机械工程学报

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朱斌;江平宇

. 2006, 42(3): 1-8.

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开展产品族设计是实现大批量定制生产哲理的有效保证，也是对传统设计方法学的扩展与完善。介绍了产品族设计的基本思想和相关概念，对比了传统设计方法学和面向产品族设计的差异，并从产品设计过程中的需求建模、功能原理建模和结构设计建模三个方面阐述了产品族设计建模方法。为企业开展产品族设计提供了方法学指导。

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现代重型模锻液压机的关键技术

林峰;颜永年;吴任东;卢清萍;张人佶

. 2006, 42(3): 9-14.

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现代重型模锻液压机以极高的压制强度为特征。为了实现高强度压制、减小设备体积、减轻重量并且控制制造难度和成本，大吨位超高压预应力液压缸以及高强度、高可靠性、高疲劳寿命的预应力钢丝缠绕承载机架是重要的技术手段。超高压大间隙密封，可靠、无应力集中的液压缸结构，以及高承载能力的预应力设计是设计和制造大吨位超高压液压缸必须解决的关键技术问题。而预应力结构可以提高结构的抗疲劳性能，特别是预应力钢丝缠绕结构可充分发挥材料的强度潜力、减小结构体积和重量，降低加工制造难度和成本。

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金属塑性成形的晶体塑性学有限元模拟研究进展

皮华春;韩静涛;薛永栋;TIEU A Kiet;姜正义

. 2006, 42(3): 15-21.

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综述了金属塑性成形过程中晶体塑性有限元模拟的理论背景和应用方面的研究进展，同时总结了国内研究者该领域的研究现状，指出了晶体塑性有限元模拟所要解决的问题及研究重点。晶体塑性理论起源于20世纪20年代，包括单晶塑性本构理论和多晶塑性本构理论，能够深刻揭示材料变形的规律。与此同时，开始于30多年前的有限元法也已经日益成为求解材料成形理论公式的有效工具。晶体塑性有限元法作为一个强大的模拟工具将二者有机地结合在一起，已经广泛地用于模拟材料的微观结构和各种力学响应，越来越被材料界和力学界的研究者所重视；然而，无论是在理论方面还是应用方面晶体塑性有限元法都还不尽完善。未来晶体塑性有限元模拟的理论研究重点是建立系统的理论架构用于预测由滑移和孪晶引起塑性变形材料的各种力学响应，应用研究重点是运用各种模型模拟其他与织构相关的性能或参数。晶体塑性有限元模拟不仅能够深化人们对材料成形规律的理解，而且可以不断推进晶体塑性理论的发展。

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基于图论的可重构制造系统重构策略

楼洪梁;杨将新;林亚福;胡建坤;吴昭同;盛伯浩

. 2006, 42(3): 22-29.

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可重构制造系统(RMS)是针对零件族设计的既具有定制的柔性，又具有高生产率的制造系统。RMS通过重构来适应市场需求的变化。RMS的设计目标是基于重构条件下寻求制造系统在全生产周期内的系统成本最优。首先建立RMS的各生产周期成本模型、重构成本模型与全生产周期成本模型，构建RMS在各生产周期的组态有向图，利用Dijkstra算法与双向扫视算法求得RMS在各生产周期的最优成本组态与K–1个次优成本组态。根据所求得各生产周期的最优成本组态与K–1个次优成本组态，重构成本模型与全生产周期成本模型，计算上下生产周期各组态间的重构成本，并构建RMS全生产周期的重构策略有向图，再次利用Dijkstra算法与双向扫视算法求得RMS全生产周期的最优重构策略与K–1个次优重构策略。最后用实例验证了方法的有效性与可行性。

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状态维修机械设备的可靠性和检测更换策略

刘宝友;方攸同;魏金祥;王永亮

. 2006, 42(3): 30-35.

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大多数机械设备有三种运行状态：正常状态、异常状态和故障状态。设备被检测诊断为异常后进行状态维修，而设备故障后进行故障维修。假设状态维修能修复如新，故障维修修复非新。引进单调随机过程描述故障维修修复非新的情况。在状态维修能修复如新故障维修修复非新等假设下，利用概率分析和矢量Markov过程方法研究了状态维修机械设备的可靠性和检测更换策略，导出了设备的可靠性指标与稳态收益率的明显表达式，以及最优检测更换策略的可行性判别准则，最优检测更换策略可用解析方法或数值方法求得。实例研究表明，研究结果可为提高机械设备可靠性、安全性和经济效益提供科学的参考依据。

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水压滑靴副的润滑特性

刘桓龙;柯坚;王国志;于兰英

. 2006, 42(3): 36-39.

