机械工程学报

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机械学领域之泰斗桃李满天下之名师─纪念张启先院士诞辰八十周年

张玉茹;戴建生;王淑芹

. 2005, 41(8): 1-2.

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机构学研究现状与发展趋势的思考

高峰

. 2005, 41(8): 3-17.

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在人类文明和社会发展的进程中，制造业始终是创造社会财富的主要来源，是衡量国家综合国力的重要指标。当今世界经济全球化，各国的综合国力和竞争能力体现于机械产品的设计能力。因为制造业的灵魂是设计，而制造和被制造机械的灵魂是机构，所以现代机构学的理论研究是制造业的基础，是现代机械产品发明创造的源泉，是提高国家制造业水平和国际竞争能力的关键。机构创新设计决定了产品的创新性。如果机构的设计有缺陷，则制造出的将会是先天不足的产品或称之为“有残疾的机械”。对产品的创新而言，机构拓扑创新设计具有原创的特征性质，是机械发明中最具有挑战性和发明性的核心内容。所以，现代机构学的研究对提高我国机械产品的自主设计、创新和国际竞争能力有着十分重要的意义。机构学研究的发展趋势应该是研究现代机构设计的新理论和新方法、实现特殊功能的机构设计理论以及应用关键技术、微操作和微尺度机械的机构学、机构与机器人动力学、新型移动与操作机器人、仿人与仿生机器人和微纳机器人等。现代机构学研究的最高任务是揭示自然和人造机械的机构组成原理，创造新机构，研究基于特定性能的机构分析与设计理论，为现代机械与机器人的设计、创新和发明提供系统的基础理论和有效实用的方法。

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基于理想推进器理论的尾鳍推力与效率估算

王田苗;梁建宏

. 2005, 41(8): 18-23.

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鱼类尾鳍的动力学问题已经得到广泛研究，但是在进行尾鳍推进器的设计时，还缺乏一种简单有效的设计和估算方法，将尾鳍的运动参数与推力、效率联系起来；在观测和分析尾鳍流场的基础上，研究了2自由度尾鳍推进器的流场结构和推力形成原因；将理想推进器理论应用于尾鳍推进器的推力和效率计算，提出了射流及其诱导速度的量化假设，建立了推力、效率与运动参数、斯特劳哈尔数之间的函数关系；运用该函数对海洋动物的典型运动状态进行了估算，估算结果与动物观测现象基本吻合，该方法在机器鱼模型设计中得到了应用和验证。

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用冗余驱动方法进行柔性机构动力平衡的理论与试验研究

余跃庆;蒋斌

. 2005, 41(8): 24-29.

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采用冗余驱动方法对柔性机构的动力平衡进行了研究。建立了具有冗余驱动的柔性连杆机构动力学模型，从理论上阐述了冗余驱动的平衡原理；给出了柔性机构最优平衡方法及其数值仿真结果；用附加冗余驱动电机的方法对一平面4R柔性连杆机构的动力平衡进行了试验研究，试验结果与理论分析吻合，充分表明了该方法的有效性和优越性。

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一空间变胞机构的拓扑结构变换和对应的矩阵演算

戴建生;丁希仑;王德伦

. 2005, 41(8): 30-35.

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拓扑结构变化是变胞机构的一个特征。概括了矩阵演算在拓扑结构变化中的应用，揭示了E单位变换矩阵和U单位消元矩阵与机构拓扑变化的关系，从而演示了对应于拓扑变化的矩阵演算。重点分析了一空间变胞机构。应用矩阵演算去描述该机构的多种结构变化，从而预测此机构的新构态，并展示了各拓扑构态衍生的新机构。这一分析揭示了两种拓扑变化类型的矩阵演算规律。

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可重构PKM模块的选型原则——理论与实践

黄田;李曚;吴孟丽;梅江平;赵学满;Hu S. Jack

. 2005, 41(8): 36-41.

