机械工程学报

Select

王德伦;崔磊;戴建生

. 2008, 44(8): 1-6.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

对戴建生提出的新型的变胞多指灵巧手进行分析。该灵巧手与目前常用的机器手最大的不同在于它的手掌可以活动，并具有变胞功能。手掌的变胞增强了机器手的灵巧度并增大了工作空间。当手掌杆件静止的时候，每个手指都在一个平面内运动，由此提出手指操作平面的概念，从而将研究抓取姿态的问题转化为研究手指操作平面单位法矢量的问题。建立球面变胞手掌的全局坐标系，并得到3个手指平面的单位法矢量在此全局坐标系下的表示，然后将抓取姿态映射成为姿态直纹面。将机器手的工作空间分为手指和手掌两部分，着重研究后者，提出工作空间三角形的概念。工作空间三角形随着手掌的运动而变化，映射成为手掌工作空间直纹面后可以直观地了解其形状和大小的变化情况。

Select

移动机器人里程计非系统误差不确定性分析方法

杨晶东;洪炳镕;周彤;陈凤东

. 2008, 44(8): 7-12.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

移动机器人里程计非系统误差建模是研究移动机器人定位问题的基础。现有的移动机器人里程计非系统误差建模方法多数针对某一种驱动类型移动机器人设计，运动过程中缺乏对里程计累计误差的实时反馈补偿功能，经过长距离运动过程定位精度大幅度降低。基于此，针对同步驱动和差动驱动轮式移动机器人平台提出一种通用的里程计非系统误差建模方法。在假设机器人运动路径近似弧线基础上，依据里程计误差传播规律推导非系统误差与里程计过程输入量之间的近似函数关系，进而对移动机器人位姿跟踪过程中产生的里程计累计误差给予实时反馈补偿。里程计非系统误差建模前后定位过程的对比试验表明，这种非系统误差实时补偿方法有效地减少了移动机器人导航过程中产生的里程计累计误差，提高了定位精度。

Select

Tricept机械手静刚度解析建模方法

王友渔;黄田;CHETWYND D G;HU S J

. 2008, 44(8): 13-19.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以Tricept机械手的3自由度球坐标型并联机构为例，提出含恰约束支链的球坐标型并联构型装备静刚度解析建模方法。该方法首先借助子结构综合思想将末端执行器位姿变形分解为无约束主动支链的拉压变形、恰约束支链的弯曲变形及其扭转变形3个部分，然后利用虚功原理和结构矩阵法建立各子结构系统的静柔度模型，最后借助线性叠加原理组集整机末端静柔度模型。在建模过程中，侧重研究恰约束支链弯曲刚度以及铰链刚度的建模方法。在此基础上，考察了Tricept机械手中3自由度并联机构静刚度在工作空间中的变化规律，并借助全局性能指标评价了主要构件柔度对整机柔度的贡献。

Select

空间并联机构连续刚度非线性映射

赵铁石;赵延治;边辉;李娜

. 2008, 44(8): 20-25.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于影响系数法并借助虚功原理建立包含主、被动关节弹性变形，杆件及其平台自重的空间并联机构连续刚度非线性映射通用模型。空间并联机构连续刚度非线性映射通用模型与以往刚度模型区别在于，它不仅考虑了机构主动驱动关节、被动关节弹性变形及各部件重力对机构刚度的影响，而且考虑了机构刚度变化的连续过程，没有忽略机构在广义外力下变形时雅可比矩阵的变化，通过引进机构的二阶影响系数，从而使空间并联机构刚度非线性映射还原。从机构简化约束方程出发，推导空间并联机构几类连续刚度简化映射矩阵。在此基础上，结合刚度矩阵瑞利商定义了空间并联机构连续刚度性能判定指标k。最后给出一空间并联机构刚度分析实例，分别计算两种模型下的刚度矩阵，并对比两种模型下机构刚度性能。

Select

功能梯度Al2O3涂层残余热应力分析

刘红兵;陶杰;张平则;常华

. 2008, 44(8): 26-32.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

Al2O3/316L功能梯度材料是一种聚变反应堆第一壁的候选材料。为避免制备过程中因材料之间热物理性能差别产生的热应力过大造成材料的失效，须对梯度材料进行合理的热应力缓和设计。运用有限元软件，分析成分分布指数、梯度涂层厚度和梯度层数目等参数对Al2O3/316L功能梯度材料残余热应力的影响。分析结果表明：体积分布指数p=1.0时所受热应力最小，涂层承受压应力作用；梯度层数为9时热应力缓和效果最好；梯度层厚度不宜过大；将非功能梯度材料与优化后的功能梯度材料的残余热应力进行比，结果显示：功能梯度材料缓和热应力效果十分显著。最后利用等离子喷涂方法制备了梯度涂层测试涂层残余应力，并与有限元结果进行对比，以验证模拟的准确性。

