机械工程学报

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王安麟;姜涛

. 2005, 41(2): 1-5.

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实现元胞自动机算法自组织演化机制的关键是建立适合问题的局部规则。传统的方法是根据人们的经验或其他算法得到的结果来建立局部规则，被称为局部间接规则。为了解决局部间接规则存在的局限性，计算量大等缺点，提出用进化建立元胞自动机局部直接规则的方法。通过建立结构优化的多目标优化模型，用遗传算法寻求最优的演化规则，得到适应相应问题的解。由仿真结果可见用遗传算法建立的元胞自动机局部直接规则对复杂系统的自组织问题是很有效的。

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复杂机械系统空间布局研究

王玉新;王永山

. 2005, 41(2): 6-14.

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产品的个性化发展要求产品的外形符合工业美学的要求，如何在给定的工业美学造型空间里合理布置各基本机构，使由基本机构组成的复杂机械系统满足高可靠性与寿命的要求，是机械产品布局设计的一个重要问题。与传统的布局问题不同，组成机械系统的基本机构之间存在一定的输入输出连接关系，其布局具有特殊性和更为复杂。首先分析了组成机械系统的基本机构的连接关系，给出了三种基本连接关系的布局模型，在此基础之上，采用自适应遗传算法构造了复杂机械系统的空间布局优化算法，并以实例验证了方法的有效性。

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机械密封可控性研究及其工程应用问题的探讨

孙见君;顾伯勤;魏龙

. 2005, 41(2): 15-19.

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从理论和实践两方面分析了机械密封可控性研究工程应用的可行性。对前人研究成果归纳总结表明，机械密封的控制参数主要有端面温度、膜厚、摩擦转矩、泄漏量和端面比压，执行机构主要有电磁铁和调节阀和液压缸等形式。同时指出带有端面温度测量传感器的静环，结构复杂、安装不便；端面膜厚测量可信度低；主轴间串联传感器测量扭矩只适合于无负荷机械密封测试。根据生产装置上应用的机械密封控制系统的工作要求，提出了由机械密封、转矩传感器、空心O形密封圈、信号调节器、中央处理器和执行器组成的机械密封控制系统。

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机构位置误差分析的传递矩阵法

杨玉虎;洪振宇;张策

. 2005, 41(2): 20-23.

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基于作用线增量法的基本原理，通过分析相连构件之间的作用力方位以及输出构件上参考点的运动轨迹，研究了几何原始误差在机构运动中传递的一般规律，提出了机构误差分析的一般数学模型，建立了适用于各类机构位置误差分析的传递矩阵，推导出适用于复杂机构位置误差分析的一般性表达式，并结合空间RSSR机构、高副机构以及平面多杆机构进行了位置误差实例计算。该方法概念清晰，无需进行微分运算，具有较强的通用性。

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基于BP神经网络的平面机构连杆运动综合

谢进;阎开印;陈永

. 2005, 41(2): 24-27.

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针对要求实现连杆运动位置数目大于机构的精确点数目的平面连杆机构的综合问题，提出了利用BP神经网络的综合方法。首先，将连杆的运动映射为映射空间的一条曲线，利用二维实数的傅里叶变换提取曲线的傅里叶描述，然后，在大量的机构运动仿真的基础上，将连杆运动的映像曲线的傅里叶描述作为BP神经网络的输入，相应的机构的几何参数作为网络的输出，训练BP网络。研究结果表明，训练后的神经网络不仅对连杆机构运动综合问题能够做出正确的反应，而且具有其他方法所不具有的优点。

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精密离心机静压气体轴承主轴系统的动力学特性分析

李树森;刘暾

. 2005, 41(2): 28-32.

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精密离心机静压气体轴承主轴系统的动力学特性分析是保障其标定加速度仪精度的重要研究课题。通过在小孔节流静压气体轴承的雷诺方程式中加入节流孔的流量项，使计算得以简化；采用了泛函求极值法将二阶偏微分方程离散化，用有限元法进行了承载能力和刚度的数值求解。把描述静压气体轴承工作的偏微分方程式(雷诺方程)与建立的静压气体轴承主轴系统的动力学数学模型合并直接数值求解，提高了计算精度和可靠性。

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考虑附加质量的中心刚体—柔性悬臂梁系统的动力特性研究

蔡国平;洪嘉振

. 2005, 41(2): 33-40.

