机械工程学报

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贺炜;曹巨江;杨芙莲;曹西京;刘言松

. 2005, 41(6): 1-6.

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概述了自1990年以来我国凸轮机构的研究成果，从六个方面评述了近期发表的有关凸轮机构研究的文献及研究特点，并提出了今后凸轮机构研究的重点方向。我国凸轮机构的研究在理论研究方面已达到国际先进水平。然而，在加工制造及应用研究方面与国际先进国家相比还有不小的差距。

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变胞原理和变胞机构类型

戴建生;丁希仑;邹慧君

. 2005, 41(6): 7-12.

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追述了变胞机构的发展，首次阐述了变胞原理及其在变胞机构的应用。进一步探讨了变胞机构与其他机构的区别，提出了变胞机构的延伸和分类，有助于挖掘具有变胞特性的原有机构和设计构造新的变胞机构。探讨了变胞方式，阐明了数学模型在变胞构态演变中的运用。并进一步运用各种例子，探讨了变胞机构在国内外的发展和在机器人以及制造业的应用，尤其是变胞原理在机器人及机器手的应用。该研究奠定了变胞机构的理论基础，为变胞机构新的研究和发展开拓了道路。

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机器人动力学分析的等效有限元建模方法

楚中毅;曲东升;孙立宁;崔晶

. 2005, 41(6): 13-18.

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介绍了一种机器人动力学建模的等效有限元法。引入等效单元的概念，通过广义惯量矩阵相等的等效单元准则提出了单元伪质量阵的概念，基于有限元思想规则组装得到等效系统的伪质量阵。基于动力学普遍方程和等效力系的概念推导出了系统的动力学微分方程，该方程表述简单、规范，适于计算机编程，使人工分析量大大减少，提高了建模效率。利用该方法推导了2-DOF平面并联机器人的动力学方程, 验证了方法的正确性和有效性，为其他复杂机器人机构的动力学分析提供了一种新的可供利用的手段。

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基于共生进化原理的功能结构设计

陈泳;冯培恩;潘双夏;何斌;张帅

. 2005, 41(6): 19-24.

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从生物的共生进化模式得到启发，从设计认知的高度，系统地总结了基于共生进化原理的共生功能之间的关系，包括“提供作用条件”关系，“消除有害副作用”关系和“消除有害环境影响”关系三类。这些关系为系统地解决创新设计中基于可行原理解的功能结构设计问题奠定了基础。在此基础上提出了集成原理方案设计和功能结构设计的计算机辅助概念设计的进程模型。该进程模型能根据实际创新设计环境以及候选原理解的作用条件、副作用和环境影响，在求解过程中动态地生成待求产品的功能结构，符合设计师的思维习惯。最后给出了模型应用实例。

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低碳马氏体不锈钢0Cr13Ni4Mo磨削表层屈服强度的研究

马素媛;陈瑞;王东林;李家宝;郝学卓;李宝东

. 2005, 41(6): 25-29.

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借助X射线应力分析技术测量了屈服强度在马氏体不锈钢0Cr13Ni4Mo磨削影响层上的分布，同时测量或计算了残余应力、X射线衍射线半高宽、显微硬度、嵌镶块尺寸、微观应变和位错密度等参量的沿层深分布。结果表明，该影响层的屈服强度大幅度提高了，与用半高宽和显微硬度比较起来，用屈服强度作指标能够更好地反映磨削影响层的强化。磨削表面的条件屈服强度提高了约50%，嵌镶块尺寸从约64 nm减小到约28 nm，微观应变从约7×10–4增高至约14×10–4。磨削影响层的条件屈服强度s0.2与位错密度的平方根之间存在线性关系。这些结果说明，磨削表面发生了严重的塑性形变。冷作塑性形变强化是磨削影响层的屈服强度得以提高的根本原因。

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相场法模拟中影响侧向分支的相场参数

朱昌盛;王智平;柳百成;荆涛

. 2005, 41(6): 30-34.

