2010年, 第46卷, 第10期　
刊出日期：2010-05-20

  

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  基于遗传算法和分割逼近法精确计算复杂曲面轮廓度误差

  廖平

  . 2010, 46(10): 1-7.

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  在超精密复杂零件加工与检测技术中，高精度轮廓度误差的评估方法一直是一个研究重点。在分析研究现状基础上，阐明精确计算复杂曲面轮廓度误差需要解决的关键问题，阐述复杂曲面轮廓度误差定义，建立复杂曲面轮廓度误差的数学模型。在分析基于NURBS描述复杂曲面特点基础上，提出分割逼近法计算测点到曲面的最小距离快速简便算法。分析传统遗传算法存在计算精度与编码长度、计算工作量之间的矛盾，提出改进型归一化实数编码的遗传算法，建立相应的交叉算子和变异算子，确立分割逼近法和归一化实数值编码遗传算法相结合计算复杂曲面轮廓度误差的具体步骤。该算法易于计算机实现，且计算精确度高，可以达到任意给定的精度，非常适用于三坐标测量机。
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  基于单一轴向磁化的钢管高速漏磁检测方法

  孙燕华;康宜华;石晓鹏

  . 2010, 46(10): 8-13.

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  介绍现有复合磁化漏磁检测方法与装置并分析其局限性：相对螺旋推进的扫查探伤方式限制探伤速度，也难以完成不宜作旋转运动或带直线焊缝的钢管的检测。针对此问题，通过有限元仿真和试验的方法，发现并证实单一轴向磁化下检测钢管上任意方向伤的可能性，尤其是探测钢管上平行于轴向磁感应场的纵向伤的可行性，使得相对直线扫查的探伤成为可能。研究在单一轴向磁化下钢管上纵、横向伤检测信号的特征及其归一化判断；提出一种无需检测探头或钢管旋转的漏磁检测方法并研制出相应的探伤装置，解决无缝钢管生产线上的高速或超高速探伤问题，尤其是自身难以作螺旋推进运动的如连续油管等钢管及焊缝管的直线焊缝上缺陷的快速探伤；同时简化统一传统漏磁检测方法，降低设备成本。
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  基于误差灵敏度的静电刚度式谐振微加速度计频率鲁棒性设计

  周吴;何晓平;苏伟;张凤田;李柏林

  . 2010, 46(10): 14-18.

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  运用误差灵敏度分析理论对静电刚度式谐振微加速度计在工艺误差下的初始谐振频率进行鲁棒性设计，通过解析法建立频率鲁棒条件下的机电耦合参数关系，指出合理的机械结构尺寸关系与合理的静电场电压调节都可以提高加速度计的频率鲁棒性，从而大大地降低结构设计难度与工艺加工要求；根据静电刚度式谐振微加速度计的刚度耦合特性及微加工工艺的不成熟性，频率的鲁棒性是通过驱动电路电压调节来实现的，从而说明了在微电子机械系统中，由工艺误差所引起的器件性能波动可以通过适当的电路调节进行补偿；运用硅微键合工艺与深反应离子刻蚀技术加工出加速度计的谐振器结构，将结构尺寸代入参数关系式中，得出保证频率鲁棒性的外加检测电压为1.37 V。
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  柔性坐标测量机空间误差模型研究

  郑大腾;费业泰

  . 2010, 46(10): 19-24.

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  为了进一步提高柔性坐标测量机的测量精度，针对基于D-H方法的误差模型设计缺陷，提出基于泛函网络的空间误差模型设计方法。在介绍目前国内外常用D-H测量模型和误差模型的基础上，详细给出柔性坐标测量机泛函网络拓扑结构的设计过程，讨论基函数的选择问题，研究泛函网络的逼近算法，并通过800 mm标准量块进行标定试验。精度测试结果表明，基于泛函网络方法建立的误差模型所得出的800 mm量块长度测量误差远远低于基于D-H方法建立的误差模型测量误差，从而验证误差模型及逼近算法的有效性。
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  基于激光干涉仪的测量机几何误差检定技术

  朱嘉;李醒飞;谭文斌;向红标;陈诚

  . 2010, 46(10): 25-30.

