机械工程学报

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孙昂;马文琦;王祖温

. 2006, 42(9): 1-5.

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综述空气动力学理论中激波—边界层相互影响的一般特性以及静压气体轴承中的激波与边界层相互影响理论与试验研究。指出随着计算技术和微流体测试技术的发展，气膜内的压力分布、速度分布和马赫数分布，根据流场各段不同的流动特点，将可以采用合适的湍流模型进行计算机模拟，并采用相关试验得到验证。静压气体轴承中的激波—边界层相互影响将得到更深入的研究，必将促进对较高供气压力和较大气膜间隙条件下，静压气体轴承气膜入口、出口转角区和气膜内轴承特性的全面了解。

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液压系统故障诊断技术的研究现状与发展趋势

周汝胜;焦宗夏;王少萍

. 2006, 42(9): 6-14.

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从能源和伺服系统两个方面，归纳液压系统的主要故障模式；针对故障诊断的难点问题，对能源和伺服系统故障诊断的主要理论、方法及研究现状分别进行分析和总结，对各种方法的诊断效果进行定性分析，指出各种方法的技术特点、局限性和适用范围；最后，归纳液压系统故障诊断技术的最新发展方向及需要进一步研究的问题。

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制造协作组织形成过程任务性能参数逆向优化

郝京辉;余建军;孙树栋;李红军

. 2006, 42(9): 15-22.

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深入分析了制造协作组织形成过程的市场特性。针对产品制造任务性能参数的优化问题，提出正向优化与逆向优化过程模型，分析双向优化结构的宏观与微观特征。通过探讨可以发现，制造任务优化与制造资源配置是市场协作制造过程中的两个相互影响、密不可分的整体。通过针对逆向优化过程的研究，进行制造任务性能参数逆向优化过程的形式化描述，进一步构建任务参数优化的数学模型，并且运用矢量范数理论对模型的最优解存在性质进行论证。最后，在分析遗传算法的宏观与微观策略的基础上，利用基于实数编码的遗传算法对优化模型进行求解，用实例验证了优化方法与算法的有效性。

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无偏心正交车铣理论切削力

姜增辉;贾春德

. 2006, 42(9): 23-28.

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为了深入研究无偏心正交车铣加工的切削过程，针对无偏心正交车铣加工变厚度、变深度切削的特点，把切削刃划分为圆周刃和端面刃两部分，分别以其瞬时切削面积为主要研究对象构建了计算各自瞬时切削力的数学模型，并通过数学模型对其瞬时切削力的变化进行了仿真。结果表明，无偏心正交车铣为多参数影响下的变切削力加工，圆周刃、端面刃在切削过程中都发挥重要作用，瞬时切削力的最大值由二者共同决定，但圆周刃上的切削力明显大于端面刃。圆周刃、端面刃几乎同时切入、切出工件，在一次完整的切削过程中圆周刃上的瞬时切削力发生一次突变，端面刃上的瞬时切削力则无突变发生。

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计入内齿板变形的环式减速器弹性动力分析

宋轶民;张俊;张永新;张策

. 2006, 42(9): 29-32.

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环式减速器是一类新型的少齿差行星传动装置，具有传动比大、承载能力高、结构紧凑、制造成本低和适应性广等诸多优点。为改善系统的动力学性能，建立了环式减速器的弹性动力学方程，计入了高速轴、内齿板、啮合轮齿及轴承等的弹性变形。利用ANSYS软件创建了内齿板的有限元模型，以具有等效刚度的弹簧约束内齿板的刚体运动，求解了一个机构运动周期内各相内齿板的应力、位移与弹性变形。将基于ANSYS的内齿板有限元分析与环式减速器的弹性动力分析相结合，经迭代计算，揭示了系统中各零部件的真实受力情况。研究表明，内齿板的拉压变形与弯曲变形均对环式减速器的动力学性能具有重要影响，内齿板的弹性变形将导致行星轴承的实际使用寿命低于预期的设计寿命。

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基于敏度分析和知识推理的产品协同决策

李玉良;潘双夏

. 2006, 42(9): 33-42.

