机械工程学报

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张光辉;罗文军;谭华;曾荣生

. 2007, 43(6): 1-7.

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研究提出一种以柔性带作为啮合介质的齿轮传动。给出带式啮合介质齿轮及其基准齿条的合理齿廓和齿厚计算方法；在电功率流封闭式齿轮试验台上进行该传动与渐开线齿轮传动的性能对比试验以及水、油润滑性能对比试验；根据试验结果优选介质带进行传动性能和疲劳寿命试验。结果证明，介质带能改善齿轮的流体润滑、降噪、减振，使齿面不易损坏，降低制造工艺要求，并可能实现水润滑。

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直角切口柔性铰链串联支链的屈曲分析

宗光华;余志伟;毕树生;于靖军;孙明磊

. 2007, 43(6): 8-13.

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利用材料力学弯曲变形理论的挠曲线近似微分方程，建立计算直角切口柔性铰链串联支链屈曲临界力的数学模型，在建模过程中定义平均屈曲临界挠度系数并给出其确定方法。采用商用有限元软件ANSYS8.0对大量不同参数的串联支链模型进行有限元屈曲分析，分析结果与根据数学模型计算得到的屈曲临界力十分接近，说明了所建数学模型的正确性。研制测试柔性铰链串联支链屈曲临界力的专用试验装置，针对加载载荷尺寸对柔性支链屈曲的影响，提出载荷等效长度的概念。试验结果表明：屈曲临界力的试验值与理论计算值相吻合，从而验证所建数学模型具有较高的参考价值，可以作为柔性铰链串联支链屈曲优化设计的指导理论。

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5自由度大工作空间/支链行程比混联机械手的概念设计与尺度综合

刘海涛;黄田;CHETWYND D G;李曚;HU S J

. 2007, 43(6): 14-20.

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研究一类新型5自由度可重构混联机械手的创新设计和尺度综合问题，该机械手模块由一2自由度球面并联机构和一条通过滑移副与之串接的两转动一移动串联运动链组成。该混联机械手由于将定点转动与相对滑移运动解耦，因此具有工作空间/支链行程比大的特点，适合高速轻载作业，可作为即插即用模块用于搭建不同类型的加工制造装备。在建立2自由度球面并联机构的速度映射模型的基础上，分析该机构的奇异性和各向同性问题，并以速度雅可比矩阵最小奇异值的全域均值为操作性能指标，研究2自由度球面并联机构的尺度综合问题。通过单调性分析揭示出尺度参数对该指标的影响规律，进而将尺度综合问题简化为求解杆长等式约束问题。最后给出一组算例，使该尺度综合方法的有效性得到验证。

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HFCVD衬底三维温度场有限元法模拟

徐锋;左敦稳;卢文壮;李磊;王珉

. 2007, 43(6): 21-25.

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热丝化学气相沉积(Hot filament chemical vapor deposition, HFCVD)方法制备金刚石薄膜设备简单，成本低廉，适合大面积金刚石膜的产业化生产，其中衬底温度是沉积高质量CVD金刚石膜的重要参数之一。基于此，首先分析大面积HFCVD系统的热交换过程，建立大面积HFCVD系统衬底温度场的三维有限元模型。与传统纯热辐射模型相比，本模型更加接近实际系统，并较好符合试验测定的结果。根据三维有限元模型开展对大面积HFCVD系统衬底温度场的有限元仿真研究，得到HFCVD系统衬底温度场的三维分布规律，并讨论热丝直径、热丝温度、热丝根数、热丝－衬底距离和水冷散热系数等对衬底温度大小及均匀性的影响。仿真结果表明，在适宜金刚石膜生长的参数范围内，热丝参数和衬底接触热阻对衬底温度大小有显著影响，由于衬底内部的三维热传导使得衬底温度场更加均匀，各参数对衬底温度场的均匀性影响不大。研究结果为高质量制备金刚石膜提供理论基础。

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电磁流量计干标定技术

傅新;胡亮;谢海波;杨华勇

. 2007, 43(6): 26-30.

