机械工程学报

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何雅玲;丁文静;黄鹏波;刘迎文;陶文铨

. 2005, 41(9): 1-6.

摘要 ( 94 ) PDF全文 ( 131 )

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进行了微型同轴脉管制冷机系统运行参数的优化及氢氦混合工质应用的试验研究。系统运行参数的优化试验结果表明，不同的氢氦配比下，微型同轴脉管制冷机系统的最佳运转频率为15.5～17.2 Hz。随着系统平均压力的提高，最低制冷温度也随之下降，但变化幅度越来越小。气库小孔阀和双向进气阀均存在最佳开度，在试验系统中气库小孔阀最佳开度为70°，双向进气阀最佳开度为30°。同时，氢氦混合工质的试验结果表明，在其他运行参数不变的情况下，随着氢气摩尔分数的减少，系统最低制冷温度逐渐降低，当氢气摩尔分数小于20%时，系统最低制冷温度接近纯氦水平。在100～120 K温区，氢氦混合工质能提高系统的制冷量，当氢气摩尔分数为20%时，系统制冷量比纯氦时提高了13.5%～16.5%。

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多特征的位形空间理论及其在定向公差建模与评定中的应用

陈善勇;李圣怡

. 2005, 41(9): 7-11.

摘要 ( 75 ) PDF全文 ( 220 )

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结合李群李代数方法，系统地研究了多特征的位形空间理论，给出了定向公差约束子流形的局部参数显式表达。按照ASME Y14.5.1M-1994标准的形式给出了定向公差的建模与评定的问题描述，由于得到了约束子流形的参数表达式，定向公差评定问题具有与形状公差评定相同的描述形式，从而可以直接应用形状公差评定算法在约束子流形上求解。最后以面对面倾斜度公差为例，应用所提出的理论和方法进行公差建模与评定。

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水平加热管上气泡动力特性对纳米颗粒悬浮液过冷沸腾的影响

李春辉;王补宣;彭晓峰

. 2005, 41(9): 12-18.

摘要 ( 115 ) PDF全文 ( 93 )

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纯水在水平加热管加热下的过冷池沸腾试验揭示出，在热流密度低于24.4 kW/m2时，加热管底部所需的过热度最低，中部次之，顶部最高；随着热流密度的增加，加热管各位置所需的过热度逐渐趋于一致。纳米颗粒悬浮液的试验发现，低热流密度时，各位置处所需过热度的差异较小，但随着热流密度的增加，加热管底部所需的过热度超过了顶部，这种差异随着颗粒浓度的增加而增加。从气泡动力学角度对产生差异的原因进行了分析，主要的结论是，考虑纳米颗粒/团聚体在加热管顶部表面的沉积/吸附，会降低加热管表面粗糙度，同时使得悬浮液微液底层内出现一个吸引力Fa，从而使得悬浮液的相变温度提高，而由于加热管中、底部分粗糙系数降低所带来的换热降低较加热管顶部要强，使得大部分热流密度下加热管顶部沸腾所需的过热度较中、底部分要高。

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机械结构系统模糊可靠性分析的数字计算方法

吕震宙;孙颉;徐友良

. 2005, 41(9): 19-23.

摘要 ( 222 ) PDF全文 ( 259 )

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基于模糊可靠性问题向随机可靠性问题的数学转换，提出了应力和强度均为模糊变量时机械结构模糊可靠性分析的数字计算模型，在该模型中与截集水平对应的模糊应力和模糊强度首先被转化为普通的区间，然后在该普通区间上引入合适的概率分布，即可采用随机可靠性模型得到与截集水平对应的模糊失效概率，以此模糊失效概率为被积函数，以模糊应力的截集水平和模糊强度的截集水平为两个积分变量进行二重积分，并以0和1作为两个截集水平的积分限，即可得到机械结构系统的模糊失效概率。在所提方法的基础上，还提出了同时考虑基本变量模糊性和失效/安全域模糊性的失效概率计算公式。所提方法与模糊线性回归相结合，可用于计算具有多个基本模糊变量的机械结构系统的模糊失效概率。

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预塑性应变对纳米压痕硬度尺寸效应的影响

杨辉;钱林茂;朱旻昊;周仲荣

. 2005, 41(9): 24-27.

