机械工程学报

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谢友柏

. 2007, 43(11): 7-16.

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设计理论在长期发展过程中，产生的名词、定义和概念很多，而且同一个名词常常有不同的定义和不同的理解，也就是不同的概念。现代设计理论在自己的发展中，通过对现代经济特点和制造业变化的研究，逐步赋予许多名词以新的定义和概念，它们已经成为现代设计理论发展的基础。经验告诉人们，如果各自根据不同定义来理解现代设计理论的原理，则往往会导向不同的结论，所以推动这些名词在现今条件下应有内涵的研究是十分重要的任务。着重对性能、约束、需求、特征、需求驱动以及状态等定义和概念进行了讨论，通过介绍这些定义和概念形成的背景和过程，说明它们在现代设计理论研究中新的内涵和应用。

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近代机械非线性动力学与优化设计技术的若干问题

陈予恕;曹登庆;黄文虎

. 2007, 43(11): 17-26.

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简述了混沌学(近代非线性动力学)的形成和发展及其对应用科学和工程科学发展的重要意义。依据混沌理论的发展史介绍了确定性动力系统中的不规则振动(现代科学中最伟大的发现之一)以及周期和拟周期振动，同时也涉及到了作为非线性科学的重要组成部分的分岔理论和奇异性理论。列举了装备制造、能源工业、交通运输、建筑工业以及航空航天等工程技术领域中存在的大量非线性问题。简要叙述了在大型旋转机械和振动机械的非线性动力学研究方面的成果，包括大型旋转机械非线性转子系统的失稳机理、分岔解与混沌运动、故障诊断及其综合治理技术；大型共振筛的非线性振动及其动力学设计方法等。希望能促进我国机械非线性动力学的更大发展，为我国装备制造业的自主创新提供理论支撑。

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基于超磁致伸缩材料的折弯型压曲放大机构设计、分析与控制

王兴松;王湘江;毛燕

. 2007, 43(11): 27-33.

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为满足微位移定位系统的应用要求，设计由超磁致伸缩材料驱动的新型折弯型柔性压曲放大机构。在其他微位移放大机构的基础上，设计便于制作和使用的二维平面型折弯型机构，该机构在实现微位移放大的同时也使位移的方向产生90°转变。通过有限元计算分析，优化折弯屈曲板的结构参数。针对超磁致伸缩材料输出位移与输入电流间磁滞非线性与其负载和频率的关系，采用BP神经网络分别构造磁滞上升半环和下降半环的逆模型，并通过输入信号对其进行选择从而进行磁滞补偿。仿真试验结果验证了该方法的有效性。构建基于超磁致伸缩材料驱动的压曲放大机构试验装置，采用该装置，分别对单环磁滞和多环磁滞进行补偿控制试验，获得了满意的位移控制效果。

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合成射流基微泵的控制律

罗振兵;夏智勋

. 2007, 43(11): 34-39.

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通过对合成射流流场数值分析，得到合成射流鞍点特征及可控特性。基于对合成射流鞍点特征及其随激励条件变化规律的分析，获得调节合成射流基微泵的控制律。通过对调节控制和未调节控制下微泵的流体力学分析，对微泵控制律进行考核验证。验证结果显示：改变激励条件并相应调节分流板位置，合成射流新产生的“涡对”保持良好，微泵工作于设计状态；而分流板未控制调节下，由于分流板处于合成射流“涡对”形成和发展的关键区域，严重阻碍和破坏了合成射流“涡对”的形成和发展，合成射流对周围流体的卷吸量显著减小，微泵工作远离设计状态，泵流流量显著减小。研究结果表明：分流板控制律对微泵的控制是行之有效的，若激励器振动膜的振动幅值与激励电参数的关系已知，则可由改控制律得到微泵的电参数控制律，从而可以实现微泵的智能化控制。

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基于环路特性的运动链拓扑图及特征描述的自动生成

丁华锋;黄真

. 2007, 43(11): 40-43.