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使用耦合热扰动的相场模型，研究相场参数对枝晶侧向分支的影响。结果表明，随着过冷度的增大，包围等轴晶的热扩散层越薄，这越有利于侧向分支的生长，使枝晶侧向分支越发达。各向异性系数影响枝晶尖端稳态行为，越大，枝晶生长速度越大，侧向分支越发达，二次枝晶间距越小；耦合系数越小，尖端生长速度较快收敛于格林函数计算值，侧向分支越发达；热扰动幅值Fu对温度场的影响明显，当Fu取值适当时，热噪声可以引发侧向分支，但是不影响尖端的稳态行为。

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一维杆状声子晶体振动中的表面局域态研究

郁殿龙;刘耀宗;王刚;温激鸿;邱静

. 2005, 41(6): 35-38.

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从两种材料组成的一维杆状声子晶体的振动方程出发，给出无限周期结构的振动波色散关系和半无限周期结构表面波色散关系。发现带隙宽度、表面波频率均与材料组份比有关。对于具有自由表面的声子晶体，当自由表面层材料的速度小于另外一种材料速度时，存在表面局域态。利用有限元法，仿真了有限结构声子晶体的振动频率响应。当存在表面局域态时，振动频率响应在带隙频率范围内出现共振峰，这些共振峰至少减小了声子晶体20 dB的减振效果。

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基于小波分析的交流伺服电流中摩擦影响信息特征提取的研究

袭著燕;路长厚;张建川;潘伟

. 2005, 41(6): 39-43.

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由于交流伺服电动机的伺服电流受到很多干扰，难以从中直接得到有用的信息。为此，利用霍尔传感器测量了交流伺服电动机控制器输出的伺服电流，将小波变换的理论用于提取反映摩擦力动态特性的伺服电流的有用信息。在这一过程中，对它进行多分辨率分析，即把伺服电流信号分解成多个层次细节部分和平滑部分，从中识别出静摩擦力到动摩擦力过程中信息特征。通过和位移输出信号对比分析，说明在伺服电流中能提取出摩擦影响的信息。此外，还发现突变发生时刻总是早于工作台宏观运动时刻，这一提前量还需要进一步研究。

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基于接触线的二次包络TI蜗杆传动啮合性能分析

孙月海;段路茜;王树人;张策

. 2005, 41(6): 44-49.

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从接触线和啮合界限线的角度对二次包络TI蜗杆传动进行了接触性能分析。分析表明，只有当蜗轮齿面上的啮合界限线为一条或两条且这两条线不重合时，才能在二次包络TI蜗杆传动副的蜗轮齿面上得到二次接触线；在加工允许的范围内，螺旋角取较大的数值，能够较好地改善啮合性能，从而发挥二次包络TI蜗杆传动的优势。研究对合理选择设计参数具有指导意义。

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圆柱形金属橡胶多孔材料流体动压性能相似性判据的确定

夏宇宏;姜洪源;敖宏瑞;闫辉;БелоусовАИ

. 2005, 41(6): 50-54.

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依据金属橡胶多孔材料的制备工艺及节流特性，确定了影响金属橡胶节流元件流体动压特性的影响参数。利用相似性定理中的量纲相似理论（p 定理），推导出了决定圆柱形金属橡胶多孔材料流体动压特性的7个相似性判据，为试验研究及结果分析提供了依据，极大地减少了试验工作量和试验及分析工作的盲目性。该论文的研究成果对于研究多孔材料具有非常重要的参考价值。

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基于三维的双螺杆压缩机转子干涉研究

熊伟;冯全科

. 2005, 41(6): 55-59.

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提出一个数学方法来考察三维空间中螺杆驱动面处于接触状态下的螺杆转子齿间间隙分布，可以将机壳加工误差、壳体受热变形和滚动轴承游隙等几种误差统一考虑在内，计算各种位置偏差下转子齿间间隙分布的变化，进行螺杆转子干涉分析。计算结果表明，轴承孔加工误差、壳体受热变形和滚动轴承游隙引起转子轴位置变化，从而导致齿间间隙分布显著变化。其中部分位置关系使接触线上密封段的齿间间隙显著减小，从而增加了该种位置关系下转子擦伤、咬死的可能性。

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一种3自由度并联柔索驱动柔性操作臂的建模与控制

隋春平;张波;赵明扬;刘红军

. 2005, 41(6): 60-65.