摘要 ( 147 ) PDF全文 ( 85 )

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试验研究了不同预塑性应变条件下纯铁纳米压痕硬度的尺寸效应，发现统计存储位错对应的硬度HM0随预塑性应变的变化与材料拉伸应力－应变曲线有很好的对应关系。纯铁预拉伸应变为0～10%时，透射电镜表明样品内位错组态呈等轴状位错胞。随应变的增加，位错密度急剧增加，导致拉伸应力从150 Mpa快速增至320 Mpa，统计存储位错对应的硬度HM0从1.13 Gpa迅速增至2.05 Gpa。然而，随着应变的进一步增加，纯铁样品内位错组态转变为细条状的变形胞，对应的拉伸应力和硬度HM0增长缓慢。研究有助于揭示纳米压痕硬度尺寸效应的起源。

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基于拓扑解耦准则的球面并联机构解耦条件研究

杭鲁滨;王彦;吴俊;金琼;杨廷力

. 2005, 41(9): 28-32.

摘要 ( 229 ) PDF全文 ( 173 )

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具有输入输出解耦特性的并联机构，由于其易于控制，深受欢迎。基于提出的并联机构拓扑解耦准则，针对一种球面解耦并联机构进行了解耦性分析，给出了该机构更一般的解耦条件；更进一步，基于拓扑解耦准则构造了一种更一般的新型球面解耦并联机构。基于拓扑解耦准则进行并联机构解耦特性分析和型综合的方法，对具有拓扑解耦特性并联机构的创新设计和应用具有深远意义。

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基于线性规划的工件稳定性建模及其应用

秦国华;张卫红;万敏

. 2005, 41(9): 33-37.

摘要 ( 139 ) PDF全文 ( 156 )

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工件在实现定位后，在加工过程中将要受到工件重力和切削力等外力的作用。为使工件保持定位精度与生产安全性，必须保证工件在整个加工过程中具有稳定性。系统地讨论了工件稳定性建模及其求解方法，在摩擦锥线性近似以及变量非负转换的基础上，提出了工件稳定性的定量判断准则；利用线性规划方法对工件稳定性模型进行分析。结果表明，稳定性模型不仅能够验证工件的稳定性，而且还能够分析夹紧力大小、作用点以及夹紧顺序的合理性。这种方法既适用于夹具夹持稳定性分析，也适用于机械手的抓取稳定性分析。

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金属橡胶材料宏观和细观力学模型

李宇明;彭威;白鸿柏;郑坚

. 2005, 41(9): 38-41.

摘要 ( 104 ) PDF全文 ( 416 )

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用等效粘性阻尼理论和试验相结合，建立金属橡胶材料动态模型，把复杂的金属橡胶材料的阻尼耗能机理等效为粘性阻尼，金属橡胶的恢复力由高阶非线性多项式和等效的粘性阻尼力叠加而成；为了进一步研究刚度系数，从金属橡胶的变形特征出发，推导出金属橡胶材料应力应变关系的细观力学模型，通过试验对所建模型进行验证，结果表明：模型能很好描述金属橡胶材料在非线性振动系统的特性，模型中的参数值，对于研究金属橡胶材料的动态特性，具有重要的参考价值。

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高铝青铜Cu-14%Al-X合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀性能

路阳;袁利华;李文生;金玉花

. 2005, 41(9): 42-45.

摘要 ( 112 ) PDF全文 ( 119 )

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通过静态浸泡腐蚀试验、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法研究了一种新型高铝青铜合金Cu-14%Al-X在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能及腐蚀行为。结果表明：在NaCl溶液中，Cu-14%Al-X合金有良好的耐蚀性能，当温度由20 ℃上升到80 ℃时，该材料的失重腐蚀速率由0.032 4 mm/a增加到了0.131 2 mm/a；合金中的(α+γ2)共析相和β’相、α相、K相相比，具有优先腐蚀倾向。腐蚀后试样表面Al、Mn元素的含量明显下降，Cu的含量明显增加，可见，合金发生的主要是脱铝腐蚀。

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FCC晶体弹性常数的分子动力学模拟及其适用性

陈丽

. 2005, 41(9): 46-50.

摘要 ( 227 ) PDF全文 ( 164 )

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采用SC势，通过对晶体在体积膨胀、单向拉伸和纯剪3种受力状态下的分子动力学模拟，求得了Ag、Au、Cu、Ni、Pd和Pt等6种常用的面心立方(FCC)晶体的3个独立的弹性常数。选取不同大小的计算元胞所得的计算结果几乎不变，说明了此弹性常数的计算方法稳定性良好。为考察计算结果的正确性，将其与参考文献中的试验结果进行了比较，二者取得了很好的一致。进而以无限长纳米杆为例，讨论了弹性常数对于实际的纳米器件的适用性问题。结果表明，当纳米器件尺寸很小时，尺寸效应会造成这些弹性常数失效，而只有当其尺寸足够大时，这些弹性常数才能具有实际的应用价值。

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1Cr18Ni9Ti不锈钢的喷丸表面纳米化及其对耐蚀性的影响

王天生;于金库;董冰峰;张福成

. 2005, 41(9): 51-54.

