机械工程学报

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谢友柏

. 2004, 40(4): 1-9.

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在分析了市场和资源结构变化等与制造业竞争有关的时代特征基础上，提出了现代设计理论和方法的命题。以教育部现代设计与制造网上合作研究中心为中心的群体进行了在互联网上组织合作设计的实践，并对设计理论进行了探索。事实表明，已有的研究仅仅是与设计有关的一些片段，不能统帅整个设计过程，尤其是不能面对市场对产品创新的压力空前增加和设计所依赖的智力资源从垂直结构向水平结构转变的环境。现代设计理论应当主要由四部分构成：设计过程理论，性能需求驱动理论，知识流理论和多利益方协调理论。介绍了它们的内容框架和讨论了可以采用的方法。这里面除设计过程理论和性能需求驱动理论中一部分内容曾经有过研究，多数问题刚刚开始受到重视，所以现代设计理论和方法的研究具有非常广阔的空间。有效的方法只能在正确理论指导下产生，工具(含软件)则是为实现方法而开发的。认为不必研究理论就可以实现好的设计软件是不对的，即使最终也能获得一些能够推广的方法，效率将会很低，有时广泛应用的软件甚至会是设计进步的障碍。

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电流凝固技术的理论与实践

范金辉;翟启杰

. 2004, 40(4): 10-15.

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综述了近半个世纪国内外电流凝固技术的研究概况，介绍了直流电流、交流电流和脉冲电流处理对金属凝固过程与凝固组织影响的一些重要成果，总结了电流凝固技术目前研究工作的不足及发展趋势，提出了该技术在工业中应用尚需研究解决的技术与理论问题，特别强调了脉冲电流处理技术的优越性及应用前景。

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单跨双圆盘不平衡转子—轴承系统的非线性动力学分析

韩清凯;于涛;俞建成;闻邦椿

. 2004, 40(4): 16-20.

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根据30 万kW发电机组模型试验台第一跨高中压转子的实际结构，考虑基于短轴承假设的非线性油膜力模型，建立了单跨双圆盘转子动力学模型。用数值方法进行了质量不平衡及油膜失稳条件下的动力学特性分析，得到系统稳态响应和分岔结果。讨论了非线性油膜的刚度特点。这些结果与试验基本一致。对转子—轴承系统的动态设计与故障诊断提供参考。

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齿轮系统动态传递误差和振动稳定性的数值研究

陈安华;罗善明;王文明;郭迎福;刘德顺

. 2004, 40(4): 21-25.

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建立了计及轮齿时变啮合刚度、啮合阻尼、支承刚度和阻尼的齿轮系统扭转—横向振动耦合的3自由度动力学模型。用数值仿真方法，研究了重合度、支承刚度、啮合阻尼和支承阻尼对齿轮动态传递误差和动力稳定性的影响。研究结论对于高速、精密齿轮传动的动力学设计具有积极意义。

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并联机构中奇异位形的分类与判定

沈辉;吴学忠;刘冠峰;李泽湘

. 2004, 40(4): 26-31.

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基于拓扑学和微分几何等数学工具研究并联机构位形空间的拓扑几何性质，并据此对并联机构中存在的奇异位形进行分类，揭示了各种奇异位形的不同物理意义，同时给出了不同奇异位形的计算方法。该方法适用于一般并联机构的奇异位形计算。最后对几种典型并联机构的奇异性进行了分析。

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利用肌电信号实现仿生肘关节运动控制的研究

李醒飞;张国雄;裘祖荣;张晨阳

. 2004, 40(4): 32-35.

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人的肘关节在水平面上做屈伸运动，采集了和肘关节屈(Flexion)、伸(Extension)运动有关的肌肉如肱二头肌和肱三头肌的肌电信号，这些信号通过处理转换后控制仿生人工肌肉，人工气动肌肉驱动机械手做相同的运动(如屈或伸运动)，结果显示人的运动轨迹(角度和角速度)与机械手的轨迹有很强的相关性。

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多工艺路线的批量生产调度优化

潘全科;朱剑英

. 2004, 40(4): 36-39.