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以一种3自由度并联柔索驱动机器人为研究对象，研究这种并联柔性系统的控制规律。考虑到运动描述的唯一性及易测性，取约束关节的位置作为广义关节变量，用以描述操作臂的运动状态。在此基础上分析了操作臂的运动学和静力学关系，建立了并联柔性系统的动力学模型。然后，以轨迹控制为目标，分别基于刚性模型和柔性模型设计控制器，并对系统的性能进行分析和仿真。结果表明：基于刚性模型控制器的性能较差，而基于柔性模型的奇异摄动方法则可以获得较好的控制效果。

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多状态系统共因失效分析及可靠性模型

周金宇;谢里阳;王学敏

. 2005, 41(6): 66-70.

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基于发生函数法建立了含共因失效的多状态系统可靠性分析模型，通过改进的发生函数法求取多状态不可修串并联系统的可靠度函数。具体分两个步骤：① 先不考虑共因元件组的影响，用发生函数表示系统的性能分布。② 在“系统层”对共因元件组元件各状态信息进行分析，再用分析结果对系统发生函数进行修正，最终得到系统可靠度函数。

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一种冗余机器人逆运动学求解的有效方法

祖迪;吴镇炜;谈大龙

. 2005, 41(6): 71-75.

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针对7自由度冗余机械臂的逆运动学提出了一种新的求封闭解的方法。保证系统实时性的前提下采用二次计算法，在梯度投影法得出优化不精确解的基础上，根据系统结构特点用固定关节法进行再次计算，最终得到一组精确的优化解。既充分利用了系统的冗余特性又大大提高了计算精度。以7自由度仿人机械手臂为例具体阐述了这种方法。从手臂末端轨迹精度方面对梯度投影法和二次计算法的仿真结果进行了比较分析，说明了二次计算法在提高末端精度方面的有效性，并通过试验证明算法可以满足一般机器人系统的实时性要求。

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气动系统充放气过程中气体状态多变指数的简化与确定

金英子;朱祖超;杨庆俊;王祖温

. 2005, 41(6): 76-80.

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以较大容积的容器和较小管长的气管组成的气动系统的充放气过程为研究模型，提出分段处理多变指数的研究方法和结果。研究表明，气动系统充放气过程的多变指数可以采用根据压力的变化关系分两段处理、且在每一个阶段上用不变的近似值来计算的方法，以提供更加接近于实际系统中的参数。第一阶段为压力从初始压力达到预定压力的0.99倍(充气过程)或1.01倍(放气过程)的阶段、其多变指数为1.0～1.4之间的某一常数；第二阶段为等压过程、多变指数为0。和目前的处理方法相比，既考虑了传热对系统的影响(和按绝热过程处理相比)，也考虑了多变指数的变化(和按等温过程处理相比)，为正确选择和处理多变指数提供新的方法，系统地了解气动系统充放气过程中气体状态的变化，研究有关物理现象提供理论基础。

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准双曲面齿轮点接触齿面啮合分析的理论公式

吴训成;胡宁;陈志恒

. 2005, 41(6): 81-85.

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提供了一套点接触齿面啮合分析的理论公式，这些公式不包含机床调整参数，只涉及到接触点相对于齿轮副的位置以及齿面的一阶和二阶参数，适用于齿面啮合的任何接触点。利用这些公式，能够非常方便地在设计齿面副参数的同时就对齿面进行啮合分析。此外，通过这些公式，从理论上清楚地阐明了点接触齿面副的失配机理，这对点接触齿面副的设计具有重要的指导意义。

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Ti-Nb微合金钢中第二相粒子对CGHAZ组织及韧性的影响

亓效刚;陈茂爱;陈俊华;徐连孝

. 2005, 41(6): 86-92.

