机械工程学报

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杨志永;黄田;倪雁冰

. 2006, 42(4): 1-7.

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研究一种小型可重构并联机构主模块伺服系统参数辨识与整定方法。首先导出外移动副驱动，含平行四边形支链结构的位置、速度及加速度逆解模型，并利用虚功原理建立其刚体动力学逆解模型。在此基础上，提出辨识该类伺服系统参数的一种方法。该方法采用变频三角波输入，克服了伪随机二位式序列信号幅值变化大，易造成对伺服电动机冲击，引起其速度环开环等问题，且通过附加惯性负载，可将包括伺服系统转动惯量在内的所有参数辨识出来。进而，以超调量和上升时间为优化目标，考虑随位姿变化的极限负载，对伺服系统控制器参数进行了整定，给出了伺服系统控制器参数的范围。最后，试验验证了该方法的有效性和正确性。

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动载工况下滑动轴承油膜边界历史迁移问题

苏荭;王小静;张直明

. 2006, 42(4): 8-12.

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通过对Elrod算法进行改进，得到基于质量守恒边界条件的不可压缩流体空穴算法，能用统一方程来描述动载滑动轴承完整油膜区和空穴区的润滑工况，并在此基础上开发了相应的计算手段。该算法通过引入一个中间变量x 和一个开关函数g，不同区域给x 赋予不同的物理意义，将完整油膜区的雷诺方程和空穴区的润滑方程统一为通用方程，可自动跟踪动态边界，使质量守恒边界条件能更为简便而精确地应用于轴承计算实际。通过与现有试验结果的比较分析发现，采用不可压缩流体空穴算法的理论计算结果能比较好地描述动载工况下油膜空穴的历史迁移过程，与试验数据能很好对应。同时研究发现，润滑油膜可以承受一定负压，空穴压力大小的选取对理论分析有相当影响。

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考虑抛光垫特性的CMP流动性能

张朝辉;雒建斌;温诗铸

. 2006, 42(4): 13-17.

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为了研究具有多孔结构抛光垫对化学机械抛光(Chemical mechanical polishing, CMP)性能所起的重要作用，通过假定孔质层流体服从Darcy规律，即流动速度正比于压力梯度而反比于粘度，从而提出了CMP中考虑抛光垫特性的三维流体模型，并给出了流动方程。利用多重网格技术和线松驰技术求解上述所得的流动方程，用数值模拟方法探求了不同大小抛光垫孔径和不同孔质层厚度下承载能力和运行参数(包括节距高度、转角和倾角等)的关系。计算结果表明，当抛光垫的孔径尺寸较小和其孔质层较厚时有较大的承载能力(包括载荷与转矩)，从而将提高CMP的材料去除率。孔隙直径较大的抛光垫由于允许较多的流体流过多孔层而导致其承载能力下降。研究结果有助于了解CMP的作用机理。

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新的基于小波变换的振动信号消噪方法

彭志科;卢文秀;褚福磊

. 2006, 42(4): 18-22.

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噪声消除是小波变换最成功的应用之一，其基本思想是将信号的小波变换系数与给定的门限比较，保留比门限大的系数，而将其他的置零，然后进行小波重构。这种小波变换消噪方法很可能将信号中一些有用的小能量分量当成噪声消除。根据旋转机械振动信号的循环平稳性特征，提出了一种新的基于小波变换的振动信号消噪方法，并用数字试验信号和碰摩试验振动信号对新消噪方法和Matlab提供的小波消噪方法的性能进行了比较测试。结果表明，在振动信号消噪方面，新方法相比传统的小波消噪方法有更好的性能，能够有效地抑制信号中处于各频段的噪声分量。

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基于支持矢量回归机的Hilbert-Huang变换端点效应问题的处理方法

程军圣;于德介;杨宇

. 2006, 42(4): 23-31.