Select

球面五杆机构的运动学与性能分析

王进戈;张均富王强;徐礼钜

. 2008, 44(8): 33-39.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于球坐标对机构进行描述，将球面五杆机构的运动描述在由2转动自由度构成的二维平面上，导出具有2自由度特征的球面五杆机构的速度方程和雅可比矩阵的解析表达。以此为基础，研究球面五杆机构的奇异位形和灵活度，绘制机构的奇异轨迹曲线和灵活度分布曲线，并对球面五杆机构的结构参数对全条件指标的影响进行分析。研究表明，基于球坐标对机构进行描述，便于建立球面五杆机构的速度方程和雅可比矩阵，能够直观描述机构的奇异轨迹曲线和灵活度分布曲线。

Select

仪表板结构非线性振动特性的试验分析

周桐;范宣华;田光明;刘青林

. 2008, 44(8): 40-44.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

仪表板是一种常用的电子产品支撑结构，其常见结构形式由金属和阻尼材料层叠而成，但有时也直接应用蜂窝板或纯金属板。通常的设计、分析甚至有限元计算均认为这些结构的动力学响应特性仍属于线性范围，但通过对三种不同的仪表板进行正弦扫频振动和宽带随机振动试验发现，在不同振动试验条件下，仪表板的加速度响应会表现出明显的倍频响应、响应跳跃等非线性现象。定性分析其变化规律和原因，说明按照线性理论进行分析存在一定的局限性，这些对工程结构设计具有参考意义。

Select

集成铸造数值模拟的车轮疲劳分析

张响;童水光;闫胜昝;钟翠霞;朱训明

. 2008, 44(8): 45-49.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

弯曲疲劳寿命是汽车车轮重要的性能指标，目前其预测方法仍局限于传统的名义应力法或局部应力应变法，没有考虑微观组织和铸造缺陷对疲劳寿命的影响，预测铝合金车轮在低应力水平下的高周疲劳寿命时与实际情况存在相当差距。基于小裂纹扩展理论，建立低压铸造铝合金A356-T6车轮的以二次枝晶臂间距、针孔尺寸为参数的疲劳寿命预测模型。实现铸造模拟、有限元分析与疲劳分析的集成，初步建立起综合铸造过程、铸造缺陷以及相关下游制造工艺对车轮力学性能影响的平台。以某型车轮为例，采用该方法预测其弯曲疲劳寿命，试验验证预测结果比Simth-Waston-Topper方法更为准确。

Select

一种新型含钛高强度钢

衣海龙;杜林秀;王国栋;刘相华

. 2008, 44(8): 50-54.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

通过成分设计，成功开发一种以低碳钢为基础添加合金元素钛，屈服强度达到700 MPa以上的高强度钢。研究结果表明，该钢的强化相为细小而交错分布的贝氏体及钛碳化物的沉淀析出相。当贝氏体的体积分数大于70%时，钢材的屈服强度将高于700 MPa，同时强屈比大于1.07，具有较好的力学性能。由于基体中的贝氏体都为细小而交错的贝氏体束，改善钢材塑性，使钢材的断后伸长率为19%左右。同时在透射电镜下观察到，在细小的贝氏体基体上存在相对较多的细小的TiC的析出及少量未溶解的大块的TiC，细小的析出起到沉淀强化作用。

Select

螺旋槽端面密封脱开转速的理论及试验

张国渊;袁小阳;赵伟刚;李治国;杨绍康

. 2008, 44(8): 55-60.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

提出螺旋槽端面密封脱开转速的理论分析模型，并建立适合于密封端面脱开后的内外双槽结构的非接触式端面密封数学模型。理论研究一种外螺旋槽和内人字槽组合的双螺旋槽端面密封的临界脱开转速，同时讨论该类非接触端面密封开启力、流量、摩擦力矩等随转速和密封间隙的变化规律。试验得到了直径100 mm、槽深3 μm的组合螺旋槽(外螺旋槽和内人字槽组合)端面密封在水介质(27 ℃)工况下的临界脱开转速，并将其与理论结果进行对比研究。研究结果表明，当密封转速超过约9 kr/min后，密封处在非接触状态，此时的密封泄漏量仅为1.2 mL/s。试验得到的端面密封脱开转速与理论结果一致(误差小于10%)，从而有效地证实了端面脱开转速可作为对密封端面接触与否的判定依据。当密封转速高于脱开转速后，密封处在非接触状态，其工作寿命较长，泄漏量较小，这对于可重复使用火箭发动机涡轮泵端面密封的研制具有重要理论和试验参考价值。

Select

安溢活门动态特性的流固耦合数值分析

郭正;刘君;陈广南

. 2008, 44(8): 61-66.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用流固耦合数值模拟技术研究安溢活门/气罐系统充放气动态特性。计算中所用流体控制方程为三维Euler方程，采用非结构网格有限体积格式求解；固体结构的运动方程由拉格朗日方程导出，采用纽马克方法求解。提出可变边条零厚度虚拟挡板技术，模拟主活塞由闭到开的瞬态过程。计算得到开阀和关阀过程中弹性元件的动态响应特性，结果表明，主膜片在行程上限和下限处均产生高频振荡运动，在开阀和关阀瞬间主膜片受到冲击载荷作用，并且关阀时载荷出现振荡。这种振荡冲击可能是导致活门鸣叫和膜片破坏的原因。