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利用碳萃取复型技术研究了含Ti-Nb微合金钢模拟粗晶区(CGHAZ)中的第二相粒子，并利用OM(光镜)、TEM(透射电镜)及系列冲击试验对含Ti-Nb微合金钢CGHAZ的组织及韧性进行了研究。研究结果表明，含Ti-Nb微合金钢中含有大量尺寸细小的TixNb1-x(CyN1-y)粒子，粒子中Nb的相对质量分数(WNb/(WNb+Wti))在25%～82%之间，尺寸较大的粒子含有较多Ti，形状接近方形；尺寸较小的粒子含有较多的Nb，形状接近球形。焊接热循环后，粒子的数量显著减少、平均尺寸增大，残留的粒子变为方形。在焊接热循环过程中这些粒子能有效地阻止奥氏体晶粒长大、抑制粗大贝氏体的形成、促进针状铁素体析出及M—A组元的分解，从而显著改善低合金高强钢CGHAZ的韧性，在500～800 ℃的冷却时间t越长，这种改善作用越明显。

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旋转磁场下磁流变液聚合链的动力学研究

王瑞金

. 2005, 41(6): 93-96.

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结合散射试验和显微摄像试验，对磁流变液在旋转外磁场作用下聚合链的动力学进行研究。试验结果表明，外磁场旋转时，流变液中的聚合链也同时旋转。聚合链的粒子总数(或链长)在低Mason数时基本不变，当大于某临界值时，由于旋转阻碍了粒子聚合的发生，聚合粒子数随Mason数减小。分子动力学模拟结果与试验结果符合得很好。

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神经网络软测量模型中全共轭梯度算法

王益群;唐勇;姜万录;王宏艳

. 2005, 41(6): 97-101.

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将神经网络运用到动态流量的软测量中，探索解决液压伺服系统中对瞬时动态流量的测试问题是该领域的一个难点和热点问题，详细论证了一种新的BP神经网络算法——全共轭梯度算法及其改进，最后通过试验验证了该算法的性能。该项研究对BP神经网络具有广泛的参考价值。

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Hilbert-Huang变换在齿轮故障诊断中的应用

于德介;程军圣;杨宇

. 2005, 41(6): 102-107.

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为齿轮故障诊断提供了一种新的途径，将Hilbert-Huang变换引入齿轮故障诊断，提出了局部Hilbert能量谱的概念，同时根据齿轮故障振动信号的特点建立了两种基于Hilbert-Huang变换的齿轮故障诊断方法：基于EMD的频率族分离法和Hilbert能量谱方法。采用EMD (Empirical mode decomposition)方法对齿轮振动信号能有效地将各个频率族分离；局部Hilbert能量谱可以反映齿轮振动信号的能量随时间和频率的分布情况，从而可以提取齿轮振动信号的故障信息。将这两种方法应用于齿轮故障诊断中，结果表明，基于EMD的频率族分离法和Hilbert能量谱方法都能有效地提取齿轮故障特征信息。

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考虑正逆动力学问题的电动助力转向控制研究

王其东;杨孝剑;陈无畏;姜武华

. 2005, 41(6): 108-112.

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在给出了转向系统正逆动力学定义的基础上，设计了基于模糊神经网络的PD控制器，建立了转向系统的多体动力学模型和整车的转向模型，进行了汽车转向动力学的仿真研究；设计并研制了电动助力转向系统的试验台，进行了相关的试验研究。仿真和试验的结果都表明：建立的动力学模型是合理的，提出的控制策略能提高汽车的转向轻便性和灵敏性。

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基于遗传算法的铣刀片三维复杂槽型重构技术

李广慧;刘广军;谭光宇;李振加;融亦鸣

. 2005, 41(6): 113-117.

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为了获得切削性能更优良的可转位铣刀片槽型，从而改善铣刀片的温度场和应力场，进行了三维复杂槽型铣刀片的测温试验、三维温度场分析及其模糊综合评判。基于遗传算法，提出了以受热密度函数为目标函数，以温度场模糊综合评判为驱动的铣刀片三维复杂槽型的重构算法，获得了新的波形槽型。实例验证表明，新槽型较重构前的槽型在温度场方面具有更好的性能。利用该方法同样可以构造拟合其他类型三维复杂槽型。

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制冷剂在绝热毛细管内流动的线性特性

张春路

. 2005, 41(6): 118-122.

