机械工程学报

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魏喆;谭建荣;冯毅雄

. 2008, 44(5): 1-10.

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将产品广义性能作为驱动整个机械产品方案设计过程的有效工具，利用“对象结构”公理推导并结合“P-E”体系给出了产品广义性能的定义，将产品广义性能划分为结构性能和行为性能两类。针对两类广义性能分别进行形式化表述，构建产品广义性能相关的产品符号模型。提出一种广义性能驱动的机械产品方案设计方法，分析性能结构映射可能出现的理想映射、冗余映射和耦合映射关系，给出广义性能驱动机械产品方案设计的过程图解与算法。以注塑机产品重要组成部分之一的注射装置方案设计为例，说明该方法在实际机械产品方案设计中的应用，证明了该方法的正确性、有效性与实用性。

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平动并联机构标定中一种简单测量方案的设计方法

常鹏;李铁民;刘辛军;汪劲松

. 2008, 44(5): 11-16.

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针对平动并联机构标定中的测量，提出一种基于参数辨识性分析的简单测量方案的设计方法。该方法根据误差模型输出和机构自由度，给出工程实际中常用的基本测量方式，然后逐一进行辨识性分析。在兼顾测量成本、辨识完整性和参数辨识性能的条件下，比较、整合各测量方式，从而确定出一种简单测量方案。利用上述方法，对一台2自由度平动并联机构标定进行简单测量方案的设计，标定仿真结果验证了该方法的实用性和有效性。由该方法得到的测量方案简单易行，实施效率高，其思路适用于工程环境下各种平动并联机构的标定。

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3D力热耦合磨齿模型与数值分析

明兴祖;严宏志;陈书涵;钟掘

. 2008, 44(5): 17-24.

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根据螺旋锥齿轮的数控磨齿原理，得出磨齿基本参数的理论模型和物理意义上的磨削力计算公式；应用单磨粒热模型计算了磨齿热量分配比，采用矩形分布热源得出磨齿热流量。以热弹塑性变形理论为基础，采用PRANDTL-REUSS方法建立磨齿界面应力应变场本构关系；齿轮材料采用双线性等向强化模型，用3D力热耦合有限元单齿模型和小步距载荷移动方法，实例进行瞬态温度场的仿真。结果表明，磨削瞬态最高温度位于磨削弧中心，其他各点的瞬态温度，随磨削条件、空间和时间等影响因素的不同，呈现相应的变化规律。试验与力热耦合仿真的数值比较分析表明，构造的3D力热耦合磨齿模型有较高的精度，能为螺旋锥齿轮磨齿质量的控制提供依据。

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微转子系统径向气体轴承特性

张文明;孟光;陈迪

. 2008, 44(5): 25-33.

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充分考虑滑移边界条件的影响，利用数值计算方法对微机电系统(Micro-electro-mechanical systems, MEMS)中微转子系统径向气体轴承的雷诺方程进行修正求解，得到轴承内部真实的气压分布，进而求得微气体轴承的承载能力和偏位角。通过与宏观无限短轴承模型的结果进行对比分析，发现滑移效应对气体轴承特性的影响规律。宏观无限短轴承模型和无滑移边界模型均会高估气体轴承的承载能力，特别是偏心率较高时( )，产生的偏差更大；微转子系统在高速或超高速工况下运转，可以提高气体轴承的气压和承载能力。

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内高压成形过程塑性失稳起皱分析

汤泽军;何祝斌;苑世剑

. 2008, 44(5): 34-38.

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内高压成形过程中，管材的轴向失稳大多发生在塑性阶段，对应的起皱临界载荷是管材进入塑性阶段时的屈服载荷与塑性起皱载荷之和。对于塑性起皱，采用线性硬化材料模型，将本构方程的起算点设置在理想线性强化的起始位置即屈服点，使本构方程有线性形式，建立管材内高压成形起皱临界应力解析表达式。以此为基础讨论力学性能及应力比等对管材内高压成形塑性起皱的影响。结果表明：弹性模量和屈服强度是影响管材抵抗轴向起皱能力的主要力学参数，两者变化参量决定了管材轴向抗皱能力的变化。当 >0时，起皱临界应力绝对值随之增大；当<0时，起皱临界应力绝对值随之减小。应力比对起皱临界应力影响存在两种情况：当最小起皱临界应力对应的起皱失稳发生在颈缩失稳之前，起皱临界应力绝对值随应力比绝对值的增大先减小后增大；当最小起皱临界应力对应的起皱失稳发生于临界颈缩失稳之时，起皱临界应力绝对值随应力比绝对值的增大单调增加

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凸轮激波滚动活齿传动啮合力分析方法

李剑锋;董新蕊

. 2008, 44(5): 39-44.