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介绍电磁流量计干标定技术的研究现状及工业化应用前景，阐述电磁流量计干标定原理。指出如何准确测量有效区域内各点磁场信息是电磁流量计干标定技术工业化应用的关键技术，利用电磁流量计磁场的交变特性，通过测量电磁感应所产生的其他物理量间接获取电磁流量计有效区域内磁场信息，是解决此关键技术的有效途径，并以此为基础重点分析了涡电场测量法与面权重函数法这两种新型干标定方法的测量原理、特点及实现方法。此项技术为我国开展电磁流量计干标定技术的研究及工业应用提供技术参考。

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复杂齿廓齿轮传动接触区的数值分析方法

吴雪梅;李瑰贤;赵伟民;郭峰

. 2007, 43(6): 31-36.

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对复杂齿廓进行离散，采用移动最小二乘法进行插值重构齿面，进而采用数值方法求解传动过程中接触区的形状及其变化。采用减半递推技术进行接触区搜索，计算效率高，收敛快。编写相关程序对非渐开线变厚齿轮和渐开线包络环面蜗杆两种复杂齿廓齿轮传动进行接触区分析，分析结果验证非渐开线变厚齿轮可以实现空间线接触而渐开线包络环面蜗杆传动承载能力强的特点。将分析结果与有限元分析结果和试验进行比较，证明本文方法的精确性和实用性。

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4自由度非全对称并联机构的完整雅可比矩阵

李永刚;宋轶民;冯志友;张策

. 2007, 43(6): 37-40.

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少自由度并联机构完整雅可比矩阵为6×6矩阵，包括运动子矩阵和约束子矩阵两部分，由于前者的代数特征不能反映出机构的约束特性，在对此类机构进行运动学分析和几何参数优化设计时，必须建立完整的6×6雅可比矩阵。鉴于此，基于对偶螺旋理论，以4自由度机构2RPS-2UPS为例，给出非全对称少自由度并联机构完整雅可比矩阵的推导方法。首先，根据螺旋理论推导约束支链中的运动螺旋系和反螺旋系，并利用互易积获得约束子矩阵。其次，锁定每个支链中的主动关节，根据螺旋理论计算约束支链和全运动支链中新增反螺旋系，并利用互易积建立运动子矩阵。将约束子矩阵和运动子矩阵联立建立机构完整雅可比矩阵。最后，分析雅可比矩阵的秩，得到2RPS-2UPS并联机构产生奇异位形的条件。

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注塑机注射速度的离散预期学习控制

崔彩莲;孙明轩

. 2007, 43(6): 41-47.

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针对注塑成形过程的重复运行特性，采用离散预期学习控制方法对注射阶段的关键变量注射速度进行控制。针对离散化后的注塑机注射速度模型，根据收敛性条件以两步法设计预期学习控制中的两个参数——超前步长与学习增益，并与连续预期学习控制作了比较。当收敛性条件不能在整个频段内满足时，利用DFT/IDFT截断可学习频段外的频率信号，保证跟踪误差单调收敛，并在离散频域内讨论测量噪声存在及初始定位不可重置时学习算法的跟踪性能。仿真结果表明，对于给定的期望注射速度曲线，该方法能得到比P型、D型迭代学习控制(ILC)更满意的跟踪性能，且具干扰抑制能力。

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广义模块化设计原理及方法

高卫国;徐燕申;陈永亮;章青

. 2007, 43(6): 48-54.

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针对传统模块化设计的局限性，将参数化设计和变量化分析技术引入模块化设计，提出广义模块化设计方法，从而拓展模块化设计的应用领域，使其既可适用于系列分级特性比较明显的产品及其产品族的开发，又可满足工况复杂、大载荷，需要进行结构强度、刚度设计，系列分级特性不明显的机械产品的开发设计。对广义模块化设计原理、广义产品平台、基于广义模块组合和基于广义产品平台的产品族规划方法进行系统阐述。最后以液压机广义模块化设计和产品族规划为例，详细说明广义模块化设计的基本原理和方法。

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超磁致伸缩微位移驱动器的非线性迟滞建模及控制方法

唐志峰;吕福在;项占琴

. 2007, 43(6): 55-61.

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针对超磁致伸缩微位移驱动器(GMA)的非线性迟滞特性，通过密度函数法和F函数法建立GMA的两种Preisach数值模型，仿真和试验表明F函数法对滞回曲线的预测效果优于密度函数法。为将Preisach数值模型应用于GMA的实际控制系统，提出一种Preisach实时数字补偿算法，建立基于Preisach前馈补偿的PID控制模型，分别采用开环、普通PID和带Preisach前馈补偿的PID三种控制器对GMA的位置跟踪和轨迹跟踪两种控制问题进行试验研究，结果表明带Preisach前馈补偿的PID控制器可显著提高GMA的响应速度和跟踪精度，使GMA在100 μm量程内的位置跟踪和轨迹跟踪误差分别达到3 μm、2 μm。

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基于结构熵的生产系统有序性评价的实证研究

张志峰;肖人彬

. 2007, 43(6): 62-67.