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虽然制冷剂在毛细管内的流动为非线性的两相临界流，但是在很多特定工况条件下毛细管流量特性表现出良好的线性特性。这类线性特性的存在有利于改进和简化毛细管的设计方法。基于绝热毛细管近似分析解，对这些线性特性从理论上进行了解释和扩展，并用R22、R410A和R407C三种工质的数据进行了验证，结果与理论分析一致。

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汽车前轴精密辊锻成形过程的数值模拟

蒋鹏;方刚;胡福荣;曹飞

. 2005, 41(6): 123-127.

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汽车前轴的精辊—模锻工艺是一种用小成形力锻造设备成形较大型前轴锻件的塑性加工技术，其工艺关键在于精密辊锻。前轴的精密辊锻分4个道次，是典型的局部成形工艺。辊锻工艺由于旋转的模具与辊锻件之间的接触区域在不断变化，一直以来成为数值模拟的难点。对4个道次的模具建立了模型，采用三维刚塑性有限元程序DEFORM-3D模拟了前轴精密辊锻工艺，分析了辊锻过程中金属变形的规律，研究了模具参数对成形质量的影响以及辊锻力矩的变化规律。模拟结果对于改进辊锻工艺设计、提高模具设计水平具有指导作用。

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基于磁流变减振器的汽车悬架振动控制

李锐;余淼;陈伟民;廖昌荣;董小闵

. 2005, 41(6): 128-132.

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分析了磁流变减振器特性，为了抑制汽车磁流变悬架的振动，提出了一种含有控制级和协调级的分级模糊控制。在控制级，把天棚、地棚混合控制策略与模糊智能控制策略相结合，设计了1/4车辆垂直振动的半主动模糊智能控制器；在协调级，设计了整车控制的协调器，根据反馈变量对整车4个独立模糊智能控制器输出参数进行调整。把某微型汽车的4只被动减振器改装成磁流变减振器，搭建了磁流变悬架全车测控系统，运用设计的分级模糊控制器，进行了平顺性随机输入实车道路试验。试验结果表明对汽车磁流变悬架的垂直振动进行分级模糊控制是可行的，能有效提高汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。

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多层焊填充层焊道图像处理及边缘提取

黄军芬;殷树言;邹勇;蒋力培

. 2005, 41(6): 133-136.

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结合二维小波变换方法与数学形态学方法对多层焊填充层焊道图像进行处理，实现对焊道边缘及坡口边缘的提取。首先通过对图像进行小波变换获取明区及暗区信息，鉴于坡口边缘及焊道边缘两端暗区及明区的峰值绝对值大于其他位置，将图像小波变换结果进行二值化处理，取对应峰值的位置信息。然后根据图像明区及暗区的峰值所处位置特征采用图像形态学方法对其进行处理，最后提取焊道及坡口边缘。采用该方法获取的边缘与实际焊道及坡口边缘吻合。

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面向用户的虚拟设计环境的研究

周自强;沈连婠;李木军;赵玮;伍梅;郑津津

. 2005, 41(6): 137-142.

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提出用特征语言对产品族结构进行建模的原理和方法，并结合相应的产品族结构模型进行了分析。在此基础上设计了产品配置器，构造了面向用户的虚拟设计环境的整体框架，并阐述了各组成部分的功能和实现方法。以仪器柜产品的设计和制造为实例实现了系统原型。

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基于Markov模型的分布式监测系统可靠性研究

易朋兴;杜润生;杨叔子;刘世元

. 2005, 41(6): 143-148.

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监测系统作为一种保证复杂系统正常工作与提高其运行可靠性的重要手段被广泛应用。监测可靠度指监测系统能成功地对被控对象进行监测的概率，它是评价监测系统性能的一个重要尺度。以可靠性理论为指导，结合集中分布式监测系统的结构特性，对该类型监测系统的监测可靠性进行深入研究，提出一种基于Markov模型的监测可靠性分析方法。随后，以捏合机监测系统为例进行验证与分析。分析表明该方法对监测系统设计及其维护有一定的应用价值。

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基于曲面广义偏置的EDM电极摇动补偿方法

王刚;单岩

. 2005, 41(6): 149-152.