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  误差补偿技术是提高测量机精度的一项重要技术，其内容包括误差模型的建立、误差检定和误差补偿。针对一种特定结构形式的测量机建立其包含13项原始几何误差的误差补偿数学模型，提出基于激光干涉仪的，针对包括定位误差、直线度运动误差、角运动误差和垂直度误差在内的测量机各单项几何误差的检定方法，并通过数学模型对测量机的测量误差作补偿，由此生成的误差检定模块还可以嵌入到测量机软件中，实现对测量机几何误差的快速检定和反复检定。试验表明，经误差补偿，测量机单轴在176 mm测量范围内的最大测量误差由补偿前的0.139 9 mm减小为0.001 7 mm。利用该方法检定测量机的几何误差并作误差补偿能够有效地提高测量机精度。
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  板料冲压成形工艺与模具设计制造中的若干前沿技术

  李光耀;王琥;杨旭静;郑刚

  . 2010, 46(10): 31-39.

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  板料成形技术是最重要的金属成形方法之一，广泛应用于工业领域。因此，成形制造技术及装备水平已成为衡量一个国家制造水平的重要标志，在很大程度上决定产品的质量、效益和开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。结合相关研究领域的发展趋势和最新研究成果及其工业应用，针对目前板料成形技术发展现状，提出板料冲压成形工艺与模具技术的若干发展前沿问题。包括冲压过程仿真模拟中的新理论和新方法、高性能材料参数反求技术、冲压工艺设计中的优化理论和方法、基于CAE技术的冲压新工艺、模具型面数字化制造技术以及模具表面磨损预测和寿命控制方法。通过对这些新理论、新方法和新技术的分析，重点阐述其重要性以及可能取得的进展和预期效果。
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  拔长过程有限元模拟的新方法

  陈文;崔振山

  . 2010, 46(10): 40-46.

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  拔长工序通常包含多个道次且每个道次中包含多次压下，采用常规有限元法模拟拔长过程的计算时间往往很长，限制了有限元模拟在拔长工艺优化设计中的应用。为提高拔长过程有限元模拟的计算效率，根据坯料局部变形的特点，提出一种刚性端自由度缩减方法：通过有限元总体平衡方程组的变换，分别对各组刚性端自由度进行缩减，以减少平衡方程组的阶数。同时还提出选取刚性端自由度的算法，并通过数值试验给出算法关键参数的取值。将此方法应用于自主开发的三维热力耦合刚粘塑性有限元程序中。分别采用此方法和常规有限元法对正八角形截面坯料的一个拔长道次进行模拟，预测拔长过程中的载荷以及道次结束后坯料的等效应变和温度分布，比较分别采用两种方法进行模拟所需的计算时间。计算结果验证了此方法的有效性。
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  自由梁对简支梁的多次弹塑性撞击

  刘中华;尹晓春

  . 2010, 46(10): 47-53.

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  提出一种将局部弹塑性接触模型与有限差分法相结合，用来研究梁—梁多次弹塑性撞击问题的多次接触撞击分离方法(Multiple contact impact separation，MCIS)。将单轴压缩弹塑性接触变形模型加以推广，应用于多次弹塑性加卸载过程，并采用有限差分方法求解动力学方程组，完整地模拟自由梁与简支梁正交撞击全过程的各次弹塑性撞击。通过与理想刚塑性模型和三维有限元法的对比研究，表明MCIS方法的计算结果可靠，计算效率高。研究发现，梁—梁多次弹塑性撞击现象是由撞击变形响应造成的，它是局部接触变形和结构整体变形相互耦合作用的结果，具有明显的分区特征。另外，相对于第一次撞击，后续撞击过程中的撞击力、撞击冲量和撞击能量损失均是不可忽略的，说明柔性结构的多次弹塑性撞击现象应该予以足够的重视。
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  复合型裂纹系统能量变化的仿真分析及同I型裂纹系统能量的比较

  李成;铁瑛;郑艳萍

  . 2010, 46(10): 54-58.

