2010年, 第46卷, 第14期　
刊出日期：2010-07-20

  

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论文
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  机械制造领域测量技术的发展研究

  裘祖荣;石照耀;李岩

  . 2010, 46(14): 1-11.

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  介绍机械制造中测量学科的内涵和组成，指出测试计量技术是机械制造领域不可或缺的重要组成部分，是机械科学研究和先进制造的眼睛；机械制造中的应用和创新需求，决定着测量技术领域的主要研究内容和发展方向。随着近几年世界经济格局的变化和我国经济技术高速发展的趋势，测量技术的先进程度将成为我国未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键。基于国际、国内机械制造领域测量技术近几年的发展和现状分析，就目前我国机械制造中测量技术发展的特点，预测今后几年机械制造领域测量技术的研究热点和发展趋势。对机械制造中测量技术领域国家应重点发展、支持的方向提出建议。
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  车辆雨刷自动控制系统中相邻电容传感器设计

  李楠;郭宝龙;王湃

  . 2010, 46(14): 12-17.

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  提出一种应用于车辆雨刷自动控制系统的新型相邻电容传感器设计方案，能够在节省成本的同时达到高灵敏度和高鲁棒性。对已有的光电传感器技术，压电传感器技术与电容传感器技术分别进行分析比较。设计三种相邻电容传感器，通过在等参数同测量环境下，利用有限元剖分法对三种相邻电容传感器分别进行的电场分布仿真，并使用阻抗分析仪对测量边缘电容进行比较，确定最优设计。对最优传感器进行测量噪声分析，并提出解决办法。试验结果表明，花形电容传感器性能最佳且相邻电容传感器能够取代光电，压电传感器应用于车辆雨刷自动控制系统中。
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  一种基于磁真空泄漏原理的漏磁无损检测新方法

  孙燕华;康宜华

  . 2010, 46(14): 18-23.

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  在磁折射的进一步推导与分析基础上形成一套缺陷磁真空泄漏原理。提出一种基于磁真空泄漏原理的漏磁检测新方法：清除较强的背景磁场，让被检测导磁构件体内磁通在缺陷处无反向背景磁压最彻底地泄漏到所创造的磁真空区域，形成最大化漏磁场并被置于该区域的磁敏元件所感应。采用有限元仿真与试验对该原理及其方法进行可行性论证。阐述该原理与方法的特性所在。磁真空泄漏原理及其方法使得缺陷漏磁场在空间范围和强度上均有所增大，可提高磁敏元件的探测提离距离，从而可实现真正的远距离非接触式漏磁探伤。另外，可消除或减少传统磁空气泄漏漏磁检测方法中由强的背景磁场所引起且一直存在的缺陷信息失真、磁噪声以及某些磁敏元件如霍尔的饱和不工作现象。磁真空泄漏原理与方法的提出与分析在促进漏磁检测方法的进一步应用的同时，也进一步地丰富和完善漏磁检测理论体系。
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  多频涡流的谱分析和缺陷分类技术研究

  高军哲;潘孟春;罗飞路;刘波;何赟泽

  . 2010, 46(14): 24-28.

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  多频涡流检测技术是一项重要的无损检测技术，它可以有效地实现多参数检测和干扰抑制。针对普通单频涡流检测方法只能实现缺陷检测而难以实现缺陷分类的问题，提出一种采用线性调频信号激励涡流传感器和检测信号谱分析的多频涡流检测方法。该方法采用线性调频信号激励位于交流电桥中的线圈涡流传感器，放大和采集桥路输出信号进行谱分析来识别缺陷的特征。根据谱图能量的变化，可以检测出缺陷；同时，为了有效地实现缺陷分类，提出一种新的称为“谱图重心偏移”的缺陷分类方法。与传统多频涡流检测方法相比较，该方法具有检测时间短和系统成本低等优点。理论分析和试验结果相一致，验证了所采用方法的正确性。
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  激光熔覆成形技术的研究进展

  宋建丽;李永堂;邓琦林;胡德金

  . 2010, 46(14): 29-39.