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为了提高水压滑靴副的抗倾覆能力，并且更加准确地认识其流动特性，提出了三腔独立支承的新型水压滑靴副结构，研究了其润滑特性比如抗倾覆能力和泄漏等。该结构采用独立阻尼和支承腔室的思路，通过独立刚度调节来增加滑靴副的抗倾覆能力。通过仿真计算与分析，对比了新型滑靴副和普通滑靴副的抗倾覆能力。同时，综合考虑了水的流动惯性和表面粗糙度等因素，发现水压滑靴副水膜流场的流态可能为紊流，并不完全是纯层流状态，因此流态模型的差异将直接影响泄漏流量的计算结果，进一步影响到设计计算的准确性。研究结果为水压柱塞泵滑靴副的结构设计提供了一定的参考和更加准确的计算思路。

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人工骨体外灌注中微管道内细胞及细胞悬液两相流数值研究

徐尚龙;李涤尘;卢秉恒

. 2006, 42(3): 40-45.

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为了预知体外细胞悬液灌注中细胞浓度的分布和可能沉积的部位，以指导人工骨管道结构设计及灌注技术，有必要进行微管道系统中细胞输运数值分析。研究了a，b，c三种微管道中细胞浓度分布、细胞和细胞悬液速度场及压力分布，并分析了微管道系统中细胞可能沉积的部位。研究表明，在该微管系统的模拟哈佛氏管和佛克曼管交叉处及距离下管壁约0.3r(半径)处细胞浓度较高，三种管道系统内细胞浓度分布范围分别集中在0.42%～5.56%，0.36%～2.23%，1.94%～2.06%，离管壁一定距离处可能存在细胞相速度大于液相的过渡区域，该过渡区域内由于细胞扩散作用和贴壁生物特性将部分沉积于管壁，过渡区域外的主流区细胞相速度小于液相速度，但大部分细胞将被液相带走。

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公理设计过程中耦合设计问题的结构化分析方法

曹鹏彬;肖人彬;库琼

. 2006, 42(3): 46-55.

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现有的公理设计是建立在满足独立公理的基础上的，它没有提供分析和处理耦合设计的方法。然而在产品设计尤其是复杂产品设计过程中，耦合设计经常会不可避免地出现。针对公理设计过程中出现的耦合设计问题，提出了一种结构化的耦合设计分析方法，旨在为在功能要求不独立的情况下完成产品设计提供有效解决方案。首先利用分解操作识别独立的功能要求以及耦合功能集；然后采用决策分析方法中的两两比较方法并基于三角模糊数对功能耦合程度进行度量；在此基础上通过解耦和割裂操作对耦合功能进行规划，确定各耦合功能的实现顺序；最后对耦合设计方案进行耦合性分析，计算耦合度指标，为耦合设计方案的耦合性评价及其选择提供依据。结合卧式壳管式冷凝器产品的设计实例，对耦合设计分析方法进行了说明和验证。

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制造系统人因仿真参考模型及若干关键技术

张晓冬;杨育;易树平;SCHLICK C;SCHMIDT L

. 2006, 42(3): 56-63.

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人因仿真是对制造系统进行人因分析的重要手段。针对制造系统设计中人因的评价问题，提出了指导人因仿真实施的通用参考模型与系统方法，并给出了各个层次人因仿真的特点和应用领域。其次，给出了面向任务的人因仿真步骤和方法集，研究了建立任务网络模型、工作失误仿真以及工作任职需求仿真等关键技术。最后结合一个三维激光焊接生产单元的实例说明了人因仿真技术在自治生产单元设计中的应用。

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板坯连铸凝壳的热变形分析

刘宏昭;王忠民

. 2006, 42(3): 64-67.