Select

主动悬架和电动助力转向系统机械与控制参数集成优化

王其东;姜武华;陈无畏;赵君卿

. 2008, 44(8): 67-72.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

在建立汽车悬架和转向动力学模型的基础上，设计主动悬架和电动助力转向的集成控制系统。针对传统先设计结构参数后设计控制器易造成系统失去全局最优性能的特点，提出一种基于模拟退火的结构和控制器集成优化设计方法，将主动悬架和电动助力转向系统的主要机械结构参数和控制器的部分参数作为设计变量，以汽车的综合动力学指标为目标函数，进行同时优化。仿真计算和试验结果表明此方法与传统设计方法相比，对提高汽车操纵稳定性、行驶平顺性、操纵轻便性和安全性等综合性能具有较好的效果。

Select

轴流式水泵非定常湍流数值模拟的若干关键问题

王福军;张玲;黎耀军;张志民

. 2008, 44(8): 73-77.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为准确捕捉轴流式水泵不稳定流场特征，采用雷诺时均法和大涡模拟方法对轴流泵非定常湍流进行数值模拟，并就相关问题进行深入研究。研究发现，与其他湍流分析方法相比较，大涡模拟方法在轴流泵非定常流场分析中具有更高的计算精度；同时将轴流泵进水流道与泵段一起进行流场计算后，发现叶轮进口的流动是极不均匀的，靠近弯肘形流道内侧的速度明显大于其他部位，这一现象与通常假定的轴流泵进口流动是均匀的设计与分析理论有很大区别。研究还发现，为了获得轴流泵流场内不同压力脉动频率成份，脉动计算的采用样时间应不少于8个旋转周期；轴流泵内部的水压力脉动幅值在叶轮附近区域沿半径逐渐增大，而在导叶出口之后沿半径逐渐减小。

Select

倾斜管件多道次缩径旋压成形的数值模拟及试验

夏琴香;尚越;张帅斌;阮锋

. 2008, 44(8): 78-84.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以6061T1(退火态)铝合金为研究对象，以MSC.MARC软件为分析手段，采取有限元法对三维非轴对称倾斜管件多道次缩径旋压过程进行数值模拟，并利用网格圆及显微组织的变化从试验的角度验证模拟所得到的应变分布规律。结果表明，倾斜使得工件的应力应变呈不均匀分布规律；等效应力沿轴向呈分层分布的特点，在口部达到最大值；等效应变沿周向0°～180°域逐渐减小，在0°域存在最大值，180°域存在最小值；沿轴向从起旋处到口部，等效应变在0°域具有逐渐增大和在180°域具有逐渐减小的特征。由于返程旋压的明显增厚效应，多道次旋压时，工件变形中间部位壁厚增加。多道次缩径旋压时工件变形中间部位壁厚变化规律的试验结果与模拟结果的相对误差不大于10%，说明所建立的有限元模型是合理可靠的。在理论分析及试验研究的基础上，成功研制出倾斜类汽车排气歧管样件。

Select

鞋底曲面数据提取与喷胶轨迹的自动生成方法

武传宇;贺磊盈;李秦川;胡旭东

. 2008, 44(8): 85-89.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为快速有效地提取鞋底曲面信息和生成喷胶轨迹，提出一种基于线结构光扫描鞋底曲面的方法。利用线结构光三维测量原理，扫描套在鞋楦上的鞋帮底面，获得表示鞋底曲面信息的点云数据。用B样条曲线拟合出一系列的三维扫描线，生成封闭的鞋底轮廓线，计算鞋底轮廓线在鞋底曲面的偏置曲线得到喷胶轨迹。构建线结构光扫描鞋帮底面的试验装置，计算其在x、y和z轴方向上的测量误差分别为0.094、0、0.015 mm，满足系统精度要求。最后将生成的喷胶轨迹通过坐标变换应用于Stäubli机器人自动喷胶系统，验证了方法的有效性和可行性。

Select

开敞式混流泵内流的数值模拟与出水机构选择

吴大转;王乐勤;包志仁

. 2008, 44(8): 90-96.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了给新型开敞式混流泵的设计积累经验并为特殊出水流道结构设计提供方法，对具有不同出水机构的开敞式混流泵进行数值模拟，分析从小流量到最大流量下的内部流动和水力性能，提出适应特殊液压动力需求的开敞式出水机构方案。给出内部流动数值模拟和性能预测的方法，通过外特性预测结果与模型试验数据的比较，验证数值计算的可靠性。在模型分析基础上，针对轴向有导叶、轴向无导叶和径向无导叶等不同的开敞式出水结构形式，进行整机内部流动分析和外特性预测，对不同结果进行比较分析，给出不同出水机构对于特定结构和动力需求的适应性。

Select

基于大系统理论半主动悬架系统

陈龙;汪若尘;江浩斌

. 2008, 44(8): 97-101.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

建立基于大系统理论的车辆半主动悬架整车数学模型，设计悬架系统各子系统的时滞半主动悬架模糊控制器，利用大系统递阶控制理论实现车辆悬架系统的集成控制，分析车辆动态性能，在仿真计算的基础上，进行实车道路试验。结果表明，大系统递阶控制系统可降低控制矩阵的阶数，通过协调控制、优化车辆的整体性能，而且子系统的划分，能提高控制系统的稳定性，为半主动悬架及其控制系统研究开辟了新的方法和途径。