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Hilbert-Huang变换的端点效应表现在两个方面，对信号进行经验模态分解(Empirical mode decomposition，EMD)和对各个内禀模态函数(Intrinsic mode function，IMF)进行Hilbert变换时都会产生端点效应。为了克服Hilbert-Huang变换中的端点效应，采用支持矢量回归机对信号延拓后再进行经验模态分解，该方法可以有效地克服EMD方法的端点效应问题，得到具有物理意义的内禀模态函数；然后再次采用支持矢量回归机对IMF分量进行延拓后进行Hilbert变换，可有效地抑制Hilbert变换中的端点效应，获得准确的瞬时频率和瞬时幅值，从而得到具有物理意义的Hilbert谱。对仿真和实际信号的分析结果表明，基于支持矢量回归机的数据序列延拓方法能有效地解决Hilbert-Huang变换中存在的端点效应问题，而且其效果优于基于神经网络的数据序列延拓方法。

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运动链拓扑图的自动生成及图谱库的建立

丁华锋;黄真;曹毅

. 2006, 42(4): 32-36.

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以Windows为平台, 以VC++6.0为工具，利用面向对象的程序设计方法，基于周长拓扑图概念及与其具有一一对应关系的特征描述代码，开发了一套根据运动链的特征描述代码自动生成运动链拓扑图的软件系统。该软件系统还可以根据拓扑图的拓扑特性自动分类，保存运动链拓扑图，并且还具有智能模糊查找功能，为拓扑图图谱库的建立及机械概念设计的自动化、智能化和网络化创造了条件。

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开式离心叶轮内部流道的数值模拟

张剑慈;崔宝玲;李昳;朱祖超;陈鹰

. 2006, 42(4): 37-41.

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采用了多块网格技术、雷诺平均N-S方程和应用S—A湍流模型，对开式直叶高速离心泵叶轮内部流场进行了数值模拟，并对开式高速离心泵作出了试验研究。通过数值模拟与试验研究的结果比较分析，得出该数值模拟方法可以较好地模拟离心泵叶轮内流场，总结出了影响离心泵叶轮内流场和外部特性的因素及其变化规律。为优化设计、提高泵的效率提供了有价值的参考。

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减小表面粗糙度测量高斯滤波幅度偏差

许景波;袁怡宝;朴伟英;SONG J F;VORBURGER T V

. 2006, 42(4): 42-46.

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提出了一种减小表面粗糙度测量用的高斯滤波器幅度传输特性偏差的新方法。根据中心极限定理，可以构造出不同的高斯逼近滤波器。用多级一阶巴特沃思滤波器和多级移动平均滤波器分别去逼近高斯滤波器时，两者的幅度偏差方向相反、极值位置相近，所以这两种方法的线性组合可以大大减小偏差。用这两种不同逼近滤波器的并联方法构成的一个简单的线性组合滤波器，去逼近高斯滤波器的幅度传输特性，其幅度传输特性的最大偏差只有0.11%。这种新的逼近方法，算法简单、精度高，实现了表面测量高斯滤波处理的高精度和高效率的高度统一。

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Barlat 1991模型的材料参数反求

刘迪辉;钟志华

. 2006, 42(4): 47-51.

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材料模型参数对板料力学性能的描述精度对回弹预测结果有较大的影响。如果反求采用的试验所对应的仿真模型复杂，反求会很费时。采用修正的LM(Levenberg Marguart)优化算法和ANSYS LS-DYNA软件相结合的反求方法，在不带肩试样拉伸试验基础上确定Barlat 1991模型的材料参数，具有收敛快、反求省时的特点。反求过程分为两步：首先采用轧制方向试件拉伸试验数据，仿真中采用Hill模向异性模型，反求出硬化模型部分的参数；然后同时采用与轧制方向成0°，45°，90°的试件拉伸试验数据，仿真中采用Barlat 1991模型，反求出屈服准则部分的参数。算例表明，反求的参数能够比较准确地描述材料的力学性能。

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谐波齿轮传动中杯形柔轮的有限元计算与分析

刘文芝;张乃仁;张春林;赵永忠

. 2006, 42(4): 52-57.

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基于简化的柱形壳体理论的柔轮应力计算是一定程度上的近似，实际工况中柔轮的齿圈开裂问题难以克服。以谐波齿轮传动中的杯形柔轮为例，建立柔轮啮合的仿真实体模型，在啮合齿对接触边界的节点之间建立面－面接触单元，用三维弹性接触问题有限元法较全面地计算和分析了承载柔轮齿圈和筒体的应力大小及分布规律、轮齿变形及影响机理。找出了柔轮开裂在设计阶段的主要原因，预测了危险断面的位置。根据柔轮理论、利用有限元计算结果重新计算并修正了轮齿影响系数，重新校核了柔轮强度。与理论计算结果和破坏实例对比得到了更接近实际的结果，为研究柔轮问题提供了一种更精细、高效的方法。

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任意转角位置的双渐开线齿轮的齿面数学模型

张志强;夏尊凤;唐勇;李钢

. 2006, 42(4): 58-63.

