机械工程学报

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史铁林;陈勇辉;李巍华;熊良才;廖广兰

. 2003, 39(9): 1-10.

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分析了大型复杂机电系统故障的可诊断性问题，探讨了影响故障可诊断性的主要因素及其评价标准，研究了HHT(Hilbert/Huang transform)时频分析方法在提高大型复杂机电系统诊断信息质量中的应用。为了进一步提高诊断系统对未知故障的诊断质量，分析讨论了自组织特征映射、生成拓扑映射，以及曲元分析等无监督机器学习算法在大型复杂机电系统故障诊断中的应用。针对故障信号的非线性特征以及多类复杂故障的线性不可分问题，结合机器学习领域的最新研究成果，探讨了基于核的机械故障特征提取方法与基于核的故障模式分类方法，并对采用核方法分析设备运行状态的趋势变化作了初步探讨。

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产品创新设计若干问题研究进展

檀润华

. 2003, 39(9): 11-16.

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创新设计的过程是解决发明问题的过程，对该过程中确定用户需求的两种模式、功能分析的标准化、发明问题原理解的分级、发明问题求解中的知识利用、求解过程及计算机辅助创新设计软件开发等问题的研究进展进行了论述。

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岩石材料的金刚石锯切研究进展

徐西鹏

. 2003, 39(9): 17-22.

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使用金刚石工具的锯切加工是切割天然岩石材料的最主要方式。在过去的50年中，伴随着人造金刚石的诞生和规模化生产，人类在石材的金刚石锯切技术研究和开发方面取得了显著成就。回顾了金刚石锯切石材的两个历史阶段；总结了金刚石节块技术、锯切机理以及机床方面的研究成果；讨论了金刚石锯切技术的发展趋势。

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功率流理论在柔性振动控制技术中的应用与发展

宋孔杰;张蔚波;牛军川

. 2003, 39(9): 23-28.

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柔性振动控制技术和功率流理论是当前振动控制领域研究的两个热点问题。回顾了振动控制技术的发展与演化，介绍了功率流方法的提出、发展。评述了功率流理论在柔性振动控制技术中的应用，功率流理论和柔性振动主动控制技术相结合，功率流的测试等方面的研究成果。最后，对柔性振动控制技术中功率流理论的发展方向作了展望。

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材料加工技术的发展现状与展望

谢建新

. 2003, 39(9): 29-34.

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概述了材料加工技术的发展历史与现状，对其总体发展趋势和主要发展方向进行了分析。认为过程综合、技术综合、学科综合是材料加工技术的总体发展趋势，详细讨论了金属材料加工技术的主要发展方向：传统加工工艺的短流程化和高效化，不断进行以节能、降耗、高效及优质为主要特征的技术升级换代；发展先进成形加工技术，实现组织性能的精确控制；材料设计(包括成分设计、性能设计与工艺设计)、制备与成形加工的一体化，实现高附加值难加工材料或制品的高效近终形成形；开发新型制备与成形加工技术，发展新材料与新制品；材料的智能制备与成形加工技术。强调了按使用要求设计材料的性能以及性能设计与工艺设计一体化的重要性，并对有重要发展前景和实用价值的材料加工新技术新工艺进行了评述和展望。

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产品全生命周期服务网络监控技术

费仁元;王民;徐洪安

. 2003, 39(9): 35-37.

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Internet/Intranet使机电产品运行的远程监控和全生命周期服务成为可能。对如何利用网络环境在制造企业构建产品全生命周期远程监控服务系统，监控服务系统运行模式，系统功能模块集成应用开发平台,以及监控服务内容和相关关键技术进行了详细讨论。

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基于SPM的纳米加工技术研究进展?

闫永达;孙涛;董申;梁迎春;程凯

. 2003, 39(9): 38-43.

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扫描探针显微镜(SPM)使人们不仅可以观察到物质表面的微观形貌，还可以在微纳米尺度上对样品表面进行加工，这种方法有可能成为未来微纳米器件的主要制作方法，成为推动人类科学和技术发展的新动力。主要介绍基于SPM的三种纳米加工方法：单原子操纵法、阳极氧化法和机械刻蚀法。详细阐述了各自的原理、特点及发展状况，并指出阳极氧化法是目前最有可能应用在实际生产制造中的加工方法，而机械刻蚀法则不仅可以作为纳米加工的手段，还可以应用于纳米加工机理方面的研究。

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单失效数据的可靠性统计分析?