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针对目前评价生产系统结构优化方案时缺乏定量方法和系统结构有序度研究中现有结构熵模型存在的问题，以信息的发送与反馈机制为基础，通过对结构熵相关概念的定义，利用条件熵原理以及古典概率原则，建立具有动态性和一般性的系统结构熵模型。实证研究中，以某加工车间的典型零件作为研究对象，分析工件在实施单元制造生产方式前后相同加工路线上所经历的不同生产结构，并应用所建结构熵和有序度模型，最终求解出两种不同状态下的有序度，结果较好地验证使用此定量分析方法来评价生产结构有序性的合理性，并扩展此类结构熵模型的应用范围。

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钨极氩弧焊熔透熔池塌陷倾向的预测

赵明;武传松;陈姬

. 2007, 43(6): 68-71.

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对钨极氩弧焊(GTAW)全熔透熔池进行受力分析，建立熔透熔池的力学模型，提出熔池塌陷的力学判据。利用所建立模型计算并讨论影响熔池塌陷的各个作用力的动态变化、大小和百分比组成，并预测钨极氩弧焊焊接不锈钢和低碳钢薄板时在不同焊接速度下的合适焊接电流范围。试验结果与理论预测相一致，验证了所建立模型的实用性。

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机器人机构的反向可驱动性设计

罗杨宇;陈恳;张玉茹

. 2007, 43(6): 72-75.

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为提高机器人与人合作或交互的质量，减少机构自身的重力、惯性等带给使用者的不舒适体验，研究机构的参数设计方法，以一种2自由度虚拟样机为例，综合考虑运动学与动力学各向同性，以操作空间使用者需要克服的最大惯性来衡量机构的反向可驱动性，分析机构参数对系统性能的影响。以运动学各向同性为指标，给出运动学参数设计标准。建立机构的动力学模型，考虑机构的重力平衡、反向可驱动性和动力学各向同性，给出各指标的影响因素。最后对一组特定参数进行校核和分析，并给出具体指标数据。该机构在工作空间中部具有好的各向同性，有部分重力未得到平衡，等效质量在工作空间中部很小，外侧稍大。根据改进设计建议，合理调节机构质量分布和关节杆长可有效提高系统性能。研究结果可以推广到各种以反向可驱动性为重要指标的机器人机构参数设计与校核。

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R410A-油混合物在7 mm C形光管内蒸发换热特性及关联式

汪振策;丁国良;胡海涛;王凯建

. 2007, 43(6): 76-80.

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对R410A－润滑油混合物在7 mm C形水平光管内流动沸腾的换热特性进行试验研究和分析，并基于混合物性开发出7 mm C形水平光管内流动沸腾的换热预测关联式。试验工况为：质流密度200 kg?m–2?s–1、 300 kg?m–2?s–1、400?kg?m–2?s–1；蒸发温度5 ℃；测试段干度范围为0.3～0.8；润滑油浓度范围为1%～5%。润滑油的存在引起换热增强，最大增强换热达30.1%。而随着干度及质流密度的增加，润滑油对换热的增强作用减弱。基于混合物性开发的新关联式预测值与90%以上的试验数据的偏差都在±15%以内，平均偏差5.1%，最大偏差为21.9%。

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2K-V型传动装置动态传动精度理论研究

韩林山;沈允文;董海军;王高锋;刘继岩;戚厚军

. 2007, 43(6): 81-86.

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以2K-V型减速机为研究对象，综合考虑系统中各零件的加工误差、安装误差、间隙及齿轮啮合刚度、轴承刚度等因素对传动精度所产生的影响，建立该系统的动态传动精度非线性动力学计算模型，并用Newmark法对其进行求解。该方法为研究2K-V型传动装置的动态传动精度提供了相应的理论依据，同时也有助于其他类似齿轮传动系统的动态传动精度研究。

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三维金属零件的电子束选区熔化成形

颜永年;齐海波;林峰;何伟;张浩然;张人佶

. 2007, 43(6): 87-92.

