机械工程学报

Select

帅梅;付成龙;杨向东;陈恳

. 2006, 42(8): 1-6.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对仿人机器人行走于不平整地面会失稳倾倒的现象，提出基于Kane碰撞原理的在线调节控制算法。该调节算法可以实现快速的动力学解算，估算出仿人机器人遇到障碍时地面对腿部的冲击力大小，据此调节仿人机器人的腿部及躯干姿态参数，使机器人成功稳定行走过凸起或凹陷障碍。采用Matlab的Simulink工具，仿真验证了5杆仿人机器人模型基于Kane在线调节控制算法平稳行走过障碍的过程。

Select

点云数据的几何属性分析及区域分割

柯映林;陈曦

. 2006, 42(8): 7-15.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了提高参数化反求建模的效率，提出一种基于微分几何量统计分析的区域自动分割算法。该方法将点云划入规则分布的三维栅格；将栅格中测量点的几何属性值映射到法曲率坐标系和高斯球上，利用假设检验法识别映射点的分布模式；基于映射点的聚类性质、栅格的拓扑关系和分布拟合的结果分割与二次曲面、拉伸面和直纹面等特征曲面对应的数据区域。实例表明：该算法可以稳定、高效地提取点云中的特征信息，能够广泛应用于虚拟现实、计算机视觉等领域。

Select

基于提升小波包变换和集成支持矢量机的早期故障智能诊断

胡桥;何正嘉;张周锁;訾艳阳;雷亚国

. 2006, 42(8): 16-22.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了解决机电设备早期故障难以正确识别的问题，有效地提高分类的准确率，提出一种基于提升小波包变换和集成支持矢量机的早期故障智能诊断新方法。首先，该方法采用提升策略构造基于冲击故障信号特征的双正交小波，借助提升小波包变换提取信号的敏感频带特征，从而通过对敏感频带中的小波包系数进行包络解调分析检测出故障特征频率。其次，通过距离评估技术从原始信号和小波包系数的统计特征中选取最优特征集。最后，将最优特征输入到集成支持矢量机中，实现对不同故障类型的识别。将该方法应用于滚动轴承的早期故障诊断中，测试结果表明，该方法能够有效地提取故障特征，具有比单一支持矢量机更好的分类性能，故障诊断准确率更高。

Select

知识化制造单元的建模、控制与仿真

董昊;严洪森

. 2006, 42(8): 23-34.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了解决多Agent(智能体)多工件的知识化制造单元的任务控制问题，提出一种新的矩阵自动机模型对知识化制造单元进行建模。该模型具有结构化的特点，并能够分析制造单元运行的动态性能。用随机动态规划的方法求取自动机的控制策略，并给出知识化制造单元运行的仿真方法和程序。仿真结果表明，数学模型和任务控制策略是可行和有效的。

Select

电磁耦合无级变速传动系统

罗玉涛;周斯加;赵克刚;黄向东

. 2006, 42(8): 35-39.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

分析现有级联式电传动的优缺点，对其进行结构改进，形成一种电磁耦合无级变速传动系统。该系统主要由具有铁心绕组的转子和定子、附加调磁线圈、具有特殊磁极结构的杯形转子、感应式集流器和功率电子控制器等组成。该系统的特点是将级联式电传动与电磁滑差耦合式机械传动结合为一体，并加上非接触旋转输电，形成原动机的功率分汇流，配以变频与调磁相结合的调速手段，构成拓扑布局紧凑、调控性能优良、运转可靠的无级变速系统。经理论分析可知，系统在保持与常规电传动相当的宽广无级变速范围的同时，总体效率得到提高。系统在内燃机式汽车上使用时，可省去主离合器及发动机起动机等部件，配以储能电池组后，可以作为多能源动力总成直接应用于混合动力电动汽车上。

Select

基于多周期有限维重复控制的转台动不平衡扰动抑制

徐凤霞;曾鸣;苏宝库

. 2006, 42(8): 40-43.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

通过建立三轴转台的动不平衡模型，得出转台存在多周期扰动力矩。该多周期扰动力矩与转台三轴转速有关，影响转台的定位精度、位置精度和速率精度。为抑制三轴转台系统的扰动力矩，提出多周期有限维重复控制方法，并证明该方法能消除多周期扰动引起的转台系统误差。仿真结果表明多周期有限维重复控制可以有效地抑制转台系统存在的动不平衡扰动。