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以优化生产周期为目标，研究了多工艺路线的批量调度问题，提出了一种基于工序优先级的调度算法，并将该算法嵌入到遗传算法中，得到了全局优化的批量调度算法。遗传算法搜索最佳染色体，调度算法把染色体解码为调度。在调度算法中，采用了3种提高生产率的策略，即区分批量启动时间与工序加工时间，在工件到达机床之前做好准备工作；把一批工件分成多个小生产批次，每批次独立加工；一批工件加工部分后就运向后续加工机床，缩小后续机床的等待时间。仿真表明，该调度方法能取得较好结果。

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气动系统元件结构参数对系统结露的影响的研究

金英子;杨庆俊

. 2004, 40(4): 40-43,4.

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气动系统的结露严重影响系统的性能和寿命，正确判别和预防系统的结露是工程实际面临的难题。气动系统的结露和很多因素有关，至今为止没有完善的、简便的判别方法。对1 000多种由不同容积的容器和管路组成的气动系统进行了试验研究，提出元件结构参数中影响气动系统结露的主要参数为容器容积V、放气管过流面积A和长度l。引进放气管量纲一的体积和容器出口处量纲一的有效过流面积，对试验结果进行研究的结果表明，放气管量纲一的体积可作为系统是否发生结露和发生何种结露的判据，十分简便易用。以量纲一的体积为横轴，外部结露系统、不结露系统和内部结露系统从左到右依次排列。外部结露区、不结露区和内部结露区的临界点数值与运行条件有关，而与气动元件结构参数无关。

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刀切型纸层叠快速原型系统切割机理研究

余国兴;丁玉成;李涤尘

. 2004, 40(4): 44-49.

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采用具有自适应转向能力的刀具取代激光切割，实现一种经济型快速原型制造系统。介绍了刀具结构，采用曳物线模型分析了刀尖运动及其轨迹的形状误差机理，提出消除误差的逐接点修正方法。在已开发的试验机上制作切割样件研究割缝形态尺寸，回归分析表明在正常切割深度范围内因割缝造成的尺寸误差不超过0.003 mm。实际制作显示用这种刀具实现纸的层叠快速原型制造系统具有实用价值。

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基于AFM的纳米尺度线宽计量模型及其算法的研究

赵学增;褚巍;Theodore V Vorburger;Joseph Fu;John Song;Cattien V Nguyen

. 2004, 40(4): 50-57.

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纳米尺度线宽的测量广泛应用于半导体制造、数据存储、微机电系统等领域。随着制造技术的进步，线宽的极限尺寸也变得越来越小，目前已经缩小至100 nm左右。在这一尺度范围内，由于样本制造技术的限制和测量仪器的影响，目前很难得到准确的测量结果。为了获得样本的真实几何尺寸信息，剔除测量方法和仪器本身对测量结果的影响，建立了一个基于AFM测量技术的线宽计量模型和相应算法。该模型将被测样本的截面轮廓用20个关键点分成5个部分共19段，用基于最小二乘的直线来拟合实际轮廓。应用该模型和算法可以分别得到单刻线轮廓拟合前后的顶部线宽bT 、bTF ，中部线宽bM 、bMF，底部线宽bB、bBF，左右边墙角AL、AR，以及高度h。使用NanoScope Ⅲa型AFM对一个单晶硅(Si)线宽样本进行了测量，测量结果表明该模型和算法可以满足纳米尺度线宽计量的基本要求。

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TIG-MIG双面对称焊焊缝成形机理研究

周方明;于治水;王宇;冯曰海;钱乙余

. 2004, 40(4): 58-61.

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就纯铝中薄板，通过单面TIG、MIG和TIG-MIG双面对称焊工艺试验对比，利用ANSYS有限元计算软件进行了TIG-MIG双面对称焊熔池的数值模拟，研究了TIG-MIG双面对称焊的熔池特征及焊缝成形规律。研究表明，TIG-MIG双面对称焊的热源静态累积效应和动态热阻效应使得此焊接方法熔深大大增加，TIG、MIG熔池在焊接过程中发生交汇并在电弧力、熔池表面张力和重力等作用下达到平衡，并由此形成焊缝反面成形。TIG-MIG交汇熔池的稳定性决定焊缝的反面成形特征。

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贯流风机流场模拟与性能分析

胡俊伟;丁国良;赵力;张春路

. 2004, 40(4): 62-66.