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针对电子束选区熔化成形技术中金属粉末在高能电子束作用下容易溃散的特点，进行不同形状的316L不锈钢粉末的成形研究，得出既不溃散又具有较好成形性的粉末配比。针对成形过程中成形区域的温度场分布特点，提出成形件旋转法和多连通区域零件的薄层切割法，能较好地解决成形件第一条扫描线球化和成形区域不同部位所需温度不相同的问题，简化CAD模型的数据处理过程。在材料研究和工艺研究的基础上，制造出三维金属零件，层间为完全冶金结合，层内没有未熔颗粒和空洞，组织结构为均匀细小的蜂窝状枝晶组织，水平和垂直拉伸试样的极限强度和断后伸长率为600 MPa、40 %和560 MPa、35 %。

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产品设计中基于图解思维的隐性知识表达

罗仕鉴;潘云鹤;朱上上

. 2007, 43(6): 93-98.

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从工业设计出发，提出图解思维的方法来研究产品设计中用户和设计师的隐性知识。探讨图解思维的概念和特点，结合口语分析法，以运动型手机外形设计为例，从抽象层面到形象层面通过三个试验研究用户和设计师的隐性知识表达过程，并以试验数据为基础，提出产品设计过程中两种隐性知识表达模式，分析这两种模式与设计要求，以及设计结果之间的关系。研究表明：用户和设计师的隐性知识表达模式存在较大差异；用户倾向于形象思维表达模式，设计师既注重形象思维表达，又注重抽象思维表达；用户的隐性知识表达是断续的，设计师的隐性知识表达是连续的和网络状的。

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基于兰姆波的大型罐体液位定点检测方法

何存富;怀保玲;杜婷;吴斌

. 2007, 43(6): 99-104.

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导出薄板单面液体负载时的兰姆波特征方程，并计算出其频散曲线。根据兰姆波中某些模态的特征参数对液体敏感的特性，提出并实现了一种利用超声导波技术实现大型罐体液位定点检测的方法，并给出试验结果。结果表明，液体负载对相速度频散曲线、能量速度频散曲线影响不大，对衰减频散曲线影响较大；试验结果与理论吻合；该方法可用于大型罐体的液位定点检测。

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PDMS微流控芯片复型模具的新型快速制作方法

徐书洁;段玉岗;丁玉成;卢秉恒

. 2007, 43(6): 105-109.

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提出一种快速制作聚二甲基硅氧烷(Poly(dimethylsiloxane)，PDMS)微流控芯片复型模具的新方法，并对其制作工艺进行研究。以液体光刻胶为模具材料，在液态下通过紫外光曝光使光刻胶固化而形成模具微结构。在整个制作过程中不需要对液体光刻胶进行烘烤，与目前使用较多的以SU-8光刻胶(一种负性环氧型光刻胶)为模具材料的制作方法相比，不仅简化制作工序，大大缩短制作时间，且避免加热产生的内应力导致的结构变形。该方法不需要昂贵的制作设备，所用原材料成本低廉。试验结果表明，所制作的模具微结构侧壁陡直、表面光滑，最大深宽比达5.7，在对PDMS材料的复型试验中获得良好的形状和尺寸精度。

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磁悬浮控制力矩陀螺磁轴承的变工作点线性化自适应控制方法

魏彤;房建成

. 2007, 43(6): 110-115.

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为提高磁悬浮控制力矩陀螺框架高速时的磁悬浮转子系统稳定性，研究磁轴承的电磁力—线圈电流/转子位移非线性的线性化及其控制方法。分析框架转动时的磁轴承工作点变化规律，提出磁轴承力—电流/位移特性基于框架转速的变工作点大范围线性化方法，根据线性化得到的线性变参数模型设计增益调节与前馈控制相结合的控制律，按照框架转速的大小对磁轴承位移刚度的变化进行自适应补偿，在磁悬浮转子稳定前提下使框架转速由 6.25 (°)/s提高到9.5 (°)/s。该方法能有效补偿框架运动时的磁轴承力非线性，大幅提高框架转速较高时的磁悬浮转子系统稳定性。

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热和机械载荷联合作用下的通用权函数法及应用

周国斌;卢炎麟

. 2007, 43(6): 116-121.