摘要 ( 126 ) PDF全文 ( 228 )

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用X射线衍射仪和透射电镜对1Cr18Ni9Ti不锈钢高能喷丸处理试样表面形成的纳米晶组织进行了表征。用阳极动电位极化曲线测定和点蚀试验研究了喷丸表面纳米化对1Cr18Ni9Ti不锈钢耐蚀性的影响，并借助扫描电镜对点蚀试样表面形貌进行了表征。结果表明，喷丸导致试样表面层形成平均尺寸约18 nm的纳米晶组织，即实现了表面纳米化，并产生了体积分数约15%的形变诱发α马氏体。随距喷丸表面深度增大晶粒尺寸逐渐增大，α马氏体的体积分数逐渐减小。喷丸表面纳米化可以明显改善1Cr18Ni9Ti不锈钢样品在3.5%NaCl溶液中的动电位极化特性。与原始粗晶试样相比，喷丸表面纳米化试样更容易形成稳定的腐蚀钝化膜，其抗氯离子腐蚀性能显著提高。

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面向概念设计的产品装配结构定性模型

董雁;谭建荣;徐静

. 2005, 41(9): 55-61.

摘要 ( 143 ) PDF全文 ( 190 )

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通过对实体零件在装配层次上的抽象以及基于抽象零件的装配建模，建立了产品符号装配模型。针对概念产品装配结构的定性特性，通过对符号装配模型中零部件之间空间位置关系的定性描述，建立了面向概念设计的产品装配结构定性模型。讨论了装配副、符号装配关系、定性几何约束和定性几何约束图，并结合实例介绍了概念产品装配结构定性模型的建立过程。

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膜片式气制动阀静动特性

马恩; 李素敏

. 2005, 41(9): 62-66.

摘要 ( 127 ) PDF全文 ( 211 )

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对我国拖拉机挂车气制动系主要控制元件之一—膜片式气制动阀静动特性做了理论分析和试验研究，通过适当改变气制动阀内部参数的方法，提高了其静动特性指标和拖拉机挂车机组的制动性能。试验表明气制动阀静特性不仅与几何尺寸、平衡弹簧刚度、输入气压及行程有关，还与制造精度、装配质量、调整误差有关，气制动阀的动特性不仅与平衡弹簧刚度有关，而且还与进气阀口内径和阀座硬度有关。

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六独立轮驱动管内检测牵引机器人

邓宗全;陈军;姜生元;孙东昌

. 2005, 41(9): 67-72.

摘要 ( 105 ) PDF全文 ( 870 )

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研制了一种用于海底管道内检测系统的无缆自治型轮式牵引机器人模拟样机。介绍了机构组成及工作原理，并分析了动态行走特性。机器人采用内置电动机及传动机构的全主动轮杆式结构，包括六只驱动臂杆和机架杆。每只驱动臂杆的首端直接安装一对主动轮，由其内的一台电动机单独控制。六只驱动臂杆周向60°等间距排列在机架的外层空间，且首尾交替、轴向交错布置，形成六独立轮双截面驱动方式。位于内层中心的机架杆，两端布置力封闭可调机构，产生驱动轮与管壁的主动预紧或解锁。该机器人具有体积小、结构紧凑、牵引力大的特点。试验证明，适合作小直径管道检测系统的理想牵引装置。

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汽车碰撞仿真研究中点焊连接关系的有限元模拟

何文;张维刚;钟志华

. 2005, 41(9): 73-77.

摘要 ( 133 ) PDF全文 ( 283 )

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在汽车有限元分析仿真计算中，结构中的点焊模拟一直是一个难以解决的问题。综合现有的模拟方法，对点焊提出了一种新的处理对策，即在焊接节点之间引入一个刚性梁单元，单元可承受拉伸力和剪切力，同时引入节点耦合技术，在计算焊接节点受力的时候将节点位移约束作为惩罚项添加进去。当单元内部受力超过点焊的实际承载能力时，焊点脱开，单元自动分解为两部分，且分解后自动进入接触搜寻处理系统。

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可重构虚拟仪器系统

何岭松;张登攀;赖红

. 2005, 41(9): 78-81.