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对板坯连铸凝固坯壳受到内外表面温差作用引起的热变形问题，从热弹性问题的功的互等定理或Betti-Maxwell互换定理和线弹性力学的叠加原理出发，分别推导出两对边简支两对边固支的矩形凝壳在钢液静压力和温度场联合作用下的挠度解，并解释了挠度解中各项的意义。实例计算了在三种拉坯速度下凝壳热变形和鼓肚变形。该研究对于求解连铸板坯在钢液静压力及内外表面温差作用下的鼓肚变形及热变形具有实际意义

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齿轮系统参数平面内的分岔结构

郜志英;沈允文;董海军;刘晓宁

. 2006, 42(3): 68-72.

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基于含有间隙和时变啮合刚度的非线性单级齿轮系统动力学模型，对参数平面内周期运动和混沌运动的分岔结构进行了研究。通过分岔计算得到了啮合刚度的波动幅值、激励频率、激励力的波动幅值以及平均激励力分别与阻尼比构成的参数平面内的域界；通过多项式曲线拟合，得出了相应的域界方程；并由拟合方程确定了周期运动的稳定参数域和混沌吸引子的激变点。结果表明，通过对参数平面内分岔结构的研究，稳定参数域可以为非线性齿轮系统的分析和设计提供依据；混沌吸引子的激变点有助于确定不稳定周期轨道，以便于控制混沌。

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基于多幅X射线数字图像的缺陷自动识别技术

周正干;杜圆媛

. 2006, 42(3): 73-76.

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在现有的X射线数字图像自动识别方法中，多采用对单幅数字图像进行孤立评判的方法。由于此类方法中阈值选取难以最优化，因而存在一定的误判率。为了解决这一问题，提出了一种X射线数字图像自动识别新方法。该方法将识别过程分为两步：缺陷提取和缺陷跟踪。第一步利用传统方法在每幅图像中分离出潜在缺陷。这一步保证真缺陷能全部提取出来，而不考虑伪缺陷的数量。第二步力图找出同一试件不同图像中分离出的缺陷之间的相互关系。如果第一步某一图像中分离出的某一缺陷在其他图像中都找不到相对应的缺陷区域，就定义该缺陷为伪缺陷，也就是说，真缺陷在不同图像中必须满足一定的几何关系。多幅图像中的缺陷跟踪综合利用了极线约束、三维重建和三线性约束等立体视觉算法。该方法的检测效果已经利用航空发动机叶片X射线数字图像得到验证。试验结果表明：利用该方法可以提高真缺陷的识别率，降低误判率。

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一种基于固有频率分析的液压6自由度并联机构参数优化方法

王伟;谢海波;傅新;杨华勇

. 2006, 42(3): 77-82.

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液压6自由度并联机构存在固有频率低成本高体积大的缺点，在动态响应要求较高的场合使用常用的优化方法较难得到最佳性能，提出了基于固有频率的参数优化方法，建立了数学模型。考虑了液压系统主要运动部件活塞杆和油缸的摆动惯量，经过准确性验证后分析了液压缸面积、构件质量和结构尺寸等参数对系统固有频率的影响，实现了参数的优化。该优化方法简单、精确、高效，为固有频率较低的液压6自由度平台的参数优化及固有频率指标校核提供了新的理论研究手段，对实际工程具有指导意义。

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高温热泵系统中非共沸工质的非完全冷凝现象

高攀;赵力

. 2006, 42(3): 83-87.

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为了完善高温热泵系统的性能，首先针对非共沸混合工质进行了理论循环研究，论述了非共沸混合工质在系统冷凝器中发生非完全冷凝的可能性，并分析了该现象对系统参数造成的影响。然后，针对非完全冷凝现象设计了试验方案，并在水—水热泵试验台上进行了多流量、多温度和多频率的试验研究，成功地捕捉到非完全冷凝试验现象，而且初步发现了该现象和部分系统运行参数之间的关系，这可为合理制定高温热泵的调控策略提供帮助。

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长背鳍波动推进游动研究

王光明;胡天江;李非;沈林成

. 2006, 42(3): 88-92.