陈文华;崔杰;樊晓燕

. 2003, 39(9): 44-48.

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以不完全?分布B( ,1,1,b)为先验分布，提出了DOOF(单失效数据)中失效概率的多层Bayes估计方法；采用加权最小二乘法估计法，给出了DOOF数据下可靠性分布参数和特征估计值的计算公式；并以航天电连接器为例，通过对加速寿命试验数据的统计分析，验证了所提方法的正确性。

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轴流泵端壁间隙流动特性的数值研究

杨昌明;陈次昌;王金诺;宋文武;夏鹏飞

. 2003, 39(9): 49-51.

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基于N-S方程，标准模型和SIMPLEC算法，在三种叶端间隙、三种工况条件下，对轴流泵端壁间隙流动进行了数值模拟。重点考察了叶端间隙流动对叶轮出口流场及性能的影响。数值结果表明，间隙增加，扬程下降，特别是越在小流量工况下越明显。

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基于资源约束的制造企业业务过程设计方法

张建娜;唐任仲;汤洪涛

. 2003, 39(9): 52-57.

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为降低业务过程设计的风险，针对制造企业的特点，提出了基于资源约束的制造企业业务过程设计方法：以企业消耗性资源、非消耗性资源和信息资源为约束，根据客户对企业产品的要求倒推出过程活动和所需资源类型及数量，从而设计出可执行的业务过程方案。最后运用上述方法对某企业塑料灯罩生产业务过程设计进行了案例分析。

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油液故障诊断系统知识发现的包含度方法

王金涛;谢友柏

. 2003, 39(9): 58-61.

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油液故障诊断系统的知识发现本质上是一个模式分类与识别的问题，结合Rough set理论和摩擦学系统的特点，建立了油液故障诊断系统知识发现模型。通过将包含度方法引入到Rough set理论中，得到基于包含度的粗糙集知识约简和发现方法，并对包含度与粗糙集数据分析中的度量之间的关系进行了分析。最后通过一个9属性柴油机油液诊断系统的实例来说明这种方法的有效性。

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基于集合S(I)理论的物料工艺状态描述

刘晓冰;黄学文;马跃;蒙秋男;董丕明

. 2003, 39(9): 62-65.

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为准确描述物料工艺状态，以便计算生产任务和制订或滚动生产作业计划，通过阐述自定义的集合S(I)的相关性质和定理，提出了一种新的物料工艺状态的描述方法。通过采用物料工艺状态矢量和物料工艺状态值，简洁而又科学地描述了物料工艺状态信息，从而为车间生产物料管理提供了一个有力的数学工具。

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叶片反弯曲对涡轮静叶栅流场影响的试验研究?

陈海生;谭春青;康顺;梁锡智

. 2003, 39(9): 66-69.

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对一典型涡轮静叶型开展了叶片反弯曲对涡轮静叶栅流场性能影响的试验研究。测量了直叶片叶栅和–10°、–20°弯曲叶片叶栅出口流场。结果表明，对该叶型叶栅，随着叶片反弯曲角的增加，叶栅出口通道涡的强度和尺度稍有增大，但位置变化不太明显，尾缘涡有所减弱，叶栅中部和端部横向二次流均增强；随着叶片反弯曲角的增加，叶栅中部损失变化不大，而端部附近损失明显增大，使叶栅总损失增大，直叶栅总损失最小。

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拟人机器人运动学分析

杨东超;刘莉;徐凯;汪劲松;陈恳

. 2003, 39(9): 70-74.

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由于拟人机器人自由度数目众多而且不存在一般工业机器人那样的固定基座，使用常规方法对其进行运动学分析并不是很合适。仿人机器人的13杆几何模型提出了一种新思路，即利用统一的模型对拟人机器人任何动作进行运动学的分析计算，并推导出了拟人机器人正、逆运动学的计算公式。最后利用3DS MAX3.0进行了动画仿真，验证了该方法和所推导公式的正确性。

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旋转机械升降速信号的瞬时频率估计

梁玉前;秦树人;郭瑜

. 2003, 39(9): 75-80.