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基于运动链拓扑图环路的数组描述及环路数组之间的相互运算，给出通过基本环数组之间的相互运算构成组合环的算法及其条件，并给出运动链的唯一数字特征描述。然后，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，开发了一套集运动链拓扑图绘图及唯一数字特征描述——特征邻接矩阵和特征描述代码自动生成的计算机程序。此程序的最大特点是不管运动链拓扑图的画法形式如何改变，顶点标号方式如何改变，计算机都能自动生成其唯一数字描述，从而实现运动链拓扑图的唯一数字化，并为机械概念设计的自动化、智能化和网络化创造了条件。结果表明，提出的程序解决了机械概念设计过程中运动链拓扑图的唯一数字描述方式难以计算机自动实现问题。

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液压变压器瞬时流量特性分析

徐兵;马吉恩;杨华勇

. 2007, 43(11): 44-49.

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为了深入了解液压变压器高噪声产生的内在原因，对液压变压器的瞬时流量特性进行理论推导和仿真研究。通过理论推导建立液压变压器在不同配流盘控制角度和不同工作状态时瞬时流量的数学模型，并对其进行仿真分析。总结各槽口在不同工况下瞬时流量的变化规律，进而优化模型，并得到各槽口在不同工作状态时的瞬时流量脉动率。提出流量脉动率高是造成液压变压器高噪声的主要原因，在液压变压器试验研究中也得到液压变压器噪声要高于同基体结构相同转速下柱塞泵、马达的噪声的结论。研究结果揭示了液压变压器高噪声的主要原因，并为改善液压变压器的性能提供重要的理论依据。

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可调球面六杆机构轨迹综合

张均富;徐礼矩;王杰

. 2007, 43(11): 50-55.

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提出一种用于实现多任务的可调球面六杆StephensonⅢ型机构的轨迹优化综合方法。在研究球面六杆StephensonⅢ型机构轨迹综合的基础上，建立该可调球面六杆机构的多任务轨迹综合方程组，并分析可调球面六杆机构能实现的精确点数、任务数与综合时任选变量数之间的关系。为保证综合所得机构的主动构件能够作单向连续整周旋转和良好的传动质量，对机构的曲柄存在条件和传动角计算公式进行推导，建立球面可调机构综合的优化数学模型，并基于病毒进化遗传算法获取综合结果。病毒进化遗传算法将全局进化和局部进化动态结合，具有良好的收敛速度和收敛稳定性，保证了机构综合问题全局最优解的获取。数值实例验证了综合方法的有效性。

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新型内外组合搅拌桨的开发及流场特性

孙会;潘家祯

. 2007, 43(11): 56-62.

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提出一种适用介质粘度范围广的新型内外组合搅拌桨。利用计算流体力学和粒子图像测速技术对该搅拌桨产生的流场进行研究。考察不同工作介质、不同转速比情况下，带有新型内外组合桨的搅拌设备内的时均速度、速度变化率和剪切速率分布。结果表明：新型内外组合搅拌桨在各个方向产生的流动都比较剧烈，其径向速度和轴向速度的分布与内外桨转速比密切相关。采用新型内外组合桨改善了搅拌设备近壁区的流动状况，改善程度随着转速比的减小而增强，且对假塑性流体流动状况的改善优于牛顿流体。新型内外组合搅拌桨改善了整个搅拌设备内尤其是近壁区的剪切水平，并且改善程度随着转速比的减小而显著增大。

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基于多并联机械手的锂离子电池自动分拣装备控制系统设计

王攀峰;梅江平;陈恒军;赵学满;黄田;王友渔

. 2007, 43(11): 63-68.

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开发旨在提高锂离子电池分选自动化程度和效率的生产线，该生产线由多个高速、轻型并联机械手构成。利用PXI平台及双多轴运动控制器，提出一种基于集散控制结构(DCS)的开放式数控系统软硬件平台以及基于任务均衡和总移动距离最短原则的分拣策略。此外，研究并应用高速数据缓存技术、高速数据同步通信技术及高速中断信息捕捉和输出技术等旨在提高单机分拣效率和多机协同作业的若干核心运动控制技术。集成基于网络的数据库通信技术并控制系统，测试结果表明：该方案对多机械手的网络化控制十分有效，该装备具有高信息集成度、高分拣效率及高可靠性等优点而可以应用于企业生产，并成为国内首例成功应用并联机械手自动分选锂电池的装备。

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气氛压力对水下高压干法全位置焊缝成形的影响

王中辉;蒋力培;焦向东;周灿丰;薛龙

. 2007, 43(11): 69-73.