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可重构与多功能是并联构型装备(PKM)的重要发展趋势，模块化设计是实现这类装备可重构性的使能技术。首先借助线性空间理论，简要论述了少自由度并联机构的组成原理。按照支链对动平台提供约束和驱动的作用不同，将支链分为四种类型，并据此得到少自由度并联机构的三种组合方案。基于对可重构性、多功能，以及速度、刚度特别是精度的考虑，提出可重构PKM模块的选型原则，认为含简式恰约束支链的并联机构较适于搭建兼顾上述需求的PKM模块，进而将可重构PKM模块的设计转化为恰约束支链的选型问题。在此基础上，提出一种含主动恰约束支链的5自由度混联机械手模块——TriVariant，其具有与Tricept机械手完全相同的自由度数目和类型，且几乎继承了后者的全部优点。最后给出若干用TriVariant搭建可重构装备的应用示例。

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4R1P型平面五杆并联机构的可动性与特征图表示

郭为忠;黄其高;邹慧君;高峰;杜如虚

. 2005, 41(8): 42-49.

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针对4R1P型平面五杆并联机构，引入虚杆概念。基于Grashof定理，将滑块可达空间分割为若干可动性不同的子域。根据三根RR型构件的杆长关系，将运动链与机构划分为三类和若干子类，给出其可动性的特征图表示。在此基础上，根据移动副参数、滑块位置、构件结构约束以及移动副的主动与否，具体得出运动链与机构的可动性。特征图分析方法适合于4R1P型所有平面机构和3R型平面开链机构。

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6/6型Stewart机构姿态奇异及非奇异姿态工作空间分析

曹毅;黄真;丁华锋;周辉

. 2005, 41(8): 50-55.

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推导出了6/6型Stewart机构处于固定位置时机构的姿态奇异轨迹的解析表达式。利用Stewart机构的位置反解并综合考虑所有的结构约束条件，首次提出一种计算6/6型Stewart机构的非奇异姿态工作空间的离散算法，并通过计算机仿真给出6/6型Stewart机构的非奇异姿态工作空间的三维可视化描述。6/6型Stewart机构的非奇异姿态工作空间能保证机构在整个姿态工作空间内不发生任何的运动干涉和奇异位形现象，因此为该机构的设计和使用提供了重要的理论依据。

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变拓扑机构理论的基本问题

刘川禾;杨廷力;刘毅

. 2005, 41(8): 56-62.

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研究了变拓扑机构理论的三个基本问题：变拓扑机构的定义、变拓扑机构的基本变拓扑方式及其相关性。主要以图论和点形图理论为工具，在定义机构拓扑结构、机构理想化、理想机构、机构的元和变元集等新概念基础上，提出了变拓扑机构新概念，并给出了严谨的数学定义。提出了变拓扑机构的三种基本变拓扑方式，准确表述了三种基本变拓扑方式的内涵。基本变拓扑方式是变拓扑机构拓扑结构变化的基本原理之一。依据该基本原理，发现、提出并充分证明了变拓扑机构基本变拓扑方式的两个相关性定理及其三个推论。

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具有空间复合变形构件的机械系统分析方法

丁希仑;Selig John Mark;戴建生

. 2005, 41(8): 63-68.

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用李群李代数的理论方法探讨了具有空间变形构件的机械系统的分析问题。根据弹性力学的基本原理，建立了考虑弯曲、拉伸和扭转的空间变形杆件的弹性方程。将杆件作为基本元素，将其理论扩展应用于具有空间柔性变形杆件的串联机器人系统，分析了系统空间弹性性能与运动学问题。进而，研究了其在柔性并联机构振动平台分析中的应用。最后，应用该理论很好地解决了螺旋弹簧的空间弹性性能分析问题。将李群李代数理论成功地拓展应用于空间柔性机构系统的分析，验证了该方法的有效性。

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考虑输出耦合时柔顺机构拓扑与压电驱动单元的优化设计

张宪民;陈永健

. 2005, 41(8): 69-74.

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研究了柔顺机构拓扑优化与压电驱动单元位置和尺寸的最优设计问题，首先给出了多目标优化设计模型。在优化设计模型中不仅考虑了机构与驱动器的耦合，同时还考虑了机构柔度与刚度之间的协调问题和输出耦合的抑制策略与方法，在此基础上给出了机构拓扑、驱动单元的位置和尺寸的优化算法。最后，通过算例说明了该方法的正确性和有效性。

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2自由度触觉交互装置驱动性能分析

郭卫东;国欣;张玉茹

. 2005, 41(8): 75-78.