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对考虑附加质量的中心刚体－柔性悬臂梁系统的动力特性进行研究。首先采用Hamilton原理和有限元离散化方法，在计入柔性梁由于横向变形而引起的轴向变形的二阶耦合量的条件下，给出该系统的刚柔耦合动力学方程(即一次近似耦合模型)，以及相应的非惯性系下的动力学模型，然后通过数值仿真对系统的动力特性进行研究。仿真结果显示，即使是小的附加质量也会对系统动力特性产生重要影响，附加质量使得梁的响应幅值变大和响应频率降低，且会影响柔性梁和中心刚体的终点位置。附加质量的影响随系统大范围运动的角速度的增大而变大。当系统大范围运动为低速时，传统的混合坐标模型仍然会导致较大误差；当系统大范围运动为高速时，传统的混合坐标模型存在失效的可能。

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基于蜕变因子控制的机构构态转换原理及应用

曲志刚;李瑰贤;安子军

. 2005, 41(2): 41-45.

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在分析国内外变自由度、变结构机构研究成果的基础上，提出了蜕变因子—变约束运动副的概念：变约束运动副通过控制两运动副元素的接触状态，改变运动副提供的约束数，使其具有可自动转换成高副和低副的功能。开发出七种蜕变因子。给出了蜕变因子控制的概念，建立了“蜕变因子控制机构构态转换原理”，通过原始机构选择、组合和蜕变因子约束数U的自动控制，形成了具有特殊功能的蜕变机构。减速超越离合器和往复摆动增力扳手的研制，验证了这一原理在机械装置创新设计中的理论指导作用。

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基于SOM网络的特征选择技术研究

廖广兰;史铁林;姜南;刘世元

. 2005, 41(2): 46-50.

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讨论了一种SOM网络训练结果的可视化技巧，结合该技巧提出了基于SOM网络的特征选择方法。该方法通过计算出SOM网络竞争层神经元权值中各维特征对输入模式聚类识别的影响，可以选择出对于模式识别敏感的特征集。用IRIS和齿轮故障数据对该方法进行了检验，研究结果表明，采用该方法能较好地从原始特征中选择出有效特征子集，实现不同类别输入数据之间的模式聚类识别。

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偏心渐开线齿轮传动的微分模型

韩继光;王贵成

. 2005, 41(2): 51-64.

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偏心渐开线齿轮传动设计的纯滚动模型、等转角模型和等分模型存在模型误差。依据偏心渐开线齿轮传动的几何关系，建立了偏心渐开线齿轮传动的微分方程，提出了偏心渐开线齿轮传动设计的微分模型。分析了偏心率与最大传动比的关系，对一些设计和分析参数进行了多项式拟合。运用拟合公式可以快速准确地完成分析和设计，简化了设计和计算过程。微分模型没有模型误差，微分方程的求解存在舍入误差。

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滑动轴承非线性油膜力的一维直接解法

刘大全;肖忠会;张文;郑铁生

. 2005, 41(2): 51-56.

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滑动轴承的油膜力，特别在雷诺边界条件下，并不存在解析解。一般采用有限差分方法或迭代算法求解方程，因计算量偏大不适合轴承非线性动力分析。针对滑动轴承轴瓦形状比较规则和轴向压力分布较为简单的特点，把二维变分不等方程降阶为一维形式，并提出一维变分不等方程的直接解法，无需迭代便可求出节点压力及油膜破裂边界。与二维有限元互补算法相比，直接解法误差小于百分之一，而且其运算时间也仅为其百分之一。

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行波型超声波电动机的模型研究

吴新开　何早红;胡俊达

. 2005, 41(2): 57-60.

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基于功能转换与守恒原理，根据行波型超声波电动机的特殊结构，借助于行波型超声波电动机定子环表面的作用力、定子环的波动速度、定子环的机械损耗和定子环对转子环的推动力，按照两种不同的转子材料，从行波型超声波电动机的物理机理出发，分析和推导了在两种不同的运动状况下转子环存在的功率损耗和转子环的输出转矩，从而建立了行波型超声波电动机的转矩平衡方程，为行波型超声波电动机的控制提供了实用的数学模型。

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低展弦比涡轮静叶栅叶片正弯曲作用的试验研究

陈海生;谭春青;Yamamoto Atsumasa;梁锡智

. 2005, 41(2): 65-70.