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  激光熔覆成形技术是近年来发展起来的一种新型的先进制造技术。该技术将激光熔覆表面强化技术和快速原型制造技术相结合，具有成形零件复杂、结构优化、组织性能优良、加工材料范围广泛、柔性化程度高、能实现梯度功能和无模近终成形等独特优点，可广泛应用于复杂零件的直接制造和修复，具有广阔的应用前景。介绍激光熔覆成形技术的原理、特点和应用，从几种典型激光熔覆成形系统、成形零件组织性能研究、温度场数值模拟、成形过程检测与控制和成形过程残余应力和裂纹产生的原因及对策等方面对激光熔覆成形技术的研究进展进行综述，指出该技术存在的问题，并对其发展方向进行预测和展望。激光熔覆成形技术在硬件系统、工艺研究和熔池检测与控制等方面都取得了可喜的进步，但成形精度和裂纹仍然是该技术领域非常棘手的问题，有待进一步突破。
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  基于模糊粗糙集的改模知识分层归纳方法

  陈晨;毛宁;陈庆新

  . 2010, 46(14): 40-46.

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  基于Pawlak粗糙集的知识归纳方法对改模方案描述的准确程度要求较高，且归纳得到的改模规则条数过多，导致改模知识的实际应用可行性较差。对于含有模糊描述特征值的改模方案，结合改模方案分层递阶表达模型，定义有关特征值的新息，构建基于模糊数据的改模方案及知识表达方法。利用基于模糊数据的改模方案结构化处理算法得到基于新息的改模方案特征决策表；抽取新息构造特征模糊相似矩阵，并引入置信水平矢量实现对特征决策表的模糊等价划分。结合特征决策表的单一/复合特征模糊等价划分提出基于模糊粗糙集的改模知识归纳方法，即基于模糊粗糙集的改模特征分层约简和改模规则生成算法，解决了从模糊描述的改模方案中归纳改模知识的问题。实例分析表明了该方法的可行性，归纳得到的改模知识具有较强的普适性。
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  微尺度聚合物熔体粘性耗散效应对流变行为的影响

  徐斌;于同敏;王敏杰;赵丹阳

  . 2010, 46(14): 47-52.

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  针对微尺度聚合物熔体粘性耗散效应与宏观尺度的差别，应用高聚物流变学的基本理论分析微注塑成型充模流动时粘性耗散对熔体流变行为的影响。并以双料筒毛细管流变仪为测试平台，设计粘性耗散测量装置。选用直径500 μm毛细管口模，以高密度聚乙烯(Hig density polyethylene, HDPE)和丙烯腈-丁=烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile butadiene styrene, ABS)材料进行不同温度与不同剪切速率下的粘性耗散试验研究。结果表明粘性耗散引起的熔体温升随着剪切速率的增加而升高；而当熔体温度增加时，同一剪切速率下粘性耗散效应引起的温升却在下降。粘性耗散的理论计算结果表明，随着剪切速率的增加，微通道壁面处熔体的粘度降低明显，因而建立微注塑成型流动理论模型时，不可忽略粘性耗散效应的影响。
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  690合金晶界碳化物和贫铬区演化动力学模拟及工艺优化

  焦少阳;郑磊;董建新;张麦仓

  . 2010, 46(14): 53-59.

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  基于DICTRA中的长大扩散模型模拟计算690合金在不同温度和不同时间热处理条件下的晶界碳化物析出行为和贫Cr区演化过程。研究结果表明：模拟计算的碳化物尺寸及贫Cr区Cr浓度分布结果与试验测得的结果基本一致，这表明长大扩散模型可以用来描述热处理过程中碳化物及贫Cr区的演化；根据对贫Cr区内贫Cr程度的模拟计算结果，得出合金在等温热处理时存在临界时间，当热处理时间超过该临界时间后，贫Cr程度将不会发生明显变化；同时基于碳化物析出行为对合金耐蚀性的影响，建立合金进行等温热处理时最佳工艺的计算方法。
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  基于Sola算法强迫层流纯物质枝晶生长相场法模拟

  王智平;王军伟;朱昌盛;冯力;肖荣振

  . 2010, 46(14): 60-67.