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以依靠长背鳍推进的“尼罗河魔鬼”为研究对象，对弓鳍目模式推进进行了研究。在“尼罗河魔鬼”巡航游动试验的基础上，通过对鱼体几何形态和柔性长背鳍波动的运动学分析，建立了“尼罗河魔鬼”长背鳍波动推进的简化运动学模型，并利用大摆幅伸长体理论分析了长背鳍波动推进的水动力学特性。计算表明：“尼罗河魔鬼”在0.728～0.985身长/ 的速度范围内，长背鳍波动推进的水动力学效率介于81.664%～86.420%之间，表明长背鳍波动推进游动是一种适应水中环境的高效游动模式。

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被分析物在微流体器件中的分散特性

赵志文;陈兴;LAM Y C

. 2006, 42(3): 93-98.

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与电场驱动方式相比，采用压力驱动方式实现对微流体的控制，具有简单方便和适应性广等特点，但微流体的流动特性也更为复杂。在分析研究微流体—被分析物在流场中分散机理的基础上，针对具有窄缝形状的Y型微流体器件中两种同物性流体的流动特性，采用平均分析法，对微型矩形窄缝中的压力流的传质现象进行了初步研究，提出二维分析模型，并导出了其分析解。

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浮子流量计流量方程的改进与试验研究

苏锋;张涛;刘正先

. 2006, 42(3): 99-103.

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针对现有浮子流量计流量方程在理论推导过程中存在的问题，重新推导了浮子流量计流量方程，得到改进的浮子流量计流量方程。根据试验数据比较了经典浮子流量计流量方程与改进的浮子流量计流量方程的特征曲线，通过对两个浮子流量方程的比较和分析,解释了以往浮子流量计流量方程推导中存在的概念混淆问题。最后指出改进的浮子流量计流量方程与经典浮子流量计流量方程在本质上是相同的。

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超高速电液比例系统H∞控制器的研究

金哲;柯坚;于兰英;王国志;邓斌

. 2006, 42(3): 104-109.

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建立了超高速电液比例系统的动态数学模型及状态空间表达式，分析了跟踪补偿和不确定性补偿对系统的影响，并根据模型的描述设计了混合灵敏度H∞控制器。仿真结果表明：利用H∞控制算法可以得到带宽为100 Hz以上稳定的超高速电液比例系统，确保了良好的跟踪精度。最后通过试验验证了超高速电液比例系统H∞控制器的正确性和有效性。

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基于事物元的产品设计过程可拓重用方法

马辉;张树有;谭建荣;冯毅雄

. 2006, 42(3): 110-116.

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通过设计事物元对产品设计单元进行了描述，给出了面向产品设计过程的设计重用模型。依据客户的共性需求，运用设计事物元的蕴含性建立产品设计过程重用的基本蕴含系统。针对客户的个性需求，运用设计事物元的可拓性进一步形成产品设计过程重用的蕴含可拓集，综合需求与设计约束等条件进行对重用结果进行了优度评价，得到最优的设计重用过程。最后，以电除尘器为例，阐述了产品设计的可拓重用过程。

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双活塞液压自由活塞发动机原理样机的研制及其压缩比

夏必忠;汪劲松;傅新;杨华勇

. 2006, 42(3): 117-123.

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液压自由活塞发动机是将内燃机和液压泵集成为一体，以液体为工作介质，利用油液的压力能实现动力非刚性传输的一种特种发动机。提出一种特殊结构的液压自由活塞发动机设计方案，并据此研制了双活塞液压自由活塞发动机原理样机。由于压缩比对自由活塞发动机的性能具有重要影响，所以从结构设计、安装方式与行程控制等不同层面，对双活塞液压自由活塞发动机原理样机压缩比进行了详细而系统的研究。研究结果为液压自由活塞发动机的结构设计、控制及安装方式的选择皆有指导意义。

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反求工程中切片数据处理及断面特征曲线全局优化技术

刘云峰;柯映林

. 2006, 42(3): 124-129.

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针对基于特征的反求工程中，各种曲面特征处理技术的研究已经比较深入，平面切片数据的特征处理技术研究相对不足的现状，研究并实现了处理切片数据的离散曲率分析、数据分段、特征识别和基于连续性约束的断面特征曲线全局优化技术，使获得的断面特征曲线在满足约束的同时对数据点的逼近误差达到最小。应用实例表明，通过点云切片和断面特征曲线全局优化技术进行反求工程曲面模型重建，可以显著提高曲面重建的效率和曲面的质量。

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点在平面多边形内外的判断方法

夏仁波;刘伟军;王越超

. 2006, 42(3): 130-135.