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针对EDM加工中电极摇动产生的加工误差，采用计算机辅助几何设计(CAGD)的思想，提出了基于曲面广义偏置的补偿方法。该方法通过直接对电极曲面几何信息的修正，有效、统一地解决了常用电极摇动所引起的加工误差问题，从而较大地提高了加工精度。从计算实例和试验加工结果看，该方法是正确有效的。

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基于视觉伺服的3D微定位控制

徐征;刘冲;罗怡;王立鼎

. 2005, 41(6): 153-156.

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分析了基于全局显微视觉的视觉伺服定位控制方法。推导了G型体视显微镜的成像模型，结合图像视觉伺服和立体视觉理论，建立了3D微定位视觉伺服控制模型。在自主研制的微操作系统上进行了3D视觉伺服微定位试验，并分析了影响视觉伺服定位控制精度的误差因素，通过标定获得重要的控制参数。试验结果表明：采用3D微定位伺服控制模型的定位误差为±(3～4)μm，定位精度和稳定性能满足微定位的要求。

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径向电磁轴承线圈容错控制研究

吴步洲;孙岩桦;王世琥;虞烈

. 2005, 41(6): 157-162.

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针对径向电磁轴承线圈容错控制问题，以一个具有多极独立驱动结构的径向轴承为模型，先利用磁路法建立了此轴承电磁力的一般表达式，并用广义偏流线性化的方法将其线性化；然后在此基础上提出了一种基于控制器重构的容错方案。该方案考虑了磁路间的耦合作用，对不同磁极结构的轴承具有普遍适用性。仿真结果表明了方案的可行性。

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制造过程环境影响评价方法及其应用

曹华军;刘飞;阎春平;李聪波

. 2005, 41(6): 163-167.

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制造过程是产品生命周期中直接消耗资源和产生环境污染的重要阶段。由于制造工艺的多样化和环境影响因素的复杂化，至今仍缺少对产品制造过程环境影响评价的有效方法。事实上，每个制造工艺过程都可以看成是一个输入—处理—输出(IPO，Input-process-output)的过程，并可以利用IPO图或模型及其清单分析表进行描述和数据采集。基于工艺IPO过程模型和列昂波特相互作用矩阵，提出一种零件制造过程物料和能量消耗、环境废物排放和安全性的评价方法及其技术框架。结合一个齿轮零件的制造过程对上述方法进行了说明和验证。

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磁致伸缩薄膜动态驱动特性的研究

张永顺;刘广军;贾振元

. 2005, 41(6): 168-173.

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提出一种新的磁致伸缩薄膜动态驱动特性的研究方法，其原理是以磁致伸缩薄膜复合梁的等效形变为基础，将磁致伸缩驱动应力转换为等效驱动力矩，建立磁致伸缩薄膜的强迫振动动态模型，通过受迫振动理论来研究磁致伸缩薄膜的动态特性。对该模型进行了仿真计算和试验验证，表明该模型可以描述磁致伸缩薄膜的动态行为。该方法对薄膜驱动器的运动分析与结构优化，最终实现基于磁场自感知的超磁致伸缩薄膜驱动器的闭环控制具有参考意义。

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多目标的供应链集成优化及数值仿真

马雪芬;孙树栋

. 2005, 41(6): 174-180.

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针对供应链设计中的供应链优化这个关键问题，建立了一个多目标的供应链集成优化模型。该模型将供应链三个层次的优化内容集成在一起进行优化，采用成本、柔性、客户服务水平以及向用户承诺的产品交付时间四个度量指标。针对多目标优化模型，提出了一种改进的多群体遗传算法。最后，利用一个具体实例进行了数值仿真。

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三维装配尺寸链的自动生成

王恒;宁汝新;唐承统

. 2005, 41(6): 181-187.