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介绍凸轮激波滚动活齿传动的传动原理及结构特点，推导中心内齿轮的理论和工作齿形方程。基于弹性小变形及变形协调假设给出理论状态下啮合力分析的模型和算法，结合啮合力计算示例对提出的方法进行说明，并初步获得此类传动装置的啮合力分布特点。得到的啮合力分析结果可作为凸轮激波滚动活齿传动的结构设计、效率与刚度估计以及强度校核的分析基础。

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载荷相关结构系统的可靠性分析

周金宇;谢里阳;钱文学

. 2008, 44(5): 45-50.

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以失效相关性为主要研究对象，阐述共因载荷与元件强度的随机特性对元件失效相关程度、元件联合失效及联合可靠概率之间的影响，揭示元件强度统计独立时由系统共因载荷引发元件失效相关的基本规律。针对载荷全相关、强度独立同分布的并联、串联、表决系统，分析元件失效相关对系统可靠度计算的影响，同时提出载荷全相关结构系统可靠度求解的新方法。得出元件安全裕度随机变量协方差矩阵后，通过正交化方法简化系统可靠度计算，该方法有利于为载荷相关结构系统可靠性设计及优化提供更为全面的参考信息。

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基于逆磁致伸缩效应的超磁致伸缩磁力控制器件建模

郑加驹;王洪礼;曹淑瑛

. 2008, 44(5): 51-56.

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超磁致伸缩器件的输入应力与输出磁通密度存在着滞回非线性。基于Jiles-Atherton模型、磁机械效应方法定律和磁路定律，建立一个超磁致伸缩磁力控制器件的滞回模型。试验结果表明，该模型能较好地描述在变化应力和恒定偏置磁场作用下，超磁致伸缩器件输入应力与输出磁通密度及磁力的滞回关系，并可以预测偏置磁场对器件输出性能的影响，从而对器件的设计与分析具有重要指导意义。

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脆性涂层/韧性基体材料在拉伸应变作用下的开裂行为

杨班权;陈光南;张坤;罗耕星;肖京华

. 2008, 44(5): 57-61.

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提出一种在脆性涂层/韧性基体材料中含弹塑性界面层的剪滞模型。研究脆性涂层/韧性基体材料在拉伸应变作用下，其表面脆性涂层的开裂行为特征，探讨涂层内正应力、界面切应力、涂层的裂纹密度与涂层几何、力学等参数之间的内在联系，获得了涂层内正应力、界面切应力和(饱和)裂纹密度的解析表达式。最后利用这些参量及其间的内在联系，以工程实际中的脆性Cr涂层/韧性钢基体材料为研究对象，研究该种材料在拉伸过程中出现的断裂行为特征。研究结果表明，该材料在拉伸应变作用下出现的饱和裂纹密度与理论结果预测值符合较好。

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2PPPPS-R-2PPPPS新型串并联机构分解和综合

罗建国;何茂艳;陆震;黄真

. 2008, 44(5): 62-67.

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基于传统的串联和并联机构构建新型6自由度串并联机构，通过直线驱动实现输出主轴的三维移动和转动。利用机构分解和综合方法，将原机构一次分解可以得到一串联分解组元和一并联分解组元，将一次串联分解组元和一次并联分解组元二次分解,可分别得到4个二次串联分解组元和2个二次并联分解组元，将各组二次分解组元用等效机构表示，对各组元的等效机构逐级进行反向综合，从而得到原机构的等效机构，利用公式和空间活动能力表示方法可以求得机构的自由度，并可以得到机构活动空间能力的直观实体图示。采用解析几何的方法得到机构可达工作空间的形态为一规则的长方体，可达工作空间体积取决于机构平移运动副的运动极限。通过作图法对机构输出主轴在任意空间位姿的极限偏转角度进行分析，得知垂直可伸缩杆的极限长度是影响偏转的主要因素。

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工件到达时间未知的动态车间滚动重调度

刘琳;谷寒雨;席裕庚

. 2008, 44(5): 68-75.

