性。在电磁阀的衔铁和电磁铁之间存在很薄的油膜，影响电磁阀的动态响应特性。运用层流基本理论进行理论简化分析，并在此基础上进行了仿真计算，结果与实际试验吻合良好，并探索出了各参数对衔铁阻尼特性的影响，为参数的匹配提供了依据。

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基于神经元的多传感器数据级融合研究

谷立臣;张优云

. 2003, 39(7): 89-93.

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在不知道先验知识的条件下，从含有观测噪声的多传感器测量数据中估计出方均误差最小的数据融合值，并作为神经元融合系统训练样本，因而解决了多传感器测量系统数据级融合的标定问题。研究结果表明，融合数据在精度﹑容错性以及动态响应方面均优于单传感器测量。

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模拟板带轧制三维变形的流面条元法

刘宏民;王英睿

. 2003, 39(7): 94-100.

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提出模拟板带轧制过程三维变形的一种新的数值方法——流面条元法。沿着金属的流动轨迹，将变形区划分为若干流面(曲面)条元，为方便分析和计算，又将其映射为平面条元。横向位移和高向位移的纵向分布被分别构造为四次曲线和二次曲线，其横向分布均用三次样条插值函数表示，高向分布均用二次曲线拟合。根据塑性力学流动理论，分析推导了变形区三维变形和应力的数学模型。与曾经提出的流线条元法相比，考虑了应力与变形沿高向的不均匀分布，实现了精确的三维分析和计算。仿真实例表明，该方法和模型符合实际，为板带轧制过程的三维力学仿真提供了一个新的实用工程数值方法。

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高性能CVD金刚石薄膜涂层刀具的制备和试验研究

孙方宏;陈明;张志明;沈荷生

. 2003, 39(7): 101-106.

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采用电子增强热丝EACVD法，以WC-Co硬质合金刀具为衬底制备金刚石涂层刀具，研究了提高涂层附着力的衬底预处理新方法，探讨了抑制Co催石墨化作用的有效措施，提出了改善金刚石薄膜表面粗糙度CVD后处理新工艺。研究结果表明，采用了Ar-H2微波等离子体刻蚀脱碳预处理方法对于提高金刚石薄膜涂层的附着力有明显效果，添加适量粘结促进剂，可有效地抑制CVD沉积过程中钴向表层扩散引起的催石墨化作用。采用分步沉积新工艺是减小金刚石薄膜表面粗糙度的有效方法。所制备的高附着力和低粗糙度的金刚石薄膜涂层刀具切削性能明显改善，对实现高效高精度切削加工具有十分重要的意义。

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轧辊表面微凸体形貌激光毛化技术的试验研究

刘莹;陈大融;杨文言

. 2003, 39(7): 107-110.

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以冷轧薄钢板冲压过程合理形貌的摩擦学设计为基础，对采用YAG脉冲激光器加工轧辊表面的微凸体形貌的机理进行了分析，并对主要加工参数的控制进行了试验研究。试验证明：激光输入功率密度在33 kW/cm2≤?S,P≤75 kW/cm2范围内，离焦量+0.10～+0.15 mm，激光扫描频率5 Hz，脉宽分别为0.5 ms，并采用功率增益功能，氩气保护时，可以加工出微凸体形貌。微凸体形貌制备试验的成功为进一步研究平整形貌复映关系和研究具有规则光滑凹坑表面形貌冷轧薄钢板的冲压性能提供了基础。

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单螺杆挤出机并联式稳压装置的模拟计算

李晓林;吴大鸣;伊万 M

. 2003, 39(7): 111-115.

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研制了单螺杆并联式稳压装置，建立了高聚物为等温幂律流体稳压装置的数学模型，用MathCAD软件对该模型进行了数值模拟。给定主螺杆末端的压力波动，计算了稳压螺杆对压力波动的调节能力，分析了影响稳压螺杆稳压效果的各种因素。结果表明：若固定稳压螺杆转速，通过自动调节稳压螺杆中高聚物熔体的存留长度，可补偿主螺杆压力和产率波动的97.6%；若调节稳压螺杆的转速，则可完全补偿主螺杆压力和产率的波动。

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链环式超越离合器高速超越特性研究

黄靖远;孙吉平;高志;张济政;黄华星;权英华

. 2003, 39(7): 116-118，.

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连续、长期高速超越问题是现有超越离合器的技术难点，磨损和发热问题都难以解决。链环式超越离合器以其完全创新的功能原理，在承载能力和使用寿命等方面明显优于其他摩擦式超越离合器，而且极大地降低了超越状态时的磨损，在供油充分时易进入类似滑动轴承的流体润滑状态，形成非接触式工况，具备优良的高速超越性能，可广泛应用于对离合器超越性能要求较高的领域。

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准恒力电磁铁的吸力特性研究

付文智;李明哲;崔相吉

. 2003, 39(7): 119-122.

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阐述了有限元法在电磁场数值分析中的应用。为此首先建立了630 kN多点成形机用电磁铁的数学模型，并用Maxwell应力张量法求解电磁铁的牵引力。对电磁铁进行较大改进，得到了电磁场的等磁力线及动铁心的吸力分布曲线，同时得到了最大吸力与工作吸力之比为2.3的准恒力电磁铁。

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柴油机微粒金属丝网过滤体特性及反吹再生的初步研究

宁智;资新运;张春润;刘建华;况春江

. 2003, 39(7): 123-127.