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在对产品设计进程组成元素及其信息关联关系描述的基础上，针对设计中的连续和离散问题，提出基于敏度分析和知识推理的产品协同设计决策方法，给出几种敏度分析和知识推理方法及基于敏度分析和知识推理的产品协同决策进程。提出和实现了基于Agent的软件系统结构，以数控机床进给伺服系统的快速性耦合设计任务和同轴减速器零部件设计任务为例对协同决策进程及软件系统进行了说明。证明上述方法和系统可以快速地实现设计参数、上下游耦合设计任务之间的冲突检测和消解，减少设计迭代，提高机电类产品设计、协商的效率。

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超高速磨削冲击成屑机理试验研究

赵恒华;高兴军;蔡光起

. 2006, 42(9): 43-47.

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根据超高速冲击理论，从磨粒与工件材料碰撞的角度研究了超高速磨削现象。为研究在超高速磨削条件下的磨屑形成机理，使用真实的人造金刚石和CBN颗粒作为磨料，将其粘接在7.62 mm的子弹头部，利用81式步枪作为加速、加载装置，分别对碳素钢、天然大理石、弹簧钢和高速工具钢四种材料进行了720 m/s的超高速冲击磨削试验，得到了若干有价值的超高速磨削的试验结果，并对试验结果进行了详细的分析。试验结果表明，在超高速冲击作用下，弹着点会产生瞬间高温，达到或超过材料的熔点，从而使子弹与钢板相接触区域的材料形成流动相，流动物质在磨粒和冲击波的作用下离开基体而形成磨屑。由此发现了超高速磨削冲击成屑现象，从更深的层面研究和揭示了超高速磨削的成屑机理，验证了“超高速磨削准流动相冲击成屑模型”的正确性。

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面向绿色制造模式调度的Petri网模型及优化算法

潘全科;左凤朝;朱剑英

. 2006, 42(9): 48-53.

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针对绿色制造模式的作业车间调度中，不但要缩短生产周期和降低生产成本，而且要减少资源消耗和对环境的负面影响这一问题，建立包含加工时间、生产成本、资源消耗和环境影响等信息的Petri网模型。通过为机器分配工序来消解因机器库所共享引起的冲突，得到表示调度方案的标识图。提出生成可行调度标识图的三种方法，并采用多目标遗传算法和多目标模拟退火算法相结合的混合算法对其优化。仿真结果表明算法的可行性和有效性。

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半正交B样条小波及其在曲线曲面光顺中的应用

纪小刚;龚光容

. 2006, 42(9): 54-60.

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基于B样条基函数及其对应的小波不具有平移正交性，因而不能用现有Mallat快速算法进行小波分析的特点，从B样条基函数以及多分辨分析的定义出发，用严格的数学推导实现半正交B样条小波的分解重构算法。详细阐述该算法在准均匀三次B样条曲线中的运用，并给出一条复杂曲线及一个复杂曲面的分解重构实例，表明该方法能够在复杂曲线曲面的光顺中取得良好效果。

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工程机械余热驱动冷管型吸附空调的运行特性

武卫东;张华

. 2006, 42(9): 61-66.

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设计建造一种利用工程车余热驱动的冷管型组合式吸附空调系统，建立相应的理论模型和性能分析指标，在此基础上进行空调系统的运行性能试验与分析。在一定的外部环境工况和循环半周期为30 min条件下，当吸附床采用风冷时，空调器最大制冷降温幅度为13.0 ℃，最大制冷功率为1.10 kW，平均制冷功率842 W，性能系数e c=0.168，单位质量吸附剂制冷功率Ps=88.2 W·kg–1。当吸附床改进冷却方式后，空调器最大制冷降温幅度为14.0 ℃，比风冷状态下提高1.0 ℃，最大制冷功率达1.21 kW，平均制冷功率926 W，e c=0.177，Ps= 97.0 W·kg–1。可得出以下结论，吸附床冷却方式改进后系统e c提高约5.4%，最大制冷功率、平均制冷功率和Ps各提高将近10%。

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计算离心泵面积比和蜗壳面积的方法

杨军虎;张人会;王春龙;刘宜;齐学义

. 2006, 42(9): 67-70.

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依据离心泵的面积比原理，推导得出了计算离心泵面积比的计算公式，公式体现了面积比值和叶轮、蜗壳的水力参数关系。提出建立在面积比原理基础上、低比转速离心泵在加大流量设计后的面积比、蜗壳第八断面面积的计算方法及公式，面积比及蜗壳的第八断面面积和泵的流量加大系数、比转速加大系数得到了联系，也和叶轮、蜗壳的水力参数有关。解决泵行业一直依据经验统计值确定面积比而不能使低比转速离心泵在设计点效率最高这一问题。实例表明：提出的计算方法能够提高低比转速离心泵的效率，充实低比转速离心泵的设计理论。

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蜗线齿轮及其共轭齿轮的几何分析与仿真

任廷志;程爱明;景奉儒

. 2006, 42(9): 71-75.