Select

变速搅拌混沌混合的PIV试验研究

高殿荣;郭明杰;李岩;范卓立

. 2006, 42(8): 44-49.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对搅拌槽内部的流体混合在湍流状态不成问题，但当流体处于层流状态下如何提高混合效率的实际问题，为提高层流状态下搅拌槽内流体的混合效率，采用混沌混合使叶轮以变转速做周期性运动。利用粒子图像测速技术对层流搅拌槽变速混沌混合流场进行试验研究，对所测得的粒子图像采用相应图像处理软件处理，得到了六个不同角度处流体径向速度分布云图，并对比分析变速搅拌与常速搅拌混合流场速度分布曲线的不同。试验结果表明，叶轮变转速运动时，搅拌槽内径向速度范围宽，扰动区域大，说明变转速运动比常转速运动的搅拌混合效果好、搅拌效率高。所做研究对充分认识变速层流搅拌诱发混沌混合的机理，为大型层流混沌混合搅拌槽的设计提供指导性建议，具有重要理论意义及实际应用价值。

Select

考虑工序相关性的动态Job shop调度问题启发式算法

熊禾根;李建军;孔建益;杨金堂;蒋国璋

. 2006, 42(8): 50-55.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

提出一类考虑工序相关性的、工件批量到达的动态Job shop 调度问题，在对工序相关性进行了定义和数学描述的基础上，进一步建立了动态Job shop 调度问题的优化模型。设计了一种组合式调度规则RAN(FCFS，ODD)，并提出了基于规则的启发式算法以及该类动态Job shop 调度问题的算例生成方法。为验证算法和比较评估调度规则的性能，对算例采用文献提出的7种调度规则和RAN(FCFS，ODD)进行了仿真调度，对调度结果的分析表明了算法的有效性和RAN(FCFS，ODD)调度规则求解所提出的动态Job Shop 调度问题的优越性能。

Select

基于误差多项式的模型参考自适应控制在阀控非对称缸系统中的应用

吴振顺;郑慧奇;于华艳

. 2006, 42(8): 56-59.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于误差方程多项式代数法的自适应控制设计理论，其基本思想是使自适应控制误差随时间的推移而趋向于零，它是确保所构成的自适应控制系统在李雅普诺夫意义下是稳定的。以对称阀控非对称缸液压伺服系统为研究对象，给出了适合应用于该系统的自适应控制算法，使系统的输出渐进一致地收敛于参考模型的理想输出，解决了对称滑阀控非对称液压缸系统存在的动态性能不对称，系统精度低，稳定性差，频宽窄和滞后大等问题。

Select

40Cr钢磨削强化的试验与数值仿真

张磊;葛培琪;张建华;孟剑锋;程建辉;栾芝云

. 2006, 42(8): 60-64.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

利用磨削过程中产生大量的磨削热使40Cr钢表层的温度升高，超过奥氏体化的温度，然后快速冷却，使40Cr钢表层发生马氏体相变，达到强化40Cr钢表层的目的。在磨床上对40Cr钢进行磨削试验，观测并分析工件横断面相变层的组织变化、厚度值和硬度变化，以及加工后工件表面的粗糙度。借助有限元分析方法，对工件的温度场进行仿真，得出工件各处的温度变化历程，由马氏体相变条件来获得表层马氏体相变层的厚度值。试验结果表明，40Cr钢的表层发生了马氏体相变，表层的硬度值得到极大提高，表面粗糙度也满足常规磨削的要求。由有限元仿真得出的相变层厚度值和试验结果相吻合。因此利用磨削强化技术替代40Cr钢高频淬火强化工艺是可行的，并且这项技术可以对其他合金钢进行强化。借助有限元方法对工件表层的温度场进行仿真，可以预测相变是否发生和相变层的厚度，优化磨削参数，减少试验研究的次数和成本。

Select

半灵活主链型液晶聚合物的结构特性

何兰;沈允文;容启亮;徐雁

. 2006, 42(8): 65-70.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用分子动力学(MD)模拟方法研究了半灵活主链型液晶聚合物(LCPs)的结构特性,其中分子链通过最新定义的模型——Solo-LJ-SP-GB模型来描述。该模型已被证实所需计算时间不到传统GB/LJ模型的十分之一，可大大地提高计算效率。通过模拟半灵活主链型LCPs 的液晶形成过程，研究了LCP分子中不同个数的间隔体对该材料热力学特性的影响。研究发现其热力学特性呈现出与间隔体个数相关的奇偶效应，这与现有试验结果相当吻合。通过对半灵活主链型LCPs的局域空间方位时间相关函数及平移灵活性的测量，并与传统GB/LJ模型的模拟结果相比较，发现两种模型显示出相似的各向异性及灵活性。