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触觉交互装置的驱动性能是衡量触觉交互装置设计成败的重要指标，也是触觉交互装置设计的主要依据。以自行设计的2自由度闭环触觉交互装置为对象，对触觉交互装置驱动性能进行了研究，提出了评价触觉交互装置正向和反向驱动性能的方法。在对机构进行静力学和动力学分析的基础上，给出了衡量驱动性能的具体指标。

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基于图论的可重构机器人构型综合

于海波;于靖军;毕树生;宗光华

. 2005, 41(8): 79-83.

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提出了一种简单而有效的可重构机器人构型综合方法，应用的理论基础是图论。为此，首先将可重构机器人的各模块抽象为积木块，这样，可重构机器人系统可用一个图来描述，基于图论原理和模块间的连接约束条件，得到模块所有可行的组合装配构型。利用该方法对一种由齿轮传动模块、齿条传动模块、带传动模块和平面连杆机构等4个模块组成的4自由度可重构机器人进行了构型综合，得到了它全部6种可行的装配构型，从而有效地完成了可重构机器人的概念设计。

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新型3自由度可约移动并联机构的构型及设计

张勇;高峰

. 2005, 41(8): 84-89.

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提出了一般可约系统的定义。从研究运动不耦合的3自由度移动并联机构的输入输出关系出发，给出了3自由度可约移动并联机构的定义和判定充要条件。定义了一种新的Gf坐标，利用此坐标给出了可约并联机构的型综合一般过程，并综合出了5种3自由度可约移动并联机构。针对这类机构的特殊性能，以其中一种机构为例，基于机构动平台参考点的工作空间进行了优化设计。

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基于大行程柔性铰链的并联机器人刚度分析

孙立宁;董为;杜志江

. 2005, 41(8): 90-95.

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基于大行程柔性铰链的并联机器人系统可以在立方厘米级的工作空间内提供亚微米级的运动精度。所采用的大行程柔性铰链的几何参数及其在空间内的布置，将会直接决定并联机器人的系统刚度，从而间接的影响整体系统的工作空间、承载能力和驱动负荷等一系列系统性能。提出了大行程柔性铰链基于刚度方程的弹性模型，采用刚度组集的方法并通过建立协调方程，构建得到整体系统的刚度模型。进而进行了系统刚度性能分析，得到系统刚度影响图谱，为这类新型的柔性并联机器人的设计与开发提供了有力依据。

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模块化可重构三腿并联机器人的运动学控制

陈伟海;高勇;杨桂林;于守谦

. 2005, 41(8): 96-102.

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基于局部指数积公式，提出了利用Paden-Kahan子问题法直接解析求解模块化三腿并联机器人关节角位移的逆运动学方法，进行在线位置轨迹规划与控制。由于在求解主动关节位移的同时被动关节位移也可一并求出，因此和迭代法相结合可以提高在线计算前向运动学的效率，实现位置轨迹的在线监控。通过对球面工件进行加工的演示，验证了子问题法在并联机器人运动控制中应用的实用性。

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并联结构六维控制器的标定试验与分析

金振林;高峰;赵现朝

. 2005, 41(8): 103-107.

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研究一种新颖的力驱动方式并联结构六维控制器的标定问题。介绍并联结构六维控制器组成、工作原理及其标定系统，给出标定步骤并进行标定试验，分析驱动力与敏感元件输出信号的转换关系，定义控制器敏感度评价指标，基于获得的标定矩阵分析控制器的敏感度，这对该种六维控制器的实用及其产业化有重要意义。

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小型轮履腿复合式机器人设计及运动特性分析

段星光;黄强;李科杰

. 2005, 41(8): 108-114.

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针对在室内外环境下对小型移动机器人的运动要求，综合轮式、履带式和腿式运动机构的优点，研制开发了一种多运动模式的小型轮履腿复合式移动机器人。该机器人可以进行轮式高速运动、履带或腿式越障等多种模式的运动。对其运动特性、越障性能、自动复位功能进行了详细的分析。采用的嵌入式控制系统保证了机器人功耗低、可靠性好、实时性高的控制要求。试验表明，这种移动机器人运动灵活，具有很好的环境适应性和较高的越障能力。

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缝纫机弯针空间复合运动的空间机构创新设计

王淑芬;董惠敏;王麟;王德伦

. 2005, 41(8): 115-119.