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  针对工程实际上更为常见的复合型裂纹，建立基于弹性断裂理论和复变函数理论的能量计算模型。研究裂纹扩展过程中，系统能量在各种相关因素影响下的变化规律。以I、II型复合裂纹为例，采用能量释放率理论对外荷载、裂纹所处角度及裂纹的几何尺寸等因素对系统能量的影响进行全面的仿真计算。同时，基于复合裂纹与I型裂纹在裂纹转动角度上的不同，对复合型裂纹和I型裂纹系统能量的变化进行比较。结果表明：系统能量随着外荷载和裂纹所处角度的增加而增大；随着裂纹长度增大而减小。当外荷载、裂纹长度为零时，系统能量也为零。当裂纹由I型裂纹产生一个转动角度时，系统能量是增加的。在同样的荷载条件、边界条件进行分析，具有转动角的复合型裂纹能量较I型裂纹的系统能量大。
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  高合金钢表面热锻开裂行为的物理模拟与数值模拟

  官英平;王振华;赵德利;张国利;傅万堂

  . 2010, 46(10): 59-63.

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  为提升我国重型装备水平，优化高合金钢大型锻件的热加工工艺、加强其组织与性能控制，用数值模拟方法对一种高合金钢裙状试样和圆柱试样在热压缩变形过程中的表面开裂行为进行研究，通过物理模拟方法和显微组织观察对数值模拟结果进行了验证，分析裙试样和圆柱试样在热压变形时的开裂倾向，并讨论裙状试样形状尺寸对其侧表面热变形开裂难易程度的影响。结果表明，热压变形时，在工艺参数相同的条件下，与圆柱试样相比裂纹更易于在裙状试样侧表面半高处产生；将适于冷变形开裂的损伤标准与热变形过程中的动态组织变化结合起来，可以较好地预测高合金钢热锻表面开裂的行为；采用尺寸优化后的裙状试样进行物理模拟，能够更方便地获得高合金钢表面的热锻开裂情况。
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  循环载荷下热疲劳裂纹的应力强度因子

  王世杰;闫明;佟玲;刘 勤

  . 2010, 46(10): 64-68.

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  为揭示循环温度载荷对热疲劳裂纹应力强度因子的影响规律，考虑材料的多线性塑性随动强化性质，用有限元法计算多种循环载荷作用下裂尖点的应力－应变和热疲劳裂纹的应力强度因子。该应力强度因子值由裂尖附近压缩塑性应变的累积量决定。压缩塑性应变对温度载荷的作用次序敏感，因此应力强度因子也受到温度载荷的作用次序的影响。恒温度幅循环条件下，如果不考虑裂纹扩展，热疲劳裂纹的应力强度因子不随循环次数变化。变温度幅循环条件下，低温循环不会影响其后的高温循环应力强度因子；高温循环却影响其后的低温循环应力强度因子，并使得低温循环的应力强度因子与高温循环的应力强度因子相同，因此突发的高温载荷严重威胁高温构件的寿命。热疲劳裂纹扩展试验证明了有限元计算结果的正确性。
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  四辊轧机辊系偏移距机理的不确定性和微尺度静定性

  申光宪;李明;史荣;柳本润

  . 2010, 46(10): 69-74.

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  生产板带的四辊轧机辊系，普遍设置偏移距求得轧辊间平行定位及其稳定以防止辊间交叉，成为四辊轧机辊系平行定位机理编入轧机教科书及参考书中。近代相继出现的现代四辊轧机辊系都设置偏移距，但未能保证其机理的确定性，辊间动态交叉现象的发生屡禁不止，引发超大轴向力损坏推力滚动轴承或生成轧制支反力偏差破坏板形控制的稳定性。设置偏移距3 mm的高速铝箔四辊轧机轴向力在线检测试验，揭示轧制过程中工作辊与支承辊之间发生规律性动态交叉现象。轧制中轧辊之间的动态交叉行为，与轴承座和机架窗口立柱间微小间隙大小相对应，只限于轧机的交叉角β0.05°区间，远小于交叉(Pair cross，PC)轧机的交叉角(β=1°～1.5°)，但派生的轴向力超出额定值的3倍以上。四辊轧机模拟辊系偏移距静态零调试验，探明轧辊间初始安装位置不变没有轧辊的水平位移。辊间动态交叉现象和静态水平位移为零的两种结果，揭示出设置偏移距机理的不确定性，不能用于四辊轧机辊系平行定位及稳定性设计。
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  低匹配对接接头的“等承载”设计及拉伸疲劳行为

  赵智力;方洪渊;杨建国;胡继超

  . 2010, 46(10): 75-80.