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旋转机械的升降速过程是一种非平稳过程，对其测试信号进行分析需要用时频分析方法，如短时傅里叶变换(STFT)及小波变换等方法。对于多分量信号，峰值搜索法经常被用来获取旋转机械在升降速过程中瞬时频率随时间变化的规律。但是，由于噪声和信号中邻近成分间的干扰，直接寻找的结果不能保证其精度和准确性。采用隐马尔可夫模型(Hidden markov models，HMM)进行去噪处理，极大地降低了噪声和干扰对峰值搜索结果的影响，明显提高了结果的精度。仿真试验表明该方法可以取得好的结果。

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微操作成像系统中体视显微镜的参数标定?

王跃宗;刘冲;王立鼎;王晓东;宋展

. 2003, 39(9): 81-86.

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体视显微镜具有工作空间大、实时性高以及不损坏样品表面等优点，已用于微观对象三维立体信息的测量。建立了体视显微镜的成像模型，研究了体视显微镜参数的标定问题。模型包含的方程数目小于参数的数目，需要增加约束条件。结合体视显微镜子光路系统的对称性和微小的差异性，提出了含近似相等条件的体视显微镜参数标定问题的解决方法，试验分析了参数的鲁棒性、相关性和重复性，利用成像模型重构了样板在纵向运动过程中的一组表面。

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变幅载荷下超声冲击处理焊接接头的疲劳行为

王东坡;霍立兴;张玉凤;王文先

. 2003, 39(9): 87-92.

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为研究变幅载荷作用下超声冲击处理焊接接头的疲劳行为，采用非承载纵向角接接头进行了Q235B及16Mn钢原始焊态与超声冲击处理态的对比疲劳试验。试验结果表明：①在变幅载荷作用下，Q235B超声冲击处理试件与原始焊态试件相比，疲劳强度提高69%左右，疲劳寿命延长5.7～19.0倍。②在变幅载荷作用下，16Mn超声冲击处理试件与原始焊态试件相比，疲劳强度提高80%左右，疲劳寿命延长2.5～17.0倍。③在变幅载荷作用下，超声冲击处理焊接接头与原始焊态试件的疲劳性能均有所下降：Q235B超声冲击处理焊接接头的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的1/3，原始焊态的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的70%；16Mn超声冲击处理焊接接头的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的1/3，原始焊态的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的75%。④超声冲击处理焊接接头在承受强烈的变幅载荷时依然具有很高的疲劳强度。

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基于神经网络的立体视觉摄像机标定

吕朝辉;张兆杨;安平

. 2003, 39(9): 93-96.

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摄像机标定是立体视觉研究的重要组成部分。根据神经网络与摄像机标定的特点，提出了基于神经网络的双目立体视觉摄像机标定方法，构建了三种不同的神经网络，并在试验中利用BP算法和实际数据对各种方法进行了分析和比较。

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微细电火花铣削CAD/CAM方法研究

杨洋;王振龙;赵万生

. 2003, 39(9): 97-100.

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利用简单电极的微细电火花铣削加工具有适应性强、可操作性好等特点，在微三维结构的制作方面显示出了良好的应用前景。但是在电火花分层铣削加工中，加工表面始终存在着台阶问题，并且对方程难以给定的复杂曲面而言尤为如此。系统研究了微细电火花铣削的分层策略、电极轨迹生成方法、插补算法以及加工轨迹的平滑算法，结合等参数插补方法对分层加工后的型腔表面进行修正，较好地解决了加工台阶问题。利用所研究的CAD/CAM技术进行了加工试验，给出了亚毫米级复杂三维曲面的加工实例，验证了方法的正确性。

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基于智能控制的汽车发动机可变配气相位系统

陶建武;李理光;苏岩;肖敏;曾朝阳

. 2003, 39(9): 101-105.

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提出了基于智能控制的发动机可变配气相位控制方法。采用神经网络构成配气相位产生器，解决了发动机脉谱图的输入与输出非线性映射问题。采用模糊控制器构成可变配气相位控制系统，解决了在无被控对象数学模型的情况下，可变配气相位难以有效控制问题。汽车道路试验表明：整个系统工作稳定，具有良好的动态和稳态性能，高速时汽车等速燃油消耗平均下降了10%，直接挡加速时间下降了4.8%，最低稳定车速限值降低了8.3%。

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仿生弯曲形切削工具切削性能的二维有限元分析

郭志军;周志立;任露泉

. 2003, 39(9): 106-109.