Select

基于响应面方法的材料参数反求

高晖;郑刚;李光耀

. 2008, 44(8): 102-105.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

板料在冲压过程中处于复杂的各向异性三维弹塑性变形状态，若采用基于传统的单向拉伸试验得到的材料参数进行计算，必然会引入较大的计算误差。提出一种直接从冲压成形过程反求材料参数的方法。该方法将参数反求的问题转换为求试验测量值与仿真计算值之差最小二乘最小的优化问题。试验测量值为冲头的力–位移曲线，而待求的参数包括材料的特性参数和本构参数。采用移动最小二乘响应面法作为优化方法以减少调用正问题计算的次数。由于对冲压成形过程的模拟耗时较多，减少优化迭代的次数意义重大。

Select

摩擦约束不完全变分不等原理及其微粒群优化解法

孙辉;葛寒娟;扶名福;杨国泰

. 2008, 44(8): 106-111.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

利用不完全变分不等原理，将摩擦约束纳入问题的能量泛函，同时放松体积不可压缩的约束条件ii=0，用罚因子处理体积应变。实际算例表明，不完全变分不等原理不但能计算速度场，而且能直接计算变形力，且所得到的变形力比滑移线场结合极值方法获得的解析解更接近试验结果。在有限变形情况下，仍能得到变形力的理想结果。同时，利用微粒群优化方法，直接求解变分问题的能量泛函，避开了变分不等式的求解困难问题。针对优化求解过程中出现解的随机性，利用求平均值方法，使求解过程稳定，有效地改善了求解结果，并由此扩展了微粒群算法的应用领域。

Select

锯切花岗石过程中金刚石串珠的磨损特性

黄辉;黄国钦;郭桦;徐西鹏

. 2008, 44(8): 112-117.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

通过跟踪烧结式金刚石绳锯切割花岗石过程中串珠直径磨损及串珠表面金刚石磨粒的磨损，研究串珠的磨损规律，并建立金刚石串珠的磨损模型。进行金刚石绳锯切割花岗石试验，试验结果表明，在金刚石串珠锯切过程中，单颗串珠沿其轴向出现不均匀磨损。串珠前端的磨损量会明显大于串珠中、后端磨损量，串珠后端的磨损也略大于串珠中端的磨损，串珠呈现腰鼓状磨损；串珠前端金刚石磨粒的平均出露高度高于串珠中、后端的磨粒平均出露高度，但在岩屑的磨蚀作用下，串珠前端的高出露金刚石磨粒容易产生非正常脱落。串珠磨损可分为腰鼓形状成形及腰鼓形状保持两个阶段。在切削负荷及岩屑磨蚀的共同作用下，串珠前、中、后三个部分在两个阶段的磨损表现各不相同。串珠前端是以岩屑磨蚀为主，而对于串珠中端，则是主要承受切削负荷。串珠后端两种作用的影响程度相对较弱。

Select

原子力显微镜超微量注射检测的影响分析

夏继盛;傅惠南;邱熹程

. 2008, 44(8): 118-122.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

微量注射与检测受到越来越广泛的关注和研究，例如细胞工程与基因工程中，采用显微注射其注射量对操作成功率影响巨大，注射量精确检测成为人们关注的课题。利用原子力显微镜具有纳米级高度分辨率的特点，设计悬臂装置对注射微滴重力产生的挠度进行检测，实现微滴量定量检测的目的。分析讨论影响微滴检测过程的扰动因素，其中采用悬挂机构有效抑制中高频扰动，观察注意到悬架式隔振系统水平方向的微小摆动对检测信号扰动不可忽视。研究中为抑制这种低频扰动对超微量注射检测的影响，设计液体阻尼器并采用增大水平阻尼与转动阻尼的方法使之得到有效地改善；进行皮升级注射量检测试验，结果表明所采用的基于原子力显微镜的超微量注射检测能够实现10～30 pL 微量注射检测。

Select

基于接口的协同仿真技术在动态优化设计中的应用

杜秀菊;贾长治;董兆伟;张庆霞

. 2008, 44(8): 123-131.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

机械系统进行结构动态优化设计的最终目标大多归结为对其进行几何形状的优化，在应用极小值原理对机械结构进行三维形状优化设计时，通常须要使用复杂数值方法才能求解，并且求解的过程相当困难。将先进的协同仿真技术作为一种有效求解工具应用到极小值原理的动态优化设计中，实现对不同设计变量的目标函数的求解。以行星框架为例，采用基于接口的协同仿真技术为求解工具，以行星轮数目为参变量，应用极小值原理对行星框架的几何形状进行动态优化设计，对行星框架的疲劳损伤寿命提供量化数据，为对其进行结构改进提供科学理论依据。