摘要 ( 95 ) PDF全文 ( 281 )

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针对可重构制造模式对测试系统提出的在线升级和功能调整要求，提出软件总线结构的装配式可重构虚拟仪器系统。主要技术观点包括采用COM技术实现的支持虚拟仪器软件芯片热插/拔的虚拟仪器软件总线模型、动态虚拟仪器脚本解释器模型和自解释型虚拟仪器软件芯片模型，以及基于XML的虚拟仪器装配语言。

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用高分辨率快速成形系统制作细微结构

胥光申　赵万华　卢秉恒

. 2005, 41(9): 82-85.

摘要 ( 108 ) PDF全文 ( 92 )

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针对制作参数对制作分辨率的影响，利用高分辨率激光快速成形系统进行了试验研究。研究表明，制作时激光功率与光束扫描速度的比值越小，则制作的单壁结构厚度越小。采用准确的线宽补偿、较小的激光功率及具有较高临界曝光量的光敏树脂，可制作出具有较小槽宽尺寸的细微槽状结构。制作出了壁厚为0.011 mm的单壁结构及槽宽为0.034 mm的槽状结构。试验结果表明，该快速成形系统有很高的制作分辨率，具有制作扫描平面内细微结构的能力。

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轴向车铣理论切削力的研究

姜增辉;贾春德

. 2005, 41(9): 86-90.

摘要 ( 85 ) PDF全文 ( 87 )

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以瞬时切削面积为主要研究对象建立了瞬时切削力的计算模型，并对瞬时切削力的变化进行了仿真。结果表明，轴向车铣为多参数影响下的变切削力加工，单齿瞬时切削力在整个切削过程中都是一个变化量，且圆周刃为主切削刃，其切削力远大于端面刃。在一次完整的切削过程中，整个刀齿的瞬时切削力产生两次突变。

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用于冷却HTc SQUIDs的脉冲管制冷机系统的设计分析

党海政;周远;梁惊涛

. 2005, 41(9): 91-97.

摘要 ( 95 ) PDF全文 ( 173 )

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设计出一套以冷却HTc SQUIDs(高温超导量子干涉仪)为目的的基于Stirling型同轴脉冲管制冷机的低噪声低温系统并进行了系统化的试验。为消除制冷机产生的复杂干扰并实现与器件的直接耦合，所有处于SQUIDs拾波线圈附近的制冷机部件都由无磁、非金属和电绝缘的材料制作。详细描述了制冷机部件材料的选择以及制冷系统的设计与优化，并对系统的综合性能进行了分析与评价。初步试验显示系统的制冷性能和干扰特性满足冷却HTc SQUIDs的基本要求。

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多级车间生产计划和调度的集成优化

张晓东;严洪森

. 2005, 41(9): 98-105.

摘要 ( 115 ) PDF全文 ( 479 )

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针对一类多级制造系统建立了生产计划和调度的集成优化模型。该多级制造系统为三种类型车间的一个串联，主要有作业车间、并行生产车间和流水车间，且终端产品和上游车间制造的零部件之间为装配关系，因此生产关系十分复杂。在分析批量生产特点的基础上给出了一个批量动态分割合并算法，并构造了一个基于遗传进化的启发式算法对该模型进行求解。与递阶分解方法的比较试验表明所提出的集成优化方法是有效的。

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基于Micro-PIV的微观流场检测技术

谢海波;傅新;杨华勇

. 2005, 41(9): 106-111.

摘要 ( 167 ) PDF全文 ( 295 )

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介绍了一种针对微观流场检测数字粒子图像测速技术，通过添加荧光显微装置，改进激光入射与照明方式、聚焦平面控制以及纳米级示踪粒子布朗运动误差消除算法等软硬件方面的技术创新，解决了微观检测的关键问题。针对微流体特征尺度小、精度要求高的特点，建立了具有自主知识产权的Micro－PIV微流场测试平台，并就几种典型微观流场进行了检测。试验结果表明该测试技术可对微米级稳态、瞬变流场进行全流场速度分布的检测，各项性能指标达到国际先进水平。

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自主飞艇侧滑角姿态建模及控制

方存光;王伟;蔡光起

. 2005, 41(9): 112-121.

摘要 ( 98 ) PDF全文 ( 163 )

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针对特定结构的平流层信息平台——自主飞艇，建立侧滑角姿态动力学方程，并将这一分段函数表述为混杂逻辑方程。根据飞艇侧滑角姿态跟踪误差值的大小，判断其侧滑角姿态调整范围。当飞艇需要进行较大侧滑角姿态调整时，辅助推进系统产生附加力矩，采用基于极点配置的PID控制器，使得系统具有需要的动态特性和很好的可靠性能，对于较小的侧滑角姿态调整，改变方向舵操纵角，采用基于等效策略的滑模变结构控制器，保证系统具有很好的抗干扰性能及良好的跟踪精度。通过合理配置极点的位置，确定滑模面参数，设计出的0?-1逻辑触发器成功整合了这两种控制器在不同工况下的应用，避免了控制模式切换过程中常见的振动以致于系统失稳现象。数字仿真结果表明，采用的控制手段及整合方式是合理的。

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空间刚性冗余度机器人混沌运动控制的延迟反馈控制法

李立;张登材

. 2005, 41(9): 122-127.