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蜗线齿轮是一种节曲线向径按余弦规律变化的新式齿轮。为了选择合适的切齿方案和切齿刀具，实现齿轮不同的数控加工方法，对该蜗线齿轮及其共轭齿轮进行理论分析和计算模拟。根据新式齿轮的节曲线曲率半径公式，给出节曲线凸凹性的判别式；由齿形法线在节曲线上的分布规律，用解析法建立齿形渐屈线方程；基于齿形上任一点的向径与节曲线向径的几何关系，由节曲线方程推导出了齿形方程。并由所建立的方程进行了蜗线齿轮及其共轭齿轮的渐屈线及齿形的图形仿真，为新式齿轮的开发应用提供了理论依据。应用该理论设计﹑加工的齿轮已用于生产实际，性能良好。

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基于核函数估计的转子故障诊断方法

李巍华;史铁林;杨叔子

. 2006, 42(9): 76-82.

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研究核函数估计方法(KFA)在机械故障诊断中的应用问题，提出一种基于特征样本选择的转子故障模式分类方法。通过计算转子振动信号原始特征空间的内积核函数，将所有原始特征样本映射到高维特征空间，在高维空间中选择特征样本对转子裂纹、转子不平衡及转子碰摩三种故障模式进行分类识别，选择的特征样本远小于样本集中全体样本的数目，提高了运算速度。比较了KFA分类方法与支持矢量机(SVM)分类方法的效果，结果表明，在保证分类精度的条件下，KFA方法可以明显减少运算量，性能更优越。

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基于产品结构的全生命周期形式化建模

马明旭;范玉顺;尹朝万

. 2006, 42(9): 83-90.

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在分析产品结构的内涵基础上，提出基于产品结构具有时间、数据和粒度三维的产品全生命周期模型概念和相关术语，全面表达产品全生命周期活动中的产品相关信息。给出模型的节点、节点属性、关系和结构子树的定义，以及节点和节点属性的操作方法。论述操作规则和模型结构子树的构建步骤。示例阐明产品从需求结构子树到回收/报废结构子树的全生命周期模型构建过程。

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超声波电动机胶粘技术及其对定子特性的影响

王光庆;沈润杰;郭吉丰

. 2006, 42(9): 91-96.

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针对行波型超声波电动机定子压电陶瓷(Piezoelectric，PZT)的胶粘问题，通过对定子的机电耦合效应有限元动力学模型的分析与计算，研究了胶粘层材料特性、厚度对超声波电动机定子振动特性的影响。重点分析不同激励条件下定子边缘缺胶和夹有气泡对胶层的抗剪切能力和定子振动特性的影响；分别从改进电动机定子结构和PZT粘结工艺方面探讨了提高胶粘层抗剪切能力的措施，确定了胶层最佳参数和电动机定子胶粘工艺及结构优化设计思想。结果表明：胶层厚度对电动机定子频率影响不大，但对其振动特性的影响较大，在保证可靠的粘结强度下降低胶层厚度有利于提高电动机性能。基于该工艺和设计思想研制的直径80 mm行波型超声波电动机性能稳定，堵转力矩达到1.2 N·m，空载转速80 r/min，研究结果有助于超声波电动机的产业化。

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基于子结构模型的音叉振动式微机械陀螺的检测电容解析方法

刘广军;王安麟;姜涛;焦继伟;张正福

. 2006, 42(9): 97-102.

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为建立加工缺陷对微机械陀螺性能影响的机理性模型，解决高精度微机械结构优化设计的计算时间问题，以微机械加工技术制备的音叉振动式微机械陀螺为研究对象，利用多自由度动态有限元解析理论，提出基于子结构模型的检测电容解析法，实现微陀螺实际工作状态的模拟，并对模拟结果进行试验验证。从实例解析出发，发现微陀螺加工缺陷和工艺误差虽然对其结构固频特性影响不大，但是对其最终输出的电容检测特性具有较大影响这一重要现象。解析方法和结果在提高微机械陀螺解析精度和解析效率的基础上，对多物理场耦合工作环境下音叉振动式微机械陀螺健壮性能的解析和评价具有重要的参考价值。

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双横臂扭杆弹簧悬架系统刚度与阻尼特性分析的新方法

陈辛波;王伟;万钢

. 2006, 42(9): 103-106.