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双重环缝缝纫机以双自由度多杆空间机构实现弯针空间复合进给运动，由于包含有多个球面副带来了制造工艺复杂及磨损大等问题。通过分析弯针空间复合进给工艺动作的运动特征，提出了两种基于空间RCCC机构弯针空间复合进给运动新方案，把双自由度的弯针空间复合进给运动转化为不含球面副的空间RCCC机构的近似函数综合问题，采用空间机构自适应综合方法进行求解，得到了空间RCCC机构的尺度，能够在狭小空间内实现双重环缝缝纫机弯针空间复合进给运动要求。

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扑翼式微型飞行器的升力测量与分析

宗光华;贾明;毕树生;徐一村

. 2005, 41(8): 120-124.

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昆虫通过高频扇翅可以产生很大的升力，相关的非定常空气动力学机理及理论逐渐被人们所认识。基于昆虫的仿生学设计了单个翅膀的扑翼机构，并利用自行设计的测力平台实现了对升力的测量。通过分析测力系统的动态特性及受激励后的响应，得到扑翼产生的周期升力。通过将试验数据与经验公式计算的结果进行比较，得到了升力与扑翼参数的关系，为进一步设计扑翼式微型飞行器提供了依据。

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柔性宏刚性微空间机器人末端连续轨迹跟踪控制研究

张宇;郝悍勇;孙增圻

. 2005, 41(8): 125-131.

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对一类柔性宏刚性微结构的空间机器人系统进行了运动学和动力学建模，介绍了采用微机械臂快速精确运动来补偿宏机械臂由于弹性形变和振动产生的末端误差的设计方案，并对此进行了简化。在此基础上设计了两种控制方案。一种是对宏机械臂和微机械臂都采用PD(比例微分)反馈控制，另一种是宏机械臂采用PD控制而微机械臂采用滑模变结构控制。最后进行了仿真试验，比较了两种控制方案的不同控制效果，并得出补偿算法是有效的，且滑模变结构控制在该试验中优于PD控制的结论。

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并联机器人的标定建模

彭斌彬;高峰

. 2005, 41(8): 132-135.

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并联机器人标定时测量数据的参考系与其运动参考系不一致将导致系统误差的产生，通过改进标定建模方式将两个参考系统一，并用数值模拟一5自由度并联机器人的标定过程，对比其结果发现改进模型可以完全消除测量的系统误差对并联机器人标定精度的影响，进一步提高并联机器人的标定精度。这种标定建模方式具有很高的实用价值。

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五参量结构阻尼模型及其在弹性机构动力学中的应用

刘柏希;原大宁;刘宏昭;饶建华;张忠明

. 2005, 41(8): 136-139.

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将阻尼合金视为粘弹性材料，利用五参量本构关系来描述阻尼合金材料的应力应变关系。在试验的基础上，利用优化算法拟合出本构关系式中的五个参量。导出了以五参量表示阻尼和刚度特性的单元运动微分方程。为便于计算，将包含卷积运算的微分方程转换成一个四阶微分方程，进而装配出含有阻尼合金构件的弹性连杆机构的系统动力学方程。利用状态空间法对导出的高阶时变微分方程组进行了数值求解。计算实例结果表明所提模型是正确、有效的。

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平面图形放缩机构

廖启征;李端玲

. 2005, 41(8): 140-143.

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放大尺是由单个平行四边形机构组成的，它可以对两点间的距离进行按比例的放大或缩小，但是不能对平面上的几个点间的距离同时进行放大或缩小，如果将多个平行四边形按照一定的顺序和角度连接起来，再加上一个驱动就可以完成这一工作。按这种方式构成的机构既可以是单自由度的普通机构，也可以是单自由度的过约束机构。加上一些带标记的滑动副，这种机构可以组成一些由直线段构成的大小可变的图形。

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一种6自由度冗余驱动并联机器人运动学分析及仿真

张彦斐;宫金良;李为民;高峰

. 2005, 41(8): 144-148.