摘要 ( 98 ) PDF全文 ( 148 )

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提出了消除空间刚性冗余度机器人关节运动轨迹漂移混沌现象的延迟反馈控制法。给出的一个空间4R刚性冗余度机器人在基于雅可比矩阵的伪逆方法使其末端重复跟踪工作空间内的一条封闭路径时的混沌控制的算例证明了所提方法的有效性。研究表明，在适当的参数下，系统的混沌运动可以转变为规则的周期运动。研究为解决冗余度机器人的伪逆控制非重复性问题开辟了新的有效途径。

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确定性单机调度问题的一种两阶段方法

王冰

. 2005, 41(9): 128-133.

摘要 ( 98 ) PDF全文 ( 100 )

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针对工件动态到达最小化工件完成时间之和的单机确定性调度问题，将规则和滚动时域方法相结合，设计了一种基于初始调度的两阶段滚动调度方法，滚动的局部调度子问题中增加了终端惩罚函数，兼顾了局部目标和全局目标的一致性。理论分析和仿真试验结果表明，两阶段滚动调度相对初始调度有大的改善，相对已有两阶段调度方法在大多数情况下全局解的质量更好。

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具有滑移的摇臂式月球车建模与控制

居鹤华;崔平远;崔祜涛

. 2005, 41(9): 134-139.

摘要 ( 127 ) PDF全文 ( 124 )

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研究了具有滑移、六轮独立驱动的摇臂式月球车建模与控制问题。利用拉格朗日法分析了该月球车受力状况及其动力学模型，并得出在考虑小滑移率、小失配角时的摇臂式月球车动力学模型可表示为以车轮支撑力及其作用位置、地面力学特性、摇臂位形为参量，以月球车平动速度及转动速度、车轮转动速度为状态，以电动机驱动电流(电压)、方向轮位形为输入的仿射性微分方程组的定性结论。从而可以根据实时检测月球车车轮支撑力运用模糊变结构控制方法对月球车动力学系统控制律进行实时修改达到对月球车伺服控制的目的。

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绳牵引并联机构拉力分布优化

郑亚青;刘雄伟

. 2005, 41(9): 140-145.

摘要 ( 75 ) PDF全文 ( 188 )

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由于绳只能承受拉力，绳牵引并联机构必须采用冗余驱动。这种驱动冗余性导致无法平凡地求解各根绳的拉力值。而机构运动控制必须实时计算各根绳的拉力。为寻找绳拉力的优化解，必须研究绳拉力分布的优化问题。引入Verhoeven将绳拉力优化问题转换成一个在凸多面体上的非线性优化问题的研究方法，即将绳拉力的优化解表示成最低解和最高解的线性插值。由于优化解在某些情况下不连续，有必要将优化解做p-范数近似表达。探讨优化解的p-范数近似表达的实际算法，并对4根绳牵引的2自由度并联机构的最高解和最低解求解进行实例仿真。

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磁流变无级调速技术的研究

梁锡昌;蒋建东

. 2005, 41(9): 146-149.

摘要 ( 89 ) PDF全文 ( 168 )

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磁流变液(MRF)是一种新型智能材料，介绍了一种磁流变无级调速器(MRCVT)，对其恒转矩特性和动态响应进行了试验研究。提出MRCVT对不同工作负载的调速方式，并进行了各种调速方式和节能比较试验。试验证明，MRCVT调速具有控制简单，控制功率小，调节范围宽，调速平稳等一系列特点。

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基于电磁辅助支承的不对中在线补偿系统

李慧敏;曾胜;汪希萱

. 2005, 41(9): 150-154.

摘要 ( 102 ) PDF全文 ( 157 )

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引入一种可在线调节转子轴位置的支承结构——电磁辅助支承，它通过控制电磁执行器线圈中的电流来调整整个转子轴在空间的位置，使转子系统轴系间的不对中消除。将不对中引起的附加振动视为干扰量，针对它采用具有自学习功能的前馈控制方法，使得转子在不停车的情况下自动实现不对中的识别和控制。最后在单盘对称转子轴承系统上进行了试验验证，试验结果证明该控制方法对轴系间的不对中具有较好的校正能力。

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基于材料力学模型的变形造型新方法

王志国;周来水;王小平

. 2005, 41(9): 155-160.