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提出了一种基于CAD模型的三维装配尺寸链自动生成方法。该方法从定义装配性能特征入手，首先对CAD装配模型进行深层次的解析及预处理，以获取隐含在模型内部的公差分析所需信息。然后利用图论理论，通过构建特征—尺寸邻接矩阵、特征—装配约束关系邻接矩阵、装配关系传递图等，将装配体中参与装配的零件和特征以及其之间的装配约束关系、尺寸及形状等信息的传递过程以图的形式进行表达。最后将三维尺寸链分为显式和隐式两类，对于显式尺寸链，由装配关系传递图搜索连通通路可直接获取尺寸链图和方程；对于隐式尺寸链，提出了尺寸方向差异度的概念、封闭环方向优先的搜索策略以及构建过渡尺寸链的方法，最终可获取尺寸链图和方程。该方法已在自主开发的三维装配尺寸链自动生成系统中得到了验证。

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储能飞轮风损的理论计算与试验研究

卫海岗;戴兴建;沈祖培

. 2005, 41(6): 188-193.

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高速旋转的储能飞轮与真空室内的稀薄气体因摩擦而产生的能量损耗即风损，从理论上对飞轮转子外壁和端面与气体的摩擦损耗功率进行推导，得到了飞轮风损的计算公式，依据对计算结果的分析，提出降低飞轮风损的措施。在飞轮储能系统试验系统上进行的风损测试结果与理论计算基本相符。当真空低于0.01 Pa时，试验复合材料飞轮的风损可以忽略不计。

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湿型砂质量参数智能测试车的研制

石德全;李大勇;董静薇;张宇彤

. 2005, 41(6): 194-197.

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针对当前适合中小型铸造厂使用的湿型砂质量参数测试装置短缺的实际状况，在双电源二次激励法的基础上，借助于80C196KC单片机和PC机研制了一种湿型砂质量参数智能测试车，该测试装置可移动工作于生产现场，能够快速检测湿型砂的紧实率、温度、有效粘土质量分数、水质量分数、透气性和综合强度等6个基本参数。试验证明，该测试车具有良好的稳定性和较高的测试精度。

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超声波振动金刚石刀具对脆性材料临界切削深度的影响

马春翔;王艳;社本英二;森脇俊道

. 2005, 41(6): 198-202.

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通过脆性材料沟槽切削试验，研究了超声波直线振动金刚石刀具和超声波椭圆振动金刚石刀具对脆性材料临界切削深度的影响，与没加超声波振动的金刚石刀具相比，超声波振动金刚石刀具能增大对脆性材料塑性切削的临界切削深度。提出了超声波振动金刚石刀具切削脆性材料临界切削深度计算公式，分析了导致超声波振动金刚石刀具增大脆性材料塑性切削的临界切削深度的原因。

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ESMAA驱动的多指机械手研究

杨凯;辜承林

. 2005, 41(6): 203-207.

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由形状记忆合金构成的结构简单、控制灵活、功率密度大的电动机，在轻型机器人及小型化系统中具有独特的技术优势。然而，几乎所有现行结构中，致动元件和偏动元件都是分离的，驱动单元和执行单元也彼此独立，不但机构复杂，就是手指的张合动作也很不连贯，更无仿生柔顺性可言。因此，研制了新型内嵌式记忆合金驱动器。该驱动器由内嵌弯曲回复记忆合金丝的硅胶棒组成，通过温度循环方式稳定输出力和位移。建立了驱动器的变形理论，得出了驱动与控制的规律性结论。进一步利用多台驱动器研制了组合式柔性机械手，探讨了多指手的运动学问题。最后，完成了组合式三指柔性机械手爪抓取演示系统的设计制作和试验研究。

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欠驱动余度机械臂的无碰撞运动规划与控制

何广平;陆震;王凤翔

. 2005, 41(6): 208-213.