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研究水下干焊空气环境压力对全位置打底焊接参数及焊缝质量的影响规律。研究表明，环境压力对焊接熔深有一定影响，在环境压力由0.1 MPa增至0.7 MPa时，平焊时的打底焊电流需相应线性递减，上坡焊、仰焊打底电流在0.1～0.3 MPa范围下降较快，之后变化不大，而下坡焊焊接电流在0.1～0.7 MPa范围内呈平缓下降趋势。环境压力对接头力学性能有较大的影响，随着环境压力的增加，焊接接头的抗拉强度、冲击韧度有下降的趋势，而焊缝和热影响区的硬度有上升的趋势。

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扫描方式对激光金属沉积成形过程热应力的影响

龙日升;刘伟军;卞宏友;邢飞

. 2007, 43(11): 74-81.

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为改善金属试样的成形质量，降低沉积过程的热应力，研究不同扫描方式下激光金属沉积成形过程中热应力的动态分布规律具有非常重要的意义。根据有限元中的“单元生死”技术，通过ANSYS参数化设计语言 (ANSYS parametric design language, APDL) 编程研究了沿长边平行往复、沿短边平行往复以及层间正交变向平行往复等填充扫描方式对整个成形过程热应力的影响，详细探讨了各种扫描方式下Von Mises热应力、x方向热应力、y方向热应力以及z方向热应力的动态分布规律，并分析热应力产生和分布的原因。在与模拟过程相同的条件下，实际成形试验所得结果与模拟结果吻合较好。

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柔索驱动并联机器人动力学建模与数值仿真

訾斌;段宝岩;杜敬利

. 2007, 43(11): 82-88.

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柔索驱动并联机器人采用柔索代替连杆作为驱动元件，并结合了并联机构和柔索驱动的优点。500 m口径大射电望远镜(Five-hundred meter aperture spherical radio telescope, FAST)粗调系统通过6根索长的协调变化使馈源舱作跟踪射电源的6自由度运动，其工作特点与并联机器人类似，因此可被看作柔索驱动并联机器人。基于此，根据FAST 5 m缩比试验模型，首先应用悬链线解析表达式推导出柔索两端固定时索端拉力与索长之间的关系，用于求解特定长度的驱动柔索对处于某一位姿的馈源舱的作用力。其次，对该舱索系统进行逆运动学分析，采用拉格朗日方程建立柔索驱动并联机器人的逆动力学模型。最后，针对FAST 5 m缩比模型的设计方案进行动力学仿真，数值结果表明该动力学建模是合理的。

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大批量定制原理

杨青海;祁国宁

. 2007, 43(11): 89-97.

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阐述大批量定制的外部多样化与内部多样化策略。对大批量定制的相似性原理、重用性原理、全局性原理进行研究，给出相似性的不同形式，论述相似性与重用性的关系，分析相似性与重用性的形成以及全局性改进过程，建立大批量定制总成本的原理模型。通过与完全定制生产、大批量生产的比较研究，提出基于相似性、重用性和全局性的大批量定制平均成本原理。阐述定制价值、定制成本、临界定制点、外部定制点和内部定制点的概念，在此基础上提出大批量定制的定制点原理。

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基于干扰抑制的汽车转向与悬架系统的集成控制

陈无畏;孙启启;胡延平;朱茂飞

. 2007, 43(11): 98-104.

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建立侧向风作用下的汽车整车横向和垂向非线性动力学模型。考虑到随机路面输入和侧向风干扰，利用L2增益干扰抑制的方法设计出电动助力转向(EPS)与主动悬架系统(ASS)的非线性输出反馈H控制器。在Matlab环境下对驾驶员—汽车—道路闭环系统进行仿真计算。结果表明，所设计的控制器能有效抑制路面随机输入和较大的侧向风干扰，改善车辆的操纵稳定性、转向轻便性和行驶平顺性。

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大型射电望远镜馈源定位3T索牵引并联机构分析与设计

姚蕊;唐晓强;李铁民;任革学

. 2007, 43(11): 105-109.