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提出一种采用自均力驱动模块构造冗余驱动并联机器人的新方法，根据这种方法构造了一种具有10个输入的6自由度冗余驱动并联机器人。对此机器人的运动反解进行了分析，得到了唯一的显式表达。最后用自行研发的六维鼠标对这种机器人进行了运动仿真，验证了反解的正确性。

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人股骨皮质骨轴面微动摩擦磨损特性研究

于海洋;蔡振兵;朱旻昊;周仲荣

. 2005, 41(8): 149-152.

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采用高精密微动试验台外加体液恒温循环装置，在一定法向载荷和不同位移幅值条件下，研究了天然活性人股骨皮质骨对纯钛的微动摩擦磨损行为。试验结果显示：随位移幅值的增加，股骨皮质骨的微动运行状态从部分滑移向完全滑移状态转变，详细讨论了不同位移幅值下摩擦因数随循环次数的演变规律。微观观察表明：接触表面处于部分滑移状态时损伤轻微，而在完全滑移状态下磨损较严重。人股骨皮质骨的磨损机理主要表现为磨粒磨损和微骨折导致的剥层剥落。微动磨痕的深度随位移幅值的增加而增加，而且磨痕深度与摩擦因数有很好的对应关系。研究认为控制植入体/骨界面的微动幅度有利于提高皮质骨抗微动损伤的能力。

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基于Lagrange松弛分解的多产品生产—分销系统的联合决策

唐加福;Kai-Leung Yung

. 2005, 41(8): 153-158.

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考虑全球制造环境下多产品生产分销网络系统中的联合物流决策问题，包括供应商指定的生产任务、生产批量、供应商和用户之间的年运输量和订货批量，提出了基于Lagrange松弛的两层分解启发式算法(LRD)来求解联合决策模型(JDM-M)，其中第一层是供应商指定的生产任务、生产批量和运输流量的联合决策(APLS-TF)，第二层是运输和订货批量的联合决策(TOQ-M)。仿真分析表明LRD对于大规模的集成决策问题是行之有效的方法。

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验证试验中产品可靠性的进一步推断

陈文华;钟华;卢献彪

. 2005, 41(8): 159-162.

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以定时截尾验证试验方法为例，利用Beta分布函数的概率特性，将抽样函数所表示的接收概率转化为F分布的下侧分位数。建立了验证试验中产品可靠性进一步推断的估计方法，并利用验证试验数据中所包含的产品可靠性信息，求出了验证指标在给定置信度下的单侧置信区间估计值。最后通过数值模拟计算验证所提出的产品可靠性，进一步推断方法的正确性。

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磁浮车辆/轨道系统动力学(II)——建模与仿真

赵春发;翟婉明

. 2005, 41(8): 163-175.

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评述了磁浮车辆/轨道系统动力学建模、数值求解及动力响应分析与动力性能评价等方面的研究进展。随着磁浮列车技术逐步成熟，磁浮车辆/轨道系统动力学建模越来越细致，动力学仿真主要开展了车/桥垂向耦合作用研究、车辆曲线通过性能研究和车辆/轨道系统随机振动响应研究。为了更为真实地模拟磁浮列车系统动力响应，今后需要建立考虑磁转向架结构、悬浮导向控制系统、直线电动机和空气动力作用的耦合大系统动力学模型，寻找高效求解磁浮大系统非线性时变微分方程的数值方法，开展磁浮列车系统动力学参数优化研究、磁浮列车纵向动力学研究以及动力学仿真试验验证，并确立一套磁浮列车系统动力学性能评价标准。

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基于直母线族误差的大齿轮在机测量

段振云;刘健;付景顺;金嘉琦

. 2005, 41(8): 176-179.

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根据渐开线螺旋面上存在渐开线、螺旋线与直母线三族特征线的性质，提出基于直母线族误差的大齿轮在机综合测量原理。以刃边齿条为工具，测量廓面的直母线族误差，通过误差处理与分析获得齿廓总偏差和螺旋线总偏差。测量方案以机床基准为测量基准，并克服了大齿轮惯性大、运动控制困难的缺点，具有测量精度高和操作简单等特点。最后，以试验验证了该测量原理的正确性与技术的可行性。

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随机参数轴盘扭振结构系统动力特性优化设计

陈建军;黄居锋;赵颖颖;张驰江

. 2005, 41(8): 180-184.