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  为提高高强钢低匹配接头的承载能力，以“等承载能力”(Equal load-carrying capacity, ELCC)(即焊缝与母材承载能力相等)为原则，进行对接接头的形状参数设计。有限元计算表明，ELCC设计使对接接头焊缝区域(包括焊趾和焊根)应力应变显著降低，低强焊缝的承载能力提高。试验结果表明，ELCC对接接头强度可基本达到母材抗拉强度；在高应力区，ELCC对接接头疲劳强度与削平等匹配接头非常接近，在低应力区，随匹配比降低ELCC对接接头疲劳寿命有所降低；0.57屈服强度匹配比的ELCC对接接头对应1×107循环的疲劳强度较焊态等匹配对接接头提高约115%，可达到0.96匹配比削平对接接头的80%。ELCC设计克服低匹配接头承载能力低的不足，并且可在较大范围内选择匹配比而不必降低应用应力。
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  混沌理论在汽车非线性系统中的应用进展

  吴光强;盛云

  . 2010, 46(10): 81-87.

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  随着社会和科学技术的发展，非线性系统动力学问题的研究越显重要，其研究目的就是利用非线性动力学理论，阐明复杂力学现象的机理，研究在不同的初始条件和系统参数改变的情况下，系统的定性和定量变化规律。汽车作为一种工业产品的高度集成，其非线性因素无所不在，其中，又以行驶动力学中的非线性特征最为显著，其非线性因素主要集中在座椅、悬架和轮胎。目前，关于汽车行驶非线性动力学的混沌已有研究；另一方面，混沌理论也可用于汽车混沌振动信号的分离与检测。混沌的研究方法包括数值法、解析法以及统计描述法，而由于混沌运动的高度复杂性，大多数的研究都是以数值法为主。大量研究表明：汽车非线性系统具有非常丰富和复杂的动力学现象，即使最简单的单自由度汽车非线性垂向振动系统也可能出现混沌运动。并对一些近期值得关注的研究进行展望。
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  汽车车外噪声预测的统计能量分析方法

  陈书明;王登峰;刘波;周舟;赵雪梅

  . 2010, 46(10): 88-94.

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  为了对车外噪声进行预测，提出一种基于统计能量分析(Statistical energy analysis, SEA)原理分析预测车外噪声的新方法，建立包含47个车身结构和车外声腔子系统的车外噪声分析预测SEA模型，采用理论计算方法确定各形状规则子系统的模态密度与内损耗因子，对车门等复杂车身结构子系统的模态密度与内损耗因子进行试验测试，计算线连接、面连接子系统间的耦合损耗因子。确定所研究车型55 km/h的车速作为车外噪声预测的计算工况，通过试验测量动力总成悬置振动和路面随机输入对车身的激励，并在半消声室内对发动机舱辐射的声激励进行测试，建立被试轿车的计算流体动力学(Computational fluid dynamics, CFD)模型，对车外噪声预测工况下车身外表面的风压激励进行仿真计算。利用参数化及施加激励后的车外噪声SEA预测模型进行车外噪声的分析预测，并与试验结果进行对比，结果表明预测结果与试验结果间的差值小于2 dB(A)，相对误差小于2.7%，从而验证了所提出的车外噪声预测方法的有效性，该方法能够满足工程上在汽车产品开发设计阶段对车外噪声分析预测的要求。进一步分析不同截面形状的预测声腔及声腔厚度变化对车外噪声预测结果的影响。结果表明，随着预测声腔厚度的增大，声压级逐渐减小，不同截面形状的预测声腔对车外噪声预测结果影响较小。
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  车轮滑动时钢轨热弹塑性有限元分析

  李伟;温泽峰;吴磊;金学松

  . 2010, 46(10): 95-101.