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对弯曲叶片研究中代表性的HIT涡轮静叶型重新开展了叶片弯曲对低展弦比涡轮静叶栅流场影响的试验研究。测量了直叶片叶栅、+10°、+20°和+30°弯曲叶片叶栅的进、出口流场，分析了叶片弯曲对叶栅出口二次流、总压损失和气流角的影响。结果表明：对该叶型叶栅，叶片正弯曲既不能大幅度降低叶栅二次流损失，也不能改善叶栅出口气流角沿叶高的分布；叶栅出口二次流动、尾缘涡及壁角涡随叶片正弯曲角的增大而增强，而通道涡强度和位置变化不大；该研究结果同以往有关文献的研究结果完全不同。

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基于递归型小波神经网络的感应电动机伺服驱动系统自适应控制

巫庆辉;邵诚

. 2005, 41(2): 71-76.

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针对感应电动机伺服驱动系统具有的多变、强耦合、慢时变等非线性特性和不确定性扰动，传统的位置速度PID控制策略不能保证轨迹跟踪的精度和良好的动态品质的问题；保证系统对系统内部参数波动和外界不确定性扰动具有较好的鲁棒性，在矢量控制策略的基础上，提出了基于递归型小波神经网络的自适应控制方案。神经网络参数的在线学习机制采用delta自适应律并结合了BP算法和梯度下降法，算法简单，计算量大大减少。仿真的结果验证了方案的有效性。

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6自由度绳牵引并联机构的运动轨迹规划

郑亚青;刘雄伟

. 2005, 41(2): 77-81.

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首先，基于6自由度绳牵引并联机构的运动学逆解模型，给出了可用于运动轨迹规划的绳的速度和加速度的一般结论：绳的速度值始终不大于动平台上相应铰链点的速度值；而正的绳加速度值始终不大于动平台上相应铰链点沿绳拉力方向的加速度值。接着，提出一种适用于大部分工作空间的绳拉力的计算算法。然后，选择一个结构紧凑的6自由度完全约束定位机构，以末端执行器能实现空间螺旋型的轨迹为目标，进行运动规划，研究绳的运动特性。仿真结果验证了以上所得到的一般性结论。同时表明，一些绳的拉力的变化不大；而另外一些绳的拉力的变化很大。这些运动轨迹规划的仿真结果，能为以后该机构的运动控制方案的研究提供依据。提出的运动轨迹规划方法对一般的6自由度绳牵引并联机构都适用。

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聚乙烯压力管道小尺寸稳态试验装置及其止裂性能研究

荆洪阳;张玉凤;霍立兴;刘秀国;刘厚俊

. 2005, 41(2): 82-86.

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小尺寸稳定态试验(Small-scale steady state testing, S4)是模拟聚乙烯压力管道的快速裂纹扩展的一种有效方法，可获得可靠的压力管道止裂性能指标。在介绍自行研制的S4试验装置基础上，利用该装置在不同压力和不同环境温度下，对PE80聚乙烯压力管道进行了S4试验，给出了供试管材的止裂曲线；并通过试验分析研究了焊接工艺、压力和环境温度等因素对聚乙烯压力管道止裂性能的影响。

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金属标牌中压印凹凸字符质量的在线检测研究

路长厚;曹建海;李学勇;李建美

. 2005, 41(2): 87-91.

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标牌压印字符是“反光差”的凹凸字符，它的字符图像质量远不如“色差”字符，通常的基于二值化图像的字符质量检测方法都不适宜。提出了利用圆周投影和矢量和直接获取灰度压印字符的质量判别特征值，以标准压印字符为模板进行快速的标牌压印字符在线检测。该方法是直接对灰度图像抽取字符检测特征，不仅可以尽量多地保持字符的原始特征，而且克服了传统的基于二值化字符图像进行检测时，过分依赖于二值化算法、抗干扰性差等弊病。对标牌压印字符的检测试验表明，该方法不仅能检测不同灰度、位置、角度的压印字符，而且也适宜于有重叠、缺损等干扰的字符图像，通过调整检测阈值，可以方便地控制压印字符质量，该方法有较高的实用价值。

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静电球轴承的力模型及起支仿真研究

韩丰田;李冬梅;高钟毓;王永樑

. 2005, 41(2): 92-96.