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研究具有随机参数的轴盘扭转振动系统动力特性的可靠性优化设计问题。给出在考虑结构材料密度和切变弹性模量为随机变量时，结构系统动力特性数字特征的计算方法，建立以轴和盘的几何尺寸为设计变量，结构总质量均值极小化为目标函数，满足基频或频率禁区可靠性约束的结构系统动力优化设计数学模型，利用复合形法求解。通过算例表明该模型和方法是合理与有效的。

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机床进给系统摩擦特性分析及改善措施研究

胡旭晓

. 2005, 41(8): 185-189.

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在建立机床进给系统动力学模型的基础上，分析了不同的摩擦特性下引起系统振荡的主要原因，为了解决超精密进给中的振荡问题，提出二级进给策略提高系统的综合刚度和采用导轨软带改善摩擦因素与速度的关系。最后通过试验证实：应用所提出的改善措施，在5 000 N载荷下进给的控制精度达到10 nm。

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载药纳米颗粒与血管支架自装配机理和方法

倪中华;易红;顾兴中

. 2005, 41(8): 190-194.

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在综合分析微器件三维自装配研究成果的基础上，指出目前研究方法在纳米级微器件三维功能结构自装配中存在的问题，提出综合应用介电泳动、毛细作用和疏水性等微观作用力，实现载药纳米颗粒与血管支架的自装配，并对实现自装配所涉及的介电泳力和毛细力的控制机理和方法、载药纳米颗粒药物的选择和制作、裸支架本体结构的优化设计以及自装配实现工艺流程等关键技术进行了研究，给出了自装配的实现工艺平台以及相应的电场空间分布仿真结果。上述研究成果为最终研制纳米颗粒载药涂层支架提供了可行的方案。

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齿轮早期疲劳裂纹的混沌检测方法

李崇晟;屈梁生

. 2005, 41(8): 195-198.

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齿轮箱振动信号中调制现象普遍存在，而且啮合频率产生的周期冲击成分占很大比重，反映齿轮箱故障的特征信号的幅值相对较低，难以检测。根据齿轮箱振动信号的特点，提出了基于混沌振子的齿轮早期疲劳裂纹检测方法，区别于目前常用的基于混沌振子的微弱信号检测方法。该方法通过辨识混沌振子加入齿轮箱振动信号后发生的由大尺度周期状态到混沌状态的反向状态改变，确定齿轮啮合频率边频带的状态，从而判断齿轮裂纹的发展情况，在齿轮裂纹的监测中取得了良好的效果。

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铝合金5083纵向角接板焊接接头疲劳强度

贾法勇;霍立兴;吴冰;王东坡

. 2005, 41(8): 199-202.

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对铝合金5083钨极氩弧焊纵向角接板焊接接头的疲劳强度进行了试验研究，用有限元计算和应变片测量热点应力，用国际焊接学会推荐的方法进行数据处理，并分别做出了名义应力和热点应力疲劳S-N曲线。试验分析说明铝合金5083纵向角接板焊接接头名义应力和热点应力疲劳S-N曲线试验数据拟合斜率为5.62，高于国际焊接学会推荐的斜率为3.0；名义应力试验疲劳极限为54.0 Mpa，热点应力试验疲劳极限为64.8 Mpa；选取3.0进行结构设计具有较高的安全系数；用名义应力疲劳级别FAT28，热点应力疲劳级别FAT40来进行结构设计是安全的。

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风力发电齿轮箱系统耦合非线性动态特性的研究

朱才朝;黄泽好;唐倩;谭勇虎

. 2005, 41(8): 203-207.

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对大型风力发电机齿轮箱传动系统进行分析研究，以齿轮啮合原理、齿轮系统动力学和非线性动力学的理论为依据，在考虑齿轮系统时变刚度、齿侧间隙和制造误差的基础上，建立了具有多级齿轮传动的大型风电齿轮箱的齿轮—传动轴—箱体系统耦合非线性动力学模型。在考虑系统内部激励的情况下对整个耦合系统动态特性进行了研究，为齿轮系统动态性能优化提供了理论依据。

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金属结合层包覆单列磨粒小直径CBN砂轮端面磨削过程研究

阎秋生;庄司克雄;田中宪司

. 2005, 41(8): 208-212.