Select

非导电工程陶瓷电火花磨削技术

刘永红;于丽丽;李小朋;纪仁杰

. 2008, 44(8): 132-136.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

开发出双电极同步伺服跟踪电火花磨削新技术，该技术突破了传统的机械磨削和电解电火花机械复合磨削方法，利用导电磨轮与紧贴非导电工程陶瓷工件表面作自动伺服进给运动的薄片辅助电极间的放电实现电火花磨削。对非导电的Al2O3工程陶瓷进行加工试验，给出加工参数如脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电压、峰值电流、磨轮转速以及铜片电极厚度等对材料去除率和表面粗糙度的影响规律关系。试验结果表明，该种新型加工技术具有效率高、表面质量好、成本低和对环境无污染等优点。

Select

板形标准曲线的理论计算方法

刘宏民;丁开荣;李兴东;江光彪

. 2008, 44(8): 137-142.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

联立板形预报模型和板形判别模型，提出板带轧机板形标准曲线的理论计算方法。该理论计算方法的思路和原则是最大限度地消除板凸度并同时兼顾板形良好，最终使板形趋于最好，这种计算方法的目标是实现板形和板凸度的综合最优控制。以1 220 mm五机架带钢冷连轧机和900 mm单机架带钢冷轧机5道次轧制为例，分别对轧制中凸板和中凹板的情况进行计算，计算结果证实了理论分析计算的正确性。这种板形标准曲线的理论计算方法为进一步从理论上定量研究板形标准曲线模型奠定了良好的理论基础。

Select

基于角加速度的复合计算阶次跟踪方法

汤宝平;何启源;魏玉果;邓蕾

. 2008, 44(8): 143-147.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对旋转机械振动信号分析中的计算阶次跟踪方法的局限性，提出基于匀角加速度方程的计算阶次跟踪方法，并将该方法与线性插值、三次样条插值等方法复合在一起，根据旋转机械转角加速度的大小，选择相应的方法进行阶次重采样，实现基于角加速度的复合计算阶次跟踪。在转速变化缓慢时，采用线性插值方法；在转速变化比较大时，采用匀角加速度方程方法；在转速变化剧烈时，采用三次样条插值的方法。复合计算阶次跟踪方法兼顾计算的效率和精度，对某滤波减速器性能试验台中交流伺服电动机在升、降速阶段引起的振动实测试验结果表明了此方法的正确性机可行性。

Select

超薄塑件注塑成形特性的试验研究与数值模拟

宋满仓;刘柱;于同敏;赵丹阳

. 2008, 44(8): 148-151.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

薄壁注塑成形技术具有节约材料、降低成本、减少制品重量和外形尺寸等优点，可促进移动电话等电子产品的迅速发展，特别是超薄塑件的注塑成形技术在微机电领域具有巨大的应用潜力。但随着制品厚度的减小也使注射成形难度加大，填充过程更为复杂，成形特性有待探索。设计制造出可成形超薄塑件的模具，利用正交试验方法(田口方法)进行充模试验和数值模拟技术研究各工艺参数(注射速度、注射压力、熔体温度、注射量和制品厚度等)对超薄塑件注塑成形充模过程的影响。研究结果表明，制品厚度对超薄塑件的填充起决定性作用；注射量及注射速度对超薄塑件注塑成形的填充起主导作用，提高注射速度能大幅度地提高填充率；熔体温度和注射压力相对于注射量和注射速度只起次要作用，但在填充过程中，高的熔体温度和注射压力也是必要的。

Select

带亲水层波纹翅片管换热器析湿工况空气侧换热与压降关联式

马小魁;丁国良;张圆明

. 2008, 44(8): 152-156.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为得到带亲水层波纹翅片的换热器在析湿工况下空气侧的换热和压降关联式，对7个带亲水层波纹翅片管换热器在23个工况下进行了试验研究。根据试验数据，运用多元线形回归方法拟合得到了带亲水层波纹翅片管换热器析湿工况下空气侧的换热和压降关联式。所拟合的换热和压降关联式平均误差分别为6.5%和9.1%，在±15%误差范围内分别能涵盖90.3%和79.2%的试验数据。将新开发的关联式与目前已有的4个换热与压降关联式进行了对比分析，结果表明新的关联式精度明显好于已有的关联式。

Select

金属注射成形烧结工艺的试验与数值模拟

宋久鹏;BARRIERE Thierry;柳葆生;GELIN Jean-Claude

. 2008, 44(8): 157-163.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用粘塑性理论建立烧结过程的本构模型，以316L不锈钢粉末注射成形产品为例，设计出烧结过程中重力作用下弯曲梁试验和膨胀计中的自由烧结试验，分别用于标定本构模型中的粘度模量和烧结应力。通过用户子程序，在有限元求解器Abaqus®上实现数值模拟，预测产品在烧结过程中的收缩和变形。考虑了重力、摩擦以及注射阶段粉末与粘结剂的偏析效应对于烧结工艺的影响，数值模拟结果与试验结果一致。