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针对工作于双边支承模式下的有源静电球轴承系统，导出了描述静电力非线性与耦合特性的幂次模型与近似模型，并根据静电力的数值解对两种模型的误差特性进行了比较与分析。分析表明，幂次模型与近似模型分别适于描述静电悬浮系统在支承与起支状态下的静电力特性。对实现静电轴承任意姿态起支的条件进行了分析，并根据导出的静电力近似模型，给出了不同姿态下的起支仿真结果。

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基于多智能代理的装备动态优化调拨系统研究

周庆忠;曾慧娥

. 2005, 41(2): 97-101.

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军事油料保障将面临如何组织动态联勤、如何重构保障体系与装备保障单元、如何安排调拨计划等问题。这就要求用装备动态优化调拨提供实时的油料保障。根据保障状态与保障目标对油料及其装备资源进行实时分配，在改善可能满足约束条件的前提下，通过下达装备调拨指令，达到最优的目标。因此，将多智能代理(Multi-agent)理论与方法引入到装备调拨领域，对装备动态优化调拨问题进行描述与求解，提出基于Multi-Agent的装备动态优化调拨系统体系结构，构造面向装备保障过程的各类智能代理(Agent)及其运行机制，建立了相应的装备动态优化调拨模型，并阐明了基于多智能代理的油料装备保障资源分布式管理，通过多个部队实际应用，解决了油料装备保障中的关键技术难题，对提高油料装备快速保障效率具有重要的理论指导和实际应用意义。

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不锈钢物流管道内表面磁力研磨的回转磁场设计

王艳;胡德金

. 2005, 41(2): 102-106.

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分析了不锈钢物流管道内表面磁力研磨运动轨迹和速度的要求，研究了各种励磁方法及其研磨运动轨迹，提出了同时产生回转磁场和往复磁场的励磁方法，设计了能实现复杂研磨轨迹的一种新型回转磁场装置，该回转磁场通过磁极轴向分布产生波浪形研磨条纹，同时完成磁性磨料对工件的周向回转和轴向往复运动，最后用316L管道进行了回转磁场的材料去除试验。

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新型滚动体轴承—深穴空心圆柱滚子轴承承载性能的理论研究

魏延刚

. 2005, 41(2): 107-111.

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突破了用表面修形来降低或避免滚子轴承边界应力集中的传统理论和方法，通过设计创新来降低或避免轴承滚子边界应力集中，提出了一种新型滚动体轴承——深穴空心滚子轴承。新型圆柱滚子轴承兼备了对数滚子轴承和空心滚子轴承的优点，又克服了它们各自的缺点。理论研究表明这种新型滚动体轴承具有突出的优点：①解决实心和空心直母线滚子轴承的接触应力和等效应力的边界应力集中的问题。②使轴承在具有对数滚子轴承可克服边界应力集中的优点的同时，避免了在加工工艺上的超精加工的要求。③保持了空心滚子轴承的优点，如：适应振动冲击性载荷，改善轴承系统的润滑冷却条件，重量轻，减少了外圈所受的离心力，具有较好的高速运转性能等等。

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基于小波变换的柱塞泵故障诊断方法

杨铁林;高英杰;孔祥东

. 2005, 41(2): 112-116.

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基于柱塞泵的脉动分析模型，提出了一种基于小波变换的柱塞泵故障诊断方法。以泵出口处的压力信号作为分析信号，利用小波变换将该信号进行频谱分解，可有效地提取压力信号中所包含的故障信号。仿真与试验结果均表明：基于小波变换对泵出口压力信号的分析可实现泵的故障诊断。

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残余应力对航空整体结构件加工变形的影响分析

孙杰;柯映林

. 2005, 41(2): 117-122.