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研究工件动态到达且到达时间未知的车间重调度问题，目标是最小化所有工件的拖期和。动态事件频繁的调度环境，对调度算法的计算效率要求很高。在滚动时域分解方法框架下，提出关键工序集的概念，采用混合遗传算法确定关键工序集合及其对应的最优部分调度。在解码过程中，采用混合调度生成器将染色体中的基因转化为部分可行调度，对没有参与遗传进化的工序采用改进的修正交货期(Modified due date, MDD)规则确定其在机器上的加工顺序，以完全调度的目标值评价染色体的适应度。对大量算例的仿真表明基于关键工序集的重调度算法对动态事件的响应速度，大大优于基于完全工序集的重调度算法，并且具有良好的全局性能，兼顾了实际动态Job shop系统对调度性能和计算效率的要求。

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基于自适应滤波的电动汽车动力电池荷电状态估计方法

王军平;曹秉刚;陈全世

. 2008, 44(5): 76-79.

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基于卡尔曼滤波法的电池组荷电状态(State of charge，SOC)估计方法适合于电流变化比较剧烈的混合动力汽车中电池组的SOC估计，但由于电池模型以及系统噪声、量测噪声统计特性的不确定性，容易引起滤波发散。研究联邦城市行驶工况，并对电池组进行充放电试验，建立单变量的镍氢电池组的状态空间模型。将SOC作为系统的状态，由于自适应滤波算法可以抑制滤波发散，基于自适应滤波算法研究镍氢电池组的SOC估计方法。台架试验表明该方法具有较高的估计精度和可靠性，计算量小，更适用于实际应用。

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并联式混合动力汽车(PHEV)动态协调控制方法硬件在环仿真

罗禹贡;杨殿阁;李孟海;李克强;连小珉

. 2008, 44(5): 80-85.

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在指出并联式混合动力汽车(Parallel hybrid electric vehicle, PHEV)发动机与电动机动力耦合过程中存在的协调问题基础上，提出基于模型匹配控制的动态协调控制方法，开发出双驱动电动机结构的硬件在环仿真试验平台硬件系统和基于Matlab/Simulink/RTWT与Visual C++环境的软件系统，并建立PHEV动态协调控制方法硬件在环仿真试验台。对所设计的动态协调控制方法进行硬件在环仿真试验，试验结果表明，该动态协调控制方法能有效控制两个动力源的动力耦合过程，具有较高的转矩控制精度和很好的动态响应特性。

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基于小世界拓扑模型的复杂系统安全分析

李果;高建民;高智勇

. 2008, 44(5): 86-91.

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从复杂网络的角度对工业系统安全性问题进行研究。将复杂机电系统看成一个整体，引入小世界网络理论分析方法，探讨系统固有的网络拓扑结构特性及统计特征对故障传播的影响，并提出一种网络节点安全敏感性的评判准则。建立基于小世界聚类特性的故障分步扩散模型，同时确定网络节点之间的故障传播强度，并采用蚁群算法求得高风险的故障传播路径及相应的脆弱环节。最后通过均四甲苯生产系统来验证该方法的可行性，结果表明，该方法可以有效地找到系统中存在的脆弱点，为风险评估和维修决策提供重要依据。

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基于串并联机构的自重构移动机器人

王巍;张厚祥;邓志诚;宗光华;傅华蕾

. 2008, 44(5): 92-101.

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为验证具有大输出力矩和工作空间的可重构机构对提高移动机器人运动性能的有效性，设计一种基于串并联等效球铰机构的可对接自重构多模块移动机器人。利用丝杠摇块机构构成并联机构支链，两个支链并联然后与一个旋转机构串联构成主动等效球铰机构。所提出的等效球铰机构结合并联机构和串联机构的优点，能以紧凑的结构提供较大的输出力矩和工作空间。对该串并联机构进行运动学分析，获得运动学逆解，作为机器人控制算法依据。进行机构静力学分析，获得确定驱动力和负载条件下机构的可控工作空间，为结构设计和工作路径选择提供理论指导。提出能实现平面偏差补偿和大负载能力的对接机构，实现机器人模块间的对接和脱离。设计JL-1型机器人样机，并利用该样机进行试验。试验验证了所提出串并联主动等效球铰机构和对接机构的有效性，同时证明自重构功能赋予野外机器人主动扩展地形适应性的能力，从而有效地增强机器人对环境和任务的适应性。

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电动汽车动力总成系统控制器局域网(CAN)总线通信协议

李芳;张俊智;王丽芳;廖承林

. 2008, 44(5): 102-107.