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  利用有限元分析软件ABAQUS建立轮轨接触热弹塑性平面应变热机耦合有限元模型。模型中，材料本构采用的是双线性塑性模型，考虑轮轨自由表面与环境的热对流的影响和温度对材料参数的影响，通过移动边界条件模拟轮轨接触区的移动。分析车轮滑动时不同摩擦因数和轴重对钢轨温度场和残余应力分布的影响。计算结果表明，钢轨表面最高接触温升发生在接触斑中心后半轴靠近边缘处，温升主要分布在接触表面大约1.6 mm的深度范围，钢轨表层最大Von Mises等效应力发生在离钢轨表面大约0.2 mm的次表面；残余应力应变的影响主要在钢轨表面大约10 mm范围内，在钢轨表面考虑热影响时残余应力比不考虑热影响的大；考虑热影响时钢轨表层的温度随摩擦因数和轴重的增大而增大，钢轨表层残余应力也随着摩擦因数的增大而增大，而轴重对钢轨表面残余应力影响不明显，而在次表层影响很大。
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  人—车闭环操纵稳定性综合评价及其虚拟样机实现

  黄建兴;赵又群

  . 2010, 46(10): 102-108.

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  针对人—车闭环操纵稳定性综合评价方法中采取指标权重为1的主观赋值法易造成评价不合理，提出一种人—车闭环操纵稳定性综合评价指标权重确定方法。引入各单项指标之间的序关系，很好地体现出各指标之间的关联，完善整个评价体系。在此基础上，介绍虚拟样机技术评价人—车闭环操纵稳定性的一般流程，探索人—车闭环操纵稳定性综合评价理论在虚拟样机ADAMS上的实现，对某车的操纵稳定性进行评价，初步实现综合评价方法在工程中的应用。研究路面附着状况和驾驶员反应对综合评价指标的影响，分析在土路和沥青路面两种附着条件下各单项指标和综合评价指标随车速的变化规律，找出具有较好操纵稳定性的适宜车速区间。结果表明该评价方法合理、有效、易于计算且具有一定的推广性，能直观地反映汽车的操纵稳定性，可为车辆操纵稳定性评价分析和设计提供参考，也是汽车安全行驶的一种指导方法。
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  高速动车组轴箱弹簧载荷动态特性

  任尊松;孙守光;李强

  . 2010, 46(10): 109-115.

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  国内目前动车组最高运行速度已达到350 km/h。在研究高速动车组轴箱弹簧载荷测试技术基础上，对某型高速动车组动力和非动力转向架轴箱弹簧力进行连续10天的线路测试，总测试里程约为11 000 km。获得轴箱弹簧力动态特性，给出典型工况下弹簧的载荷时间历程，抽样分析高速直线、曲线、道岔、进出车站、进出车库以及制动等典型运用工况下的弹簧载荷特性，并在统计基础上给出弹簧一定运用里程下的弹簧载荷谱以确定载荷出现幅值、次数与测试里程之间关系。研究结果表明，高速动车组载荷特性与运用线路等级密切相关，且弹簧载荷最大值一般出现在等级更差的进出车库、车站以及联络线区段，测试得到的最大轴箱弹簧动态载荷系数为0.28；频域分析结果表明，高速线路区段弹簧力有1.1 Hz左右的稳定振动频率，即该测试线路区段存在波长为100 m左右的轨道高低不平顺激扰；另外，高速时由于车轮转动引起的弹簧低幅值动态力的主频率为一般为11 Hz。研究结果可用于指导转向架设计以及相关理论研究等。
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  基于加速度反馈的任意道路和车速跟随控制驾驶员模型

  丁海涛;郭孔辉;李飞;张建伟

  . 2010, 46(10): 116-120.

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  建立一个高效的能够适应复杂汽车行驶工况的驾驶员模型是进行“人—车—路”闭环仿真的关键。利用离散的数表方式对驾驶员跟随的任意道路路径和车速进行描述。以此为基础，提出任意路径下的预瞄点搜索算法，使“预瞄—跟随”驾驶员建模理论可应用于任意道路路径和车速的跟随控制。根据车速变化不断更新侧向加速度增益，实现驾驶员模型方向控制和速度控制的解耦。通过引入加速度反馈，建立一个简单而有效的跟随任意道路路径和车速的方向与速度综合控制驾驶员模型。仿真表明该驾驶员模型具有良好的路径与车速跟随精度。
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  Peukert方程的适用性分析及基于二阶段放电法的Peukert模型修正

  仝猛;卢兰光;欧阳明高;邵静玥;李哲;王瑛;王斌;林庆峰;赵伟

  . 2010, 46(10): 121-125.