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按虚功原理完整导出精确分析双横臂扭杆弹簧悬架系统刚度与阻尼参数的基本公式，提出确定扭杆弹簧和减振器参数的新方法。给出按给定偏频以及相对阻尼比来确定扭杆的刚度和减振器阻尼的设计步骤，并研制出简明实用的设计计算软件。试验表明虚拟试验结果与理论计算结果基本一致。该方法已成功应用于一种新型结构线控转向四轮驱动燃料电池微型汽车的悬架系统开发。

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快速成形制造网络化服务系统关键技术

吴崚;洪军;雷小军;卢秉恒

. 2006, 42(9): 107-111.

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阐述快速成形制造(RP&M)技术中采用分布式组件结构所搭建的网络化服务集成系统的体系结构，并按照各组件所具有的特点对系统进行功能设计。建立包含目标层、准则层及方案层的RP&M工艺决策的指标体系，提出一种基于专家系统和模糊综合评判的RP&M工艺选择的新方法，构建RP&M制造工艺选择的决策支持系统。对RP&M协同制造的过程规划进行研究，采用时间尺度原则确立各种RP&M工艺监控点，为过程管理与监控提供理论依据。实际开发的网络化服务系统经应用表明，可以方便、快捷地支持企业新产品远程开发。

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化工轴流泵的非均匀导叶布置

梁开洪;张克危;曹树良

. 2006, 42(9): 112-116.

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化工轴流泵的工作介质特性使其不便设置导轴承，导致泵转轴缩短，叶轮出口至弯管进口之间只有一段很短的垂直空间，在该空间采用常规导叶布置会恶化水力性能，而化工泵中通常不设置导叶的做法又会使叶轮出口圆周速度分量对应的能量在流道中逐渐损耗。为提高机组效率，采用计算流体力学(CFD)方法分析了均匀布置导叶时的流场特点，发现导致水力性能恶化的原因，提出非均匀导叶布置方案，并进行了数值模拟及对比。结果表明，合理的非均匀导叶布置方案能有效改善装置水力性能。

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基于不可微问题优化的四面体网格光顺算法

关振群;于文会;陈飙松;刘景鹏

. 2006, 42(9): 117-122.

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提出一种基于不可微问题优化的四面体网格光顺算法。针对四面体网格光顺的最小最大约束优化问题，应用一类不可微优化问题的有效解法，提出与不可微目标函数等价的可微目标函数，进一步转化为无约束极小优化问题，进而调用现有的优化程序库进行网格优化。该算法实现了多点并发优化技术，能够有效地实现四面体网格的质量优化，特别是能够有效地解决非孤立劣质单元优化问题。算例表明，该算法计算效率高，且易于实现，能够优化得到较高质量的四面体网格。

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基于全域优化的高速并联机械手控制器参数整定

杨志永;黄田;梅江平;巫江

. 2006, 42(9): 123-129.

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提出一种新的定常PID参数整定方法。该方法综合考虑机电耦合效应、全域综合性能及随位姿实时变化的惯性负载，在操作空间内设计三条带有权重的运动轨迹，利用运动学正、逆解模型及刚体动力学逆解模型，直接建立以末端执行器操作空间的方均根误差最小为优化目标的整定方案，对伺服系统控制器的参数进行了整定。通过实例分析，给出使系统在整个工作空间内趋于最优的控制器参数的范围。该方法有效地解决了传统整定方法因其多目标函数相互制约而难以得到最优解的问题。试验验证该方法的正确性和有效性。

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结构设计参数对火炮炮口振动影响的仿真及基于SQP方法的优化

贾长治;郑坚

. 2006, 42(9): 130-134.

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基于ADAMS建立反映火炮射击动态特性的虚拟样机，定义归一化炮口振动的目标函数，采用灵敏度分析方法研究结构参数对炮口振动的影响，解决具有不同量纲的结构参数影响显著性对比难题，并获得对火炮射击精度有重要影响的结构参数。利用序列二次规划算法与虚拟样机融合，实现对结构参数的动态优化。研究结果表明该型火炮具有较大的设计改进空间。最后，展望虚拟样机技术的应用前景及下一步工作的研究方向。

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合金化镀锌板的镀层脱落分析

徐春;林忠钦;李淑慧;张卫刚

. 2006, 42(9): 135-139.