Select

协同CAE系统及其实现方法

倪晓宇;刘英

. 2006, 42(8): 71-77.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

根据CAE技术网络化与协同化的发展趋势，描述了协同CAE的基本概念和技术目标，提出了CAE协同的三个协同策略，分别是分析任务间的协同、前处理过程协同、CAE与CAD设计流程的协同。基于这三种协同策略，首次创建了协同CAE的层次结构系统模型。为了实现这一系统模型，研究了系统的技术结构方案，并对协同分析方案规划以及基于PDM的协同过程管理两项关键技术进行详细描述，通过CAE技术与各项协同过程管理技术的结合，能提供多用户多任务的CAE并行协同分析环境。最后介绍了系统运作流程，并用实例验证了系统及技术方案的可行性与适应性。

Select

基于材料性质转换的金属粉末直接选区激光烧结温度场数值模拟

沈显峰;姚进;王洋;杨家林

. 2006, 42(8): 78-83.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于MSC.Marc非线性有限元分析软件，建立金属粉末直接选区激光烧结过程的温度场有限元分析模型。模型中考虑了粉体—实体转化过程中热导率等物理性质随温度的非线性变化规律。对于表面对流和辐射散热条件，采用修正系数的方法，考虑激光冲击加热作用引起的极大温度梯度的影响。同时还采用在不同载荷步之间转换单元材料物理性质，以考虑激光烧结过程中的局部热源输入作用。对采用在不同载荷步之间转换单元材料物理性质的方法和不采用此方法进行模拟对比研究，结果表明：前者在烧结开始时在光斑中心附近具有极大的温度梯度，这与试验结果一致；前者热传播的主要范围集中在已烧结区域，而后者热传播的范围则是整个粉床；前者进入稳态烧结后光斑中心温度变化趋于平缓，而后者的光斑中心温度一直持续上升。这主要是由于已烧结部分的材料热导率比未烧结部分的粉末高约100倍造成的。

Select

流形网格上机构运动轨迹的参数化生成方法

孙玉文;王海霞;刘伟军;王越超

. 2006, 42(8): 84-88.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

在三角网格模型上操作机构的运动轨迹生成通常采用截面线法，当网格边界复杂时由此生成的运动轨迹很难保证与边界的一致性，从而产生较多较短的单条路径。基于调和映射技术，提出复杂网格曲面上机构运动轨迹参数化生成的一般方法。通过将复杂网格模型同胚映射到平面上的圆形区域或矩形区域，建立在参数曲面基础上的Zigzag型及轮廓型等参数轨迹线的具体规划模型，给出该种情况下轨迹离散点、行距及机构运动干涉的计算方法与解决方案。实例表明该轨迹生成方法具有良好的边界一致性，并因其固有的轨迹磨光性质提高了运动机构的动力学性能及运行效率。

Select

含孔复合材料层合板在压缩载荷下的三维逐渐损伤

崔海坡;温卫东;崔海涛

. 2006, 42(8): 89-94.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

通过逐渐损伤分析可以清楚地了解承载复合材料层合板内部损伤的产生及扩展过程，应用三维逐渐累积损伤理论和有限元分析技术，对不同材料不同宽孔比的含孔复合材料层合板在压缩载荷作用下的逐渐破坏过程进行分析，综合考虑了基体开裂、基纤剪切、分层及纤维断裂等四种复合材料层合板的主要破坏模式。在通用有限元分析软件ANSYS基础上进行二次开发，编制了参数化的分析模拟程序，该程序可以预测任意铺层角度和铺层厚度层合板在压缩载荷作用下的逐渐损伤破坏过程及最终失效载荷，通过与已有参考文献结果进行比较，验证了方法及程序的正确性。该程序可以较大程度地提高最终失效载荷的预测精度，为复合材料层合板结构的设计和使用提供了有力的技术支持。

Select

基于磁流变阻尼器的铁道车辆结构振动半主动控制

陆正刚;胡用生

. 2006, 42(8): 95-100.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

在建立铁道车辆柔刚体系统垂直动力学模型的基础上，应用独立模态空间控制理论和最优控制理论，对影响车辆垂直运行平稳性的车体低阶弯曲结构振动和浮沉、点头等刚体振动进行控制。根据铁道车辆悬挂系统的特点，提出采用磁流变阻尼器作为作动器，以降低车体垂直加速度进而改善运行平稳性为目标的半主动控制策略，来实现在性能改善和能量消耗之间的协调，在ADAMS和Matlab/Simulink?环境下，应用机械系统和控制系统联合仿真技术，对采用半主动控制策略的整车性能进行仿真研究。仿真结果显示该半主动控制策略能较好地抑制车体第一阶弯曲模态的结构振动，并可改善车辆运行平稳性，针对铁道车辆系统的磁流变阻尼器在设计上是可行的。