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在新一代大型射电望远镜的机构设计中，由于馈源质量的大幅降低，在馈源定位的设计中，提出采用四绳索牵引并联机构，牵引馈源舱实现三个方向的平动运动，达到加大馈源工作空间的目的。为了研究非线性绳索控制机构中的尺度优化设计问题，在已知馈源舱位置的情况下，为解决由于绳索自重导致的悬链线问题，通过将悬链线简化成抛物线的方法，解决悬链线带来的高度非线性静力平衡方程组的求解问题，得到简化的静力学平衡方程。通过建立的简化静力学平衡方程，求解出四绳索牵引并联系统的工作空间与设计参数间的关系，并使用一种以力优化为目标的优化算法得到工作空间中四绳索静力平衡下的精确索拉力和伸长量。通过综合考虑满足条件的参数，最终给出满足设计要求的机构优化尺度参数。

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质量屋中顾客需求改进重要度的确定方法

李延来;唐加福;姚建明;蒲云;徐捷

. 2007, 43(11): 110-118.

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研究基于粗糙集的产品规划质量屋中顾客需求改进重要度的确定问题。针对质量功能配置的顾客调查中需求具有不确定和模糊等特征，提出产品规划质量屋中顾客需求确定的粗糙集方法。基于粗糙集中的相对正域方法，确定顾客需求的基本重要度。对顾客需求满意度的改进比率的实现进行效率和风险分析，提出实现顾客需求满意度的改进比率的重要性概念及其计算公式。基于顾客需求的基本重要度、实现顾客需求满意度的改进比率的重要性和“顾客需求的卖点”的融合，提出一种顾客需求改进重要度的确定方法。以全自动洗衣机的产品质量改进为实例，说明所提方法的应用。

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多圆柱齿轮液压马达的性能

唐德威;罗昌杰;邓宗全

. 2007, 43(11): 119-124.

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针对普通单对圆柱齿轮液压马达单位体积排量小、排量脉动率大、低速稳定性差的缺点，对多圆柱齿轮液压马达的性能指标进行理论研究与探讨。通过分析多圆柱齿轮液压马达的工作原理与结构特点，得到多圆柱齿轮液压马达的构成形式，推导该类型液压马达的排量、单位体积排量及排量脉动率等主要性能指标的计算公式。分析各齿轮齿数的选取对多圆柱齿轮液压马达排量、排量脉动率的影响，得出提高多圆柱齿轮液压马达单位体积排量及降低多圆柱齿轮液压马达排量脉动率的各齿轮齿数的选取方法，并给出在保证多圆柱齿轮液压马达密封可靠性前提下中心齿轮齿数应满足的条件。通过设计计算实例，比较在相同排量及相同齿轮宽度条件下，多圆柱齿轮液压马达与普通单对圆柱齿轮液压马达的具体性能指标，验证了多圆柱齿轮液压马达具有单位体积排量大、脉动率小等优点。

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超声波电动机定子非线性特性的时频分析与工作模态快速确定

纪跃波;赵淳生;黄卫清;白永明

. 2007, 43(11): 125-130.

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分析目前超声波电动机定子工作模态设计试验方法的不足；分析非线性系统频率响应特征；分析非线性系统隐含于线性调频激励响应中的非线性信息，指出在超声波电动机定子特征频率分析中引入时频联合分析方法的优越性。在所开发的超声波电动机面内振动测试系统中，用时频分析方法获取定子线性调频激励下的振动响应时频谱，可以方便快速地揭示定子的特征频率和定子的非线性信息，为判定超声波电动机定子是否存在非线性特性从而为合适工作模态的快速确定提供科学依据。

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混凝土泵车臂架柔性多体动力学建模与仿真

刘杰;戴丽;赵丽娟;才娟;张婧

. 2007, 43(11): 131-135.