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  采用SIMPLE算法耦合流场的相场法模拟过冷熔体枝晶生长过程计算效率较低。将计算效率较高的自适应压力迭代法修正的Sola算法与相场模型结合，建立模拟过冷熔体在强迫层流状态下枝晶生长的Sola-相场模型(Sola-phase field model, S-PFM)，实现过冷熔体流动场与相场的完全耦合，基于该模型模拟高纯丁二腈(SCN)过冷熔体枝晶生长行为。结果表明，过冷熔体在层流状态下，迎流方向枝晶尖端生长速度大于无流动时候的枝晶尖端生长速度，而下游枝晶尖端生长速度小于无流动时候的枝晶尖端生长速度，它与TONG等采用结合SIMPLE算法的相场模型模拟结果一致；并且，流动法向枝晶尖端在其逆流侧出现漩涡初期生长速度不稳定；同时，过冷熔体层流速度越大，迎流方向枝晶尖端生长速度越大，固相率也越高。
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  高强度硼钢热成形技术研究及其应用

  马宁;胡平;闫康康;郭威;孟祥兵;翟述基

  . 2010, 46(14): 68-72.

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  从理论分析、数值模拟、试验研究上对汽车车身超高强度硼钢热成形技术进行研究。以汽车门内防撞梁热成形为例，分析高温下热成形硼钢的成形性能影响因素及其规律，指出硼钢热成形的最佳温度区间为750～800 ℃，进而用数值模拟的方法进行门内防撞梁模具工艺设计、用优化仿真的方法确定模具冷却管道设计并通过试验的方法进行确认，最后用设计的模具进行硼钢的拉延成形并对产品进行硬度测试、拉伸试验及金相分析，测试的维氏硬度均大于430，材料的屈服强度为1 100 MPa，强度极限达到1 430 MPa，观察到的马氏体组织比较均匀，这些试验结果证明方法的可行性。从而为汽车热成形产品提供了可用于产业化生产、切实可行的一套理论分析、数值模拟及试验研究相结合的技术。
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  冷热循环对铝合金锥形件淬火残余应力和加工变形的影响

  黄树海;赵祖德;肖远伦;康凤;宁海青;胡传凯

  . 2010, 46(14): 73-78.

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  为消除锥形件残余应力、提高工件尺寸精度，基于数值模拟和试验分析，研究冷热循环处理工艺对淬火残余应力、加工变形的影响。结果表明：冷热循环后工件残余应力分布趋势与T6态基本一致，呈“外压内拉”分布，但残余应力幅度大为降低；工件经T6处理加工后大端口部圆度变化量在0.06～0.10 mm，经冷热循环后工件尺寸稳定性提高，圆度变化量基本在0.04 mm以内。建立“应力、应变波动模型”，分析残余应力、应变的微观热力行为及波动机制；建立冷热循环对残余应力、应变影响的表征模型，并结合TEM组织分析，指出冷热循环过程中组织结构不均匀热胀冷缩效应，引发不均匀微塑性变形，促使可动位错耗竭和固定位错缠结、增殖，从而释放内部残余应力、抑制加工变形，宏观表现为工件尺寸稳定性提高。
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  MIG焊电弧声信号与熔透状态相关性

  刘立君;兰虎;郑红艳;于忠伟

  . 2010, 46(14): 79-84.

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  电弧声作为焊缝熔透状态监控的潜在源信号，对焊接过程质量控制和自动化生产的实现具有重要意义。以MIG焊平板对接射流过渡过程中产生的非平稳电弧声信号为研究对象，采用小波变换技术取得了良好的信噪分离效果，达到有效抑制噪声目的。在此基础上，通过合理地选择样本数据，从时域、频域和时频联合3个角度研究分析电弧声信号与焊缝熔透状态之间的内在相关性，发现电弧声信号能量及其频谱特性与熔透状态高度相关，其中1 500～4 500 Hz频率段信号能量的变化可准确地检测出焊接过程熔透状态的改变。结果表明利用电弧声信号进行熔透状态监控是可行的，为MIG焊接过程质量监控提供了一种廉价而有效的新途径。
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  基于遗传算法的锻模阻力墙结构多目标优化设计

  周杰;张渝;安治国;李路

  . 2010, 46(14): 85-90.