Select

基于SVR风力机变桨距双模型切换预测控制

林勇刚;李伟;崔宝玲

. 2006, 42(8): 101-106.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

通过预测控制算法对风力机变桨距系统进行调节，风力机非线性模型采用支持矢量回归(SVR)算法进行拟合。考虑实运转风力机模型的变化，通过改进的序列最小优化(SMO)代替原增量SVR的凸二次规划算法，并用偶然点排除和模型储存复用等新方法，有效缩短在线运算时间，实现了改进型增量学习算法的在线辨识。此外，由于电液比例变桨距执行机构的差动回路设计和风力负载的单方向性，造成桨叶顺桨和逆桨时系统模型并不一致，本研究的预测控制过程采用双模型切换。整个算法在变桨距风力机半物理仿真试验台上进行试验，当风速高于额定风速时，与常规的PID控制和单模型SVR预测控制相比，发电机输出最大功率误差分别从约9%和10%降低到3%左右。

Select

四角切圆锅炉炉内煤粉燃烧过程数值模拟

孙锐;李争起;孙绍增;吴少华

. 2006, 42(8): 107-113.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

利用计算流体动力学软件PHOENICS 3.5对一台200 MW四角切圆水平浓淡燃烧煤粉炉进行数值模拟研究，采用多流体两相流动模型及煤粉燃烧综合模型，计算得出在垂直方向不同二次风风量分布的工况下，炉内各截面处的烟气温度、燃料浓度、燃烧产物组分浓度以及炉内辐射热流的分布。结果表明，在燃烧器出口处出现了高煤粉浓度和烟气高温区，并出现气固两相分离的现象，使得煤粉着火及时，燃烧器区域维持较高温度，并防止水冷壁结渣，炉内温度、炉膛出口氧量和飞灰可燃物的计算结果和试验结果相比，吻合较好。二次风分级配风工况下，下部燃烧器区烟气温度升高，但氧气推迟混入，相应位置飞灰可燃物有所增加。计算模型能够合理地模拟水平浓淡煤粉气流在大型锅炉炉膛内的燃烧过程，适用于运行工况的优化和炉内污染物的控制。

Select

面向MEMS制造的高速精密定位平台的动力学仿真和结构设计

赵兴玉;冯晓梅;武一民;张大卫

. 2006, 42(8): 114-119.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于音圈电动机直驱，提出一种采用新型弹性解耦机构的2自由度笛卡儿坐标高速高精度定位平台。该平台将电动机放置在基座上，使运动惯量大大减小，从而使实现定位平台的高速高精密运动成为可能。阐述了该定位平台的弹性解耦原理，采用有限元分析与机械系统动态仿真相结合的方法，对定位平台的高速动力学行为进行研究。通过机构的刚体和弹性动力学分析，基于定位平台的动态响应，对弹性解耦机构中的关键部件——弹簧，进行动态优化设计。详尽地探讨了铰链弹性对弹簧刚度和预载选配的影响，以及弹簧刚度和预载对定位平台运动的影响规律，并给出弹簧刚度和预载的匹配曲线，从而为该类制造装备的动力学设计和样机建造奠定了重要理论基础。精度试验表明，该高速精密定位平台的各项指标均达到了设计要求，证明了设计理论的正确性。

Select

并联机器人胡克铰工作空间的研究与应用

孙立宁;于凌涛;杜志江;蔡鹤皋

. 2006, 42(8): 120-124.