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给出制定控制器局域网(Controller area network, CAN)总线通信协议应遵循的基本原则。结合电动汽车的控制结构特点，设计混合动力、纯电动、燃料电池等三种类型电动汽车动力总成系统推荐的网络拓扑结构。针对目前电动汽车应用层协议的不统一现状，在SAE J1939的基础上，制定同时适用于三种类型电动汽车动力总成系统的CAN总线通用协议，并与传统内燃机汽车的通信协议兼容。该通用协议综合考虑了三类电动汽车的拓扑结构以及控制所需参数，并充分利用CAN通信的优势，对电动汽车各节点源地址分配、输出参数以及参数组定义等都做出明确的规定。在总线波特率为500 kb/s时，协议的有效性分别在CANoe软件和自主开发的网络在环平台中得到验证，通信性能满足控制的实时性要求。

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包含应变的三维加工图与有限元相结合的金属可加工性分析

刘娟;崔振山;李从心

. 2008, 44(5): 108-113.

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可加工性包括应力状态可加工性和内禀可加工性，传统的基于动态材料模型的加工图仅说明了材料的内禀可加工性。基于PRASAD的加工图理论，建立新的包含应变的三维加工图，描述功率耗散系数和流变失稳区域随应变速率、温度和应变的变化，解决了具有明显应变软化效应的合金(如镁合金)热变形时可加工性对应变的敏感性问题。进一步将加工图与有限元相结合，得到材料在特定工艺条件下应力、应变、应变速率和流变失稳区域的分布，建立一种分析金属热成形全过程可加工性的方法。

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ZrO2电解质陶瓷与Al的阳极键合连接机理分析

刘翠荣;孟庆森;鲁小莹;刘子建

. 2008, 44(5): 114-118.

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在一定连接工艺参数下，进行ZrO2电解质陶瓷与Al的阳极键合工艺试验，并在万能电子材料试验机上对ZrO2电解质陶瓷与Al的阳极键合连接接头进行剪切强度试验。采用扫描电镜、超轻元素能谱仪及X射线衍射仪分析连接界面微观组织、成分分布、界面相结构及剪切断口。试验结果表明，ZrO2的表面活化处理提高了ZrO2/Al的连接性，结合界面在阳极键合条件下形成高的氧离子迁移率及静电场力是促进结合的主要因素；过渡区ZrO2-SiO2-Al2O3 的多界面固相反应是结合形成的主要原因；ZrO2/Al接头的剪切断裂位置位于ZrO2与过渡区的结合界面，启裂区位于ZrO2的近界面区，扩展并终断于Al与过渡区界面；终断区断口形貌表明Al/过渡区界面具有较高的接合质量。

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新型滚切剪非对称曲柄机构原理

黄庆学;马立峰;李进宝;王建梅;张其生;赵春江

. 2008, 44(5): 119-123.

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建立滚切剪空间剪切机构运动轨迹方程，在滚切模拟基础上，以采用非对称新型结构的某大型钢铁有限公司3 000 mm单轴双偏心定尺滚切剪为计算模型，对非对称前后的钢板剪切力、连杆力、连杆水平分力进行分析对比，并推导非对称公式。非对称曲柄结构能够降低滚切过程中的连杆水平分力，增大最大剪切力时刻连杆的有效驱动力，降低刀弧对钢板刃口的挤压。理论分析结果及现场钢板剪切质量表明：非对称结构是提高剪切机剪切能力、降低剪刃磨损、提高刀片寿命、提高剪切质量的重要手段。

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高速切削切屑折断界限变化规律

张慧萍;李振加;刘二亮;魏国梁

. 2008, 44(5): 124-130.

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为进行高速切削切屑折断界限变化规律研究，采用具有代表性的三维复杂槽型车刀片进行11种常速、高速断屑试验。在分析试验数据基础上，得到切屑折断界限曲线及其共性切屑折断界限曲线。在对三次样条函数插值方法进行分析，以及应用二次、三次多项式拟合方法建立切削速度与极限进给量、断屑范围之间变化规律的数学模型的基础上，优选出误差小、计算简单的数学模型。发现在各种切削速度下极限背吃刀量是定值，并且极限背吃刀量曲线是垂直直线，为此建立新的极限背吃刀量数学模型。结合具有代表性的三维复杂槽型车刀片，研究极限进给量变化规律，并推导出极限进给量理论预报公式。三维复杂槽型切屑折断界限曲线及其数学模型的建立，可为今后高速切削领域里三维复杂槽型车刀片断屑机理及其预报系统的研究打下理论与试验基础。

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变径变螺距螺旋轴参数化模型及性能仿真

邱爱红;龚曙光;谢桂兰;许岚

. 2008, 44(5): 131-136.