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跟踪拍摄合金化镀锌板双球冲成形时的镀层脱落过程，发现双球冲行程变化影响镀层脱落时间、部位与程度。结合自行开发的镀层自动评价系统分析镀层脱落程度，表明双球冲行程会影响镀层应变，镀层脱落程度与镀层应变有关。脱落主要发生在压应变区域，压应变越大，脱落程度越大。对各变形阶段应变进行有限元仿真，对比镀层的实际脱落过程，进一步发现压应变对镀层脱落的影响关系：只有压应变增大到某极限值，镀层才开始脱落；压应变继续增大，脱落继续且程度加大；压应变到达最大值之后再减小，脱落过程随即中止。

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分形表征机加工表面有效性的方均根测度方法

朱华;李刚;唐玮

. 2006, 42(9): 140-143.

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为阐明方均根测度方法表征机加工表面的有效性，以结构函数测度方法为比较对象，对车削、铣削、磨削及砂纸打磨等不同加工表面进行了分形表征。研究表明，方均根测度方法的分形表征无标度区间宽，表征曲线线性度好，因而分形计算精度高；对采样频率的依赖性小，在计算过程中不会造成分形对象的信息丢失，因而分形表征的客观性好。另外，方均根测度方法还具有物理意义明确，分形表征简单直观等优点。方均根测度方法是机加工表面分形表征的一种较有效的方法。

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大厚度铝合金变极性等离子弧穿孔立焊技术

韩永全;陈树君;殷树言;吕耀辉

. 2006, 42(9): 144-148.

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研制以16位单片机为控制核心的双逆变型铝合金变极性等离子弧穿孔立焊专用设备，测试并分析变极性等离子电弧力学特性，对变极性等离子弧稳定性、电弧力和电弧能量的传递特征进行了深入的探讨。研究发现铝合金变极性等离子穿孔焊接中正极性电弧对力更具影响，而反极性电弧对热更具影响，实时保持穿孔熔池上热和力的平衡是厚板变极性等离子弧稳定穿孔焊接关键所在。用自行研制的设备成功实现了15 mm LD10铝合金变极性等离子弧穿孔立焊工艺，研究结果对于将变极性等离子弧焊接工艺应用到我国航空航天等领域具有重要的现实意义。

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强干扰下复杂系统的独立源识别方法

焦卫东;杨世锡;钱苏翔;严拱标

. 2006, 42(9): 149-153.

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为了识别强干扰环境下复杂系统的独立源信号，利用主分量分析(PCA)的主投影方向辨识能力，以及独立分量分析(ICA)的冗余取消与盲源分离特性，提出一种基于复合PCA-ICA神经网络的独立源识别方法。ICA与 PCA的有机结合使两者优势得到充分发挥，隐藏于多通道传感观测中的独立源波形得以分离。借助基于快速傅里叶变换与最大相关分析准则的自适应分析校正，消除ICA估计源的盲不确定性，准确地估计源波形及其混合参数，从而实现独立源信号的识别。仿真试验结果证明该方法的有效性，也表明它在复杂系统源识别方面具有较大的应用潜力。

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板坯连铸结晶器流场的格子法模拟

张小军;沈厚发

. 2006, 42(9): 154-159.

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给出一种与现有传统数值方法不同的计算流体动力学介观模型。在该模型中，建立描述流体微团运动及碰撞规律的格子Boltzmann方程以及平衡分布函数，并依此求解出流体微团的分布函数，而流场的速度、压力等物理量可直接根据流体微团的分布函数统计求和而得。在此基础上计算了板坯连铸结晶器中心面内的二维流动，模拟出流场在高雷诺数条件下流动模态随时间的变化过程，得到与试验结果一致的流场结构，较真实地反映高雷诺数条件下结晶器内湍流的有漩性、非对称性及非定常性。结果表明随着流场雷诺数的提高，流动中物理量脉动成分的显著增强，打乱了原有对称性的大涡结构，使得流动呈现非对称性及非定常性。

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五轴并联机床的输入输出速度和力

彭斌彬;高峰

. 2006, 42(9): 160-163.