摘要 ( )

可视化

提出了胡克铰在并联机器人应用中的关键问题。通过对胡克铰工作空间详细地仿真和研究，建立了分析此类问题的模型拟合法和更加精确的模型解析法，并运用这两种方法分析成对胡克铰的工作空间。研究结果应用于6-PTRT并联机器人的参数设计和干涉检验，使得该并联机器人的工作空间体积增大、并成功避免机器人发生铰链干涉。得到并联机器人胡克铰的工作空间对机器人优化设计，简化运动控制算法，提高其机构性能和安全性有着重要意义。

Select

虚拟环境下基于离散控制点的线缆装配规划技术

刘检华;万毕乐;宁汝新

. 2006, 42(8): 125-130.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

在对虚拟环境下的线缆装配规划的特点进行分析的基础上，提出虚拟环境下的线缆离散控制点建模以及虚拟环境下基于离散控制点的线缆装配规划方法。该方法通过对线缆离散控制点的单点、多点控制，可实现对整个线缆的可视化交互操作，能够比较清楚地描述线缆的空间位置、走向和装配路径，同时让规划人员直观地观察线缆与零部件之间的干涉情况，实现线缆的实时空间布置和装配过程仿真，为线缆的装配规划提供了一条有效的途径。目前该线缆装配规划软件系统已经在航天产品的装配工艺设计中得到试用，取得了良好效果。

Select

绿色设计中的材料选择多目标决策

黄海鸿;刘光复;刘志峰;潘君齐

. 2006, 42(8): 131-136.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

成本与环境影响是绿色设计中材料选择的重要决策因素，为此提出了一种材料选择的定量化多目标决策分析方法，分析了绿色设计中材料选择问题的决策目标与约束条件，建立了以生命周期成本与生命周期环境影响为目标变量，以定量的物理性能属性、回收性能及定性属性为约束条件的多目标决策模型。从材料的直接成本、加工制造成本及回收成本三方面定量化构建材料的生命周期成本，采用生态指数方法定量化分析材料及其过程的生命周期环境影响。为了求解决策模型，给出了材料预选择的可行解集搜索算法PSSA，并进一步采用TOPSIS方法对可行解集求解最优解。最后分析了一个台灯设计中的材料选择实例，结果表明所提出的多目标决策模型对绿色设计中的材料选择有重要指导作用。

Select

变频驱动液压电梯系统能耗特性

徐兵;张斌;林建杰

. 2006, 42(8): 137-141.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

阐明了应用变频驱动技术是液压电梯的重要发展方向，是解决液压电梯的高能耗问题的有效途径。分析了变频驱动液压电梯节能原理，对变频调速液压动力系统主要环节的功率消耗特性进行了试验研究。与传统的阀控系统作对比，同样工况下，采用变频驱动的液压电梯系统能够提高效率、降低能量消耗，具有显著的节能效果。在其他液压提升机械中也有广泛的应用前景。

Select

刚柔耦合运动对起重机吊臂振动固有频率的影响

徐彦;刘杰;孙光复;邓子龙

. 2006, 42(8): 142-145.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

分析了大型起重机吊臂在变幅过程中存在的刚柔耦合的运动特点对吊臂在标称运动附近振动固有频率的影响，考虑了吊钩和滑轮组质量对吊臂振动固有频率产生的附加效应。基于柔性多体系统动力学理论，采用拉格朗日方程建立了吊臂在标称运动附近的微振动方程，用复模态分析中的状态矢量法对机构振动方程进行了解耦。计算结果表明，在非线性惯性系下，吊臂在标称运动附近的微振动有3对共轭复频率。与采用传统结构动力学方法相比，考虑刚柔耦合运动的因素时，吊臂在三个方向振动的固有频率都有所降低，同时固有频率还受吊臂绕定点转动角速度、吊钩和滑轮组质量的影响，但影响程度较小。

Select

钢塑共挤模具分流段成形过程数值模拟

秦升学;赵国群;牟玥

. 2006, 42(8): 146-149.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以聚合物挤出过程模拟的罚有限元模型为基础，采用VC++语言自主开发了模拟软件，对Carreau流体在钢塑共挤模具分流段的流动过程进行模拟，获得模具内聚合物熔体的三维速度场分布，采用SUPG方法求解能量方程，在对流项占优的情况下获得温度场的分布，分析不同体积流量对速度的影响。结果表明实例分析给出钢塑共挤模具内流场的一般规律对模具设计具有一定的指导意义。

Select

新型接近式柔性电涡流阵列传感器系统

陈祥林;丁天怀;黄毅平

. 2006, 42(8): 150-153.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

介绍了一种采用柔性印刷电路板工艺制作的新型接近式电涡流传感器阵列及其测试系统，以实现大面积曲面间微小间隙的实时监测。基于时分多路的扫描测试方法，对传感器阵列的设计方法、加工工艺及基底材料进行研究，设计了分叉式结构的线圈阵列及细长扁平引线电缆的柔性传感器探头。对传统的调频式振荡电路进行改进，解决线圈品质因数小的问题，提高了传感器系统的测试性能。试验结果表明，在2 mm的量程范围内，传感器系统的测量精度优于±0.5%，适用于曲面间隙的在线监测。