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利用计算流体力学(CFD)软件STAR-CD对贯流风机内部气体流动进行了数值模拟，研究了贯流风机的流动状态和结构参数变化对其产生的影响，分析了蜗舌间隙、进口角、蜗壳间隙、蜗舌位置角、出口角变化与贯流风机进、出口流速间的关系，从中寻找出结构参数变化对贯流风机流场影响的规律。同时，还将模拟计算结果与试验结果进行了比较，比较结果表明数值模拟的结果与试验结果基本吻合。

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磁流变抛光的材料去除数学模型

彭小强;戴一帆;李圣怡

. 2004, 40(4): 67-70.

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对磁流变抛光液在抛光区域的固态核分布进行了理论分析。在这基础上，以Preston方程为根据，即被加工工件表面材料去除率与压力参数p成正比的关系，该压力由磁化压力和流体动压力组成，建立磁流变抛光的材料去除数学模型。在自研的试验装置上利用磁流变抛光方法加工BK7平面镜工件，验证了数学模型的合理性。

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基于并行计算的新型并联机床动力学解析模型

徐礼钜;范守文;李辉

. 2004, 40(4): 71-76.

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基于运动学分析、凯恩动力学方程和数字—符号方法，建立了新型并联机床的动力学解析模型。将动力学模型矩阵的推导问题转化为特定条件下运用运动学和动力学计算公式求解驱动力的问题，由计算机自动生成了动力学模型矩阵的各矩阵元素的实时代码，并提出了实时代码的多项式结构优化方法。还构造了动力学解析模型的并行算法。由于动力学模型是离线建立和优化的加上采用了并行计算结构，大大减少了在线计算量，节省了计算时间。给出了动力学模型矩阵元素实时代码生成和仿真计算的数值实例。

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电动转向控制系统跟踪性能研究

吴文江;季学武;杜彦良

. 2004, 40(4): 77-80.

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电动转向系统依靠助力电动机实现转向助力，控制系统的跟踪性能是影响电动转向系统助力性能的重要因素，较差的跟踪性能将会产生转向助力滞后现象，使驾驶路感变差。助力转矩偏差直接影响到转向系统的跟踪性能，影响助力转矩偏差的因素有转向盘输入转矩和转向轴转矩测量噪声，抑制转向盘输入转矩和转向轴转矩测量噪声引起的电动机助力转矩偏差是提高电动转向系统跟踪性能的有效手段。将H￥控制理论应用于电动转向控制系统跟踪性能的研究，建立了电动转向系统数学模型，采用线性矩阵不等式处理方法设计了最优H￥控制器，应用Matlab软件进行了计算机仿真，并根据最优H￥控制器编制了电动转向系统控制程序，进行了台架试验。仿真和试验结果表明，所设计的电动转向控制系统具有较好的跟踪性能。

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交错轴渐开线锥形齿轮副啮合原理研究

贺敬良;吴序堂

. 2004, 40(4): 81-84.

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基于空间啮合理论，在对共轭齿轮副与公共齿条之间啮合关系进行分析研究的基础上，推导了交错轴传动在不同布局形式下，齿轮副安装距、轴间夹角、中心距及公共齿条分度平面上齿线倾斜角等几何参数的计算公式，提出了保证安装参数的锥形齿轮设计方法，为交错轴传动渐开线锥形齿轮副的几何设计打下了理论基础。理论与试验结果表明，推导得到的计算公式，不仅适合于交错轴传动在各种布局形式下的锥形齿轮副设计，同样也适用于平行轴、相交轴等传动类型。最后，通过测试齿轮及实际产品的设计、加工，验证了该研究结果的正确性和实用性。

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高频振动振幅的视觉测量

汪国宝;王石刚;于新瑞;徐威

. 2004, 40(4): 85-88.

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研究了运动模糊图像在空间域和频域上的数学模型，理论分析指出物体作高频谐波振动时运动模糊成像的频谱上会由于Bessel函数的零点的存在而形成系列暗条纹。提出利用CCD摄取一幅振动模糊图像，经二维傅里叶变换，并采用图像处理技术检测频谱上直线条纹的位置，即可实现高频振动振幅的图像测量，测量结果为亚像素级的精度。

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过盈量对植入体与骨接触压力的影响

于海洋;江晓禹;周仲荣

. 2004, 40(4): 89-92.