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基于理论计算和有限元模拟，研究了毛坯的初始残余应力对大型整体结构件数控加工变形的影响，对单向应力作用的矩形截面梁在剥层过程中的变形挠度值进行了求解。结果表明，理论解与有限元计算值是一致的。面向工程应用，采用ABAQUS有限元软件模拟了残余应力对隔框类整体结构件加工变形的影响，并进行了试验验证。有限元仿真结果与试验数值非常吻合。最后，根据工件加工变形的有限元模拟结果，提出了提高整体结构件制造精度的工艺措施。

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直齿轮精锻成形新工艺及试验研究

王广春;赵国群;夏世升

. 2005, 41(2): 123-126.

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与精锻成形工艺相比，传统的切削加工方法加工直齿轮具有诸多弊端。而当前提出的闭式镦挤成形工艺载荷过大，严重制约着精密成形直齿轮工艺的实用化。提出采用预锻分流区—分流终锻新工艺精密成形直齿圆柱齿轮，设计了能够进行多种组合的精锻成形试验模具，并对空心管坯和实心圆柱坯进行了传统的闭式镦挤和新的分流成形工艺试验，试验结果表明：与传统的闭式镦挤和现有的圆柱直齿轮成形工艺对比，提出的成形工艺工序简单，终锻后齿形充填饱满，端面平整，而且成形载荷降低了37%以上，具有生产实用化的前景。

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高分辨率激光快速成形系统研究与开发

胥光申;邓攀;赵万华;卢秉恒

. 2005, 41(2): 127-131.

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开发了一种新型激光快速成形系统。利用该系统可制作尺寸范围为65 mm×65 mm×150 mm的制件原型。该系统由He-Cd单模激光器、小光斑扫描系统、新型树脂涂层系统及控制系统组成。由扩束镜、高精度扫描振镜及f-θ透镜构成扫描系统，扫描面上的激光光斑直径达到0.012 mm。由蠕动泵、高精度工作台、树脂槽及刮刀组成新型精密树脂涂层系统，树脂涂层厚度达到0.02 mm。利用该系统制作了具有微流道的滴灌器件及其他微型零件的原型。

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TiNi形状记忆合金与不锈钢钎焊接头的微观组织与性能

邱小明;李明高;孙大千;刘卫红

. 2005, 41(2): 132-136.

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采用含Ag50%～68%、Cu10%～30%、Zn12%～20%、Sn0%～10%的银基钎料，通过激光钎焊，改变钎焊有效热输入(激光输出功率和钎焊时间)，研究了TiNi形状记忆合金与不锈钢异质钎焊接头的微观组织和性能。结果表明：AgCuZnSn钎料对TiNi形状记忆合金和不锈钢的润湿性较好，钎焊接头界面平整、致密，与TiNi形状记忆合金形成的界面反应层较窄，而与不锈钢形成的界面反应层较宽。钎焊有效热输入对TiNi形状记忆合金热影响区组织和性能影响较大。钎焊有效热输入量过高，将导致TiNi形状记忆合金侧热影响区组织晶粒粗大、硬度降低、塑性提高。严格控制钎焊工艺参数可以获得具有较高抗拉强度、形状记忆效应和超弹性的TiNi形状记忆合金与不锈钢钎焊接头。

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大长径比微细轴的车削工艺研究

张明君;殷国富;袁光辉

. 2005, 41(2): 137-141.

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微纳米级器件的加工是MEMS系统的开发、应用的关键技术之一。通过切削试验，设计出能加工最小直径为7m的微细轴的金刚石车刀，其主要参数为：主偏角Kr=93°，副偏角K 'r =30°，前角0=0°，后角0=5°。然后以加工直径20m的轴为例，分析了进给量、背吃刀量以及主轴转速对微细轴成形和表面粗糙度的影响。研究结果表明，在微细轴的加工中，切削用量不仅对工作表面质量产生影响，而且关系到是否能够车削成形。在可成形范围内，进给量与表面粗糙度值成正比，具有显著的影响；背吃刀量、主轴转速对表面粗糙度的影响较小。最后试制了不同加工参数条件下的极限实例产品。

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基于现代非线性理论的汽轮发电机组故障诊断技术研究

侯荣涛;闻邦椿;周飙

. 2005, 41(2): 142-147.