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用柔性多体动力学的理论分析四节臂混凝土泵车臂架系统的动态特性。把泵车的臂架模拟成柔性机器臂，采用拉格朗日方程和虚功原理建立混凝土泵车臂架系统的柔性多体动力学方程，通过对泵车臂架运动微分方程的推导和数值求解，对泵车各臂杆的运动情况进行分析。结合动力学仿真分析软件，分别建立四节臂混凝土泵车臂架的刚性模型和柔性模型，给定相同的驱动力矩对两种不同情况下的运动模型进行分析。仿真得出两种模型的变形曲线和第四节臂杆的角速度曲线，对比仿真结果表明，在研究轻质长臂杆混凝土泵车的臂架系统时，考虑各个臂杆柔性变形的影响是非常必要的，同时，研究成果也为混凝土泵车浇注自动化的研究提供了数学模型。

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“Y”形流管无阀压电泵流量及流管流阻特性分析

张建辉;黎毅力;夏齐霄

. 2007, 43(11): 136-141.

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目前已有无阀压电泵所采用的无移动部件阀要么结构复杂，要么会产生速度、压强变化显著的湍流流场，不利于应用在医疗、卫生、保健等领域进行活体细胞或长链高分子细胞的输送。针对这些问题，研制一种新型无阀压电泵——“Y”形流管无阀压电泵，并对其进行模拟及试验研究。结合医疗领域输血、输液工作的需要，分析当前几种典型无移动部件阀的优缺点，并介绍“Y”形流管无阀压电泵及其流管的特点。对“Y”形流管无阀压电泵进行理论分析，建立泵流量计算公式。基于有限元法对“Y”形流管内流体流动状态进行模拟，得到“Y”形流管内正反流压强变化规律及内部涡旋较锥形流管内涡旋小的结论，并计算得到“Y”形流管正反向流阻。对“Y”形流管无阀压电泵进行理论与试验流量的比较分析，结果表明，理论泵流量与试验泵流量的最小与最大相对误差分别为7%、13%，也证明了理论分析与数值模拟是正确的。

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渐开线直齿轮瞬态微观热弹流润滑分析

王优强;衣雪鹃;杨沛然

. 2007, 43(11): 142-148.

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考虑了瞬态效应、轮齿表面油膜温度场和轮齿表面纵向粗糙度等因素，对渐开线直齿圆柱齿轮的弹流润滑问题进行研究。载荷由双齿或单齿承担，根据实际载荷谱简化的轮齿载荷曲线，利用压力求解的多重网格法和弹性变形求解的多重网格积分法以及温度求解的逐列扫描技术，得到渐开线直齿轮瞬态微观热弹流润滑问题的完全数值解，讨论了轮齿间油膜的厚度、压力、温度沿啮合线的变化规律。数值计算结果表明，齿轮表面纵向粗糙度对轮齿间油膜的压力、膜厚、温升都有较大影响。考虑轮齿表面粗糙度后，油膜压力和温升明显增大，并随压力的增加而影响越来越显著，粗糙峰使油膜压力分布和温度分布产生振荡，轮齿表面的粗糙峰对摩擦因数影响较小，摩擦因数和最高温升在节点两侧最大。

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UKF在永磁直线同步电动机无位置传感器控制中的应用

余佩琼;王涌;杨伟民;陆华才;陈子辰

. 2007, 43(11): 149-153.

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Unscented卡尔曼滤波器(UKF)在许多非线性估计问题中是一种估计性能优于扩展卡尔曼滤波器(EKF)的非线性滤波方法。然而在永磁直线同步电动机无位置传感器控制中，UKF是否能提高永磁直线电动机位置与速度的估计性能却尚未见研究。针对永磁直线同步电动机进给系统的特点，建立用于位置与速度估计器的永磁直线同步电动机进给系统模型，提出永磁直线同步电动机无位置传感器控制系统。通过仿真和试验对UKF的估计性能进行评估，并与EKF进行了比较。仿真及试验结果表明，UKF在估计性能与EKF相当, 然而UKF的计算量却比EKF大，使得在高速永磁直线同步电动机无位置传感器控制这一特定问题上，EKF比UKF更有效。

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表面纳米化焊接接头组织和结构

王志平;王吉孝;纪朝辉;李娜;陈亚军

. 2007, 43(11): 154-159.