Select

任意连续梁内力包络图的自动绘制法

陈连

. 2008, 44(8): 164-168.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

根据内力包络图设计梁的断面，可以保证满足安全和经济两方面的要求。但是按传统方法绘制梁的内力包络图手续十分繁琐，对于连续梁之类的多跨梁尤其如此。介绍一种利用奇异函数对连续梁进行力学分析的新方法及其智能分析软件。该方法利用奇异函数与拉普拉斯变换相结合的方法导出连续梁变形和内力的普遍表达式，利用变形和内力的边界条件确定约束反力，然后再在内力普遍表达式的基础上建立一种内力包络图的自动绘制方法。该方法和程序对承受任意恒载和活载、具有任意跨数的连续梁具有普遍的适用性。

Select

运动副间隙对汽车摆振系统非线性动力学行为影响分析

卢剑伟;顾鴃;王其东

. 2008, 44(8): 169-173.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

在前期研究中发现运动副间隙对机构的动力学响应影响显著，因此做出转向系统中的间隙也会对转向摆振系统的响应产生重要影响的推断。为此，将转向梯形机构简化为一个连杆机构，并就机构中运动副间隙对转向系统摆振的影响进行了分析。借助拉格朗日方程建立考虑转向机构运动副间隙的6自由度转向系统摆振动力学模型，基于该摆振模型，应用四阶龙格－库塔法对间隙参数发生变化时摆振系统的响应进行仿真分析。通过仿真分析结果发现：转向机构运动副间隙是诱发转向轮摆振系统混沌运动的重要因素，在摆振系统建模过程中应予以充分考虑；随着运动副间隙增大，转向摆振系统会由周期运动状态经过拟周期运动状态逐渐进入混沌状态，造成摆振运动加剧。相关结论可为转向系统摆振的有效控制奠定理论基础。

Select

基于板料成形数值模拟的冲压模具结构分析方法

张贵宝;陈军;王晓方

. 2008, 44(8): 174-179.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对结构复杂的大型汽车冲压件成形模具，提出一种基于板料成形数值模拟的冲压模具结构分析方法。先通过板料成形数值模拟获得变形板料对模具的作用力，然后在模具结构分析时，将此作用力施加到模具上以代替板料对模具的作用，从而简化模具结构分析模型。论述基于板料成形数值模拟的冲压模具结构分析方法的实现过程以及联系两个过程的关键技术——边界力的映射算法。运用该方法分析双曲底面盒形件拉深成形时模具的受力，并利用自主设计的模具应力采集系统进行试验验证。结果表明，模具上选取的若干特征点的等效应力数值计算结果和实际测量结果吻合良好。

Select

基于共形映射的壁板型材挤压模具型腔建模

胡龙飞;刘全坤;冯秋红

. 2008, 44(8): 180-184.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对复杂铝合金壁板导流模挤压过程中出现的挤压力大、变形不均等缺陷，采用流函数理论建立扁挤压筒型腔到型材出口之间过渡曲面的边界条件。根据复变函数共形映射理论，讨论Schwarz-Christoffel积分变换的正反求解过程；应用Taylor级数凸凹分级展开技术，处理映射精度问题。最终，构造壁板外形单连通域到单位圆周的映射函数，并以此建立壁板挤压模型腔曲面数学方程，利用三维造型软件完成了复杂型材挤压“流线型”过渡曲面的三维建模。

Select

电动车辆用Ni-MH电池智能化充放电控制

谢庆华;卢涌;张琦

. 2008, 44(8): 185-189.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以Ni-MH电池在电动车辆中的应用为目的，论述了电动车辆用Ni-MH电池充放电控制过程的基本原理，阐述Ni-MH电池智能控制系统监测与控制的总体结构和功能流程，根据智能控制原理和专家经验探讨以Ni-MH电池能量合理使用为目的的充放电控制算法，给出电动车辆用大功率Ni-MH电池的充放电特性及其充放电电压、电流、电池温度等对其容量的影响结果。试验结果表明，该控制系统可使Ni-MH电池能量利用率增加20％以上，自适应能力较强、运行可靠，电池寿命也有显著延长。

Select

摩阻材料用亚麻油改性酚醛树脂的试验

陈敏;袁新华;汪建敏;邵美秀;周孔亢;黄国兴

. 2008, 44(8): 190-194.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为得到高性能的摩阻材料，将苯酚和亚麻油在酸性条件下反应，然后在碱性条件下与甲醛反应合成亚麻油改性酚醛树脂。利用红外光谱分析、热分析、力学性能测试等手段研究亚麻油对酚醛树脂的改性作用，并对亚麻油改性酚醛树脂作基体的摩阻材料的摩擦磨损性能和力学性能进行测试。结果显示，改性树脂的耐热性、粘结性和韧性较未改性的树脂得到了提高。改性树脂的切应力为18.5 MPa，冲击强度为120.2 kJ•m–2，洛氏硬度为111.2 HRR；摩阻材料摩擦性能稳定，从热衰退敏感的250～350 ℃温度变化范围内，摩擦因数仅下降了0.03，仍保持在0.39的水平；温度为200 ℃时，磨损率仅为0.30 cm3•N–1•m–1，冲击强度达780 kJ•m–2，洛氏硬度为113.2 HRR。研究表明亚麻油改性酚醛树脂有望成为高性能摩阻材料的树脂基体。