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为解决五轴并联机床的角速度分量的非独立运动导致用速度矢量环法不能直接获得其输入输出速度关系，以及部分外力矩因受约束而不能由输入力来平衡，也将增加其输入输出力分析的难度问题，分析运动平台的运动特点，找到其角速度分量间的关系，得到五轴机床输入输出速度的关系。利用虚功原理，将不作虚功的约束力矩从外力矩中分离出来，得到五轴机床输入输出力的关系。这些分析方法对深入研究5自由度并联机床或并联机构具有较大的参考价值。

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步进式电弧螺柱焊中螺柱送进深度的自动控制

张建勋;池强;付继飞;张友权

. 2006, 42(9): 164-168.

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在分析螺柱送进过程的基础上，对步进式电弧螺柱焊过程中螺柱送进深度的控制问题进行了研究。以焊接过程中螺柱与工件之间的相对位移为控制量，采用位移传感器检测螺柱送进过程中焊枪弹簧压缩位移，以此获知螺柱与工件之间的接触状态，实现对螺柱送进深度的控制。试验结果表明，步进式电弧螺柱可以实现螺柱送进深度的自动控制，无需在焊前预先设置螺柱送进深度；采用不同螺柱提升高度进行焊接时，控制系统可以做出相应的调整，保证合适的螺柱送进深度。将此方法用于螺柱穿透焊，能够有效减小间隙对焊接过程的影响，保证焊接过程的顺利实现。

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完全可逆地铁风机的三维优化设计

谭春青;陈海生;梁锡智

. 2006, 42(9): 169-173.

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采用试验设计、流场结构分析和叶片造型调整相结合的方法，对完全可逆地铁风机进行三维优化设计。结果表明在不改变风机外径、转速和叶尖间隙的情况下，风机的性能得到大幅改善。设计工况下，风机正转全压效率达到82.3%，比初始设计提高9.1%；风机反转全压效率达到79.1%，比初始设计提高3.3%；风机的内部流场合理，没有明显的分离和回流；风机出口低压区得到明显改善。风机的性能曲线比较平滑，变工况性能好；经性能试验验证，优化设计后的风机各项指标均达到了设计要求。

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基于共线特征点的摄像机镜头畸变校正

周富强;胡坤;张广军

. 2006, 42(9): 174-177.

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提出一种基于未知世界坐标共线特征点的未标定摄像机畸变校正算法以及基于预计算模板的快速实现方法。利用直线的透视投影不变性来估计镜头的畸变参数，不需要知道摄像机的内外部参数，也不需要知道任何空间特征点的世界坐标，简化了镜头畸变校正的过程。该方法的特点是需要的已知条件少，算法简单，易于实施，算法的计算速度快。试验结果表明，该方法能准确快速校正由摄像机镜头畸变引起的图像几何畸变，对机器视觉系统是可行的，预计算模板实现方法大大地降低了计算量，为镜头畸变校正实时应用奠定了基础。

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颗粒体进料微型螺旋挤压堆积喷头的设计

王天明;习俊通;金烨

. 2006, 42(9): 178-184.

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根据快速成形技术的发展方向，针对熔融堆积成形工艺中已有喷头技术的特点，提出一种基于颗粒体进料的微型螺旋挤压堆积喷头。该喷头能否成功应用的技术难点是挤压螺杆的小型化问题和颗粒体稳定可靠的进给问题，为此提出针对小型化螺杆的一套可行设计方法和新颖的推杆凹槽送料方式。对装配好的喷头装置的堆积试验，证明了颗粒体送料的螺旋挤压堆积喷头的技术是可行的。通过进一步的技术完善，该喷头装置可以用于热塑性弹性体和一些基于医学材料的原型制作。

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恒流堵塞器的流量特性分析

刘长运;赵学增;陈芳

. 2006, 42(9): 185-189.

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在油田分层注水系统中，堵塞器是进行井下流量控制的核心部件。恒流堵塞器与传统堵塞器相比可以减少注水井的测试工作量和堵塞器投捞次数，具有很好的应用前景。对一种典型结构的恒流堵塞器建立键合图动力学模型，并推导相应的状态方程模型，模型中充分考虑了液动力、阻尼力及泄漏等因素；通过键合图仿真软件20-SIM对恒流堵塞器的流量特性进行计算机仿真分析。最后采用专门设计的试验台对仿真结果进行试验验证。试验结果表明仿真结果较为准确，可以反映出流量特性的细节变化。

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发电机运行状态对定转子径向振动特性的影响分析

万书亭;唐贵基;李永刚

. 2006, 42(9): 190-194.