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为了探讨植入体骨界面的应力特征，采用各向异性的三维有限元和接触单元法，建立一个立方体颌骨与圆柱体植入体的局部模型，研究过盈量对界面接触压力的影响。嵌合界面按100%骨结合率，计算不同过盈量下植入体骨界面、骨内各节点的应力。结果表明界面接触压力沿植入体中轴线非对称分布，接触压力大小与过盈量呈正比的关系，在近远中向达到最大，颊舌向的压力最小；在深度方向皮质骨层接触压力最大，在骨孔底部松质骨层接触压力最小；在半径方向上离界面越远应力越小；皮质骨对植入体的力学稳定性贡献较大。

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工作流模型可调度性验证与分析方法

李建强;范玉顺

. 2004, 40(4): 93-98.

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实施工作流管理是支持复杂产品的设计、制造及销售等高度复杂工作流程高效运作的有效手段，而从理论上验证和分析相应工作流模型的正确性及合理性对工作流管理系统的成功实施有着重要的意义。在讨论了工作流模型在时间层次上需要考虑的各种时间约束的基础上，通过扩展时间信息到只描述过程逻辑的工作流网中来，给出了时控工作流网的概念。进而在给出了从一种包含时间信息的有向网络图到时控工作流网的模型映射方法之后，对基于时控工作流网的工作流模型可调度性验证与综合进行了详细的讨论。最后用一实例验证了其有效性。

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非全周开口滑阀压力分布测量研究

冀宏;傅新;杨华勇;王庆丰

. 2004, 40(4): 99-102.

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研制出阀套移动式液压阀压力分布及噪声测量试验装置，通过阀套的平移和转动依次测量一定阀口开度下节流槽及阀腔壁面的压力分布。阀套采用测压小孔大间距布置、液压力压紧、小间隙精密配合等保证可靠密封，由量块对阀心及阀套进行定位保证重复精度，同时结构上保证阀套的移动不影响阀内部流场。首次对节流槽中的压力分布进行了测量，并与流场仿真进行比较，两者吻合良好，分析了压力分布变化规律。装置的研制为揭示节流槽结构与噪声的关系提供了基础，对于建立具有节流槽的液压元件噪声评价准则具有重要的意义。

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纳米磁流体密封结构的设计和制造

尹衍升;张金升;张银燕;马来鹏;庞来学

. 2004, 40(4): 103-107.

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论述了磁流体及其密封的原理和特点，介绍了密封结构的形式、密封元件的组成、密封结构设计的分类和步骤，研究了密封结构参数对密封能力的影响及各参数的选取原则，针对一具体情况，选择一源二极密封部件进行研究，具体设计并制作出一个30级密封结构元件，讨论了加工和安装过程中应注意的问题。

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微管道换热器多孔介质模型分析及应用

陈强;杨静宇;董涛;陈运生;戈肖鸿;解健芳

. 2004, 40(4): 108-113.

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将微管道换热器抽象成多孔介质模型，由Brinkman-extended Darcy方程出发，分别按照双方程模型和单方程模型进行求解，以得到微管道内流体的速度场和温度场分布，并对单方程模型和双方程模型的解析解进行了对比，讨论了微管道高宽比和有效导热系数比对流动与传热的影响。证明了由基于多孔介质双方程、单方程模型所得的解析解均可用于预测微管道换热器中的容积平均速度与温度分布。利用基于多孔介质双方程模型还可得出微管道换热器的总热阻和优化设计结构，结合硅衬底上的多路感应耦合等离子体刻蚀工艺加工出了经结构优化的硅制微管道换热器。在满足局部热平衡条件下，基于多孔介质单方程模型更适用于实际工程计算，不必经由预先的试验确定换热系数。

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基于语义关联与驱动的产品概念装配模型研究

冯毅雄;谭建荣;郑兵;纪扬建

. 2004, 40(4): 114-118.