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运用渐开线展开和曲线包络原理，建立了双渐开线齿轮端面齿廓数学模型，用数据验证了模型的准确性。在端面齿廓数学模型基础上建立了任意转角位置的双渐开线齿轮齿面数学模型，使用该模型获得了三种典型刀具齿顶圆弧半径的双渐开线齿轮三维仿真图形，并进行了啮合仿真，从而验证了齿面数学模型的正确性和可行性。该齿面数学模型表述简单，使用时无须坐标变换，能快速、真实地描述双渐开线齿轮任一轮齿在任意转角位置时齿面上的任一点。为双渐开线齿轮三维数字化设计、制造，啮合干涉、运动学和动力学分析提供了简捷的新理论依据。

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新型5N高纯铝提纯装置原理及控制

张佼;孙宝德;何博;毛红义;陈刚;葛爱景

. 2006, 42(4): 64-68.

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通过对比分析已有提纯工艺及设备，结合纯金属的凝固特性，自主开发出了一套适用于工业化生产5N高纯铝的设备和相应的工艺。设备采用双线圈双区中频感应加热，获得了较高且可调节的温度梯度，通过计算机自动控制晶体的生长速度，控制定向凝固中的晶粒形态，获得了生长均匀的胞状晶和单晶。成分检测显示，制备的铝锭纯度达到99.999 3%以上，杂质元素轴向分布合理。

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同轴度同步旋转测量的空间投影解析

吕植勇;严新平

. 2006, 42(4): 69-75.

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研究了国际上同轴度准直测量的专利发展状况。在这些专利材料研究的基础上，对2轴三维空间准直测量建立数学模型，用三维空间的思想来描述一个运动的准直激光在一个同步旋转轴的垂直二维平面位置测量装置上的投影，解决同轴度测量空间解析问题。通过试验检测同轴测量空间坐标的位置变化。原来的激光光斑在从动轴垂直平面中为椭圆曲线，在位置检测器件坐标中曲线也发生了改变，并且展示了角偏差变化和轴心的位置变化对曲线的影响。

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滑片式空气压缩机压力和功率的分析与试验

何雪浤;刘全和;张明川;杨会林

. 2006, 42(4): 76-81.

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对滑片式空气压缩机工作时的压力状态和功率组成进行分析研究，并通过与应用压力温度传感器和电流表的检测方法得到的试验数据进行比较来验证研究结果。在理论分析中，压力平衡状态被分成6个主要部分，功率组成分成4个主要部分，对每部分的压力和功率过程进行分析，建立理论计算模型，分别求解得到各个部分的参数；为验证理论分析的有效性，对两种不同类型压缩机在正常工作条件下的内部工作状态进行测试；将计算结果与试验数据进行比较后的结果表明，两者有较好的一致性，因此研究结果可用来预测滑片式压缩机的工作状态。

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三维体积成形过程的并行无网格法仿真分析

王琥;李光耀;钟志华

. 2006, 42(4): 82-87.

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将显示无网格法引入三维体积成形仿真过程，设计了基于再生核质点法(Reproducing kernel particle method, RKPM)无网格法理论的并行算法。在前处理过程中，采用了多层次二分法对几何模型进行分区；在仿真计算过程中，设计基于消息传递机制的粗粒度并行程序，针对接触搜寻算法的特点，提出了接触问题并行化的新策略。并编制了相应的程序，成功地对三维体积成形问题进行了求解，准确地处理了网格严重畸变的问题，并验证了该算法的准确性和有效性。

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椭圆轴承—转子系统非线性运动及稳定性分析

吕延军;虞烈;刘恒

. 2006, 42(4): 88-95.