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自然界中的某些动物在长期的土壤环境生活过程中，其爪趾经过亿万年的进化，逐步形成了具有特定曲率的几何形状，表现出优良的减粘脱土减阻功能。这为改进切削工具几何形状，乃至优化其在切削过程中的力学性能提供了仿生研究的基础。观测了田鼠爪趾几何形态特征，分析了其轮廓线的曲率变化规律。在此基础上，引入纵深比的概念，采用二维有限元法分析了田鼠爪趾与土壤的相互作用过程，探讨了该种爪趾切削力学性能优越性的基本规律和原因，为切削部件的仿生优化设计提供了可靠的生物力学信息。

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汽车外流场数值仿真的进一步研究

吴军;钟志华;谷正气

. 2003, 39(9): 110-113.

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在汽车外流场的数值仿真中，运用相对k-? 紊流模型更为先进的SST(Shear stress transport)切应力输运模型模拟紊流效应，并采用Delaunay三角形方法生成空间非结构化网格。计算结果与汽车模型在小型风洞中的试验结果比较基本吻合，尤其是关于紊流现象的模拟更是与现实物理情况一致。

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数控机床可靠性智能网络系统控制模型及自动生成研究

刘学军;贾亚洲;张日明

. 2003, 39(9): 114-117.

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针对数控机床可靠性智能网络系统研究中系统更新和维护困难的现状，引入了系统模型化工具Petri net，在分析智能网络系统本身、可靠性数据库和操作者三者之间的并行、离散行为的基础上，建立了系统控制模型，并实现了程序代码的自动生成。同时，结合XML实现了可靠性异质数据库之间的共享集成。试验平台上进行的模拟试验验证了该方法的可行性。

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少自由度并联机床标定试验研究

高猛;李铁民;唐晓强

. 2003, 39(9): 118-122.

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为提高并联机床的运动精度，基于一台少自由度的龙门式并联机床，提出并验证了一种简单高效的标定算法。从误差建模出发，得到基于相对位置测量的标定参数识别矩阵。利用常用仪器只测量相对位置信息，并基于识别矩阵的非奇异性，通过仿真来选择合适的试验方案；标定试验取得了较好的效果。由于算法和测量装置具有通用性，该试验研究为少自由度并联机床的标定提供了较通用的解决方案。

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基于模糊粗糙集模型的注塑模浇注系统方案智能化设计研究

石峰;娄臻亮;陆金桂;张永清;方礼祥

. 2003, 39(9): 123-127.

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选择影响注塑件质量的注塑模浇注系统方案为研究对象，提出了浇注系统方案智能化设计策略。考虑到浇注系统方案设计中存在的模糊性和不确定性等因素，对经典的粗糙集理论进行了扩展。将等价关系扩展为模糊相似关系，提出一种模糊粗糙集模型归纳学习算法，并利用此模型建立了具有规则数目少、规则简捷等优点的浇注系统方案设计模糊知识库，并开发了一个浇注系统方案智能化设计原型系统。设计实例初步表明该研究工作和开发的设计原型系统能提高浇注系统设计效率。

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利用模态声发射技术监测飞机主结构件的日历损伤?

耿荣生

. 2003, 39(9): 128-132.

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研究了腐蚀特别是点腐蚀过程产生声发射(AE)的源机制及AE信号特点，推导了AE信号幅度与腐蚀深度及频率的关系，并说明该关系对利用AE技术监测腐蚀损伤的意义。论述了利用模态声发射(MAE)技术识别腐蚀AE信号的理论根据，介绍了利用MAE技术对飞机主结构件日历损伤进行评估的方法。基于试验获得的航空用铝合金材料在加速腐蚀过程中的声发射信号与腐蚀损伤的关系对研究材料损伤程度与声发射强度之间的内在联系有重要意义。试验表明，腐蚀能远在被肉眼发现之前即可很方便地用AE仪器检测，利用AE技术探测早期腐蚀、研究腐蚀发展规律、监测和评估腐蚀损伤具有极其良好的应用前景。

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带式输送机动力学及其计算机仿真的研究

宋伟刚;柳洪义

. 2003, 39(9): 133-138.