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基于周期运动的非线性动力学分析，发现欠驱动机械臂在小幅振动输入条件下有运动漂移现象，即当欠驱动机械臂的主动关节小幅振动时，被动关节的平衡位置将发生漂移。基于这一现象提出了被动关节位置控制的余弦函数小振幅控制方法；把人工势场方法引入冗余度机械臂的避障运动规划，提出了欠驱动冗余度机械臂的虚拟模型运动规划方法；把以上两种方法有机结合，提出了一种欠驱动冗余度机械臂的避障运动规划和控制方案，对平面三连杆欠驱动机械臂进行了仿真，仿真结果表明这一方法是可行的。

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薄壁弧形件装夹布局有限元优化

王运巧;梅中义;范玉青

. 2005, 41(6): 214-217.

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关于航空结构件加工变形控制的研究是高效数控加工研究的一部分。薄壁弧形零件加工中的弹性变形对加工质量影响很大，而装夹布局影响切削变形的大小和分布。以减少加工中工件最大弹性变形为目标，建立了弧形件铣削加工装夹布局的优化模型，采用商业有限元软件的设计优化模块进行计算。在对计算结果进一步分析的基础上，提出了最终的装夹布局方案，采用该方案可以得到整个加工过程中更低的变形量，变形分布更均匀，为采取相应数控补偿措施提供条件。优化方案和实际加工方案结果基本一致。所提出方法可推广至其他类型工件夹具布局优化设计。

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围压下自振喷嘴空化起始能力试验及应用研究

易灿;李根生;张定国

. 2005, 41(6): 218-223.

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开展喷嘴空化起始能力研究，对增大射流破岩效果，提高深井钻井的速度具有非常重要意义。利用瞬态流和水声学原理设计研制了自振空化喷嘴，通过试验研究了该喷嘴的空化起始能力，并与锥形喷嘴进行了比较，结果表明在更深的井底或更高的围压条件下，自振空化喷嘴比普通锥形喷嘴具有更大的起始空化数和更强的空化起始能力，最大起始空化数达1.67，而锥形喷嘴最大值仅为0.54。现场试验也证实了自振空化喷嘴钻头在增加进尺、提高机械钻速方面有更显著作用。

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基于进化算法和模拟退火算法的混合调度算法

潘全科;朱剑英

. 2005, 41(6): 224-227.

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将进化算法与模拟退火算法相结合，提出四种有效的混合调度算法，即遗传退火算法、改进遗传算法、改进进化规划和并行模拟退火算法。两种算法搜索机制的互补增强了全局探索能力，基于关键路径的邻域函数运用提高了算法的效率。仿真结果表明：混合算法在求解质量和求解效率方面均有优势，优于国外同类研究成果；基于模拟退火的变异算子的搜索能力优于交叉算子；改进进化规划优于其他混合算法。

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残余应力对z轴硅微机械振动陀螺仪性能的影响

裘安萍;苏岩;王寿荣;周百令

. 2005, 41(6): 228-232.

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z轴硅微机械陀螺仪采用体硅薄片溶解法制作，在加工过程中引入了残余应力。从理论上分析了残余应力对z轴陀螺仪工作模态的影响，并采用有限元软件进行了仿真。仿真结果和试验表明，第一回合设计的z轴陀螺仪驱动轴受到张应力作用，应力值约为20～30 Mpa；检测轴受到压应力的作用。在此基础上提出了两种应力释放结构的设计方案，折叠梁结构的设计和应力释放槽的开设。由第二回合设计的z轴陀螺仪试验结果表明，陀螺仪结构内残余应力得到了较好地释放，大大提高了陀螺仪结构的机械灵敏度。

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基于图论的通用翅片管换热器仿真模型

刘建;魏文建;丁国良;张春路

. 2005, 41(6): 233-238.

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采用图论中有向图的概念以及图的遍历搜索方法，建立了一套适用于翅片管换热器设计的通用仿真模型。该模型可以对具有任意流路布置(制冷剂流路)的翅片管式换热器稳态性能进行仿真，其中考虑了实际换热器内部通过翅片的导热换热，使仿真过程更接近于实际的换热条件。该模型与试验结果对比，平均换热和压降误差分别小于±5%和±20%，达到工程运用的要求，其运用将对紧凑翅片管换热器的设计优化具有指导意义。

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2005年, 第41卷, 第6期　
刊出日期：2005-06-15

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