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根据柴油机排气微粒净化的需要，开发出一种新型烧结金属丝网过滤体。对金属丝网过滤体的阻力特性和微粒捕集特性进行了试验研究；同时根据金属丝网过滤体的特点，设计了压缩空气脉冲反吹过滤体再生系统，并进行了初步的再生试验。研究结果表明，金属丝网过滤体具有良好的特性，完全能够满足柴油机排气微粒捕集的要求；金属丝网过滤体反吹再生是可行的。

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深海采矿装置的自动升沉补偿系统的模拟研究

吴百海;肖体兵;龙建军;毛宁

. 2003, 39(7): 128-133.

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分析了深海采矿装置的自动升沉补偿系统的重要性和研究现状。提出了一种主动型升沉补偿系统，解决了深海采矿装置升沉运动信号采集的关键难题。根据相似原理建立了主动型升沉补偿系统的模拟试验系统并研究了其控制策略。试验结果表明，所提出的主动型升沉补偿系统是可行的，具有较高的补偿精度。直接为我国开发海洋矿产资源的战略提供服务。

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基于五坐标数控圆柱形刀具线接触加工自由曲面的几何学原理

曹利新;吴宏基;刘健

. 2003, 39(7): 134-137.

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从微分几何学的角度，探讨了在五坐标数控机床上采用圆柱形刀具线接触加工自由曲面的几何学原理，分析了刀具面与被加工曲面二阶密切的条件。通过对二次型半正定的判别，求得了刀具轴线的位置，给出了点邻域内三阶离差的计算公式，证明了圆柱形刀具与被加工曲面的密切条件等价于刀具轴线与被加工曲面的等距面的密切条件，通过实例验证了所提方法的正确性。

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Ti微合金钢第二相粒子在焊接热循环过程中的溶解、粗化及再析出

陈茂爱;武传松;廉荣唐逸民

. 2003, 39(7): 138-142.

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采用萃取复型技术，对经受焊接热循环不同阶段的试样进行研究，分析了TiN粒子在焊接热循环不同阶段的溶解、粗化及再析出行为。结果表明，小尺寸粒子的溶解与大尺寸粒子的粗化并不是同步进行的，后者滞后于前者；在焊接热循环的低温加热阶段(室温至1 200 ?C以下)，粒子的溶解以粒子的尺寸减小为主要特征，单位面积内粒子的数量变化不大；在焊接热循环的高温加热阶段(1 200?1 350 ?C)，粒子的溶解导致大量小尺寸粒子消失，粒子平均尺寸显著增大；在焊接热循环冷却过程的高温阶段(1 350?1 300 ?C)，粒子仍继续溶解；在冷却过程的低温阶段(1 300 ?C以下)，固溶状态的Ti与N结合并沉淀到残留的TiN粒子上，使粒子粗化。在焊接热循环过程中，Ti微合金钢原始奥氏体晶粒粗化主要发生在冷却阶段。

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发动机叶轮侧铣数控加工方法及误差计算

陈晧晖;刘华明;孙春华

. 2003, 39(7): 143-145.

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为提高发动机叶轮的加工效率和加工质量，给出了一种新的利用球头铣刀侧刃线接触加工非可展直纹面整体叶轮的刀位轨迹计算方法。针对其中必定存在的理论误差问题，介绍了一种新的计算误差大小的数学方法。方法易于编程实现，计算结果准确。

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基于B/S的刀具使用寿命评价体系和方法的研究

曹杰;易红;陈森发;赵维铎

. 2003, 39(7): 146-149.

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首先建立了基于B/S(浏览器/服务器Browser/Server)的刀具使用寿命评价体系结构，形成评价体系数据库，并应用层次分析法确定评价指标的权重；然后通过Internet网从各企业收集刀具使用寿命数据信息添加到数据库中，应用粗集理论的模式识别方法对数据信息去除冗余条件属性和进行决策规则简化，简化后它仅包含那些在决策时所必需的条件属性值，但它具有原始知识系统的所有知识。在此基础上应用灰色关联理论方法进一步对刀具使用寿命进行决策排序；最后开发了基于B/S的刀具使用寿命软件，并通过实例进行了验证。

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基于一种新的时频分布的机械故障诊断

王新晴;马瑞恒;王耀华;严骏;蔡立艮;曾拥华;王洋

. 2003, 39(7): 150-153.

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在巧妙构思核函数的基础上，给出了一种新的时频分布(TFD)及其离散算法，并将该TFD应用于机械故障诊断。结合两个诊断实例，同时与Winger-Ville 分布 (WVD)进行对比，发现该分布具有良好的时频聚集性，并且能够有效的抑制交叉项。事实证明，该分布能够刻画出传统Fourier变换和WVD所不能反映的故障特征信号，能够较好的进行故障诊断。

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电化学机械光整加工表面形貌研究

张明;侯仰海;毛蜀平

. 2003, 39(7): 154-158.

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提出了用于圆柱表面精密光整的夹心式电化学机械加工装置核心部件设计方案，探讨了主要工艺参数对表面质量影响规律。对采用这种新型加工方法所产生表面的轮廓高度特性、间距特性、形状特性、轮廓峰分布及表面波纹度进行了试验研究，结果表明电化学机械光整表面轮廓以高频小振幅波度为主要成分。

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2003年, 第39卷, 第7期　
刊出日期：2003-07-15

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