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采用超声速微粒轰击技术对0Cr18Ni9Ti不锈钢和16MnR合金钢焊接接头进行表面纳米化处理，利用金相显微镜、透射电镜和X射线衍射对材料表面的微观组织和表层结构进行分析与表征，并利用显微硬度仪对硬度沿厚度方向的变化进行分析。结果表明：经超声速微粒轰击处理后，0Cr18Ni9Ti不锈钢和16MnR合金钢两种焊接接头的晶粒尺寸由里及表逐渐减小，据表层70 µm处，晶粒尺寸平均分别为94.8、89.4 nm，样品表层晶粒尺寸平均分别为22、20 nm；0Cr18Ni9Ti不锈钢和16MnR合金钢焊接接头表层硬度分别提高至570 HV及470 HV左右，是内部硬度的2倍以上。母材、热影响区、焊缝三个区域的硬度在表层趋于一致，表层组织得到均一化。

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面向产品配置的模块形成及划分方法

贡智兵;李东波;史翔

. 2007, 43(11): 160-167.

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产品配置要考虑客户需求、模块组合复杂度、设计复杂度和成本，合理模块划分是产品配置基础。通过分析客户需求和零部件各相关性因素，建立零部件模糊相似性矩阵，并构建零部件模糊聚类树，描述模块的形成过程。提出采用复合λ对模糊聚类树截距，以组合复杂度、设计复杂度和成本为优化目标进行模块划分。利用遗传算法进行模块划分的优化，得到各λ值，进而得到模块划分的优化结果。此方法不仅考虑零部件之间相关的紧密程度，而且考虑模块划分的目的，以某天文圆顶为例说明了该方法的可行性和适用性。

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多关节双足步行机器椅行走步态规划

王安麟;石斌;赵群飞;吴仁智;陈凝

. 2007, 43(11): 168-172.

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根据多关节双足步行机器椅的结构特点，采用D-H法建立系统运动学模型。从构造多关节双足步行机器椅行走姿态和过程零力矩点(Zero moment point，ZMP)评价考虑，提出基于优化方法的多关节双足步行机器椅行走步态的离散化模型和方法，实现过程优化向有限变量优化的转变。基于过程稳定性评价的优化计算，结合动态步行仿真，完成双足步行机器椅的开环多连杆执行机构行走步态的合理规划。解决多关节双足步行机器椅行走步态过程稳定性评价与其开环多连杆执行机构的多变量泛函问题。提出的离散化模型对求解开环连杆机构的时空多变量泛函规划问题具有重要参考价值。

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磁流变耦合轮对车辆高速曲线通过性能研究和探讨

倪平涛;王开文;陈健

. 2007, 43(11): 173-176.

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为使磁流变耦合轮对车辆向高速铁路的工程化有较大的进展，建立31自由度的车辆系统数学模型。仿真计算表明：磁流变屈服应力小于某一值和曲线半径小于一定值时，对轮对的横移、摇头、轮轨横向力和车体横向加速度造成的波动较大，有的可能会出现两点接触；屈服应力在随后的一定范围内，车辆在不同半径曲线上的以上性能参数变化平缓且较小；继续增大屈服应力，以上性能参数则增加。因此，当磁流变的屈服应力在一定范围内变化时，磁流变耦合轮对车辆才具有较好的高速曲线通过性能。

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新型馈能型悬架及其工作原理

陈士安;何仁;陆森林

. 2007, 43(11): 177-182.

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为回收汽车悬架间被减振器消耗的振动能量，提出一种集减振与回收振动能量功能于一体的新型馈能型悬架，并研究该新型馈能型悬架的工作原理。首先对馈能型悬架的关键部件——馈能装置的力学特性进行理论分析与试验测定。通过解析馈能装置作用在簧载质量上的馈能阻尼力得知：馈能装置的力学特性由其结构确定的粘性阻尼参数和类似库伦阻尼参数体现。进而建立馈能型悬架的动力学模型，并在汽车以72 km/h的速度行驶于C级路面的随机输入条件下对其进行数值仿真。仿真结果显示：馈能型悬架吸收发动机的平均功率略小于被动悬架，但有高达84%的吸收功率被馈能装置回收；馈能型悬架的使用性能也明显优于被动悬架，说明使用馈能型悬架来改善汽车的行驶平顺性和燃油经济性在理论上是可行的。

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扁挤压筒过渡曲面建模

刘全坤;冯秋红;胡龙飞

. 2007, 43(11): 183-188.