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运行中的轴承—转子系统，由于油膜出现气穴，存在破裂区域，此时Reynolds方程的变分形式已不能满足。基于变分约束原理，按照油膜的物理特性，在动力积分、迭代过程中实时形成修正的Reynolds方程变分形式的有限元方程及其扰动方程，在不增加计算量的情况下，同时求得了非线性油膜力及其Jacobian矩阵，并且使其具有相互协调一致的精度。将预估—校正机理和Newton-Raphson方法相结合给出了一种轴承—转子系统Hopf分岔点所对应线性失稳转速及轴承动力学系数的计算方法。将时间尺度引入PNF(Poincaré-Newton-Floquet)方法求得了系统Hopf分岔极限环解及其涡动周期，判断了该解的稳定性。基于PNF法及将延续算法和PNF法相结合的轨迹预测追踪算法研究了系统非线性不平衡周期响应，结合Floquet理论分析了非线性轴承—转子系统T周期运动的局部稳定性和分岔行为。运用Lyapunov指数分析了系统响应的混沌现象。数值结果展现了系统响应具有丰富复杂的周期、拟周期、多解共存、跳跃和混沌等非线性现象。

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轴向运动弦线横向振动控制的自适应方法

张伟;陈立群

. 2006, 42(4): 96-100.

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对轴向运动弦线和作动器组成的耦合系统的横向振动控制进行研究。此系统被作动器分成未控和受控两部分，通过作用在作动器上的控制力对受控部分进行主动控制。分析未控弦线的横向振动的有界性。采用Lyapunov方法获得自适应控制规律，并证实受控弦线横向振动的渐近稳定性。在初始扰动和激励力作用下，通过数值仿真证实控制规律的有效性。

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泡沫铝填充帽型结构轴向冲击吸能特性的试验研究

王青春;范子杰;桂良进;王政红;付自来

. 2006, 42(4): 101-106.

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利用冲击试验系统，通过试验方法研究了泡沫铝填充帽型结构在轴向冲击工况下的吸能特性。首先进行了泡沫铝、空心帽型结构以及泡沫铝填充帽型结构的轴向冲击试验；然后根据试验结果，对泡沫铝填充帽型结构轴向冲击工况下的吸能特性进行了分析，评估了填充泡沫铝以及应变率对帽型结构吸能特性的影响。试验结果表明，与空心结构相比，填充泡沫铝之后帽型结构的轴向压缩稳定性和吸能特性有明显的改善；由于材料对应变率敏感，与准静态压缩相比，结构的吸能特性有一定的提高。

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一种改进的无监督学习SVM及其在故障识别中的应用

柳新民;刘冠军;邱静;胡茑庆

. 2006, 42(4): 107-111.

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提出一种改进决策1-SVM方法(1-DISVM)，并由此构建了基于单类样本训练的1-DISVM多分类模型。1-DISVM是1-SVM方法的改进，通过对决策算法的修正，解决了1-SVM分类精度低的不足，并将其应用于直升机减速器故障识别中。结果表明该方法能够在训练样本数量少、不准确的情况下，自动排除错误样本的干扰，获得很好的分类结果，且具有无监督学习、分类精度高、易于扩展和代价小等优点。

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闭链级联式机器人基于旋量理论的运动学分析方法

张付祥;付宜利;王树国

. 2006, 42(4): 112-117.

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闭链级联式机器人由若干个平面四杆机构和空间杆机构串联而成，将这些杆机构中从基座到操作端最短的开链定义为主运动链，这样闭链级联式机器人的运动学分析就转化成了一个开链和若干个单闭链的运动学分析问题。主运动链的运动学分析采用指数积公式。主运动链的关节位置和速度信息可以由各个关节所在的单闭链的运动学分析得到。平面四杆机构和空间六杆机构的运动学分析可以通过建立闭链的结构方程来实现。最后综合主运动链和各个单闭链的运动学分析的结果即可得到主运动链关节空间与末端执行器位形空间的位置和速度映射关系，从而完成整个闭链级联式机器人的运动学分析。

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迭代反馈整定在直流主传动系统中的应用

傅新;邹俊;杨华勇;张健民

. 2006, 42(4): 118-121.

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迭代反馈整定控制方法实现简单、收敛性好，在未知系统模型的前提下，能够对系统控制器参数进行整定，使系统控制性能趋向优化。将迭代反馈整定方法引入到传统的PID控制器中，构成一种IFT-PID控制器，该控制器能够完成PID参数在线自整定。将该控制器应用到宝钢2050粗轧直流主传动系统中，结果表明在外界扰动和系统工况发生变化时，该控制器能够在线完成控制器参数自整定，使控制系统取得满意的控制效果。

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基于灵敏度分析的支持矢量机特征选择

王新峰;邱静;刘冠军

. 2006, 42(4): 122-126.