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金属结合层包覆单列磨粒小直径CBN砂轮在端面磨削过程中突出高度不同的CBN磨粒相继发生后面磨损、切削刃破碎和脱落，产生了砂轮自锐效应。砂轮磨削力呈现低频起伏和高频波动变化的特征，这是由于磨削过程中CBN磨粒后面磨损钝化使磨削力增大以及随后磨钝磨粒破碎变得锐利使磨削力减小的综合作用结果。砂轮磨削过程受到CBN磨粒性能及其切削刃状态的支配，多晶强韧CBN磨粒(BORAZON550，GE产品)耐磨性改善、磨粒微细破碎保持了砂轮的锐利性，延长了单个磨粒服务时间，突出高度不同的磨粒加入磨削过程的批次效应显著，磨削力低频起伏明显，单晶CBN磨粒(BORAZON500，GE产品)破碎范围大有效降低了磨粒切削刃突出高度、新磨粒加入磨削的过程具有连续性，磨削力高频波动明显。

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表面轮廓测定用扫描探针测头研究

黄强先;高桥健;初泽毅

. 2005, 41(8): 213-217.

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利用压电聚偏氟乙烯(PVDF, Polyvinilidene fluoride)薄膜和压电微音叉(Micro-fork)，分别与钨探针结合，构成了三种新型的表面轮廓扫描测头。该新型测头与x-y压电工作台结合，采用与TM-AFM（Tapping mode atomic force microscope）相同的工作原理，构成了扫描探针显微镜。分别介绍了这些测头的构成及特点，给出了所构成测量系统所获得的试验结果，证明了这几种新型扫描测头的有效性。

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线结构光测头外参数的精确标定方法

解则晓;张成国;张国雄

. 2005, 41(8): 218-223.

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为了利用线结构光测头实现三维扫描测量，首先建立了将线结构光测头的二维测量数据转换为三维数据的变换矩阵；通过测量标准球确定球面上两圆弧之间的距离与测量机扫描轴的移动距离之间存在线性关系，使得线结构光测头能测量空间一固定点(标准球球心)，从而确定了求解变换矩阵的“共轭对”；最后提出搜索寻优法，将3个旋转角度值在设定范围内以微小步长递增，利用每组具体角度将测量标准球的二维数据转换为三维数据并拟合球，以离散点到拟合球面的距离之和最小为寻优条件，与之相对应的三个旋转角为寻优目标。该方法标定过程简单，便于实际应用，试验结果表明，变换矩阵的求解具有很高的精度。

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焊接顺序对混流式水轮机转轮焊接应力的影响

姬书得;方洪渊;刘雪松;孟庆国;陈昭运

. 2005, 41(8): 224-227.

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在解决叶片与上冠或下环之间的热传导问题以及焊接热源沿任意空间路径移动的加载问题的基础上，对混流式水轮机转轮焊接过程的温度场与应力场进行了数值模拟。结果表明，叶片焊后残余拉应力场出现在焊缝及其附近区域，并且应力峰值出现在焊缝区域的叶片出水边处。同时，不同焊接顺序的转轮残余拉应力峰值的对比表明，焊缝两侧金属在焊接过程中填充的越均匀，残余拉应力的峰值越小。

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精研磨阶段非球面面形接触式测量误差补偿技术

程灏波

. 2005, 41(8): 228-232.

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在对高精度非球面光学元件进行磁流变抛光制造过程中，为了提高达到最终要求的15～30 nm(方均根值)光学级面形精度的加工效率，必须经过非球面面形快速修正的精研磨过程。针对精研磨阶段的面形误差数字化技术进行了深入分析，建立了分离影响误差收敛精度的线性误差矩阵，并借助于一块具有中心遮拦孔的同轴抛物面反射镜进行验证，结果表明所建立的倾斜误差分离矩阵对于指导非球面研磨阶段的面形检测具有明确的效果，能够提供该阶段待检测工件面形的准确信息，保证了研磨阶段检测与加工的密切衔接，缩短了进入光学抛光阶段的周期。

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2005年, 第41卷, 第8期　
刊出日期：2005-08-15

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