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运用小波理论、分形理论和混沌理论等非线性理论，对汽轮发电机组转子故障进行了综合分析和研究。对所测某28 MW发电机组转子在三种不同工作状态下的时间序列进行了关联维数计算、小波包分解以及最大李雅普诺夫指数计算，并结合其相轨迹图和庞加莱截面进行了分析与研究。结果表明，小波包分解重构技术具有很强的消噪和非平稳信号提取能力；发电机组转子在不同工作状态下其时间序列的关联维数、李雅普诺夫指数具有明显差别，且两量值相互补充、相互对应。由此提出：关联维数、最大李雅普诺夫指数可以作为刻画发电机组机械故障特征的综合量化指标。该研究为非线性运动系统的在线监测、故障诊断和状态预测开辟了有效途径。

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采用Cellular automaton法模拟动态再结晶过程的研究

肖宏;柳本润

. 2005, 41(2): 148-152.

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结合金属塑性成形过程的冶金学原理，给出了一种新的模拟动态再结晶过程的元胞自动机(Cellular automaton，CA)模型，用来模拟塑性变形过程中动态再结晶过程。再结晶晶粒的生长速度与再结晶驱动力成正比，再结晶驱动力取决于晶界能和位错密度。在一个增量步内，根据动态再结晶晶粒生长速度确定与其相邻原胞转变概率。采用本模型对不同温度、应变速度、应变条件下的动态再结晶过程进行了模拟，模拟结果与试验结果以及经验公式得到的结果相一致。本模型也可用于再结晶动力学、微观组织和织构变化过程的模拟。

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汽车碰撞过程并行有限元仿真技术

曹银锋;李光耀;钟志华

. 2005, 41(2): 153-157.

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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割的动态显式有限元的并行算法，给出了基于汽车结构和材料特征的并行化分区算法，提出的算法应用在自行开发的GEFEP-P汽车碰撞的并行化有限元分析软件，并成功移植到神威I超级计算机。算例计算结果表明：采用并行有限元计算，可以大大提高汽车碰撞过程的仿真计算效率。

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四环素牙摩擦磨损行为的研究

郑靖;陈捷;周仲荣

. 2005, 41(2): 158-161.

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在往复滑动摩擦磨损试验台上以钛合金为对磨材料，考察了不同染色程度四环素牙的摩擦学性能，并与正常恒牙进行了比较。结果表明：轻度四环素牙的摩擦磨损行为接近正常恒牙，磨损以擦伤和轻微犁削为主；重度四环素牙的摩擦系数变化波动较大，稳态值较高，磨斑表面呈现显著犁沟和剥落，摩擦学特性逊于正常恒牙。四环素牙的耐磨性随其染色程度加深而降低。

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基于二维小波变换及图像模式识别的焊缝坡口识别

蒋力培;黄军芬;殷树言

. 2005, 41(2): 162-165.

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采用二维小波变换及二值化方法处理初始条件下管道焊缝坡口图像，获取焊缝坡口纹理信息，作为模板。对后续坡口图像进行同样的小波变换及二值化处理，利用模式识别方法获取后续图像焊缝坡口及其中心线的基本位置信息，研究的焊缝坡口识别算法为实现自然光下焊缝坡口实时跟踪提供了理论依据。

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便携式激光扫描三维形貌测量系统

邾继贵;王浩;任同群;吴斌;刘常杰

. 2005, 41(2): 166-169.

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介绍了基于双目立体视觉的便携式激光扫描三维形貌测量系统，该系统的测头部分安装了 5 个激光器，将扫描速度提高了 5 倍，而且采用两个摄像机同时摄取扫描激光光条图像，避免了对投射激光的标定过程。根据立体视觉原理，经图像匹配，可计算得到光条上所有点的空间位置和深度，即被测空间曲面的三维信息。阐述了非接触三维形貌测量的原理和方法，试验结果证明了系统的可行性和适用性。

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200 MW汽轮发电机组转子—轴承系统非线性稳定性研究

崔颖;刘占生;冷淑香;韩万金;黄文虎

. 2005, 41(2): 170-175.