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  基于铅酸电池试验的Peukert方程(Peukert equation, PE)提供一个修正电流倍率影响的经验模型。但该模型的试验及应用中，存在混淆电荷损失及剩余电荷量的问题。采用二阶段放电试验方法来建立修正的Peukert模型，即对于每种倍率分别进行两个阶段的恒流放电：特定倍率放电到截至电压—静置—标准倍率放电到截至电压(CC-OC-CC)。依据两个阶段放电的总电荷量(最大可用电荷量)而非第一阶段的电荷量(可用电荷量)去建立修正的Peukert方程(PE3)。该方程(PE3)反映了倍率与电荷损耗(库仑效率)之间的关系，排除了剩余电荷量的影响，更适合于动态工况下的荷电状态(State of charge，SOC)估计。另外磷酸铁锂电池试验表明剩余电荷量与电流倍率的关系规律性更强，更符合Peukert形式的方程(PE2)，与铅酸电池Peukert模型的扩散机理一致，故剩余电荷量也可据此估计。
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  多轴独立电驱动混合动力车整车控制系统的开发

  范晶晶;罗禹贡;李克强

  . 2010, 46(10): 126-131.

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  为有效解决多轴独立电驱动混合动力车辆控制技术的难题，包括如何解决整车驱动功率急剧变化与特殊用电设备稳压要求的矛盾，以及如何兼顾多轴独立电驱动系统的经济性、动力性和通过性，提出一种多轴独立电驱动混合动力车的整车分层式控制系统结构方案。在该系统中，采用整车功率跟随式能量管理策略，重点研究稳压型APU变增益PID控制策略和多轴独立电驱动多目标驱动力控制策略，并通过前向仿真系统和实车试验对其进行验证与评价。仿真和实车试验结果表明，该整车控制系统能够有效地对车辆进行控制，在实现各项功能的情况下，稳压型APU控制系统能保证在大功率波动的情况下电压波动在3%之内，多目标驱动力控制策略在提高车辆机动性的同时将电动机驱动系统的效率提高约4%。
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  风力机翼型参数化表达及收敛特性

  陈进;张石强;EECEN P J;王旭东

  . 2010, 46(10): 132-138.

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  为了扩展出新的风力机翼型型线和建立便于优化统一的数学模型，基于儒可夫斯基保角变换理论和西奥道生法，提出一种通用的翼型形状参数化集成表达函数(形状函数)，分析并推导生成翼型的控制条件方程，研究翼型设计空间覆盖特性情况。以FX66-S196-V1翼型为例，研究应用参数化集成方法生成的不同阶次拟合翼型的几何收敛特性和空气动力收敛特性，随着拟合阶次的增加，拟合翼型的几何坐标和气动性能结果向原翼型逐渐逼近，其11阶拟合翼型的气动特性能够很好的吻合原翼型。在相同工况下11阶拟合翼型升力特性、阻力特性结果与该翼型试验数据的误差很小，可以利用11阶拟合翼型代替原翼型进行风力机的设计和分析，并总结不同翼型参数化集成表达的最低拟合阶数。
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  两级单螺杆膨胀机空气动力系统性能研究

  何为;吴玉庭;马重芳;马国远

  . 2010, 46(10): 139-143.

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  为了克服单螺杆气动汽车发动机单级动力系统能量利用率低的缺陷，应用热力学理论对压缩空气两级动力系统性能进行研究，采用变尺度数学优化算法建立数学模型，对两级系统的级间分配进行优化，并通过编程计算，对其获得的级间膨胀比优化结果进行验证，分析系统总效率和加热温度等因素对系统动力性能参数——总输出功和气耗率的影响。理论研究结果表明，储气压力30 MPa，储气容积300 L的两级系统，当各级入口温度相同时，其最优膨胀比组合为10∶7，此外，9∶7和9∶8也可作为优化膨胀比；系统效率和加热温度越高，系统的总输出功也越大，气耗率与之相反。证明采用两级系统并结合级间加热方式时可以大大改善系统的性能。
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  采用双圆弧加直线单元组合型线的涡旋压缩机理论及试验研究

  王国梁

  . 2010, 46(10): 144-147.