Select

基于主流形识别的非线性时间序列降噪方法及其在故障诊断中的应用

阳建宏;徐金梧;杨德斌;黎敏

. 2006, 42(8): 154-158.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

提出了一种新的基于主流形识别的非线性时间序列降噪方法。新的降噪方法将一维时间序列重构到高维相空间，利用非线性降维方法找出动力学系统在相空间中具有全域正交坐标系的低维主流形，然后根据主流形反求一维时间序列，进而达到降噪的目的。对洛伦兹信号进行的数值试验证明，与奇异谱分解等现有非线性分析方法相比，基于主流形识别的降噪方法能更加有效地消除混沌时间序列中的高斯白噪声。将该方法应用于带有断齿故障的齿轮箱振动信号的故障分析中，成功地提取出了淹没在带噪信号中的冲击特征。

Select

基于物理模型的曲线保形性重构技术

唐克伦;张湘伟;成思源;熊汉伟;张洪

. 2006, 42(8): 159-163.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

实现多种数据的融合是提高反求工程中数据获取的精度和效率的一种有效途径。提出的一种基于物理模型的曲线保形性重构方法，较好地解决了三标测量机的测量数据和视觉信息的融合问题。从材料力学原理出发，提出了曲线歪斜能作为内能，并以少量精确测量数据点为平衡位置建立曲线的弹性势能作为外能。依据变分原理，采用B样条有限元法，确定曲线变形后的平衡位置。数值模拟表明，利用该方法重构的曲线能够较好地逼近真实曲线。

Select

基于标识线导航的自动导引车跟踪控制

陈无畏;孙海涛;李碧春;王启瑞;李进

. 2006, 42(8): 164-170.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为实现自动导引车对标识线路径的识别和跟踪，提出一种原理简单的视觉图像处理方法，包括阈值分割、滤波、边缘检测、变形矫正和改进的车体相对位置参数提取等。此方法能有效降低噪声干扰、图像变形对参数提取的影响以及增加图像处理的实时性；还提出一种适于自动导引车跟踪控制的最优控制策略。为验证理论分析的正确性，先对标识线图像进行处理，然后进行自动导引车的跟踪控制试验。结果表明，采用此种图像处理方法和最优控制策略的自动导引车，具有较为准确和可靠的路径跟踪效果。

Select

YZ4105ZQ增压柴油机用复合材料活塞

方峰;蒋建清;马爱斌;顾勤;朱义和

. 2006, 42(8): 171-174.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为满足YZ4105ZQ型废气涡轮增压柴油机对活塞的使用要求，研制液态模锻法生产陶瓷短纤维局部增强铝基复合材料活塞，采用金相显微镜观察复合材料增强部位的金相组织，测试复合材料的高温力学性能，并采用扫描电镜观察拉伸断口形貌；复合材料活塞装机后进行了600 h台架可靠性试验和500 h台架热冲击试验。试验结果表明，复合材料活塞的增强部位纤维分布均匀，与未增强的活塞裙部界面结合过渡平缓，陶瓷纤维与铝基体之间的结合良好；体积分数为15%的Al2O3f/ZL109复合材料在613 K的高温抗拉强度达到132 Mpa，比未增强基体铝合金高50%左右；使用复合材料活塞装机的YZ4105ZQ增压柴油机，通过了600 h台架可靠性试验和500 h热冲击试验，整机的性能指标优于设计要求；复合材料活塞的尺寸稳定性、耐磨性等均表现良好，符合装车要求。

Select

产品多学科协同设计的协商模型

陈亮;金国栋;罗志伟

. 2006, 42(8): 175-181.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

对多学科协同设计中协商的特点进行了分析，提出了一种在保证各学科目标满意度水平的前提下，使总体目标的综合满意度最大化的协商策略，引用博弈论的分析方法对协商特点和协商策略等进行形式化描述，并生成了多学科协同设计的协商模型。在此基础上，开发了协商管理模块用来支持多学科间的协商过程，通过综合考虑、权衡各方的意见，给出推荐方案，辅助多学科设计者快速达成一致的产品设计方案，并通过设计实例进行了分析说明和验证。