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特征选择可以去除冗余特征提高机械故障诊断精度和诊断效率。对于支持矢量机(SVM)作为故障决策器，提出基于特征灵敏度分析的特征选择方法。此方法通过分析候选特征子集对SVM输出的影响大小，以此作为特征选择标准，并采用遗传算法搜索最佳特征子集。数值仿真和柴油机故障特征选择试验结果显示此方法有较好的寻优特征子集的能力，能够提高故障诊断的精度和效率。

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基于数学形态学的旋转机械振动信号降噪方法

胡爱军;唐贵基;安连锁

. 2006, 42(4): 127-130.

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基于数学形态学实现振动信号降噪。研究了数学形态滤波器对振动信号在不同类型、不同强度噪声干扰下的降噪能力，提出了采用开—闭和闭—开组合数学形态滤波器实现旋转机械振动信号降噪处理的方法。通过仿真计算及实例，检验了形态滤波器的滤波效果，表明数学形态滤波器可以有效剔除脉冲、降低随机噪声干扰，提高振动信号的信噪比。对强烈噪声干扰采用傅里叶变换与形态滤波器结合的处理方法可以取得明显的滤波效果。并具有算法简单、运算速度快的特点。

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超大构件机加工的定位拟合算法

张为民;朱志浩;樊留群;陈炳森;李鹏忠

. 2006, 42(4): 131-134.

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通过预设特征测量点的方法简化测量，并通过几何拟合算法和数学规划优化算法均化毛坯变形造成的误差。对两种算法的拟合特性进行了定量分析。在测量点数目为3对的情况下，几何拟合算法的效果与和数学规划优化算法相差很小，但前者的计算时间要远少于后者；当测量点数目超过3对时，数学规划优化算法的拟合效果明显提高，但计算时间上升较快。轨道梁机加工实际应用主要采用几何拟合算法。

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运用正反问题迭代法进行叶片式气液混输泵叶轮的水力设计

余志毅;曹树良;彭国义

. 2006, 42(4): 135-141.

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基于正反问题迭代，提出了叶片式气液混输泵叶轮水力设计的方法。叶轮叶片的初始几何形状根据给定的速度矩分布规律进行设计，通过叶轮内CFD三维流场分析结果，改进流道参数和速度矩分布规律以优化叶片几何参数和流场分布。外特性试验结果表明，设计叶轮可在较宽的流量范围及含气量范围下工作，最优工况效率可达44.0%，且能在短时间内输送100%的气体而不发生气堵现象，证明了该设计方法的有效性和可靠性。

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超声检测信号中的小波包分析

罗雄彪;陈铁群;万英

. 2006, 42(4): 142-146.

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超声检测中缺陷回波信号的质量是实现缺陷定位定量定性分析与评价的基础，去噪是超声检测信号处理中很重要的环节。小波包分析方法可以有效地抑制噪声干扰，提离有用信号。在Windows环境下，采用MATLAB 6.5编程实现了缺陷回波信号的小波包去噪处理。研究结果表明：利用小波包阈值去噪，大大提高了缺陷回波信号的信噪比，改善了信号特征信息的质量，并且具有较高的缺陷定位精度和纵向分辨率。

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基于CAN总线的电阻焊网络控制系统

陈益平;胡德安;邓子飞;李唐柏;陈鹏展

. 2006, 42(4): 147-151.

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介绍了CAN总线特点，分析了电阻焊网络控制系统的工作原理和硬件结构，制定了适合电阻焊生产的CAN通信协议，设计了底层电阻焊网络控制器的控制软件、上/下位机通信软件和上层管理软件。试验结果表明，设计的基于CAN总线的电阻焊网络控制器具有控制精度高、工作稳定可靠、通信速度快和可扩展性强等特点，能够实现电阻点焊的在线网络控制与数据管理，可以应用于焊接单元制造信息网络智能集成。

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基于滤膜淤积法的油液污染在线监测系统

张齐生;赵静一;姚成玉

. 2006, 42(4): 152-156.