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  在对国内外现有涡旋压缩机型线种类进行研究的基础上，提出一种新的涡圈型线的组合形式——单元组合形式，进而提出一种能够满足该形式的双圆弧加直线单元组合型线，该型线由若干相似单元组成，每一单元由大圆弧、小圆弧和直线构成。建立该型线的基本几何理论，推导工作腔容积，研究工作腔容积变化规律。研制开发具有该型线的车用空调涡旋压缩机，并进行变转速性能试验。试验结果显示：在相同的涡盘外形尺寸的情况下，与传统的圆渐开线型线相比，采用该单元组合型线的涡旋压缩机具有更大的制冷量和性能系数(Coefficient of performance, COP)。
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  高压断路器液压操动机构特性分析

  刘伟;徐兵;杨华勇;伍中宇

  . 2010, 46(10): 148-155.

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  高压断路器是电力系统的重要控制和保护装置，而液压操动机构是断路器的核心部件之一。液压操动机构具有高压高速大流量性、长期等待性及高可靠性等特点。分析550 kV SF6高压断路器液压操动机构的分合闸运动特性，建立电磁铁、高速大流量控制阀和液压缸等仿真模型，对液压机构多级控制阀的响应时间、分合闸速度特性和管路损失等进行仿真分析。讨论管路损失、结构和系统参数等对液压机构特性的影响，并通过试验测试阀腔内油压、液压缸位移速度等特性，证明仿真模型的准确性，为液压操动机构性能的优化提供依据。
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  指尖密封性能优化的一种新方法

  张延超;陈国定;周连杰;罗健

  . 2010, 46(10): 156-163.

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  指尖密封优化设计中存在着泄漏与磨损改善相互矛盾的问题，利用一般多目标优化方法解决这一特殊矛盾，存在着对优化结果的决策问题，迄今为止，这一问题还没有得到很好解决，成为制约指尖密封工程应用的一个重要原因。为此，将Nash平衡博弈理论应用到指尖密封的优化过程中，提出基于Nash平衡理论的指尖密封性能多目标优化新方法，采用BP神经网络模型获得指尖密封性能优化目标与优化设计变量之间的映射关系，利用遗传算法对基于Nash平衡博弈理论的优化算法进行求解，将计算结果与利用加权平均优化方法获得的结果进行对比分析，并进行试验研究。计算和试验分析结果表明：基于Nash平衡博弈理论的指尖密封性能优化方法具有较好的自适应决策能力，与加权平均优化方法相比，降低了决策难度；依此优化方法获得的指尖密封结构，与其他指尖密封结构相比较，其泄漏与磨损性能都得到改善，具有较好的综合性能。对于指尖密封多目标优化设计而言，基于Nash平衡博弈理论的优化方法是一种有价值的新方法。
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  基于干扰观测器的舰船运动模拟器非线性控制

  皮阳军;王宣银;李强;程佳

  . 2010, 46(10): 164-169.

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  舰船运动模拟器在使用中会受到来自被测设备的干扰力，该干扰力对模拟器的精确控制存在较大影响。针对此问题，根据系统动力学模型，提出一种自适应干扰观测器，在线观测模拟器所受干扰力，并在控制器中进行补偿。分析液压驱动的舰船运动模拟器在精确控制中的困难，使用鲁棒控制器克服参数不确定性和未建模不确定性引起的干扰。利用反步法推导出综合非线性控制器，并通过Lyapunov方法证明了该控制器是渐近稳定的。试验证明，该控制器在存在较大外干扰情况下能够平稳运行，且与普通比例积分微分(Proportional integration differential, PID)算法相比，有效地提高了系统的动态跟踪性能。
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  基于温度体动网格方法的微弯薄翼振动问题

  陈炎;曹树良;祝宝山;梁开洪

  . 2010, 46(10): 170-175.