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在诸多研究领域中，判断点是否在多边形内是一个非常基本的问题。首先分析了解决这一问题的传统方法，然后提出一种边界代数跟踪法对多边形进行栅格化，在此基础上设计出Flooding操作和轮廓腐蚀算法进行多边形内外点的判断。试验结果表明该方法具有健壮性好、适用于任意复杂多边形而无需对奇异情况进行单独处理等优点。

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导流罩对空调器室外机噪声的影响

丁国良;胡俊伟

. 2006, 42(3): 136-141.

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为了明确导流罩对空调器室外机噪声的影响，利用数值模拟的方法对室外机内部气体流动进行了计算，研究了室外机出风口相对湍流强度的变化，分析了导流罩宽度、导流罩导弧对室外机噪声的影响。通过计算分析和试验验证，表明空调器室外机导流罩的宽度存在一个最佳值使室外机的噪声最小。同时，根据导流罩导弧对室外机噪声影响的规律设计出双导弧导流罩，经过试验验证分析，表明双导弧导流置与目前普遍使用的导流罩相比具有更好的气动性能，能进一步降低空调器室外要的噪声。

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一种改进的自动翻法线算法

郎志奎;胡平;赵玉谦;鲍益东

. 2006, 42(3): 142-144.

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针对有限元单元中包含曲面信息的特点，提出了一种改进的自动翻法线算法——片内种子单元法。该算法能够利用生成的有限元单元中包含曲面片信息的特点，分别对各曲面片独立地进行翻法线操作，对曲面片之间存在裂缝、重叠等缺陷有较强的适应性。该算法能快速准确地使工具有限元单元的法线保持一致，为后续板料成形数值模拟中的接触算法提供必要的前提条件。

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基于模糊神经网络的薄板不同指标裂纹诊断

张敬芬;孟光;赵德有

. 2006, 42(3): 145-149.

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将采用模糊神经网络的故障诊断技术和诊断模型，利用改进的BP算法对模糊神经网络进行训练，并利用训练好的网络，对悬臂薄铝板仿真裂纹进行了诊断。对悬臂薄铝板裂纹的诊断方法是：首先得到完好板结构和各种仿真裂纹板结构的振型和固有频率，在此基础上提取各种裂纹损伤情况下的五种裂纹诊断指标。将五种诊断指标分成三组，构成三个模糊神经网络，对模糊神经网络进行训练之后，利用训练好的网络对悬臂铝板裂纹进行了故障诊断，将裂纹的诊断结果与实际情况进行了比较，得到了不同诊断指标组合下，不同神经网络的诊断结果。并对不同组别裂纹诊断指标的诊断结果与实际裂纹情况进行了比较。

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密封和内阻尼对火箭发动机液氢涡轮泵转子系统动力稳定性的影响

白长青;许庆余;张小龙

. 2006, 42(3): 150-155.

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考虑内阻尼的Timoshenko梁－轴有限元离散化转轴，用Muszynska密封力模型描述非线性密封流体激振力，建立实际火箭发动机液氢涡轮泵转子系统的非线性有限元模型。结合已有试验数据，结合打靶法和Floquet理论研究该系统在刚性支承和柔性支承两种工况下密封和内阻尼对系统稳定性的影响。分析轴承阻尼、轴向雷诺数以及密封各参数在两种支承下对系统临界失稳角速度的影响。

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压电微动工作台的位移复合控制

崔玉国;董维杰;孙宝元;杨志欣

. 2006, 42(3): 156-161.

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为解决稳态精度和稳定性之间的矛盾，提高压电陶瓷执行器的控制性能，进而提高其驱动的微动工作台的定位精度，构造了一种前馈补偿同反馈调节相结合的复合控制算法。其中，前馈补偿为基于压电陶瓷执行器迟滞非线性模型的前馈控制，通过自学习算法来实现，用来补偿压电陶瓷执行器的迟滞非线性，提高对参考位移信号的跟踪能力；反馈调节为PID反馈控制，用来进一步校正前馈补偿没有消除的偏差以及由模型的不确定性所引起的误差，且为了减小积分饱和作用以及微分对扰动的敏感性，对PID算法进行了改进，使之成为一种变系数积分与加权微分的PID算法。试验验证了该算法的有效性，并将该算法同其他控制算法——开环控制、前馈控制、PID反馈控制进行了对比试验研究，结果表明，复合控制算法比其他控制算法具有更好的性能。

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多输入多输出柔顺机构拓扑优化及输出耦合的抑制

张宪民;陈永健

. 2006, 42(3): 162-165.