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针对油液污染是导致液压系统故障的主要原因以及目前国内外油液污染大多不能实现在线监测的现状，提出基于滤膜淤积法的恒功率测量法，在保证功率恒定的情况下测量通过某一固定体积时的压差来间接测量油液的污染度。采用阀用直流电磁铁作为主推动力元件来推动特制液压缸内活塞杆来获得压降，自制金属滤膜作为传感元件，并设计了监控软件操作平台，完成了油液污染在线监测系统的设计、调试和试验工作。试验结果表明，该系统能给出相应的ISO、NAS及SAE油液污染等级，并有良好的人机交互能力。与离线测试装置相比，具有可信的精确度和实时性，可满足生产现场的使用要求，具有一定的推广应用价值。

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磨料浆体射流技术及其切割性能试验研究

刘小健;俞涛

. 2006, 42(4): 157-160.

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提出了在低压下应用磨料浆体射流技术的切割系统，该系统采用了新型的添加剂材料配制浆料，经试验分析，可取代高聚物类添加剂。系统采用一种特殊的高压料罐来传递压力，使浆料与高压传递介质互不掺混，各自独立循环使用。试验研究了低压磨料浆体射流切割不同材料时切割速度与切割深度的关系，对比了不同直径喷嘴的切割能力。对切割比能耗进行了计算与分析，结果显示在同等切割能力下，该种切割技术比能耗小，切割成本低，切割质量好，且使用小直径喷嘴，优势更为明显。

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柔性液压冲击系统

丁问司;迟永滨

. 2006, 42(4): 161-167.

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液压冲击器对工作对象变化的适应能力称为冲击器柔性。现行液压冲击器以行程反馈原理来工作，由于体积及加工工艺的限制，冲击能只能在2～3挡范围内调节，且调节时需要停机。这样既不能提高工作效率，又不能实时、精确地根据冲击对象的物理性质(硬度、块度)来调节冲击参数，其柔性品质很低。研究具有自适应能力和柔性冲击能力的液压冲击器是冲击机械研究中的一个前沿性问题。基于压力反馈的氮爆式冲击器，利用活塞的冲击反弹特性实现对冲击对象性质的判断，并通过计算机控制由柔性配流系统实现冲击能与冲击频率的独立无级调节，可达到柔性冲击的效果。试验表明，柔性液压冲击系统具有时间、空间和环境等多种柔性品质。

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缠绕式垫片分级设计制造理论和技术

顾伯勤;陈晔;陆晓峰

. 2006, 42(4): 168-172.

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通过不同材料、不同结构的组合以及制造工艺参数的合理选择，可制成不同性能的缠绕式垫片以适应不同介质、不同工况的使用要求。提出了缠绕式垫片分级设计与制造的概念，建立了基于垫片结构参数和生产工艺参数优化以及螺柱凸缘联接紧密性分析方法的分级设计制造理论，探讨了相关技术。实践表明，该技术的推广应用可有效提高缠绕式垫片的设计、制造和使用水平。

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冲击载荷作用下磁流变阻尼器的建模与分析

侯保林;MEHDI Ahmadian

. 2006, 42(4): 173-178.

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以某12.7 mm机枪的磁流变(MR)后坐阻尼器为研究对象，基于Herschel-Bulkley本构模型，建立了该MR后坐阻尼器的轴对称一维层流模型。运用ANSYS软件，对该阻尼器的MR阀进行了磁场有限元分析，求得了环状间隙间MR流体的磁通密度。将MR流体流动模型和MR阀有限元结果相结合，建立了不同磁场作用下阻尼力随活塞速度的变化规律，利用这些规律对该阻尼器的落锤撞击试验和实弹射击试验进行了数值仿真。理论与试验结果的对比指出，在低磁场作用的情况下，理论与试验结果具有较好的一致性。

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3自由度气浮台力学性能研究——关于自重作用下不平衡力矩的分析

王祖温;李延斌;包钢

. 2006, 42(4): 179-184.

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根据航天器姿态运动理论和弹性力学薄板弯曲理论，推导出重力作用下的有限元单元质心位移公式和结构整体质心弹性位移公式，计算了3自由度气浮台平台的自重变形引起的质心弹性位移和由此产生的不平衡力矩。对计算结果分析表明气浮台自重变形产生的不平衡力矩的原因是结构各方向的刚度不等，并给出了气浮台在任意欧拉角时的不平衡力矩公式。当气浮台绕水平轴旋转时，不平衡力矩呈正弦变化，俯仰或滚动角为45o时力矩达到最大值。

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3自由度气浮台力学性能研究——关于不平衡力矩的补偿

王祖温;李延斌;李军

. 2006, 42(4): 185-190.