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将一种降维计算方法应用到大型转子—轴承系统非线性稳定性分析中，提出将计算得到的转子发生油膜振荡的转速作为判断系统非线性稳定性的准则。针对200 MW汽轮发电机组多跨转子—轴承系统建立了具有608自由度的非线性振动方程，基于固定界面模态综合法对其降维，使其自由度数降到30，然后采用Newmark逐步积分法对降维后的系统振动方程进行数值计算，在保证精度的前提下，显著提高了计算分析的效率。利用该降维计算方法模拟出了油膜振荡现象的典型特征和发生油膜振荡的转速，并着重计算分析了发电机转子前轴承轴颈的失稳转速随转子的偏心距、轴承长径比、间隙比和润滑油粘度的变化规律，研究结果为定性分析200 MW汽轮发电机组机转子—轴承系统的稳定性提供了理论依据。

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面向制造网格的应用平台及虚拟企业建模研究

王爱民;范莉娅;肖田元;范文慧

. 2005, 41(2): 176-181.

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在分析制造网格、计算网格和网络化制造之间差异的基础上，探讨了面向制造网格的应用平台及虚拟企业建模等问题。首先，分析了制造网格和网络化制造在资源组织和应用模式上存在的差异，提出一种面向制造网格的应用框架；其次，研究了制造网格相对于计算网格所具有的多变业务目标、多级资源共享、资源服务的提供和结果提交的在线和离线混合方式的特点，形成了制造网格的应用内涵；然后，在剖析计算网格、基于资源服务的制造网格以及应用程序等基础上，形成了从业务链、资源服务链到网格节点链的处理过程，并最终导出了面向制造网格应用的虚拟企业的组织模型。最后，通过对问题的量化描述了应用平台的处理过程和算法。上述研究对于推动制造网格的应用和虚拟企业的组织建模具有积极的意义。

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基于网络的腐蚀失效模式和原因识别诊断系统及其应用

宋光雄;张峥;钟群鹏

. 2005, 41(2): 182-186.

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建立了基于网络的腐蚀失效模式和原因识别诊断系统，该系统综合了产生式和框架式两种知识表示方法表示案例知识，推理机采用基于案例的推理方法。系统案例知识库中存储有压力容器压力管道相关的腐蚀失效案例，失效模式包括应力腐蚀、腐蚀疲劳及晶间腐蚀等。该系统根据输入的腐蚀失效特征信息识别出腐蚀失效模式，以相似度作为诊断结果的评价参数，解释发生腐蚀失效的原因。

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任意三角形控制网格的二元四次箱样条曲面算法

张永春;达飞鹏;宋文忠

. 2005, 41(2): 187-193.

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二元三方向剖分是方向最少的三角剖分，建立在其上的二元三向箱样条在工程曲面造型等领域有着极为广泛的应用。规范的二元三向四次箱样条曲面计算仅针对网格中点的价数均为6的情形，从规范的算法出发，提出了一种任意价数控制点的情形下的曲面计算算法，并对算法进行了较为详细的分析。分析及试验结果表明，按该算法生成的曲面有较好的整体光顺特性，各面片间是C1连续的，而对某一个三角面片内部则是C2连续的。由于本算法适用于任意的三角形控制网格，因此在CAD/CAGD等曲面造型中有很高的实用价值。

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基于遗传模拟退火算法的弧焊机器人系统协调路径规划

陈志翔;殷树言;卢振洋

. 2005, 41(2): 194-198.

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深入地研究了弧焊机器人系统的协调路径规划。从全局的角度用5元组序列描述了焊接路径。设计了评价焊接路径目标函数：焊接位置函数、焊缝成形质量函数、关节位置函数和运动平稳性函数。以线性加权法为求解多目标规划的基本思想，把遗传模拟退火算法用于弧焊机器人与变位机协调路径规划，取得了很好的效果。协调路径规划精确地保证焊缝的最佳焊接位置与最佳的焊枪姿态，并能找到柔顺的焊接路径，提高了机器人焊接的质量和效率。

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液压驱动6自由度运动模拟器动力机构控制策略研究

郭洪波;李洪人

. 2005, 41(2): 199-204.