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面向概念设计的装配模型表示是机械产品装配建模技术研究的一个重要问题，现有的基于几何约束关系的CAD系统不能很好地解决这一问题。基于装配语义“三位一体”性给出了面向概念设计的产品装配模型表示方法，提出采用装配语义关联图表达零件之间的装配语义关系，通过装配语义关联图建立起支持概念装配模型的多层次语义关联和基于语义的装配驱动，从而实现机械产品从概念设计出发的自顶向下和从详细设计出发的自底向上的双向设计。

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T8钢/Al2O3陶瓷副极压抗磨减摩添加剂的协同效应研究

蒋书运

. 2004, 40(4): 119-122.

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利用Falex 摩擦磨损机考察了T8钢/Al2O3陶瓷摩擦副在油性剂T451与极压抗磨剂T306作用下的摩擦学性能；用扫描电子显微镜(SEM)观察试销表面磨损状态；采用俄歇电子能谱仪分析了摩擦表面元素化学成分。结果表明：T8钢/Al2O3陶瓷摩擦副在T451、T306复配作用下表现出良好的减摩抗磨协同作用；随着T451质量分数的增加，其减摩抗磨性能增强，而随着T306质量分数的增加，其减摩抗磨性能减弱。在已完成的试验方案中，最佳的复配比例为：2%T451＋1%T306。 AES分析表明T451与T306复配时产生协同作用的主要原因为油性剂T451的存在使T8钢试销摩擦表面形成厚的富磷层。在文中的试验条件下，T8钢/Al2O3摩擦副的磨损形式为磨料磨损和摩擦化学(腐蚀)磨损。

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铝合金材料数控加工残余应力的分析

王立涛;柯映林;黄志刚;孙杰

. 2004, 40(4): 123-126.

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以给定刀具特性和工件材料(7050－T7451)为对象，将铣削力试验结果作为有限元分析铣削加工过程的条件，分析计算了影响被加工零件尺寸稳定性即加工变形的主要因素——残余应力，并建立了铣削产生的残余应力与铣削参数间的数学关系式。在分析计算过程中，利用有限元软件中的生死单元思想，模拟加工过程的材料去除现象，同时考虑到刀具切入工件时的冲击效应，采用微时间步来模拟刀具接触工件瞬间的力学性质，从而使计算结果更贴近真实

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激光准直测量中二维位置敏感器件非线性修正算法研究

陈长征;莫长涛

. 2004, 40(4): 127-130.

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根据光电位置敏感器件(Position sensitive detector， PSD)的原理和光点位置方程分析了其非线性成因和特点，提出了用神经网络的共轭梯度算法对PSD的非线性进行补偿。以网络总体平均误差为目标函数，以权值和阈值为设计变量，采用真实的梯度法和共轭梯度法对网络参数优化，实现了权值和阈值的快速准确计算，并将该方法应用于PSD线性化，从而使PSD的B区(边缘区域)获得了与A区(中央区域)近似的线性度。故在不增加成本，不改变测量设备复杂度的情况下，扩大了测量范围，提高了B区的测量准确度及数据的置信度。

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自耦合电流变阻尼器及其性能

刘曙;尹剑波;唐宏;王允韬;赵晓鹏

. 2004, 40(4): 131-134.

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电流变液与压电陶瓷组合的阻尼器是一种自耦合阻尼器。对直压式自耦合电流变阻尼器的性能进行了理论计算，并制作了直压式自耦合电流变液阻尼器。性能测试表明：压电陶瓷激励了电流变液；电流变液阻尼的变化改变了阻尼器的共振频率，并使振动幅度降低最高达30%。

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给定序列的混合品种装配生产线平衡算法

卫东;金烨

. 2004, 40(4): 135-138.

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针对任意给定序列的混合品种装配生产线平衡问题建立了数学模型，模型中假定不同品种之间可以具有不同的偏序结构和关联任务。为了获得最优的产出效率，模型的目标函数是品种负荷波动产生的剩余工作总量最小。由于该装配生产线平衡问题是NP-hard问题，开发了相应的遗传算法。最后用一个实例来说明算法的有效性。

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新型集成化仿人手指及其动力学分析

姜力;蔡鹤皋;刘宏

. 2004, 40(4): 139-143,.