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提出了一种气浮台自重变形引起的不平衡力矩的补偿方法，即将气浮台平台质心与回转中心在垂直方向相距以微小距离，从而使气浮台的刚体质心与回转中心不重合产生的不平衡力矩与平台自重变形引起的不平衡力矩在气浮台水平两角最大工作范围处相互抵消。采用航天器姿态动力学理论讨论了补偿后的最大不平衡力矩变化规律，论证了此种补偿方法适用于气浮台绕水平面内过回转中心的任意轴旋转的情况。计算结果表明，当工作范围为±25o时，补偿后的最大不平衡力矩仅为补偿前的1/25。

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3自由度气浮台力学性能研究——自重作用对转动惯量矩阵及惯量主轴方向的影响

李延斌;杨庆俊;王祖温

. 2006, 42(4): 191-195.

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利用高等动力学理论分析了自重作用下，气浮台平台产生的变形对平台转动惯量矩阵的影响，用有限元法计算了各种欧拉角下的平台的主转动惯量和惯性积，给出任意欧拉角下的计及变形效应一次项时的转动惯量矩阵计算公式，结果表明由于平台变形使主惯性轴方向变化从而使气浮台姿态准确度产生误差。此误差主要受重力单独沿结体坐标系中某一水平轴作用时，平台对此水平轴与垂直轴的惯性积的值的影响。计算得出本例结构气浮台的最大姿态准确度误差为1.4 10–6 rad(0.289角秒)，完全能够满足卫星所需的姿态准确度要求。

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高速高精度叠层直线运动控制系统

宋亦旭;王健发;杨开明;尹文生;朱煜;贾培发

. 2006, 42(4): 196-200.

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在分析粗精动控制系统的耦合及轨迹分配等问题的基础上，介绍叠层试验台高速高精度直线运动的实现：采用永磁直线交流电动机驱动粗动台，粗动台行程大但带宽较低；音圈电动机驱动精动台，精动台带宽高但行程较小。用绝对空间闭环方式实现试验台的粗精运动控制，这种方法可以忽略粗动台对精动台的惯性力扰动，精动台直接跟踪给定轨迹，粗动台跟踪精动台的运动轨迹防止精动台发生运动饱和。试验结果表明，精动台显著提高了系统的定位和跟踪精度，该控制方法使叠层试验台的高速高精度运动得以方便实现。

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导轨几何误差辨识方法的研究

曲智勇;陈维山;姚郁

. 2006, 42(4): 201-205.

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6自由度运动系统误差辨识是一项复杂而费时的工作。为了准确、高效地辨识出导轨几何误差，提出了一种新的误差辨识法，详细讨论了误差辨识的基本原理。该方法由6自由度运动系统导轨的误差模型和多体系统相邻体运动关系为基础，能通过测量仿真区域内10条直线的位移误差快速、精确地确定三个导轨的全部21项几何误差，缩短了误差辨识时间，且辨识过程中只需位移测量设备，是6自由度运动系统，甚至9自由度运动系统中误差辨识的有效方法。

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驾驶员意图与行驶环境的统一识别及实时算法

王玉海;宋健;李兴坤

. 2006, 42(4): 206-212.

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针对以往意图识别存在的问题，根据车辆运行过程中的动力学特性，定义了平直道路匀速运动的平衡节气门开度和相对节气门开度，并在此基础上分析了驾驶员期望加速特性，给出了相互关联的五个分类以及各个分类下的换挡操作特征。分析表明，行驶环境在换挡过程中可以等效为驾驶员期望加速特性，从而提出了驾驶员意图与行驶环境的统一识别方法。根据相应的实车试验数据和经验收集，制定了模糊推理规则库，建立了多输入单输出的模糊推理模型，并将该模型移植到单片机控制系统中，实现了驾驶员意图识别的实时算法。经过对实车试验数据进行的识别验证，该算法能够比较准确完整地识别驾驶员意图。

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稳态疲劳载荷下曲轴剩余强度模型的试验研究

周迅;俞小莉;李迎

. 2006, 42(4): 213-217.