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将热权函数法拓展为包括温度载荷、表面力和体积力等机械载荷在内的通用权函数法。通用权函数只与物体的几何形状有关，与时间及载荷无关。利用多虚拟裂纹扩展技术，给出热和机械载荷联合作用下的三维I型裂纹问题通用权函数法的有限元格式。通用权函数法特别适合于计算复杂冲击载荷下应力强度因子分布的过渡过程。计算实例表明，通用权函数法具有很高的计算效率，又具有与COD法相当的精度。

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带有空间双裂纹的金属拉伸试件脉冲放电止裂与力学性能

付宇明;郑丽娟;何大川;白象忠

. 2007, 43(6): 122-126.

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为解决电磁热裂纹止裂技术应用的关键问题，采用数值模拟和试验的方法研究金属试件止裂和止裂后的力学性能。应用热—电耦合的分析方法模拟研究带有预制双裂纹的标准合金钢拉伸试件脉冲放电止裂瞬时的温度场，并为实施止裂试验提供了工艺参数；应用ZL-2超强脉冲电流发生装置实现了空间双裂纹的止裂试验，放电后两个裂纹尖端附近均熔化形成焊口，裂尖的曲率半径在放电瞬间增大了几个数量级，可达到止裂的目的；借助微机控制电子万能试验机对止裂后的合金钢试件进行拉伸试验，并对止裂后裂尖处金相组织进行分析，研究断口的形态。研究结果表明：在合适的脉冲放电电压下，电磁热效应可以实现空间裂纹止裂，并有效地提高试件的力学性能。

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SiCp_A356复合材料制动盘应力场数值模拟与热疲劳寿命预测

王文静;谢基龙;李强;刘志明

. 2007, 43(6): 127-132.

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以新型颗粒增强铝基复合材料(SiCp_A356)制动盘为研究对象，在试验研究SiCp_A356复合材料常、高温力学本构关系和低周疲劳寿命曲线的基础上，系统地对制动过程中SiCp_A356复合材料制动盘的瞬态温度场、应力应变场以及热疲劳寿命预测方法进行研究。运用热弹塑性有限元分析模型，进行制动盘的多线性随动强化热弹塑性应力应变场数值模拟，结合制动盘载荷特点给出制动盘的疲劳―蠕变损伤分析和寿命预测模型，为高速客车轻型制动盘的结构设计和工程应用提供了参考。

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散乱数据点云型面特征分析算法的研究与应用

孙殿柱;范志先;李延瑞;孙肖霞

. 2007, 43(6): 133-136.

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提出一种产品散乱数据点云型面特征快速分析算法。该算法基于R*-tree动态空间存取模型，能快速、准确地获取点云局部型面参考数据，并采用最小面积包围矩形法对其进行参数化；以自由曲面逼近产品局部型面，估算数据点云型面曲率值；将点云型面曲率映射为RGB颜色值，以曲率云图反映产品型面特征分布。该算法运行效率高，产品数据适应性强，型面特征分析结果准确。

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计算机硬磁盘基片表面纳米粒子冲蚀磨损

徐进;雒建斌

. 2007, 43(6): 137-141.

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为探讨磁盘片表面NiP涂层在颗粒冲击过程中的碰撞损伤及与冲蚀时间的关系，利用高分辨透射电镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱仪和俄歇电子能谱仪等考察计算机硬磁盘基片表面NiP涂层经含SiO2纳米颗粒抛光液冲击后发生的微观物理变化。结果表明：经纳米颗粒碰撞后的计算机硬磁盘基片表面NiP涂层损伤随碰撞时间明显变化，在经颗粒碰撞后的表面上可观测到颗粒嵌入、纳米尺度的凹坑和划痕；NiP涂层表面在碰撞过程中发生氧化，氧化程度随时间延长而加剧。经3 min抛光液冲击后，在表面以下大约6 nm深度可观测到P元素的聚集，在涂层的亚表面可观测到纳米尺度的晶粒，晶粒的尺寸受冲击时间的影响。

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基于扩展高斯球的点云数据与CAD模型配准

张学昌;习俊通;严隽琪

. 2007, 43(6): 142-148.

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针对点云数据和三维CAD模型坐标配准过程中初始对应位置无法定量确定及最临近点计算效率问题，提出基于扩展高斯球的快速模板匹配算法，通过点云数据扩展高斯球空间与笛卡尔空间的相互转换，使外特征配准算法中测量点云与三维CAD模型初始位置的确定得到定量解决。为提高配准算法中点云数据与三维CAD模型最临近点的计算效率，采用三维CAD模型引导点云对测量数据与三维CAD模型进行桥接，从而将测量点与自由曲面的数值迭代计算问题转化为三维空间中最临近点的空间搜索，使算法的效率得到提升，实例验证了算法的有效性。

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基于小波尺度谱的转子系统碰摩声发射特性

何永勇;印欣运;褚福磊

. 2007, 43(6): 149-153.