Select

高深宽比微细结构电铸时传质过程数值分析

明平美;朱荻;胡洋洋;曾永彬

. 2008, 44(8): 195-201.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对高深宽比微细结构电铸时存在严重传质受限的问题，以微深槽特征为分析对象建立液相传质两种数学模型——维扩散模型和二维对流—扩散模型，并分别用Matlab专用工具箱和Fluent 6.2流体仿真软件进行数值求解，依次分析以扩散、强制对流－扩散、复合对流(强制对流和自然对流)－扩散等为主导传质模式作用下微细电铸时，流场和离子浓度场的空间变化规律及其对液相传质效果的影响，并进行试验验证。结果表明：微细结构电铸时，单一扩散作用仅能用于深宽比小于2且电流密度小于2 A/dm2的液相传质场合；槽外强制对流只能对深宽比小于2的微槽内电解液产生一定搅拌作用；强化槽内自然对流作用并与槽外强制对流协同配合时，槽(深宽比为5)内可形成独特的单个或多个占据整个槽空间的涡流循环胞，涡流流速约为强制对流流速的1/20～1/2，明显改善传质效果，试验结果与此相印证。

Select

汽车磁流变减振器阻尼特性理论计算与试验

邓志党;高峰;刘献栋;徐国艳

. 2008, 44(8): 202-207.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

从研究的实用性和结构的可行性出发，建立较为精确的磁流变减振器动力学模型是设计控制策略和获得良好控制效果的关键因素之一。根据车辆悬架的各种要求，设计和分析磁流变减振器的各参数对阻尼特性的影响对于现代汽车设计来说是非常必要的。根据汽车减振的要求和磁路设计原则，设计出单输出杆阻尼孔式汽车磁流变减振器。基于流体力学理论和磁流变液流变特性，详细推导出磁流变减振器的阻尼力理论计算模型。对磁流变减振器的阻尼特性进行理论分析和计算，并探讨减振器各结构参数对减振器阻尼特性的影响。最后采用试验测试磁流变减振器的速度特性，得到不同电流输入时阻尼力与速度的关系曲线，试验测试的结果和理论计算基本吻合。采用流体力学理论推导出的磁流变减振器力学模型能为建立减振器控制模型提供可靠的理论指导。

Select

离散事件驱动的可扩展物流仿真技术

项筱洁;余锋杰

. 2008, 44(8): 208-213.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

通过分析仿真方法对于现代物流系统研究的重要性，提出由离散事件驱动、利用虚拟场景建模理论、具有高度可扩展性的物流仿真技术。以运动仿真的动态纠偏和快捷的故障处理为目标，详细介绍状态信息的采集和识别技术、基于工作调度的任务管理机制、真实感渲染环境的建立准则，以及面向对象的可扩展实体建模方法。在此基础上，重点阐述物流作业的离散事件驱动机制、对象行为自治的动态建模策略、时间推进下设备的运动仿真等关键技术，并综合利用高斯积分、弦割法等数值方法给出设备绝对坐标的计算算法。基于可视化技术构建的物流仿真平台具有可扩展性、开放性和通用性等优点，在企业应用中有较好的可行性。

Select

应用方向可调滤波器的车道线识别方法

郭磊;李克强;王建强;连小珉

. 2008, 44(8): 214-218.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

考虑车道线的方向特性，提出一种应用方向可调滤波器的图像预处理方法。在对图像中的车道线方向特性进行分析的基础上，对图像进行分区处理，在每个区域内使用符合该区车道线方向的方向可调滤波器。在车道线初始检测阶段，利用边缘分布函数(Edge distribution function, EDF)确定车道线方向；在车道线跟踪阶段，则把上一轮检测结果作为方向可调滤波器的方向角输入。对比分析表明，该方法能够更加有效地强化车道线信息，去除图像噪声。经过多种工况下的试验验证，应用方向可调滤波器的车道线识别方法能够稳定地对车道线进行识别，准确地提取车道线参数，并且算法实时性很高。

Select

带钢高温态横向瓢曲的理论与试验

张清东;常铁柱;戴江波

. 2008, 44(8): 219-226.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

对连续退火生产线上处于高温态的薄宽带钢的横向瓢曲的生成机理提出一种新的解释，认为传统认知的横向瓢曲是横向温差造成的所谓“热瓢曲”的论断并不正确，带钢横向瓢曲的主因是由于带钢宽向中部局部区域张力集中导致不均匀拉伸变形造成的局部屈曲，即类同于冲压成形中的起皱皱曲变形，并通过解析分析和数值计算研究揭示出带钢横向瓢曲变形过程的力学规律；借鉴YBT试验方法，以冷态下的板料不均匀拉伸试验验证了解析分析方法和数值计算模型的正确性；研究提出了抑制连续退火炉内带钢“热瓢曲”现象的一系列对策措施，用于宝钢股份2#连退机组取得成功。