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研究了一种新型的集成化仿人手指。这种手指有两个主要特点：采用微直线驱动器和腱传动相结合的方式驱动手指，实现了机械本体和驱动系统的集成；采用差动机构设计了轴线相交的2自由度基关节，手指末端的两个关节是机械耦合的。系统地分析了手指的运动学和动力学，为灵巧手的优化设计和控制奠定了基础。

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大宽厚比薄壁异型材挤压多工艺参数优化研究

陈泽中;包忠诩;阮雪榆;傅立军

. 2004, 40(4): 144-148.

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型材挤压多种工艺参数的优化设计是一个组合优化问题，难以用传统数学优化方法解决。在应用型材挤压CAD/CAE技术建立型材挤压CAD模型，并对其成形过程及其参数变化规律进行CAE仿真的基础上，采用基于正交试验、人工神经网络和遗传算法的型材挤压多工艺参数计算机辅助优化技术建立型材挤压多工艺参数与挤压质量间的关系映射模型，并预测不同参数值搭配对挤压质量的影响，进而确定多工艺参数最优解。试验证明取得了良好的效果。

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铝型材等温挤压温度控制的研究

张君;杨合;何养民;韩炳涛

. 2004, 40(4): 149-153.

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对温度进行有效控制是实现铝型材等温挤压的关键技术，结合传热学推导出铝型材挤压容室从室温加热到特定值所需的加热能量及加热功率的计算公式与空气冷却量的计算公式。在此理论基础上设计了用于等温挤压容室温度控制的加热与冷却系统，介绍了感应加热的优缺点。采用有限元模拟了挤压容室温度与应力分布情况，结果表明：加热时挤压容室温度分布均匀，由于挤压容室为过盈装配，必须缓慢加热，根据此模拟结果提出了实现铝型材等温挤压容室温度控制的技术路线。计算结果在100 MN油压双动铝型材挤压机上得到了验证。

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绿色制造的一种工艺路线决策模型及其求解算法

谭显春;刘飞;曹华军;廖绍华

. 2004, 40(4): 154-159.

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绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，工艺路线的确定是绿色制造过程中的关键问题之一。基于现有解决工艺路线决策问题的研究成果，建立了一种面向绿色制造的工艺路线决策模型, 旨在优化产品制造工艺过程、节约制造过程中的物料和能源的消耗和减少废弃物的排放和污染;并对工艺路线决策的现有算法进行了探讨。针对现有算法的不足，将遗传算法与模拟退火算法相结合对该模型进行求解，并用案例来验证模型的实用性和算法的可行性。

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车辆运动模拟6自由度平台的协同控制研究

王宣银;刘荣;贾光政;程佳

. 2004, 40(4): 160-163.

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对车辆运动模拟6自由度平台进行研究。对四通阀控制液压缸伺服系统进行了理论分析和试验研究，讨论了有负载时，液压缸正反向运动速度一致和换向瞬间不产生压力跃变这两种情况下，非对称伺服阀各阀口面积梯度的关系。推导出空载时，使阀控非对称缸系统正反向运动速度一致且换向瞬间不产生压力跃变的非对称伺服阀各阀口的面积梯度的关系式。在此基础上，研究6个液压缸伺服系统协同控制，实现了车辆的运动模拟。实际运行结果表明：该平台运动平稳，各自由度协同控制性能良好，完全满足了车辆各种运动模拟要求。

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基于感性意象的产品造型设计方法研究

苏建宁;李鹤岐

. 2004, 40(4): 164-167.

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通过分析产品意象的认知理论，提出基于感性意象的产品造型设计方法：首先通过问卷调查，由因素分析和集群分析提取出适合形容产品的意象语汇；以定性分析的方式，对产品形态要素进行分解；再通过问卷调查，进行定量分析，获得产品造型与意象因素之间的对应关系，由此建立产品造型的设计规则库，指导产品设计。最后经验证和实际应用，证明该方法是合理、可行的。

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产品级再使用维护设计研究

冯珍;徐国华;王书振

. 2004, 40(4): 168-171.