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在保证料流均匀的条件下，建立变径变螺距螺旋轴参数化设计的计算模型，给出螺旋轴参数化设计的工程应用实例。然后根据基于面积平均加权函数的混合理论，建立在所设计螺旋轴驱动下物料流动的三维分析模型，通过数值模拟与分析，研究螺旋轴工作转速、螺径/螺距比对物料三维流动和混合均化效果的影响，探讨螺旋轴工作转速与物料输送性能之间的关系，得到螺旋轴流场的面积平均加权函数的分布云图及相应的结论，为变径变螺距螺旋轴的结构设计提供了理论依据。另外利用本研究内容所生产的变径变螺距螺旋轴已在企业中得到应用。

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形貌测量中立体图像拼接的关键技术

任同群;邾继贵;李艳军;叶声华

. 2008, 44(5): 137-141.

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提出一种基于全局控制点的立体图像拼接方法。以均匀散布在被测物周围的稳定的激光点作为全局控制点，建立全局坐标系；在单次区域测量中，引入拼接靶标，导出测头坐标系与拼接相机坐标系的转换关系；再以拼接相机为中介，导出测头坐标系与全局坐标系的关系，从而将区域测量的结果统一到全局坐标系，完成拼接。该方法能够避免繁多的标记点，保持被测表面的原有形貌，克服基于相邻图像重叠拼接中误差累积的问题。

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柔性时间触发控制器局域网络(CAN)系统动态规划应用与性能分析

曹万科;张天侠;闻邦椿;王永富;张;超

. 2008, 44(5): 142-146.

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为满足汽车进一步智能化的需要，同时支持时间触发与事件触发服务兼具设计与调度灵活性成为汽车总线发展的方向，针对当前现有车上控制器局域网络(Controller area network，CAN)总线不能有效处理时间触发的周期性信息，时间触发的控制器局域网络(Time-triggered CAN，TTCAN)协议具有时间触发功能但缺乏信息调度的灵活性等问题，分析基于动态规划的柔性时间触发控制器局域网络(Flexible time-triggered CAN，FTTCAN)，研究FTTCAN双相基本周期结构。分别推导出双相内基于动态规划调度的信息传输时间特性参数分析方法，并基于FTTCAN原理具体设计出纯电动汽车FTTCAN总线控制系统。采用动态规划方法设计出信息调度策略，对信息传输特性进行分析及与CAN方案对比。最后在CAN总线开发系统上进行FTTCAN协议运行试验。对比与试验结果验证了采用FTTCAN的方案兼具时间触发与事件触发服务功能，且具有较好灵活性特点，是汽车总线系统优化设计的好方法。

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柔性压边和刚性压边技术在薄板类件多点成形中的对比分析

孙刚;李明哲;邓玉山;李湘吉

. 2008, 44(5): 147-151.

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对比分析刚性压边和柔性压边两种不同工艺，探讨不同的成形工艺条件对起皱模拟、破裂以及成形极限的影响。用显式动力学商用软件LS-DYNA对两种厚度的马鞍型曲面件进行数值模拟。模拟结果表明，在刚性压边成形方式下，变形量较大时成形件起皱，压边力较大时成形件破裂；但在相同条件下，用柔性压边成形工艺的成形件结果良好，而且减小压边面的宽度到原来的1/2时，通过增加压边力的方法，还可获得良好的成形效果。柔性压边工艺可大大提高板料的利用率，改善板料的成形极限，减少各种不良缺陷发生。

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机床结构三维参数化形状优化设计

戴磊;关振群;单菊林;牛聪民;张洪武;顾元宪

. 2008, 44(5): 152-159.