Select

基于原子力显微镜的线宽粗糙度测量

李洪波;赵学增

. 2008, 44(8): 227-232.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

给出采用原子力显微镜(Atomic force microscope，AFM)测量线宽粗糙度(Line width roughness，LWR)的分析步骤。分析线宽和LWR及其偏差随刻线横截面位置的高度变化的关系，线宽及其偏差和LWR及其偏差随刻线横截面位置的高度值增加而减小。分别采用四种边缘提取算子提取了碳纳米管针尖AFM测量的刻线顶部线宽边缘，计算了刻线顶部线宽和LWR，顶部线宽和LWR测量结果对边缘提取算子不敏感。结合被测单晶硅台阶的顶表面和底表面加工方法，提出采用各扫描线轮廓高度相等的方法校正AFM压电驱动器的z向非线性。比较了采用普通氮化硅探针针尖、超尖针尖以及碳纳米管针尖AFM测量名义线宽为1 000 nm刻线LWR的结果，显示采用三种针尖的LWR测量结果存在差异，但考虑到AFM分辨率，可认为测量结果基本相同。因此，为更精确描述刻线边缘，必须提高AFM分辨率。

Select

电弧气刨过程应力场特点分析

杨建国;胡军峰;方洪渊;万鑫;李光民;张勇

. 2008, 44(8): 233-237.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

建立一个既考虑电弧热作用又考虑材料去除的电弧气刨三维有限元模型，详细分析电弧气刨过程应力场演变及最终残余应力的分布特征，结果表明：应力场的演变过程及最终残余应力的分布和平板焊接过程的较为相似。在电弧气刨过程中，由于电弧强烈的热作用，导致金属材料的热胀冷缩，在坡口附近的一圈薄层中出现很高的拉应力，纵向应力远大于横向应力，且存在三向拉应力的集中，这对电弧气刨的工程应用有相当不利的影响。在此基础上，进一步建立考虑初始应力场的电弧气刨应力场分析模型，揭示出电弧气刨对板材初始应力的影响机理。

Select

正火显微组织对汽车齿轮钢加工表面微变形的影响

季长涛;董怀雨;王淮;刘云旭

. 2008, 44(8): 238-241.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

汽车变速箱齿轮经正火切削加工并渗碳处理后，在装机运行过程中产生噪声而影响齿轮使用寿命。针对这一问题，研究两种不同正火工艺获得的不同显微组织，并对相同条件下切削加工和表面抛光后的表面微变形进行测试，分析微变形量不同的原因。研究结果表明，汽车变速箱齿轮早期产生噪声主要是由齿轮钢件正火后在切削加工过程中产生内应力而引发的变形引起的，因此建议汽车齿轮坯采用锻造余热等温正火工艺，以减小变形对工件运行造成的摩擦。

Select

车间调度问题及其进化算法分析

苏子林

. 2008, 44(8): 242-247.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了研究车间调度问题，分析调度过程和调度结果，提出最小化空闲时间处理过程和不同空闲时间处理顺序规则。根据最小化空闲时间处理过程，设计进化算法的初始种群生成过程、重组算子和变异算子。为保持种群的多样性，在选择算子中引入广义海明距离，在总体流程中加入种群修正过程。经典的调度基准问题试验表明：最小化空闲时间处理过程高效可靠；进化算法能缩小搜索空间、提高搜索效率和避免早熟收敛现象，稳定可靠。

Select

大型刚体调姿系统最优时间轨迹规划

张斌;方强;柯映林

. 2008, 44(8): 248-252.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究基于三坐标支撑柱的大型刚体位姿调整系统。系统可等效为6自由度冗余驱动并联机构，动平台初始位姿和目标位姿已知，而运动时间和路径不确定。为了使支撑柱运动平稳并提高调姿精度,在考虑工程实际中的关节驱动力约束和驱动速度约束的基础上，提出一种最优时间轨迹规划算法。首先运用冗余驱动并联机构的分析方法建立该系统的运动学和动力学模型，并通过Moore-Penrose广义逆矩阵得到关节驱动力的最小范数解，然后以时间为参数，运用5次多项式拟合调姿物体的位姿变化轨迹，再通过二分法求解出满足关节空间约束的最优调姿时间，从而生成相应的关节运动轨迹。仿真结果表明算法只需经过较少次迭代就能获得理想的调姿运动轨迹。总之，该轨迹规划方法是有效的。

Select

新型阻尼器的力学建模与试验

贾九红;华宏星

. 2008, 44(8): 253-256.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对舰艇管路系统抗冲击的特殊要求，设计一种容量大、能量吸收率高的新型阻尼器，根据新型阻尼器结构的几何特征用数学的方法推导其力学模型，并由跌落试验进行验证。该力学模型中的参数由数值模拟阻尼力假定为常数的新型阻尼器和跌落台构成的单自由度系统确定，通过对新型阻尼器的跌落试验选用三个不同冲击速度时的阻尼力－速度曲线对模型参数已知的力学模型进行验证。将试验测得地阻尼力－速度曲线与该力学模型理论预测地阻尼力－速度曲线比较发现，二者吻合得很好，从而验证了该力学模型的可靠性。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2008年, 第44卷, 第8期　
刊出日期：2008-08-15

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

2008年, 第44卷, 第8期 刊出日期：2008-08-15

2008年, 第44卷, 第8期　
刊出日期：2008-08-15