摘要 ( 121 ) PDF全文 ( 166 )

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运用材料力学中杆件变形的思想，提出了一种新的变形方法。首先定义局部坐标系，接着以局部坐标系的x轴作为杆件的中心轴定义一根横截面为圆形的弹性杆，将未变形物体整体或局部地嵌入到弹性杆件中。最后在弹性杆件上施加位移边界条件(如固支或铰支约束)和外部载荷(如轴向载荷，径向载荷，弯曲力偶和扭转力偶等)，物体作为杆件的一部分在外部载荷作用下而发生变形。运用该方法实现了伸缩，弯曲，扭转和削尖等变形操作。作为一种与物体描述无关的方法，该方法可以应用于机械零件的造型设计，如螺纹，钻头和弹簧等。实例证明，在CAD/CAM领域中，该方法有潜在的应用前景。

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2A70铝合金转子等温闭塞式锻造工艺研究

刘芳;林忠钦;单德彬;吕炎

. 2005, 41(9): 161-165.

摘要 ( 129 ) PDF全文 ( 277 )

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2A70铝合金转子是导弹发动机上重要的受力构件，对组织性能的要求很高。采用等温闭塞式锻造的方法生产转子锻件。为了使成形后的锻件顺利出模，采用了组合式凹模的结构。等温成形时，进行了大量的试验研究加热温度对成形过程的影响，最终确定模具和坯料的加热温度均为435 ℃。经检测，采用所设计的工艺方案生产的转子锻件的尺寸精度及组织性能均符合设计要求，成功地解决了切削加工的转子力学性能差、不能满足使用要求的问题。

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纳米尺度表面形貌测量的双图像拼接法

褚巍;赵学增;Joseph Fu;Theodore V. Vorburger

. 2005, 41(9): 166-170.

摘要 ( 138 ) PDF全文 ( 150 )

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与传统探针相比，使用碳纳米管探针能探测到更精细的样本表面形貌，为减小针尖形貌和尺寸造成的测量误差提供了一个良好途径。然而，在普通探针上黏贴碳纳米管时总是难以避免地出现一个倾斜角度，它使得对刻线样本进行测量时只能获得单侧较精确的边墙数据，而另外一侧失真较大。提出一种双图像拼接方法，样本在经过一次测量以后被旋转180°，然后重新测量，分别保留两次测量中较好的一侧边墙测量数据，并把它们拼接成一幅更接近真实样本的图像。采用基于ICP算法的图像配准技术匹配两次测量图像，消除两次测量的位置偏差，并应用双线性插值和最小二乘拟合方法对配准后的图像进行处理，计算得到更准确的线宽和边墙角等单刻线样本的特征尺寸值。

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喷嘴孔径对PDC钻头井底流场影响的研究

杨丽;陈康民

. 2005, 41(9): 171-174.

摘要 ( 112 ) PDF全文 ( 121 )

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PDC钻头在实钻过程中井底流场非常复杂，而优化其水力学参数是提高钻头钻井能力的有效手段。根据实际钻头结构，建立了不同孔径的四喷嘴PDC钻头井底流场模型并对之进行了数值模拟，分析了流场的总体特点，得出了在相同出口射流速度和相同流量条件下喷嘴孔径对PDC钻头井底流场的各种影响，并通过试验进行了验证，为PDC钻头的水力学设计提供了一定的指导。

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电火花线切割机床可重构模块划分的理论和应用研究

赵庆志;刘正埙;谷安;朱荻

. 2005, 41(9): 175-179.

摘要 ( 108 ) PDF全文 ( 163 )

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分析了零件表面形成三要素确定机床的功能, 提出了以三要素模块为可重构粒度划分可重构机床模块的理论,用该理论容易使可重构机床的设计制造成本最低,为可重构机床的研究、设计和制造打下了比较好的基础, 并在可重构慢走丝电火花线切割机床设计中得到了应用。

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内补液增压式THF性能测试装置开发及试验研究

郭成;杨连发

. 2005, 41(9): 180-184.