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产品级再使用是废旧产品回收的第一优先级，研究了产品级再使用模式，提出产品向任务维、等级维、用户维、地域维发展或由原来用户继续使用的5种发展方式；建立了一个产品级再使用维护设计的规划模型，确定各个产品特性的维护方案，也就是目标值改进率，使所维护的产品在有限的资源约束下最大限度地满足用户需求；在模型中，用专家权重—用户概率系数法确定用户需求权重，由此配置产品特性的维护重要度系数，案例表明该模型能帮助维护人员有效地规划出最优的设计方案。

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基于卡尔曼滤波的焊缝检测技术研究

高向东;罗锡柱

. 2004, 40(4): 172-176.

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提出一种基于卡尔曼滤波技术的电弧焊焊缝检测新方法。利用视觉传感器获取弧焊区熔池图像，并抽取图像质心作为描述焊缝位置的特征矢量，建立图像质心状态方程和测量方程。在有色噪声模型的基础上，应用卡尔曼滤波对图像质心位置和质心位移进行状态估计，得到最小均方差条件下的焊缝位置最佳预测值，从而减小过程噪声和测量噪声引起的焊缝位置测量偏差，实现弧焊过程中焊缝位置的精确检测。计算机仿真及实际焊接试验结果验证了该方法的有效性。

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精密并联机器人控制算法及控制系统研究

张秀峰;孙立宁

. 2004, 40(4): 177-180.

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首次把数字PID算法应用到面向光纤作业的精密并联机器人控制中，介绍了这种高速、高精度小型并联机构控制系统的新控制算法及系统研究情况。另外控制系统采用了DSP新技术，解决了并联机构运动学逆解的实时在线计算问题，使系统运行更加稳定。试验结果表明这种新算法在小型精密并联机构控制系统中，完全可以满足光纤对接等作业的高技术要求，同时也为同类高精度、大行程小型定位系统的控制与设计提供了一种新的实用方法。

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基于三维紊流数值计算的离心泵叶轮优化设计

郭鹏程;罗兴锜;刘胜柱

. 2004, 40(4): 181-184.

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应用标准k-ε紊流模型加壁面函数法对离心水泵叶轮内部的三维紊流流动进行了雷诺平均N-S方程的数值计算与分析。分析了离心泵叶轮叶型对流速分布、压力分布和泵性能的影响，研究了离心泵叶轮通道内流动规律，提出了三维紊流数值分析基础上的离心泵叶轮优化设计方法。实例表明用三维紊流数值模拟方法研究叶轮内部流场是改进和优化叶轮设计的一个重要手段。

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螺旋传动中酚醛树脂螺母螺牙载荷分布研究

胡小伟;卢怀亮;黄树槐

. 2004, 40(4): 185-189.

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通过有限元分析研究了螺旋传动结构中酚醛树脂螺母的受力特征，得到了它在传动受力时各部分的变形、应力分布曲线。结果表明整个螺母螺牙上载荷分布非常不均匀，螺纹出口处受力最大，但结构却最薄弱，因此此处最危险。通过优化找到了一种合理结构，此结构能够使螺母螺牙载荷分布较为合理，减小最薄弱部分承受的载荷。

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纳米级超精密切削表面粗糙度若干影响因素分析

赵惠英;蒋庄德;田世杰

. 2004, 40(4): 190-194.

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介绍了W-M函数和分形分维数的结构函数法求法，采用分形理论对影响纳米级超精密切削表面质量的若干因素进行了初步分析，并进行了相关的试验和统计分析，特别是对其中主要的影响因素及其影响程度进行了分析，得出并验证了集合与子集的分维数求法及其影响关系，并对将上述理论应用于设计实际的相关问题进行了探讨。

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一种大流量高速开关阀的研究与设计

石延平;刘成文;张永忠

. 2004, 40(4): 195-198.

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介绍了一种新型的大流量高速开关阀，它采用二级控制，先导阀采用特殊心结构，并以超磁致伸缩驱动器作为电—机转换装置，大大提高了阀的切换速度及开关频率；主阀采用球阀结构，密封性好，响应速度快。试验结果表明，该阀切换时间为8～10 ms，最大输出流量达到120 L/min。与压电晶体式高速开关阀比较，能够获得更大的输出流量，而耗电功率却大大降低，是一种很有前途的高速开关阀。

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2004年, 第40卷, 第4期　
刊出日期：2004-04-15

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