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剩余强度模型是一种能比较直观的反映构件疲劳断裂行为的唯象学描述方法，但对于曲轴这类体积大且结构复杂的构件，往往难以直接对其进行剩余强度试验。针对此，在应用谐振式疲劳试验机对曲轴进行疲劳试验的过程中，通过建立试验台振动模态和试件在裂纹扩展中的力学特性之间的关系，应用动态信息跟踪方法对曲轴的剩余强度模型进行了间接的试验研究。介绍了这种方法的基本原理，分析了其可行性，并结合试验结果讨论了曲轴的剩余强度退化规律的基本特征。

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液力偶合器输入特性曲线变换及工程应用

王永生;王绍增;丁江明

. 2006, 42(4): 218-221.

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研讨了液力偶合器输入特性曲线和其他5种形式特性曲线的变换方法和步骤，重点分析了这些特性曲线在舰船推进装置稳、动态特性研究和快速性计算中的各类应用。论述了开展本研究工作的目的，提出稳态、动态特性仿真法，快速性逆向计算法和快速性顺向计算法需要三种不同类型的特性曲线。由液力偶合器的输入特性，运用不同作图法，绘制出其他5种形式特性曲线。对归属为3种类型6种不同形式的特性曲线的工程应用和优缺点做了小结。

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水轮机模型特性图计算机辅助数据采集及模拟与运转特性曲线的生成

张蓉生;刘志鹏;屈波

. 2006, 42(4): 222-226.

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水电站水轮机的选用及该系列产品设计依赖于模型综合特性曲线。这些曲线大多以图形为载体由供货方提供，在水电站的优化设计中需要对图中的各种特性以数学方法给以表达以便设计的自动化。以往这类工作均是以人工读取再录入计算机，不仅工作量大，繁琐而且采集误差也大，难以满足现代设计要求。据此给出了通过计算机鼠标的点击自动地获得图中特性参数及高精度的曲线模拟方法和按绘图走笔顺序排列纪录的方法。它满足为适应个性化需求不断地提供新的模型转轮特性曲线所需要的快速处理。另外，提出的方法还适应于其他各类图的数据采集。

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液压锁空载恢复时间的控制

黄琳;刘三友

. 2006, 42(4): 227-229.

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液压锁的空载恢复时间受诸多因素的影响，而使用中又往往要求将其控制在非常精确的范围内。在分析液压锁工作原理的基础上，找出空载恢复时间数据离散的原因，是液压锁内的控制杆在运动过程中影响了液压锁轴上节流孔的有效流通面积。进一步建立液压锁油路的物理模型和数学模型，经计算分析得知，油路中的节流孔以及环形缝隙对空载恢复时间有着最重要的影响。当对节流孔以及环形缝隙两变量赋予合适的数值时，得到的空载恢复时间数据符合设计规范的要求。最后通过试验，计算结果的正确性得到了验证。

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压电驱动微泵泵膜振动有限元分析

王立文;高殿荣;杨林杰;李岩;王广义;范卓立

. 2006, 42(4): 230-235.

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以压电驱动微泵泵膜为研究对象，分析了压电复合泵膜膜片的弹性曲面微分方程，建立了泵膜膜片有限元数值模拟的模型，对泵模膜态进行了计算和分析，模拟并分析了驱动电压、泵膜压电层半径与泵膜单晶硅层半径之比、单晶硅层厚度、压电层厚度对泵膜位移的影响。所作研究为压电驱动微泵的优化设计提供了理论依据。

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有机硅酸盐对45钢和灰铸铁HT150摩擦性能的影响

刘永强;张栋;李锋

. 2006, 42(4): 236-238.

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运用改装的摩擦试验机对45钢——灰铸铁HT150摩擦副做旋转对磨试验。在摩擦副中加入有机硅酸盐试剂，在变载荷、定转速条件下在大气环境中进行试验。主要探索有机硅酸盐材料对45钢摩擦副表面改性的机理和耐磨规律。试验发现45钢摩擦试样表面有一层光滑、平坦的乳白色膜生成，微观发现有的区域有大量小质点镶嵌，表面微区亦增添了来自有机硅酸盐中的元素，显微硬度明显提高，表面粗糙度显著降低。起到了良好的减摩耐磨效果。

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2006年, 第42卷, 第4期　
刊出日期：2006-04-15

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