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为改善铝型材挤压过程中金属流动状况，通过引入流函数法建立基于流曲线的扁挤压筒型腔到模口之间过渡曲面的边界条件；同时采用保角映射方法，描述扁挤压筒型腔及模口处轮廓分别向单位圆的映射关系，构造过渡曲面入口和出口复杂图形的解析函数，解决了复杂三维模型向准三维对称模型的转换问题。两者结合得到过渡曲面上各点的流线方程，完成对过渡曲面的数学描述。为验证新构建曲面的合理性，对一矩形壁板成形过程进行模拟。结果表明：流线型过渡曲面有利于金属流动，并且有利于降低型腔面上的法向压力，可减少磨损、提高模具寿命。

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全场视觉自扫描测量系统

解则晓;张梅风;张志伟

. 2007, 43(11): 189-193.

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为了适应对大型工件的快速精确测量，提出一种由CCD摄像机、振镜和激光线投射器组成的全场视觉扫描测量系统，通过振镜的转动改变线结构光光平面角度来实现对摄像机视场内被测物体的自扫描测量。利用平面网格靶标和基于交比不变原理的径向排列约束(RAC)两步方法实现对摄像机的标定，根据振镜的旋转角度以及光平面在靶面上的交线确定光平面的方位，从而根据摄像机模型和CCD二维图像可获得光平面上的三维数据。试验结果证明，这种方法具有较高的测量精度，能较清晰地测量大型工件上的主要特征，同时具有便携性，便于生产现场使用。

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机电产品管路自动敷设的粒子群算法

付宜利;封海波;孙建勋;李荣;马玉林

. 2007, 43(11): 194-199.

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基于粒子群优化算法提出一种机电产品三维管路自动敷设算法，该算法以预处理和优化搜索为基本框架。在预处理阶段，利用混沌技术，建立混沌栅格预处理模型。三维管路敷设空间经过混沌栅格预处理模型处理，可有效地降低管路自动敷设算法的求解复杂度。在优化搜索阶段，通过分析粒子群算法和人口迁移的特点，提出改进粒子群算法。改进粒子群算法针对粒子群算法收敛速度慢、容易陷入局部极小的缺点，提出子空间局部搜索、解空间全局搜索和补空间开拓搜索。基于混沌栅格预处理模型和改进粒子群算法，给出高效的管路自动敷设算法流程图。对比试验和改进粒子群算法的理论分析，表明该优化搜索算法具有较好的性能，并证明改进粒子群算法的收敛性。实例验证表明该算法的有效性和实用性。

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基于径压胀形确定管材的摩擦因数

杨连发;邓洋;郭成

. 2007, 43(11): 200-205.

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摩擦对管材液压成形有极大的影响，管材摩擦因数的确定是一项极其重要的工作。在分析比较现有测试方法的基础上，基于径压胀形原理及其变形规律提出确定管材液压成形胀形区摩擦因数的新模型。该模型以恒定内压力下圆形管材径压胀形成方形断面后，以断面对角线长度差作为确定摩擦因数的测量指标。对比对角线长度差的有限元数值模拟结果及实测结果，以此确定管材液压成形时胀形区的摩擦因数。对低碳钢及不锈钢管的有限元数值模拟分析表明：对角线长度差与摩擦因数及内压力均成指数关系，该长度差对摩擦力很敏感且可方便测量，也可作为针对管材液压成形胀形区润滑剂特性的评定指标。所提出的新模型具有简单、实用等优点。

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π桥电液比例溢流阀负载特性

胡燕平;谌铎文;毛征宇

. 2007, 43(11): 206-211.