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基于计算机辅助设计(Computer aided design, CAD)和计算机辅助工程(Computer aided engineering, CAE)集成技术，开发三维参数化结构形状优化设计平台POSHAPE，为复杂三维机械零部件的设计提供一种通用的工具。为实现优化设计流程的自动化，将三维参数化CAD系统、有限元分析、优化求解和有限元建模等模块集成为完整的通用三维实体参数化形状优化设计系统，形成开放式的结构分析与优化设计集成系统。以CD6140A车床的导轨部分为例，在三维参数化特征造型CAD系统中，以三维实体结构几何模型为对象，以几何尺寸参数为优化设计变量，采用POSHAPE对结构进行形状优化设计，在降低车床质量的同时提高结构刚度和结构自振频率。优化设计结果为机床设计提供重要理论依据。

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CO2跨临界循环水源热泵的封闭式摆动转子膨胀机

李敏霞;马一太;安青松;苏维诚

. 2008, 44(5): 160-164.

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二氧化碳作为具有环保潜质的自然工质，在最近10年越来越受到人们的关注。然而不足的是，二氧化碳的跨临界循环还存在效率低的问题。为了降低由于超临界节流造成的不可逆损失，采用膨胀机代替节流阀，并回收膨胀功，以提高系统的循环效率。开发了二氧化碳跨临界循环水源热泵摆动膨胀机，并进行结构对比和强度分析。对二氧化碳跨临界循环水源热泵系统进行试验测试，分析表明摆动转子膨胀机结构适合在高压下工作，在试验测试条件下，膨胀机的效率可以达到44%。

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四边简支条件下对称蜂窝夹层板的弯曲振动分析

李永强;金志强;王薇;刘杰

. 2008, 44(5): 165-169.

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应用经典叠层板理论、一阶剪切板理论和三阶剪切板理论分析了四边简支条件下对称蜂窝夹层板的弯曲振动。将蜂窝芯层等效为一正交异性层，等效弹性参数由修正后的GIBSON公式得出。具体算例表明，经典叠层板理论和一阶剪切板理论不适合用于蜂窝夹层板的振动分析。应用三阶剪切板理论研究了蜂窝夹层板板厚、芯层板厚及胞元角度对弯曲振动频率的影响，并绘出相应的曲线图，该曲线图对蜂窝夹层板的工程应用具有指导意义。

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再制造条件下闭环供应链效益分析

李新军;达庆利

. 2008, 44(5): 170-174.

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针对由一个制造商和两个零售商组成的二级闭环供应链系统，制造商直接回收旧品并进行产品的新制造和再制造，零售商销售产品。采用博弈论方法，研究不同博弈方式下三种竞争模式下的供应链效益。结果表明：当一个零售商具有中等决策权时，制造商和具有决策优先权的零售商的最优利润最大，制造商的回收努力系数最大，整个供应链的最优利润、消费者剩余以及社会福利也最大，从而有利于供应链的整体效益，产生最大的社会效益。

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A-TIG焊熔深增加机理的数值模拟

张瑞华;尹燕;樊丁;片山聖二

. 2008, 44(5): 175-180.

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利用自行研制的不锈钢活性剂FS12对A-TIG焊熔深增加机理进行研究。用PHOENICS软件模拟了有、无活性剂时氧元素质量分数、电弧收缩效应等对熔池速度场和温度场的影响。计算结果表明，无活性剂时，熔池液态金属从中心流向四周，再从四周流向熔池底部，形成宽而浅的熔池形状；有活性剂时，熔池液态金属从熔池边缘流向中心，引起向内的两个涡流在熔池上表面中心相遇，汇合后流向熔池中心底部，形成窄而深的熔池形状；表面张力梯度变化是熔深增加的主要原因，电弧收缩影响熔宽，对熔深增加也有一定的影响，但不是主要原因。熔池形状的数值模拟结果与试验结果吻合良好。

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基于重构误差的单类子空间压印凹凸字符识别

李学勇;路长厚;李建美

. 2008, 44(5): 181-185.

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针对压印凹凸字符色差低、图像质量差的特点，采用“特征脸”用于压印字符的整体特征提取和识别。针对“特征脸”不能充分利用样本类间信息的缺点，提出一种基于重构误差的压印凹凸字符识别新方法。该方法为每类字符分别建立子空间，然后获得测试样本在各个子空间下的重构图像，通过重构图像和原图像的均方差来实现压印字符的识别。该方法能够充分利用单类字符的共同特征和不同类字符之间的差别信息。试验结果表明，该方法能够显著提高识别率，满足实时性要求。

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齿轮锻造金属流动规律分析及工艺改进

胡成亮;刘全坤;刘永熙;王强

. 2008, 44(5): 186-190.