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多自由度柔顺机构在微动精密定位和精密操作等领域有广泛的应用，因而研究多自由度柔顺机构的拓扑优化方法就显得十分必要。给出了一种多输入多输出柔顺机构拓扑优化设计的新方法。首先，推导了描述多输入多输出柔顺机构柔性的互应变能公式和描述机构刚性的应变能公式，研究了抑制耦合输出的策略，进一步给出了描述输出耦合效应的计算公式，在此基础上建立了考虑抑制输入输出耦合效应时柔顺机构的多目标拓扑优化设计模型。其次，基于改进的优化准则法给出了优化模型的有效求解算法。最后，通过算例说明了该方法的正确性和有效性，研究结果表明，拓扑优化后柔顺机构可以按照预定的要求运动，其输出耦合现象得到了有效抑制。

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利用肌电信号离线控制机械臂

李醒飞;杨晶晶;张晨阳;张国雄;卢志扬

. 2006, 42(3): 166-170.

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研究的目的是利用人体上肢肌肉的肌电信号来控制机械臂的运动。人体手臂在水平面上做屈伸运动，采集肱二头肌和肱三头肌的肌电信号和肘关节角度信号，对肌电信号进行处理和特征提取，提取的特征值作为一个四层的神经网络模型的输入信号。运用改进后的误差反传学习算法最优化网络各层权值，并使用该神经网络模型来预测人体的肘关节角，使用该预测角来控制机械臂，机械臂的运动与人的肘关节角进行比较，试验结果表明肘关节运动角度与机械臂的运动角度方均根误差小于1°。

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充水管道中纵向超声导波传播特性的理论分析与试验研究

刘增华;何存富;杨士明;王秀彦;吴斌

. 2006, 42(3): 171-178.

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从理论上得到了充非粘性液体管道中纵向超声导波的频散方程。分析了纵向模态在充水钢管和带刚性边界的水圆柱体中传播特性。除α模态，充水钢管中的其他模态均是钢管和带刚性边界的水圆柱体中各模态相互耦合的结果。对于充水钢管中同一模态，在不同频率范围，传播特性差别也较大。在充水和未充水的钢管中进行了激励和接收纵向模态的试验研究。结果表明，在充水钢管中具有模态分支、群速度降低等传播特性。当充水钢管中纵向模态的频带处于钢管中未受干扰的L(0, 2)模态分支部分时，能长距离传播，由于频散较小，在传播距离较长时，波形和幅度不会发生明显变化，适合于长距离充水管道的缺陷检测。

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基于电流控制的压电陶瓷驱动电源及其试验研究

陈立国;荣伟彬;汝长海;张国平;孙立宁

. 2006, 42(3): 179-183.

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压电陶瓷致动器在电场驱动下会产生迟滞和蠕变现象，降低了定位精度。根据压电陶瓷致动器的位移与电荷量之间具有线性关系，研制了基于电流控制的压电陶瓷驱动电源。通过控制压电陶瓷的充电电流来控制其运动速度，从而控制其位移量。设计特殊电路和有针对性的控制算法，实现对压电陶瓷的快速驱动与高精度定位的结合。试验结果表明，利用该电源可实现对压电陶瓷的线性驱动和快速精密定位。

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伺服泵的电动变量机构

高波;付永领;裴忠才;齐海涛

. 2006, 42(3): 184-187.

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针对一体化电动静液作动器(Electro-hydrostatic actuator, EHA)中电动机转速与泵排量双变量控制的需要，设计了一种电动变量伺服泵，利用电动变量机构来改变泵的排量，取代传统伺服变量泵中的液压伺服机构。对变量泵变量机构驱动力矩进行了分析计算，选用直流伺服电动机作为变量机构执行单元，通过减速机构和扇形齿轮直接驱动斜盘的摆动轴，改变斜盘倾角从而实现变排量，并设计了基于DSP的数字伺服控制器。建立其数学模型，进行了仿真分析，仿真结果表明伺服泵输出排量可实现无超调的快速调节，调节时间和小信号下的频响均达到了设计要求。

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六面体网格自动划分和再划分算法

赵国群;虞松;王广春

. 2006, 42(3): 188-192.