Select

喷丸三维残余应力场的有限元模拟

凌祥;彭薇薇;倪红芳

. 2006, 42(8): 182-189.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

运用大型有限元计算软件ABAQUS建立了模拟喷丸残余应力场的三维有限元模型，预测了在相同喷丸强度下玻璃丸和钢丸两种类型弹丸喷射所产生的残余应力场。模拟过程中，分析了线性减缩积分单元的沙漏参数、材料的应变硬化率、喷丸覆盖率以及初始残余拉应力等因素对304不锈钢靶材残余应力分布的影响。从计算结果可以看出，钢丸喷丸产生的残余压应力层较深，但在高覆盖率时，玻璃喷丸产生的残余压应力的平均值比钢丸喷丸处理后产生的大。在有初始残余拉应力(250 Mpa)存在的情况下，两种类型的喷丸处理均能使304不锈钢靶材表面形成残余压应力层，这说明喷丸工艺可以提高奥氏体不锈钢焊接构件的抗应力腐蚀开裂能力。本研究成果为进一步探讨喷丸强化不锈钢焊接头抗应力腐蚀性能的机理奠定了基础。

Select

振动拉拔的非局部摩擦问题的近似求解及表面效应初探

蔡改贫;翁海珊;姜志宏;罗小燕

. 2006, 42(8): 190-194.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

从非局部摩擦定理出发，建立了振动拉拔加工中的力学平衡微分方程。通过确定有关的非局部影响系数，并结合塑性变形应力应变假设，得到了方程的近似解以及非局部条件下振动拉拔摩擦力的解析表达式。根据给定工艺参数、金属材料力学性能参数和非局部影响系数(r, a0, e 0, C0)，通过Matlab计算发现，振动塑性加工表面效应的形成是有条件的，并且表面效应的影响因素主要是频率、振幅和非局部影响系数，验证了以往对表面效应定性分析的某些假设，从而实现了振动拉拔表面效应机理的理论初探。

Select

基于试验数据的焊缝试样C*参量估算

轩福贞;马春伟;涂善东;王正东

. 2006, 42(8): 195-200.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对焊缝和母材蠕变性能不相同的带焊缝CT试样，提出了一个等效均质材料模型，建立了焊缝中心裂纹、焊缝界面裂纹和非对称焊缝裂纹情况下由试验数据确定C*参量的修正式。采用ABAQUS软件进行了带焊缝CT试样C*参量的有限元分析。有限元数值解与修正式的预测值比较表明：与均质材料CT试样相比，低匹配焊缝会导致CT试样的hw因子增大，高匹配焊缝会导致hw因子值降低，采用ASTM E1457提供的公式在低匹配情况下会过低估算C*参量，在高匹配情况下会过高估算C*参量。无论是低匹配(M<1)焊缝还是高匹配(M >1)焊缝，修正后CT试样的C*参量计算式都可给出与有限元解非常接近的估算结果，可用于焊缝蠕变裂纹行为预测。

Select

非平稳信号自适应滤波的小波模型与滤波方法

朱洪俊

. 2006, 42(8): 201-204.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

分析自适应滤波和小波滤波的原理与方法，建立非平稳信号的自适应滤波的小波模型和滤波方法。利用小波变换的多尺度分解，将分离出来的噪声成分作为自适应滤波器的输入信号。通过自适应滤波器组能同时实现对多种噪声成分的最佳滤波，是实现信噪分离的最佳滤波方法，具有优良的滤波性能。模型验证和工程实例应用表明，该方法能实现非平稳信号在同频段对噪声成分和有用信号的最佳估计。

Select

楔环连接结构两种有限元优化设计方案研究

黄鹏;尹益辉;莫军

. 2006, 42(8): 205-209.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

利用APDL语言对ANSYS软件进行二次开发，建立楔环连接结构的参数化有限元模型。为了对该结构进行优化设计，以楔环径向和轴向尺寸为设计变量，以结构最大应力比为目标函数设计结构的增强优化方案，以结构的各件应力比差的平方和为目标函数设计结构的等强设计方案。采用基于共轭梯度法的一阶优化方法求解，增强优化的结果表明，拉伸载荷下结构的最大等效应力降低21.1%，安全系数由1.08提高到1.37，可达到增强设计目的；等强优化的结果表明，优化后结构各件应力比接近，应力比差的平方和从0.600降为0.067，可以达到等强设计目的。实践说明采用非线性有限元法和一阶优化法对连接结构进行优化能够取得预想的效果。