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分析直齿轮锻造过程中的金属流动规律，为减小摩擦阻力和改善不均匀变形，提出径向刚性平移流动模式和轴向均匀流动模式的假设。基于刚性平移流动模式，提出直齿轮刚性平移终锻成形新工艺。通过对数值模拟和物理试验结果的分析，验证刚性平移流动模式假设的正确性；分析预成形齿高和摩擦因数两个关键工艺参数，对终锻成形载荷的影响进行分析，说明刚性平移流动模式的优势。采用不对称的模具设计，对新工艺作进一步改进，改善轴向不均匀流动的状况。最后提取终锻成形载荷峰值进行比较，发现新工艺有利于大幅度降低载荷。

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非平稳信号瞬时特征提取的谐波小波方法

朱洪俊

. 2008, 44(5): 191-195.

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分析了非平稳信号的瞬时特征(瞬时频率和瞬时相位)，对非平稳信号进行谐波小波变换，建立非平稳信号的谐波小波系数与该信号的瞬时特征之间的关系，提出非平稳信号瞬时特征提取的谐波小波模型和提取方法。通过算例中的线性调频信号和应用实例中的轴承座振动信号的验证表明，该模型与方法具有较好的抗噪能力，对非平稳信号的瞬时特征具有更高的分析精度，能实现非平稳信号中特殊成分的瞬时特征提取。该方法能通过傅里叶变换实现其快速算法，具有算法简单、快速的特点，实现非平稳信号瞬时特征的实时分析。

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摆线旋转分度加工控制模型

李佳;何江华;李广辉

. 2008, 44(5): 196-2000.

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针对摆线旋转分度(旋分)加工数控机床开发过程中面临的机床通用性较差的问题，提出建立通用控制模型的解决方案，并给出三类通用模型。在给出摆线旋分加工定义以及摆线参数化数学描述的基础上，研究摆线参数与摆线形状之间的关系，即摆线参数与刀尖轨迹的关系。根据摆线形状和各类工件加工表面的特点将工件分为三类，即偶多边形和端面槽类、奇多边形类以及渐开线类。针对每一类工件分别建立数学模型，并将所建模型集成到数控系统中，使摆线旋分加工机床具有一定的通用性。通过加工实例对所建模型加以验证，结果表明所建立的控制模型是有效的。

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挤压类破碎机破碎产品粒度分析

黄冬明;范秀敏;武殿梁;姚福生

. 2008, 44(5): 201-207.

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为研制开发新型、高效、节能和环保的现代高能挤压类破碎机，基于破碎粉磨过程矩阵模型和挤压类破碎机破碎腔分层划分研究，建立挤压类破碎机层压破碎过程操作模型，为有效控制破碎产品质量提供了一种方法。利用RMT-150B岩石力学试验系统对挤压类破碎机层压破碎过程进行模拟试验，对层压破碎过程进行深入研究，建立相应选择函数模型和破碎函数模型，为仿真优化破碎产品粒度奠定了基础。建立挤压类破碎机层压破碎粒度优化模型，并以国产PYB900圆锥破碎机为算例，经破碎机生产厂家物理样机验证了模型的可行性和可靠性。

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基于几何图像的三角网格分割

李奇敏;柯映林;何玉林

. 2008, 44(5): 208-214.

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对反求工程中三角网格数据的分割算法进行研究，提出一种基于几何图像的三角网格分割方法。在网格参数化的基础上，改进几何图像的生成方法。结合形态学方法，用去除逼近项小波重建方法和梯度图像方法两种方法分割法矢图像，基于阈值法分割曲率图像，把几何图像的分割结果映射回到原始网格。实例表明基于几何图像的三角网格分割方法对没有复杂自由曲面的网格数据可以取得较好的分割效果。

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直线焊缝差厚拼焊板的成形规律

童正国;林建平;田浩彬;SMITH Lorenzo M;倪峰

. 2008, 44(5): 215-219.

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基于直线焊缝差厚拼焊板半球胀形和经典力学理论，在低碳钢直线焊缝差厚拼焊板半球胀形试验的基础上，分析直线焊缝差厚拼焊板板厚比与板料成形能力之间的关系，提出直线焊缝差厚拼焊板板厚比与板料成形能力关系的力学模型。结合物理试验以及有限元仿真模型，分析焊缝移动量与板厚比的关系以及胀形高度与板厚比的关系，得到不同板厚比组合情况下的拼焊板成形性能结果，分析差厚拼焊板焊缝移动和成形能力下降的机理，归纳出差厚拼焊板板厚比与焊缝移动和成形高度之间的规律，可为生产实际提供理论指导。

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采油用井下声辐射器

徐爱群;项占琴;陈子辰

. 2008, 44(5): 220-225.