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  为研究微弯薄翼转轮在运行过程中存在的振动问题，发展基于温度体动网格模型的流固耦合算法。流体控制方程采用任意拉格朗日—欧拉方法描述下的基于特征线方程的分离算法求解，时间域采用特征线方程进行离散，动量方程采用非增量型分离算法求解。在每个时间步上采用温度体模型生成动态网格，并传递边界条件。温度体动网格方法将边界处的节点位移映射为求解域的温度边界条件，采用固体导热方程作为控制方程求解得到内部节点温度，并将其作为节点的动态位移。数值方法模拟转轮运行在工作攻角时，翼型振动存在的连锁区域。并对连锁区域的范围，涡脱落特性和翼型发生自激振动的可能性进行研究。作为对试验数据的补充，数值模拟还预测了运行在工作攻角附近情况下的连锁区域。
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  基于序列Shepard插值的结构可靠性分析

  张峰;吕震宙;赵新攀

  . 2010, 46(10): 176-181.

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  针对隐式极限状态方程，提出一种基于序列Shepard插值的结构可靠性分析方法。该方法先通过Hammersly点集产生具有一致分布特性的试验点，然后基于这些试验点，对来自重要概率密度函数的样本采用Shepard插值方法来预测其响应值，并估算结构失效概率。在抽样过程中，寻找当前最可能失效点，作为下次试验的点集中心和重要抽样函数的密度中心。与蒙特卡洛法相比，数值算例显示基于序列Shepard插值的结构可靠性分析方法具有更高的计算效率。某型飞机内襟翼结构可靠性分析验证了该方法的工程适用性。
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  步进应力加速寿命试验方案优化设计理论与方法

  陈文华;刘俊俊;潘骏;高亮;贺青川

  . 2010, 46(10): 182-187.

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  为进一步缩短试验时间，实现产品可靠性的快速评定，在恒定应力加速寿命试验方案优化设计的基础上，根据所提出的加速寿命试验方案优化设计的准则和方法，以产品在正常工作应力水平时寿命估计值的方差最小为目标，以各试验应力水平和应力转换时间为设计变量，应用极大似然估计理论和Nelson累积失效模型，建立步进应力加速寿命试验方案优化设计的数学模型。对电连接器步进应力加速寿命试验方案优化设计的结果表明，经过优化后的步进应力加速寿命试验方案与恒定应力方案相比，在试验数据的统计精度基本持平的情况下，试验所需的样本数量可减少2/5，试验的耗费时间可缩短约1/3。
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  机械零部件的动态可靠性灵敏度分析

  王新刚;张义民;王宝艳

  . 2010, 46(10): 188-193.

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  传统的零部件可靠性模型不能很好地反映变幅随机载荷和强度退化对可靠性的影响，忽略可靠度和失效率随使用时间的变化规律。研究机械零件强度、载荷和可靠度随时间的变化规律，运用随机过程和顺序统计理论建立考虑变幅随机载荷和强度退化下机械零件的动态可靠性功能方程模型，利用二阶矩和摄动方法求出机械零部件的动态可靠性指标，并计算出零部件的动态可靠度。以建立的动态可靠性数学模型为基础，将可靠性设计理论与灵敏度分析方法相结合，提出动态可靠性灵敏度设计的计算方法，讨论动态可靠性灵敏度设计问题，以扭杆为例，给出各参数动态可靠性灵敏度的变化规律，分析设计参数的改变对扭杆可靠性的影响，为机械零部件的动态可靠性设计和动态灵敏度设计提供理论依据。
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  加速疲劳试验谱块的高载循环丢失问题及其解决方法

  蒋荟

  . 2010, 46(10): 194-198.

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  在基于飞参数据的飞机重心过载试验谱编制过程中，载荷分级和周期减缩共同作用可能造成部分载荷循环丢失。这些丢失的循环一般幅值较大，来自严重飞行载荷，其取舍对机体结构损伤影响严重，应当采取必要措施予以弥补。在研究两种诱因对循环丢失影响的基础上，提出一种长短周期相结合的试验谱制作方法：先用平均单次飞行时间制作基本周期谱块，并参照严重载荷出现规律确定长周期，依据长周期进行周期延拓制作出延拓谱，再用延拓周期进行一次减缩，从而找回绝大部分丢失的载荷循环，以合理的方式添加到延拓谱中，构成加速试验周期谱块。该方法不仅较好地解决了试验谱制作过程中出现的载荷循环丢失问题和加载周期长短难以兼顾的矛盾，计算结果还表明，该方法得到的谱损伤与原谱损伤的误差在可接受范围内，优于一般的试验谱块。