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针对转子系统动静件间发生碰摩时会引起弹性应变而产生声发射，进而可利用声发射来辨识和诊断碰摩故障的特点，首先对碰摩声发射和碰摩振动信号进行了试验对照研究，讨论基于声发射的碰摩辨识别方法的独特优越性。然后，着重对碰摩声发射的特性进行了试验研究，并借助于小波尺度谱优越的时频分析性能，利用小波尺度谱对碰摩声发射的时频特性、传播特性和频散特性等进行了详细分析。分析结果显示小波尺度谱非常适合碰摩声发射这种频率丰富、非平稳和非线性的多模态波，是模态声发射分析的有力方法。

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面向产品自顶向下设计进程的集成协同决策

李玉良;潘双夏

. 2007, 43(6): 154-163.

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提出基于产品功能和物理拓扑结构的进程模型，将产品自顶向下设计进程分解为模块任务、零件任务、设计参数及其相互关联等基本组成元素。根据自顶向下的设计进程特点，提出产品集成协同设计软件系统架构，设计相应模块任务代理、零件任务代理以及基于敏度分析的代理设计方法，采用Java及Web技术实现了上述系统，以变速箱为设计实例说明系统的应用过程和效果。

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摩擦噪声有限元预测

陈光雄;周仲荣

. 2007, 43(6): 164-168.

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发展一种利用商业有限元软件进行摩擦系统全模型摩擦噪声预测的方法，可以对包括摩擦力和真实边界条件下的摩擦系统的复特征值进行分析，提出进行摩擦噪声预测的主要步骤。该方法能够大大提高摩擦噪声预测分析的精度和效率。利用该方法分析往复滑动摩擦系统的噪声发生趋势，获得系统特征方程的特征根及其变化特性，据此可判断摩擦系统自然频率和可能发生摩擦噪声的频率。计算结果表明，摩擦因数和滑动方向对系统摩擦噪声的形成有重要影响，摩擦噪声发生时摩擦系统具有振动模态重合的特点。将计算得到的系统可能发生摩擦噪声的频率与系统的试验噪声频率进行比较，发现有比较好的一致性。

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基于奇异值分解的铣削力信号处理与铣床状态信息分离

赵学智;陈统坚;叶邦彦

. 2007, 43(6): 169-174.

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利用连续截断信号构造矩阵，通过奇异值分解可以将信号表示为一系列分量信号的简单线性叠加，证明了各分量之间是两两正交的，且具有零相位偏移特性。根据分量信号的信息量可以确定合理的矩阵结构。对铣削力信号的处理实例表明，奇异值分解方法分离出机床主轴旋转基频近乎完整的时域波形，分辨出两个频率很接近的信号分量，发现信号中隐藏的调幅现象，证实机床的爬行并确定爬行频率。最后与小波变换的结果进行比较，表明这一方法对铣削力信号的分离效果优于小波变换。

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复杂曲面加工检测中的精确定位方法

徐金亭;孙玉文;刘伟军

. 2007, 43(6): 175-179.

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测量数据的精确定位是实现复杂曲面加工检测的关键，针对其在初始变换估计和最近点计算等方面存在的问题，提出一种快速、精确的定位方法。该方法以曲面的曲率为联系特征，建立起满足角度、距离约束的对应关系，能够实现测量数据的初始定位，从而为后续迭代算法向全局最优收敛提供一个良好的初始变换。进而以Bernstein多项式算术运算为基础，给出一种新的最近点计算方法，能够克服传统方法需要给定初始迭代点的不足。最后利用基于最小二乘的迭代算法完成测量数据定位的精确调整，达到全局最优的目标。试验结果显示，所提出的方法快速、可靠，并且具有良好的定位精度。

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计入热变形影响的内燃机主轴承热流体动力润滑分析

童宝宏;桂长林;孙军;赵小勇;陈华

. 2007, 43(6): 180-185.