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针对大型带式输送机动态设计问题，建立了起动和停机过程的动力学模型，其特点是综合考虑了阻力的作用、输送带为粘弹性、拉紧装置分为2自由度。讨论了停机方式和计算方式的关系。提出了一种梯形加速度起动曲线。以多驱动带式输送机系统为对象，采用跟踪控制方法建立了控制起动、停机过程的动态分析算法。开发了动态设计软件BCD.20，通过对实际系统的仿真，证明了算法和软件的正确性；得出控制起动方式输送机有较好的受力状态，不同的停机方式输送带的张力分布是不同的等结论。

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基于激光传感的轮对踏面擦伤及剥离检测

高向东;徐晓东;高宇;吴乃优

. 2003, 39(9): 139-141.

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介绍一种自动检测铁路车辆轮对踏面擦伤和剥离的新方法。利用激光传感技术建立轮对踏面数字矩阵，通过Marr算子边缘检测、二维双线性插值和基于踏面局部外形分解的数据校正处理技术，在轮对动态过程中快速提取轮对踏面擦伤深度和剥离长度等特征信息，精确拟合出踏面状况并加以诊断。系统分析软件采用VC++和Matlab语言编程，功能包括踏面矩阵数据处理，擦伤和剥离的自动检测，二维、三维图形显示和打印等。该踏面擦伤和剥离检测技术经过现场应用验证了其有效性和实用性。

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钛合金大厚度试件电子束焊接残余应力有限元分析

刘敏;虞松;李瑜;陈士煊

. 2003, 39(9): 142-145.

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基于热弹塑性有限元理论，建立了钛合金大厚度试件电子束移动热源的焊接残余应力三维数值分析模型，分析研究了厚度为75 mm的TC4电子束焊接试件残余应力分布规律。计算结果表明，大厚度电子束焊接试件在焊缝及其附近宽度约40 mm的范围内存在极其复杂残余应力，试件表面的焊缝及其附近20 mm左右的区域存在着对结构强度有利的横向残余压应力，但试件内部残余应力水平要高于表面的残余应力，尤其是在距起始和收尾端10 mm及约1/4厚度处的区域，存在着三向的残余拉应力，且数值较高，对钛合金平板电子束焊接接头力学性能将具有重要影响，应引起足够的重视。钛合金平板电子束焊接残余应力的计算结果与实测结果基本一致。

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局部投影算法及其在非线性时间序列分析中的应用

徐金梧;吕勇;王海峰

. 2003, 39(9): 146-150.

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引入了非线性时间序列的局部投影消噪算法。该算法将时间序列先进行相重构，在高维的相空间上采用局部投影的方法将相空间分解成正交的子空间，来分离时序中不同的分量。通过Lorenz模型的数值仿真分析，证实了该算法在消除非线性时间序列中随机噪声的效果。此外还讨论了局部投影算法在提取微弱特征信号中的应用。

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二冲程摩托车节油降污的研究

毛华永;李国祥;刘海涛;张济勇

. 2003, 39(9): 151-154.

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通过在化油器与曲轴箱之间加装进气谐振器，利用排气波动效应，调整排气管各部尺寸与发动机配气定时的恰当配合并在活塞裙部开排气回流孔，将逃逸混合气重新引入缸内燃烧，使二冲程摩托车的经济性和排放同时得以改善。另外，通过利用排气口负压，由单向阀自动二次补气，并加装催化器使其排放进一步降低。

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ZWZY5配方设计系统的研究与应用

银舜生;银锐明;银煜明;黎孟阳;钟定铭

. 2003, 39(9): 155-158.

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采用正交回归设计、最优化方法相结合，开发成功ZWZY5配方设计系统。该系统选用L18(21×37)正交表拟订试验方案，采用正交多项式回归方法建立焊条性能回归方程；然后，将回归方程作为目标函数，进行最优化计算，求得性能指标最佳的焊条配方。用该系统研制成功EDC68等10多种电焊条，EDC68堆焊焊条，可进行不预热或低温预热(150～350 ℃)堆焊，其堆焊层不开裂或轻微开裂。并具有高硬度、高耐磨、高韧性和耐冲击等优良综合性能，其常温硬度不小于66 HRC，一般可达68～71 HRC。批量用于经受高应力、强冲击以及剧烈磨损的混凝土泵耐磨板堆焊，没有脆性掉块现象，泵送高度180 m时，可泵送混凝土13 000 m3左右，远远超过了国内外其他耐磨焊条所堆焊耐磨板的使用寿命。

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2003年, 第39卷, 第9期　
刊出日期：2003-09-15

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