摘要 ( 112 ) PDF全文 ( 146 )

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材料性能对液压胀形工艺(THF)及产品质量有重大影响，传统单向拉伸试验所得材料性能不能很好反映管材液压胀形性能。开发了一种简单实用可在单动压力机上使用的试验装置，可用于不同材料及尺寸管材的液压胀形试验，以确定管材胀形性能。该装置不需要复杂的外部供液系统，而是利用其内部的补液腔自动、同步地建立起胀形所需液压力及轴向载荷，两载荷比值可通过合理设计补液腔直径得到。可以实现管材自然胀形、轴向压缩胀形、两端不同约束下的胀形和一定程度的比例加载胀形。一系列胀形对比试验表明：管端约束方式对自然胀形有较大影响，而对轴向压缩胀形影响较小；液压力、轴向载荷及其比值对轴向压缩胀形有较大影响。

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低压燃油雾化喷嘴流动能量损失特性数值研究

冉景煜;张力;蒲舸;辛明道

. 2005, 41(9): 185-189.

摘要 ( 91 ) PDF全文 ( 144 )

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建立了描述燃油在有渐扩切向槽的低压燃油喷嘴内的三维流动数学模型，采用SIMPLE算法进行计算，探讨低压下这种喷嘴的流动阻力特性，并采用试验方法研究了低压下油的雾化特性，以确定优化的燃油雾化喷嘴的结构特性。结果表明：在θ= 6o左右时，燃油雾化喷嘴出口流体的回流卷吸作用消失；在低压下(p0=0.8 Mpa)，当燃油雾化喷嘴的结构特征为n=3～4，L≤2.5，θ=5o~6o，a/b=1.2和Rx/rb≥2.5时，能量损失达到最小，喷嘴压降达到最低；结构优化的燃油雾化喷嘴在低压下可保持良好的雾化质量。研究得到的燃油雾化喷嘴可用于火电厂、化工及建材等燃烧动力装置的燃烧点火及助燃等。

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小型高速柴油机燃烧精细油水煤浆的试验研究

柴保明;王祖讷;付晓恒

. 2005, 41(9): 190-193.

摘要 ( 79 ) PDF全文 ( 106 )

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在台架上对S-195柴油机燃烧精细油水煤浆进行了试验研究。结果表明，精细油水煤浆的燃烧效率与柴油接近，S-195柴油机燃烧精细油水煤浆最大功率可达到原机的93%。排放尾气中的CO、排放微粒的含量有所增加。氮氧化物质量分数远低于燃烧柴油。精细煤浆是一种具有广泛应用前景的柴油替代燃料。

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用于高(焦)炉煤气风机的非接触螺旋槽干气密封的设计与分析

徐万福;刘雨川;李福春;吴成林

. 2005, 41(9): 194-197.

摘要 ( 103 ) PDF全文 ( 136 )

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论述了高(焦)炉煤气离心风机的转轴密封正被干运行非接触气体密封所取代的技术趋势。针对干式布袋除尘反吹煤气风机转速低、压力波动频繁的难点，设计了非接触螺旋槽干气密封，包括高刚度目标的螺旋槽型优化、干气密封零压力开启转速和角向动态失稳界限频率的分析、关键零件功能结构的选取以及干气密封支持系统的确定等。按照美国石油协会(API)617的规定及沈阳万得孚工业公司的标准对所设计的干气密封进行了性能检验和试验，并经历了工业现场令人满意的运行。

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磁悬浮飞轮低阶变增益鲁棒控制器设计

张剀;赵雷;赵鸿宾

. 2005, 41(9): 198-201.

摘要 ( 72 ) PDF全文 ( 131 )

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介绍了一种能在大转速范围内有效抑制章动，同时克服高频噪声干扰的鲁棒控制方法。该方法利用零极点对造成的相位突变提供章动阻尼，用低通滤波器降低高频增益，通过一种变增益方法使转子在整个转速范围内稳定，并且其鲁棒性可由μ分析方法进行检验。仿真结果表明，此方法能有效解决转子章动问题，是一种容易实现的低阶变增益鲁棒控制方法。

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涡旋压缩机渐开线类型线的双圆弧修正

王君;刘振全

. 2005, 41(9): 202-206.

摘要 ( 114 ) PDF全文 ( 149 )

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研究了圆渐开线型线双圆弧修正齿形的生成方法、齿形特点和几何关系，确定了修正齿形的存在条件。根据修正圆弧圆心位置的不同，将双圆弧修正分为Ⅰ、Ⅱ两类，建立了两类修正齿形的通用方程，分析了各齿形参数的变化规律和影响因素，并从曲率半径和啮合转角等方面讨论了双圆弧修正对型线的影响，提出了修正角及修正展角分别为最小时的修正齿形。将研究范围扩展到线段渐开线和正多边形渐开线的修正，创建了任意渐开线类型线的通用双圆弧修正齿形。丰富和完善了双圆弧修正理论，为型线的多对圆弧修正奠定了理论基础。

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基于正面耐撞性仿真的轿车车身材料轻量化研究

朱平;张宇;葛龙;林忠钦

. 2005, 41(9): 207-211.