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提出了一种新的六面体网格自动划分和再划分算法“表层网格法”。首先根据所需划分模型进行模型的识别，采用栅格法生成核心网格。然后进行核心网格与模型边界拟合，为克服由于边界拟合造成的表面网格质量下降，采用包络表面网格的方法生成零厚度表层网格。通过表面网格和内部网格节点平滑处理技术，最终将模型划分为具有较高质量的完全六面体网格。最后通过网格划分和再划分实例表明：该算法具有原理简单、算法可靠、编程方便且划分网格质量高等特点，是分析材料塑性成形等问题比较理想的六面体网格划分算法。

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单叶片推进器及其运动特性

张玉华;邱支振

. 2006, 42(3): 193-196.

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提出了一种新型的流体推进器——单叶片推进器，通过对叶片的运动学和负载的分析，建立了该推进器的运动方程。基于ADAMS环境，建立了单叶片推进器的虚拟样机，并进行了推进器系统的动力学仿真。仿真分析表明：单叶片推进器能够在设定转速下稳定运行；有效推力是脉动变化的，但在稳定转速下，有效推力的幅值和频率是稳定的，可以产生稳定的推动效果。

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内燃式水动力系统的满负荷特性

张继忠;张铁柱;赵红;霍炜;张翼

. 2006, 42(3): 197-201.

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提出了一种直接利用内燃机活塞的直线往复运动实现水压力能输出的新工作模式。实现了内燃机和柱塞式水泵结构的一体化，研制了内燃式水动力系统试验样机。介绍了其工作原理和结构特点。采用计算机仿真的方法，得到了满负荷条件下的主要工作性能。结果表明，在满负荷条件下，其有效功率、有效热效率及输出压力比内燃机—柱塞式水泵组合系统大约高13%～15%；燃油消耗率大约低15%左右。通过试验，给出了满负荷条件下燃油消耗率、输出压力、输出流量与曲轴工作转速之间的关系曲线，并与仿真结果进行了比较。给出了满负荷条件下，内燃式水动力系统转速的最佳工作区间。

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对接仿真试验台姿态模拟装置优化设计与试验研究

陈志刚;王武义;张广玉

. 2006, 42(3): 202-205.

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针对地面对接仿真试验台对姿态模拟装置的要求，分析了气浮、液体静压和机械转台结构形式的姿态模拟装置，提出了一种抗弯件式姿态模拟装置，它能满足质量轻、刚度、强度大和摩擦力矩小的要求。利用ANSYS对姿态模拟装置进行了优化设计，优化后其质量降低了23%。由于轴承使用环境的特殊性，对姿态模拟装置的摩擦力矩进行了测试，主动仿真试验台姿态模拟装置最大摩擦力矩5.6 N·m，被动仿真试验台姿态模拟装置最大摩擦力矩1.32 N·m。结果表明抗弯件式姿态模拟装置是一种比较合理的结构，保证了地面对接仿真的真实性。

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化爆材料瞬态切削温度的NiCr/NiSi薄膜热电偶温度传感器的研制

曾其勇;孙宝元;徐静;贾颖;崔云先;邓新禄;徐军

. 2006, 42(3): 206-211.

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针对化爆材料的切削特点，研制出一种集切削和测温功能于一体的NiCr/NiSi薄膜热电偶快速响应温度传感器。用多弧离子镀将NiCr/NiSi热电偶薄膜直接镀于高速钢刀头内。薄膜热电偶电极与高速钢之间采用最先进的多层镀膜法绝缘，即用微波ECR等离子体源增强射频反应非平衡磁控溅射技术首次成功在W18Cr4V高速钢基底上沉积绝缘性能良好的SiO2膜。对研制的薄膜热电偶温度传感器进行了静态和动态标定，结果表明传感器在0～ 600 ℃测温范围内具有很好的线性和热稳定性，而且响应快，时间常数小于0.8 ms。热电偶薄膜与绝缘膜、绝缘膜与基体之间有足够的附着强度。该温度传感器已安装在现场使用，为国防工业部门的高效、安全生产提供了有力的保障。

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深海浮游微生物浓缩保压取样技术

黄中华;刘少军;金波;陈鹰

. 2006, 42(3): 212-216.