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目前，非对称缸动力机构作为驱动部件被广泛应用于液压驱动6自由度运动模拟器，其控制器设计备受关注。首先推导出了阀控非对称缸动力机构的通用非线性数学模型，在此基础上提出了级联负载压力控制策略，使得动力机构具有力发生器的特性，从而为进一步实现运动模拟器的分层控制打下了基础。对于每个非对称缸电液位置伺服系统，考虑到模型不确定性及外干扰的存在，运用滑模变结构控制方法设计外层镇定控制器，实现了对液压动力机构的镇定及对外界干扰的抑制。同时作为比较，还设计了状态反馈控制器。仿真结果表明提出的控制策略是有效的、合理的。

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周期弹簧振子结构振动带隙及隔振特性研究

温激鸿　王刚　刘耀宗　赵宏刚

. 2005, 41(2): 205-209.

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无限周期弹簧振子结构具有和声子晶体类似的振动(弹性波)带隙，带隙频率范围内的振动(弹性波)在该结构中无法进行传播。在计算无限周期弹簧振子结构振动(弹性波)带隙的基础上，采用数值方法计算并讨论了有限周期弹簧振子结构的振动传输特性及隔振特性，最后以双质量周期弹簧振子结构为例，对其振动传输特性及隔振特性进行了试验验证。

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一种线结构光视觉传感器标定方法

魏振忠;张广军;徐园

. 2005, 41(2): 210-214.

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在线结构光视觉传感器的标定中，结构光光平面上三维世界标定点的获取一直是一个难题。主要是因为靶标上已知的三维世界点很难恰好位于结构光光平面上。针对这个问题，提出了一种基于双重交比不变的线结构光视觉传感器的标定方法，设计了相应的标定靶标。利用双重交比不变性，可以获取光平面上任意数量的高精度的三维标定点，从而解决了线结构光视觉传感器三维标定点不易获取且数量少的问题，提高了线结构光视觉传感器的标定精度。试验结果表明该方法可以满足大型工件的结构光三维视觉检测精度的要求。

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多属性的虚拟企业并行协商项目规划算法

李英杰;陈庆新;陈新度;陈新

. 2005, 41(2): 215-222.

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制订基于协商的虚拟企业项目规划不仅要考虑任务时间与工期的可行性，而且要关注费用与资源的优化。通过分析虚拟企业项目协商规划的工期与费用的不确定性，首先提出了多属性随机项目模型；接着提出了工期—费用并行协商规划算法，以期望工期费用为优化目标，结合示例解释其计算过程；最后针对模具生产的特点，对模具虚拟企业的项目进行仿真规划，说明了这一方法的有效性和可靠性。

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薄壁铝合金结构焊接应力变形数值模拟

岳红杰;赵海燕;蔡志鹏;张建强;林健;王国庆;李德成

. 2005, 41(2): 223-227.

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实际结构焊接过程的三维数值模拟因为计算量大而往往难以进行。为了采用三维热弹塑性有限元方法对薄壁铝合金结构的焊接过程进行数值模拟，提出了粘贴单元和混和单元两种网格划分技术相结合的单元划分方案进行有限元建模，通过薄板对接模型试验验证了此方案的可行性，并研究了不同建模方案对计算效率的影响。将这种单元划分方案应用到实际薄壁筒体结构焊接过程的数值模拟中，对焊接过程产生的残余应力和变形进行了成功地预测。结果表明：对于薄壁构件，采用粘贴单元和混合单元相结合的单元划分方案可以在保证一定精度的前提下，可大大减少有限元网格划分工作量，同时可降低计算规模，提高计算效率。

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冲压焊接多级离心泵的理论研究及工程实现

刘元义;蔡保元;霍春源;刘加利;王广业

. 2005, 41(2): 228-233.

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提出了把“理想流体”作为参照量，把粘性边界层作为水流动边界条件的粘性水力设计方法。针对冲压焊接多级离心泵吸入口的流态，推导出了粘性条件下的畸变方程式和输运方程式，以此应用于冲压焊接多级离心泵的水力设计，实践应用改善了冲压焊接多级离心泵的性能，提高了运行效率。

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2005年, 第41卷, 第2期　
刊出日期：2005-02-15

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