Select

可重构机器人封闭形式的运动学逆解计算

赵杰;王卫忠;蔡鹤皋

. 2006, 42(8): 210-214.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

由于可重构机器人构型的多样性，其运动学逆解的自动生成是应用中的关键问题。采用旋量和指数积公式建立可重构机器人的运动学模型，系统地分析了指数积公式的化简方法、子问题的分类和计算方法并加以实现，为可重构机器人封闭形式的运动学逆解提供了一种通用的可分解的计算方法，降低了求解的复杂性。通过一个典型实例验证了算法的有效性与可重用性。

Select

大型锻件内部空洞缺陷修复的力学条件

任运来;聂绍珉

. 2006, 42(8): 215-219.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

介绍了大型锻件内部缺陷修复条件研究的现状，针对钢锭内部空洞缺陷的尺寸远远小于本身尺寸的特点，依据圣维南原理，将各种空洞缺陷的形状假设为数学上可处理的椭球形。由于大型锻件的锻造是在高温下进行的，材料具有粘性流动的特征。在上述分析假设的基础上，对于线性粘性材料模型，利用损伤力学中远场应力与物体内部微观损伤的力学关系，得到了锻造过程中外载荷与内部空洞体积变化的解析式，进而得到了空洞缺陷闭合的修复条件。条件表明应力状态影响空洞的闭合方式，三向压应力是修复空洞缺陷的最佳应力状态。该条件可直接根据锻造水压机的在线载荷与压下量计算锻件内部空洞缺陷的修复情况。不同边界应力状态下的试验表明，计算结果与试验结果接近。

Select

基于模拟退火的覆盖件回弹预测

李富柱;郭玉琴;王小椿;宋维

. 2006, 42(8): 220-223.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

从能量逐渐降低使物质系统向新的平衡状态转移的观点出发，根据覆盖件冲压成形后回弹过程与金属退火过程的强烈相似性，提出用模拟退火法对覆盖件进行回弹预测的思想。设计出一种混合模拟退火算法(BFGS-SA)用于解决设计变量数目较多的覆盖件回弹预测问题，该算法将变尺度的局部优化法(Broyden fletcher goldfarb shann, BFGS)与模拟退火法(Simulated annealing, SA)相结合，充分发挥前者局部寻优能力较强、计算效率高、编程简单以及后者通用性好、容易跳出局部最优陷阱以获得高精度全局最优解的优势。并建立相应的优化模型和退火控制策略。通过对实例仿真计算结果与实际测量结果的比较，验证了所提出回弹预测方案的合理性及回弹预测算法的有效性。

Select

极薄带钢平整轧制过程辊端压靠问题

白振华;蒋岳峰;李兴东;郭志刚;陈凤坡;连家创

. 2006, 42(8): 224-228.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对薄窄料平整轧制过程中容易出现的辊端压靠现象，改变以往采用压靠试纸通过静压试验来进行压靠研究的传统方法，以印油为试验材料，探索出了一套简单、实用、反映真实轧制状态的压靠测量技术。该技术不但可以直观地证明轧制过程中辊端压靠现象的存在，而且能够定量测量出压靠宽度的数值。在此基础上，与生产实际相结合，建立了一套极薄带钢平整轧制时压靠量、压靠宽度、轧制压力以及板形定量计算数学模型，给出了相应的计算框图，并以现场典型规格产品为例，计算出了不同轧制状态下的压靠宽度、轧制压力以及板形。给出了相应的现场实验结果，从而通过现场试验验证了模型的准确性。该模型已经投入到现场弯辊力与轧制压力的实际设定，取得了良好的使用效果，为现场创造了较大的经济效益。

Select

基于同轴视觉监测的激光深熔焊缝熔深监测

秦国梁;林尚扬

. 2006, 42(8): 229-233.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于激光深熔焊接过程中稳态下小孔前壁材料气化满足的能量平衡以及在同轴视觉传感监测中提取出的小孔的径向尺寸建立了小孔深度的提取迭代方程，并基于小孔的深度实现了焊缝熔深的同轴视觉传感监测。试验结果表明：工件未焊透时，焊缝熔深的监测—计算值和试验测量值具有较好的一致性，其监测误差一般不超过12%；而工件完全焊透后，焊缝熔深的监测—计算值大于工件厚度，并基于此实现了工件是否焊透的判断。研究结果表明：基于同轴视觉传感和小孔前壁材料气化能量平衡建立的激光深熔焊缝熔深提取模型，可以有效实现激光深熔焊缝熔深的监测。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2006年, 第42卷, 第8期　
刊出日期：2006-08-15

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2006年, 第42卷, 第8期 刊出日期：2006-08-15

2006年, 第42卷, 第8期　
刊出日期：2006-08-15