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在分析油井物理模型和声波在油层中传播规律的基础上，推导声波在油井中实现全透射的条件，并以此条件来确定声辐射器的谐振频率。根据油井的径向尺寸大小和油藏的分布特点，设计低频弯张式声辐射器的壳体结构。基于Hamilton原理建立拟球壳结构声辐射器的振动方程，给出声辐射器的法向位移、切向位移、弯矩、振幅比和谐振频率等动力学参数的表达式。由声辐射器体积位移与声功率的关系，建立声辐射器的声源级与驱动力的关系式。试验给出励磁电流与驱动力的关系，且验证驱动器能为声辐射器提供足够的动力，说明研制小体积、低频率、大功率采油用声辐射器是可行的。

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回弹对柱面扁壳类覆盖件刚度的影响机制

邢忠文;赵立红;杨玉英

. 2008, 44(5): 226-230.

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利用能代表汽车覆盖件的柱面扁壳件为研究对象，建立与研究对象相一致的数学模型，对柱面扁壳件的成形、卸载回弹及刚度加载三个过程进行数值模拟，得到各个过程的几何及应力信息。通过改变成形工艺中的压边力得到扁壳件回弹量的变化，研究回弹对刚度影响的机理。对扁壳件的卸载回弹的研究结果表明：回弹后，沿柱面及曲面方向存在较大的残余压应力，且分布不均，是刚度发生变化的力学条件；曲面方向引起的曲率半径的变化及柱面方向的形状特点是刚度发生变化的几何条件。柱面扁壳件回弹量越大，残余压应力越大，且分布越不均匀，刚度越小；曲率半径越大，刚度越小，反之，刚度越大。

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椭圆齿轮驱动的结晶器低频共振分析

李宪奎;杨红普;杨拉道

. 2008, 44(5): 231-237.

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生产实践中，一些连铸机每次开浇，从起步拉速向工作拉速的升速过程中，在结晶器振动频率远低于振动系统自然频率的情况下，就发生较为剧烈的共振现象，导致钢液液面抖动，严重的还造成漏钢等生产事故。针对这一现象，建立椭圆齿轮驱动的结晶器非正弦振动系统扭振模型，推导动力学方程，讨论该系统发生低频共振的原因及其影响因素。所建模型能够为解决结晶器振动平稳性问题，更好地应用该振动装置打下基础。

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弹链系统间隙铰多体动力学模型仿真与试验

王光建;姜铁牛

. 2008, 44(5): 238-241.

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传统的弹链系统力学模型，常常简化为平面内的运动，此模型对于分析弹链系统的横向运动、窜弹等问题有局限性。研究具有螺旋导引的弹链系统纵向和横向运动规律；建立含间隙铰碰撞的多体动力学模型；用等效弹簧阻尼模型对弹链系统的碰撞和接触进行模拟；对上述模型进行仿真和试验，结果表明：该力学模型能够较真实反映系统的运动规律，能对弹链系统的运动进行很好的预测和分析。

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圆环斜槽传振杆的纵扭振动转换

皮钧

. 2008, 44(5): 242-248.

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工具的复合振动在切削和焊接加工中能得到优于单向振动输出模态加工的质量，并可大幅提高加工效率和延长工具寿命。利用圆环斜槽传振杆可使单向模态的纵振换能器实现超声纵扭共振模态的输出。这种方法结构简单、使用方便，并具有很高的转换效率。研究从斜槽对应力波的反射作用原理出发，推出纵波在斜槽作用后的应力波应力状态。研究这种应力波在圆环斜槽传振杆中的传播形式，指出它是沿螺旋线传播的主应力波并推出了其传播声速。在此基础上，证明圆环斜槽传振杆存在纵扭共振模态，利用传输线等效电路导出传振杆的频率方程。通过分析圆环斜槽传振杆的振动特性，得出影响纵扭振动输出参数的因素。根据加工要求的振动输出参数，在实际应用中可准确地确定圆环斜槽传振杆的几何尺寸。有限元模态分析、试验结果与理论分析一致。

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2008年, 第44卷, 第5期　
刊出日期：2008-05-15

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