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根据动载滑动轴承热流体动力润滑理论，结合热变形矩阵法，提出一种考虑热变形因素影响时的内燃机主轴承热流体动力润滑分析方法，阐述该方法的基本理论和控制方程，探讨热变形因素对主轴承工作时的轴心轨迹、润滑油流量、最大油膜压力和最小油膜厚度等状态参量的影响情况。结合一主轴承实例进行数值仿真分析，仿真分析结果发现，计入热变形影响因素后，同未考虑热变形影响时分析得到的结果相比，轴心运动轨迹发生了很大变化，平均润滑油流量和一个载荷周期内的最大油膜压力均明显增加，一个载荷周期内的最小油膜厚度明显减小，润滑油平均温升则稍有减小。内燃机主轴承在工作时受各种热源因素的影响会产生热变形，在主轴承设计以及内燃机润滑系统供油量设计过程中考虑这种变形因素的影响是很有必要的。

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基于单次成像的三维形貌拼接技术

邾继贵;王大为;任同群;叶声华

. 2007, 43(6): 186-189.

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针对大型物体的三维形貌测量，研究基于辅助靶标的三维形貌拼接技术，并在此基础上提出单摄像机单次成像求解转换矩阵的方法。该方法通过单摄像机单次成像，结合控制点的边长约束，求解出全局坐标系同局部测量坐标系的转换关系，进而将局部测量数据统一到全局坐标系下，实现拼接。此方法避免采用单摄像机多摄站测量时带来的繁琐操作以及产生的相关问题，大大提高拼接的速度，并且可以保证较高的精度。

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超声珩齿指数型变幅器的动力学特性

王时英;吕明;轧刚

. 2007, 43(6): 190-193.

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超声振动可以有效地减小珩磨力，超声空化现象与切削液的共同作用对珩磨轮实现实时动态清洗，从而减小珩磨轮堵塞、提高加工效率，超声和珩齿进行复合加工是一种应用前景良好的齿轮精加工方法。超声珩齿的加工对象——齿轮，是一类特殊负载(直径大，厚度小)，且对振动系统的加工频率影响大，在超声振动系统设计时，必须将变幅杆和齿轮组成变幅器进行全面考虑。鉴于此，根据应力耦合，将齿轮作为圆盘，采用指数型变幅杆，推导频率方程，对变幅杆的设计长度和变幅器振动频率进行数值分析，发现变幅杆的共振频率恰好是变幅器的失谐频率，变幅器的共振频率与变幅杆的固有频率也不相同，这能够为超声珩齿变幅器的设计提供理论依据。

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矩阵变换器的电压传输特性

张小平;唐华平;朱建林;张建华;岳舟

. 2007, 43(6): 194-199.

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提出两种提高矩阵变换器电压传输比的有效方法：谐波注入法和过调制法。阐述这两种方法的基本原理，对比分析它们的不同特点，并通过仿真和物理样机试验验证了这两种方法的可行性和有效性。结果表明：这两种方法都能使电压传输比最大提高到1.0，同时输出电压中的谐波含量相应增大。比较两种方法所产生谐波的特点及其抑制对策和适用范围，对工程应用有一定的参考作用。

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基于复小波块阈值的降噪方法及其在机械故障诊断中的应用

陈志新;徐金梧;杨德斌

. 2007, 43(6): 200-204.

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提出一种基于对偶树复小波块阈值的信号降噪方法，并将其成功应用于机械故障诊断中。机械设备的振动信号都或多或少地含有噪声，导致弱故障信息的提取一直是故障诊断的难点和热点。提出的降噪方法充分利用对偶树复小波变换的平移不变性和块阈值法的更优估计特性，可以获得比常规的小波降噪方法以及基于常规离散正交小波变换的NeighBlock降噪法更高的信噪比，不仅能有效抑制高斯白噪声，还能够去除冲击信号中的脉冲噪声。对实际信号的研究表明：这种降噪方法可以提取齿轮箱早期故障信息和强噪声背景情况下的隐含故障信息，特别对提取弱冲击故障信号非常有效。

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基于成本聚类的产品设计早期阶段成本估算模型

姜少飞;鲁聪达;卢纯福;潘双夏

. 2007, 43(6): 205-209.

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针对产品适应性设计或变型设计早期阶段难以进行精确成本估算的特点，提出大样本条件下基于“成本聚类”的成本估算模型。通过计算参考样本和待估算产品的欧氏距离考察二者的相似度，以欧氏距离集为初始数据分别构造差异矩阵、距离矩阵和相似矩阵，实现对样本的成本聚类分析过程，最终筛选出与待估算产品最相关的样本集合，得到待估算产品成本可能落入的区间。以液压盘式制动器的制动盘零件为实例，验证方法的有效性。试验结果表明，该模型能够有效区分估算样本的相对优劣。

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筒式减振器叠加节流阀片开度与特性试验

周长城;顾亮

. 2007, 43(6): 210-215.