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设计一种以G型π桥液阻网络为先导控制回路的新型电液比例溢流阀，分析该阀的工作原理，确定该阀的结构及设计参数。建立由π桥电液比例溢流阀液阻的流量压力方程和阀芯力平衡方程构成的稳态特性方程组，通过对稳态特性方程组的线性化处理，得到表述π桥电液比例溢流阀稳态流量压力特性的解析表达式，并由此推导出该阀在理论上实现调压偏差为零的参数表达式，为该阀的参数设计提供正确的计算方法。用数值计算方法计算液阻参数不同时的π桥电液比例溢流阀负载特性。研制π桥电液比例溢流阀样机，完成该样机在不同液阻参数条件下的稳态特性试验。试验与理论研究结果表明，π桥电液比例溢流阀具有比传统电液比例溢流阀更好的负载特性。

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微细孔超声加工关键技术

贾宝贤;边文凤;赵万生;王振龙

. 2007, 43(11): 212-216.

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为提高微细孔超声加工的微细程度和精度，研究微细孔超声加工的关键技术，包括高精度的机床本体、超声加工单元、微细工具的制备技术、微细工具几何参数的选择等。对微细工具的动态压杆稳定性进行分析，结果表明微细工具的压杆稳定性不仅与静压力有关，还与超声振幅有关。导出判别动态压杆稳定性的Mathieu方程，并经简化给出工具临界压力和临界长度的计算判据，解决因工具长度、静压力(压应力)大小和超声振幅选择不当而导致的加工中出现工具轴弯曲、折断、破坏孔的形状精度的问题。对工件振动方式的微细孔超声加工进行的试验表明，微细工具的磨损率随着进给速度和超声振幅的增大而增加。在所研制的微细超声加工系统上可加工出直径13 μm的微细孔。

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高速旋转电弧传感器的数学模型

石永华;王国荣;YOO Won-Sang;NA Suck-Joo

. 2007, 43(11): 217-223.

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以气保护焊接系统的数学模型和HALMOY焊丝熔化模型为基础，对高速旋转电弧传感器进行数学建模。利用该数学模型模拟焊接电流、弧长和焊丝伸出长度随时间的变化规律。实际焊接试验显示，模拟焊接电流与实际焊接电流波形高度吻合，说明建立的数学模型是准确的。结果表明，高速旋转电弧焊接时，弧长的变化较焊丝伸出长度的变化更为显著。利用每个电弧旋转周期内左半周与右半周平均电流值的差，可以判断焊枪的偏差量及其方向，同时还可根据平均电流值的大小来检测角接终止点。所建立的模型对于高速旋转电弧传感系统的设计具有指导意义。

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大型锻件锻造拔长新工艺

任运来;聂绍珉;牛龙江;陈颖

. 2007, 43(11): 224-228.

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在分析现有镦粗、拔长变形工序中难变形区对大型锻件锻造过程变形分布和应力状态影响的基础上，提出一种新的拔长工艺——凹面砧拔长。借助数值模拟方法和物理模拟方法比较了普通平砧与凹面平砧、普通V砧与凹面V砧拔长过程中大型锻件内部的等效应变、静水应力和空洞缺陷的闭合情况。结果表明，对应力状态而言，在变形量相同的情况下，对于凹面平砧锻造(CFAF)工艺，静水应力提高近30%，对于凹面V砧锻造（CVAF）工艺，静水应力提高近50%。对变形而言，静水应力相同情况下，CFAF工艺减少压下量33.5%；CVAF减少压下量26.5%。对空洞缺陷而言，凹面砧拔长空洞变形后的椭圆度较普通拔长小10%以上。与其他特殊拔长方法比较，凹面砧拔长有操作方便，附具简单的优点。

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用于防抱制动系统的路面不平特征识别算法

孔磊;宋健;严忆泉;沈俊

. 2007, 43(11): 229-234.

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为提高防抱制动系统(ABS)在不平路面上的控制效果，研究ABS在不平路面上的信号特征和路面不平度识别方法。建模仿真可证明从轮加速度信号中识别路面不平度的可行性；对加速度信号的时域频域分析，提出识别路面不平度的“能量比重法”和 “穿越计次法”；提出基于多级穿越门限、多级不平累加值及自减参数的ABS路面不平度实时识别算法；对基于路面不平度识别的ABS不平路面补偿算法进行初步研究。结果表明，该算法实时性好，能准确识别路面不平度，计算量小，能满足ABS实时控制需要。

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2007年, 第43卷, 第11期　
刊出日期：2007-11-15

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