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分析隐极同步发电机定转子径向振动随发电机运行状态的变化规律。首先通过分析不同运行状态时发电机电磁关系、电枢反应特性，以及正常运行时作用于定子的脉振电磁力特性和作用于转子的不平衡电磁力特性，分别得到定子径向倍频振动和转子径向工频振动在励磁电流一定时随发电机有功功率的变化特征，以及有功功率一定时随励磁电流的变化特征。实测了SDF-9型隐极同步发电机定转子振动信号，与理论分析结果基本吻合。另一方面也揭示基于振动特征诊断发电机故障时，必须考虑发电机的运行参数和运行状态，否则其诊断结果在实际应用中是不完整的。

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基于粒子群算法的空间太阳能热动力系统优化设计

李智;常晓萍;秦建华

. 2006, 42(9): 195-200.

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太阳能热动力系统是空间站的重要组成部分。为有效降低太阳能发电系统的发射质量，在分析空间太阳能热动力系统的工作原理、粒子群算法的原理及实现的基础上，采用粒子群算法对太阳能热动力系统的发射质量进行了优化仿真设计。在保证压缩机的进口压力、压缩机的进口温度、压缩机的压缩系数、换热管的数目、换热管的直径、回热器的回热度、循环工质流道高度、热管直径、热管长度及能量转换单元的转速等独立变量满足系统要求的前提下，使得发射质量最小，从而有效地节约发射、管理和后续支持费用。将粒子群算法的优化结果通过遗传变异修正后，其结果要好于基本粒子群算法和遗传算法结果。

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机械密封环的传热特性分析

周剑锋;顾伯勤

. 2006, 42(9): 201-206.

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研究机械密封端面摩擦热在动环、静环、端面间液膜和密封介质组成的传热系统中的传递规律。按换热面积守恒的原则将密封环简化为当量圆筒，提出动环和静环获得的摩擦热的计算方法，推导密封环的温度分布方程。结果表明，液膜摩擦热量随角频率的增加和平均膜厚的减小而增加。绝大部分摩擦热通过动环传递到介质，静环端面的温升较小。动环靠近介质侧的温度低于空气侧的温度，端面上的温度较高，且端面径向存在温度梯度。增大动环与介质的接触面积或选用热导率大的材料可降低动环上的最高温度和端面上内外径处的温差，提高机械密封的性能。

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重型车辆走－停巡航系统的干扰解耦控制

宾洋;李克强;李升波;王建强

. 2006, 42(9): 207-213.

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根据低速行驶工况下重型车辆的加/减速度响应特性，建立融合被控车辆及车间动力学特性的巡航系统非线性动力学模型。在此基础上采用非线性输出干扰解耦原理，将控制目标值（车间相对距离、速度）从系统的前导车加/减速度干扰中完全解耦出来，并实现非线性系统的线性化；基于此解耦线性化子系统，设计一种改进的走－停自适应巡航控制系统。该系统不但能够保证控制目标值取得良好的动态响应特性，而且能够实现对前导车加/减速干扰的全局解耦，可提高系统的鲁棒性，仿真计算验证了控制效果。

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压力容器焊缝咬边疲劳裂纹的启裂寿命

魏安安;尤一匡;陆怡;高光藩;汪磊

. 2006, 42(9): 214-218.

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针对某企业空气球罐焊缝咬边在压力波动时的受力情况，首先建立带咬边结构的受力模型，利用西田正孝的图表方法和有限元法分别计算咬边引起的弹性应力集中系数，然后计算出咬边尖端的名义应力，进而利用小缺口启裂寿命经验估算式估算咬边的疲劳裂纹启裂寿命。再采用与实物等厚度、与真实咬边等尺寸的模拟试样，进行与实际结构等应力范围条件下的模拟疲劳试验。结果表明，试验寿命与根据经验估算式得到的估算寿命非常接近，从而为咬边疲劳裂纹启裂寿命研究提供了理论依据和试验数据。在考虑一定的安全系数后，对所分析的球罐给出的剩余总寿命为9年，至启裂的剩余寿命为6年。

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粗糙表面分形特征的模拟及其表征

陈辉;胡元中;王慧;王文中

. 2006, 42(9): 219-223.