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为了获得具有原位特性的深海微生物，研制了一种具有高浓缩比和高保压性能的深海浮游微生物取样器。它采用微生物滤膜截留海水中的浮游微生物，通过深水泵过流大量海水实现在线浓缩取样；采用预充压力的蓄能器作为压力补偿器，对取样器采样筒压力进行实时补偿，实现深海浮游微生物的保压取样。分析了实现在线浓缩取样的关键技术，研究了蓄能器预充压力和采样筒保压效果的关系。模拟试验表明：采用过流技术可以实现浮游微生物在线浓缩取样；当取样水深为6 000 m，蓄能器预充压力大于25 Mpa时，获得的样品6 h内压力下降不超过原位压力的2%。深海试验(试验水深1 900 m)表明：采用蓄能器作为压力补偿器能可靠实现保压取样。

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变量泵源阀控系统的前馈自适应控制方法

陈宝江;莫波;曹泛

. 2006, 42(3): 217-220.

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变量泵源导致系统开环增益下降和动态变化，传统的反馈控制和串联校正很难使此类系统跟踪精度达到要求应用复合控制方法，可以对开环增益变化进行有效补偿，提高跟踪控制精度。运用MCS-96系列单片机技术、反馈控制、前馈控制和自适应控制原理，开发设计了数字控制器，实现了对系统的前馈自适应数字控制。试验研究结果表明，前馈自适应控制是实现变量泵源阀控系统高精度跟踪控制的有效方法。

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适用于燃用贫煤1 025 t/h锅炉的中心给粉旋流燃烧器

李争起;陈智超;孙锐;吴少华

. 2006, 42(3): 221-226.

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提出了中心给粉旋流煤粉燃烧器，并针对某厂采用EI-DRB型燃烧器设计燃用贫煤的1 025 t/h锅炉稳燃能力差，不能燃用设计煤质的问题，进行了实验室冷态试验及锅炉冷、热态试验，得出了新型的燃烧器结构，并将下层8只燃烧器改造为新型燃烧器。试验表明，中心给粉燃烧器的回流区最大直径、长度与燃烧器最外层直径之比分别为1.40和1.89，可卷吸足够的高温烟气及时点燃煤粉，得出了外二次风叶片角度、一次风量、二次风量及三次风对燃烧器出口射流的影响规律；在实际运行参数下，EI-DRB型燃烧器没有回流区，不利于稳定燃烧。得出了二次风挡板开度和给粉机转数对燃烧器出口处温度场的影响规律。采用新型燃烧器后，锅炉效率提高，当电负荷降至140 MW时，锅炉可以不投油稳定运行，在燃用贫煤、无烟煤和贫煤的混煤时(混合比为1:1)，锅炉在高负荷和低负荷下均可稳定运行。锅炉Nox排放下降。

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新型平衡式变量叶片泵

陈磊;孙玉清;张银东;纪玉龙

. 2006, 42(3): 227-232.

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考虑实际中汽车在高速行驶时，液压动力转向系统所产生的液压助力作用会随之加大问题，提出了一种在专利技术基础上的，含有浮动块的新型平衡式变量叶片泵，该泵应用在汽车转向助力泵等工况。同时介绍了新型泵的结构和工作原理，对浮动块进行受力分析，建立数学模型，并对泵在液压转向系统的流量变化动态仿真。结果表明该泵的动态流量特性曲线能够适应汽车转向助力的需要，是一种较有应用前景的新型叶片泵。

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熔融堆积成型中的原型翘曲变形

王天明;习俊通;金烨

. 2006, 42(3): 233-238.

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以熔融堆积成型过程中原型的变形为研究对象，分析变形产生的根源及其作用机理，建立了成型过程中原型的翘曲变形模型，并定量地分析了各种因素，包括堆积层数、断面长度、环境温度和材料的线收缩率对原型变形的影响程度。分析结果合理地解释了熔融挤出堆积成型过程中的一些现象，据此提出了减小原型翘曲变形的相应措施，实际应用效果较好。

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2006年, 第42卷, 第3期　
刊出日期：2006-03-15

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