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建立环形弹性节流阀片的力学模型，根据弹性力学原理建立弹性阀片弯曲变形的微分方程。利用边界条件得到环形弹性节流阀片的弯曲变形曲面通解表达式，然后对通解进行恒等变换得到节流阀片弯曲变形系数。提出一种弹性阀片弯曲变形精确计算方法。利用弯曲变形系数对节流阀片的弯曲变形进行分析研究，与目前两种计算方法进行比较，并对计算偏差对减振器设计及特性分析影响进行分析。对叠加阀片当量厚度及叠加阀片对节流阀开度的影响进行分析，对减振器在不同叠加阀片下特性进行特性试验，结果表明该研究对减振器阀系参数设计、特性分析具有指导意义。

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基于可重构的轮辋自动加工机床

田波;梁锡昌;潘继生

. 2007, 43(6): 216-219.

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针对轮辋产品在材质、规格、编网参数、窝孔尺寸及窝孔组数等方面的系列化，市场对轮辋产品的个性化需求，进行产品族的成组特性分析，提出多级重构、无级重构和有级重构等新概念，综合应用调整、更换、集成及创新等重构策略，按照三级重构机理科学划分模块、创新总体结构，成功研制基于轮辋产品族的可重构自动加工机床。该可重构机床已投放市场并正常生产，其加工产品精度高、质量稳定。实践证明，该可重构机床可适应不同材质、不同规格的轮辋混流加工，重构快捷、成本低，设备和模块得到充分利用，可快速而经济地响应市场需求变化。该机床的成功研制验证可重构策略和可重构方案的可行性，必将有力促进可重构技术的深入研究和应用。

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磁悬浮飞轮结构模态振动控制

张剀;张小章;赵雷;赵鸿宾

. 2007, 43(6): 220-225.

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磁悬浮动量轮系统中，为避免中频段存在的两个结构模态振动破坏系统的稳定运行，采用特殊的控制方法对其进行抑制。为获取结构振动参数，通过一种非参数频域辨识方法对系统模型进行辨识，辨识结果显示其中一个结构共振频率随控制器刚度变化而发生显著变化。由于理论建模存在困难，使用一种基于叠代过程的方法抑制共振，叠代过程包括辨识与控制器参数的调整。在进行控制器设计时，分别采用基于零极点对与μ综合的方法进行控制器设计。试验证明叠代过程是有效的，两种方法设计出来的控制器均可以很好地抑制系统结构模态的振动。

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超声检测信号时频邻域自适应消噪技术

车红昆;项占琴;程耀东

. 2007, 43(6): 226-231.

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分析超声检测回波信号中噪声的组成和特性。考虑缺陷信号和噪声分量的分布差异，提出一种基于小波包变换时频邻域统计特征的自适应消噪方法。该方法根据噪声水平和邻域数据的方差，自动调节邻域数据对中心点值的平滑处理强度，从而达到自适应消噪目的。由于不存在参考信号和参数选择的问题，该方法稳健性好。仿真和实测信号的试验结果表明：该方法能有效提高信号的信噪比以及不同类型缺陷信号之间的可区分性，并抑制波形失真和信号的能量衰减。

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橡胶纯剪试件变形与断裂的有限元分析

李晓芳;杨晓翔

. 2007, 43(6): 232-238.

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用非线性有限元法分析橡胶纯剪试件变形与理想纯剪变形之间的差异。结果表明试件中心接近纯剪，但是靠近自由边界的区域应力比较复杂，受自由边界影响的区域随应变的增加而减小，试件的宽高比越大变形越接近理想纯剪变形。对橡胶纯剪试件存在中心裂纹和边缘裂纹时的撕裂能进行计算，断裂形成大裂纹时撕裂能与裂纹尺寸无关，有限元解与以前的结果吻合较好；对于小裂纹，撕裂能与裂纹尺寸成线性关系。同时分析不同材料模型对橡胶纯剪试件变形和断裂的影响。分析表明，不同应变能函数的材料模型模拟的结果略有不同。

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2007年, 第43卷, 第6期　
刊出日期：2007-06-15

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