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为了研究工程表面具有分形的特性，即在不同尺度下具有统计自相似性，探讨粗糙表面的分形特征，用随机中点位移和Weierstrass-Mandelbrot函数两种方法对轮廓和表面进行模拟，并对表面轮廓进行幂率谱分析，建立分形维数和幂率谱的关系，检验计算表明模拟表面的分形维数和指定值吻合良好。讨论分形参数的尺寸独立性和分形表面的统计特征，从幂率谱图可以看出，单分形的幂率谱图为一个区段，而双分形表面的幂率谱呈现明显的两个区段，不同尺度下的分形维数体现在其幂率谱图形上。与传统的统计参数相比，分形维数和特征尺度具有一定程度尺寸独立性。统计检验表明两种方法模拟的表面均符合近似的高斯分布。指出粗糙表面完整的描述和表征应兼顾分形和统计特征两个方面。

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应用TAGUCHI法对微拉深成形有限元模拟结果的误差分析

张凯锋;雷鹍

. 2006, 42(9): 224-228.

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为考察基于传统本构模型和求解算法的有限元程序模拟金属微成形过程的适应性，设计正交试验，应用自行开发的板料成形有限元程序ARVIP-3D对微成形和等比放大10倍的常规成形进行模拟计算，并根据质量工程中的TAGUCHI法，参考信噪比的概念，对材料参数和工艺条件等因素对两类相似拉深的模拟结果误差进行了分析。结果表明：微成形中的尺度效应主要是成形机理与常规成形不同而引起的，基于传统本构模型和求解算法的有限元程序不能正确模拟微成形过程，但可以模拟出摩擦引起的尺度效应；宏微观尺度的成形模拟结果误差主要来自于浮点运算的误差，但几何和力学条件的处理也给模拟误差带来了影响。因此，在开发适合于微成形模拟的新型有限元程序中，不仅要考虑本构模型的特殊性，几何和力学条件的相关处理算法也应进行改进。

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局部浪形对冷轧钢卷起筋的影响

白振华;李兴东;连家创;刘献东

. 2006, 42(9): 229-232.

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针对带材卷取过程中在钢卷表面形成的容易使开卷后带材产生附加浪形、造成产品降级的起筋问题，在大量的现场试验与理论研究的基础上，结合小局部浪形与大局部浪形的相关特点，提出一套大小局部浪形的理论判断标准，并对大局部浪形引起起筋过程中轴向力的由来、起筋区域临界失稳应力与轴向力的计算等问题进行系统的分析。然后，分小局部浪形与大局部浪形两种情况，分别建立相应的起筋量计算数学模型，定量模拟出了不同情况下起筋量的大小，并将模型计算结果与现场实测值进行了跟踪对比，统计表明模型平均偏差保持在10%的范围内，单次最大偏差小于(等于)15%，达到相当高的精度，满足了工程上对起筋量预报的精度要求，并为厂方起筋缺陷的治理提供了有力的理论依据，创造了良好的经济效益。

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滚动轴承润滑脂的噪声特性及低噪声脂的合成

米红英;郭小川;杨廷栋;蒋明俊

. 2006, 42(9): 233-238.

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通过研究锂基脂的组成及合成工艺对润滑脂的噪声影响、分析润滑脂的结构，掌握滚动轴承润滑脂的噪声特性，合成低噪声脂。分别采用轴承振动(速度)法和轴承振动(加速度)法对合成的脂进行噪声值测试，并对合成的锂基脂各项理化指标进行测试。采用扫描电镜，通过冷冻复型法分析润滑脂产生噪声的原因。发现以酯类油与环烷基矿物油的混合油做基础油时，合成的锂基脂具有较好的噪声特性。基础油为矿物油时，采用控温慢冷法合成的锂基脂具有较好的噪声特性；基础油为酯类油与矿物油的混合油时，采用自然冷却法合成的锂基脂具有较好的噪声特性。通过综合考察润滑脂结构、滚动轴承振动噪声值及各项理化指标值，确定降噪效果较好的润滑脂组成及制备工艺，合成一种低噪声滚动轴承锂基脂，并对该脂的轴承寿命进行测试。

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刊出日期：2006-09-15

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