摘要 ( 135 ) PDF全文 ( 326 )

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以某轿车为研究对象，运用显式有限元理论，建立整车有限元模型，基于“汽车正面碰撞乘员保护设计规则(CMVDR294)”的耐撞安全性仿真，从满足整车正面耐撞安全性能的角度，分别采用高强钢和铝合金对车身主要覆盖件进行轻量化研究，使车身减质量分别达9.31 kg和53.10 kg，减质量效果达到11.30%和64.50%。对整车变形、整车与刚性墙的碰撞力、运动速度和加速度、主要零部件吸能等方面进行分析、评价，数值仿真验证了轻量化方案的可行性。

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基于Hough变换的焊缝位置检测技术

屈稳太;张瑶瑶;颜钢锋

. 2005, 41(9): 212-216.

摘要 ( 85 ) PDF全文 ( 136 )

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对Hough变换的应用技术进行了细致的分析，归纳出了图像域参数与变换域参数的三种对应关系，减少了Hough变换运行时一些盲目的搜索和计算，提高了算法的运行效率。在累加器设计上，应用了三元组数据结构，压缩了累计器的数量。应用Prewitt边缘检测方法和中值滤波技术将图像转换为二值图像，使边缘部分得以增强，噪声得到抑制。在此基础上，提出了一种新的焊缝位置检测方法，该方法不仅能检测出焊缝的偏离距离，而且能检测出焊缝偏离的方向。仿真与实际运行结果表明该方法检测精度高，抗干扰能力强。

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大型汽轮发电机定子端部绕组的动态仿真模型

王益轩;朱继梅

. 2005, 41(9): 217-222.

摘要 ( 80 ) PDF全文 ( 254 )

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将定端的园锥型编织网壳及支承简化为连续锥壳—板组合结构，分别建立具有各向同性、正交各向异性和各向异性体材质的定端结构的参数化动态仿真模型，根据实际结构的试验模态参数，运用结构动力学优化方法，在ANSYS平台上进行了仿真研究，获得了较为精确的定端实际结构的动态仿真模型。对定端支承板系统进行了动态优化设计，获得了较为满意的结果。

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航空轴承非圆滚道的预变形加工技术

王黎钦;陈观慈

. 2005, 41(9): 223-227.

摘要 ( 105 ) PDF全文 ( 261 )

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提出了在普通轴承磨床上，利用模具轮廓强制套圈毛坯预变形进行加工的原理和方法。根据非圆滚道的理论轮廓，考虑套圈弹性变形、套圈和模具的接触变形、以及模具本身的弹性变形，给出了超精密模具内轮廓尺寸的反算方法和过程，并对各种模具内轮廓形式产生的波形误差和椭圆度误差进行了比较，分析了加工过程中的磨削力及位置对滚道精度的影响。小批量试制表明：形状和尺寸精度都达到了规定的要求，表面质量得到了很大提高。该方法为降低新型轴承的加工成本、提高生产率和质量一致性提供了可靠的技术途径。

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弧焊机器人摆动跟踪时摆幅与频率的模糊模式识别

段晓宁;武传松;胡家琨;贾传宝

. 2005, 41(9): 228-231.

摘要 ( 144 ) PDF全文 ( 227 )

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针对10 mm厚钢板V形坡口接头的弧焊机器人摆动跟踪焊接，实时测量电弧电压和焊接电流的瞬时值，对其进行两次统计处理，构建不同摆幅和摆动频率时的焊接电参数特征矢量，采用模糊模式识别技术，建立了焊接电参数特征矢量与摆动焊接摆幅和频率的内在联系，为定量研究摆幅和频率对V形坡口焊缝成形的影响提供依据。

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空调器室外机流场和噪声特性

姜彩玲;田杰;陈江平;欧阳华;杜朝辉;陈芝久

. 2005, 41(9): 232-238.

摘要 ( 159 ) PDF全文 ( 518 )

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针对分体空调室外机空气侧流场和声场的特点，采用计算流体动力学(CFD)的方法对该系统的气体流动进行数值模拟。详细分析了轴流风扇流道内部和出口的速度分布，并利用激光微粒图像测速(PIV)手段，验证数值模拟结果，模拟结果与PIV测量值吻合较好。在CFD数值模拟的基础上，运用Lowson模型预估系统的离散频率噪声，预估值与测量值吻合较好。CFD技术能够有效地分析室外机空气侧流场特性，并为进行气动声学分析提供依据。

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