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  针对传统模锻工艺中飞边槽结构的不足，在综合常规飞边槽与楔形飞边槽优点的基础上，提出锻模新型飞边结构形式——阻力墙。以减少模具磨损和降低成形载荷为目标，通过优化分析得到最佳阻力墙结构参数，为阻力墙的应用提供设计依据。应用拉丁超立方方法对阻力墙结构参数进行抽样，对所得样本进行有限元模拟。将模拟结果作为响应，以阻力墙结构参数为变量，分别建立模具磨损和成形载荷的Kriging模型。基于上述近似模型，采用线性加权法将磨损Kriging模型和载荷Kriging模型转化为单目标函数，利用遗传算法进行全局寻优，得到优化的阻力墙结构参数。采用该方法，充分利用Kriging模型适合计算机仿真的优点，并利用遗传算法适合求解隐式函数优化问题的特点。以曲轴为例，验证了阻力墙的优化设计应用。
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  形状记忆合金旋转驱动器结构设计方法

  于东;张博明;金龙学;梁军;王晓宏

  . 2010, 46(14): 91-94.

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  形状记忆合金是一种高效的驱动器。当使用形状记忆合金以较大的驱动力和驱动行程进行双向驱动时，需要增加偏置机构来完成对称动作。使用弹簧等作为偏置机构时，需要有持续能源输入维持变形。为克服这种缺陷，利用形状记忆合金单程记忆效应，以链轮链条传动机构作为依托，提出一种基于应变约束条件的旋转驱动器的结构设计方法。结构中以形状记忆合金作为无需能量输入的偏置机构，实现在单程记忆效应下的大行程双向驱动，并可消除链轮链条传动间隙。根据这种结构的特征，给出结构几何参数的设计公式及输出转矩公式，通过试验的方法研究旋转驱动器中形状记忆合金在应变约束条件下的应力应变特征，给出驱动过程中存在的应变死区，修正转角设计函数。
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  纵向磁场对MAG焊电弧及熔滴过渡的控制作用

  华爱兵;殷树言;陈树君;白韶军;张晓亮

  . 2010, 46(14): 95-100.

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  将纵向磁场应用于98%Ar+2%O2和80%Ar+20%CO2保护的射流过渡MAG焊，借助高速摄像手段研究外加纵向磁场对MAG焊电弧形态及运动特征的影响规律，揭示纵向磁场对MAG焊电弧的作用本质在于压缩电弧。通过分析液流束末端的液态金属的受力情况，确立纵向磁场作用下MAG焊的熔滴过渡机制。试验结果表明，外加纵向磁场使得相对“静态”的锥形MAG焊电弧转变为高速旋转的螺旋状电弧，并且随着励磁电流的增大，电弧旋转角速度加快、可见弧长缩短、电弧电场强度提高。同时外加纵向磁场的引入还能够降低焊接电流、提高熔滴过渡频率和焊丝熔化系数。外加纵向磁场对射流过渡MAG焊接过程稳定性的影响特点与所采用的保护气体的物理性质相关。
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  电动轮驱动汽车驱动助力转向技术

  靳立强;王军年;宋传学;胡长健

  . 2010, 46(14): 101-108.

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  根据电动轮驱动汽车转向轮驱动力可独立控制的特点，提出利用左右转向轮驱动力独立控制产生转向助力力矩实现减小驾驶员手力目的驱动助力转向技术。分析驱动助力转向技术的原理，建立其力学模型和系统结构，提出由以转向角和车速输入的前馈控制和以实际转向手力与理想手力差值的反馈控制构成的驱动助力转向技术的控制策略，并设计出理想转向手力特性曲线。搭建驱动助力转向技术的验证试验车，利用控制器快速原型技术对提出的驱动助力转向技术及控制策略进行包括定圆周行驶、双移线及原地转向等多工况的实车试验验证，结果表明所提出驱动助力转向技术在各种工况下均可明显减轻驾驶员手力并使其符合理想转向手力特性，它为电动轮驱动汽车的转向助力技术提供了一种新的实现方法。
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  采用超弹性—粘弹性—弹塑性本构模型的橡胶隔振器动态特性计算方法

  吴杰;上官文斌;潘孝勇

  . 2010, 46(14): 109-114.

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  填充橡胶材料的动态特性与激振频率及激振振幅相关。基于本构模型叠加的方法，建立填充橡胶材料的超弹性-粘弹性-弹塑性本构模型。其中，超弹性模型用于表征橡胶材料的弹性特性，粘弹性模型和弹塑性模型分别用于表征橡胶材料动态特性的激振频率和激振振幅相关性。给出模型中参数的识别方法以及橡胶隔振器的动态特性与激振频率及激振振幅相关性的计算方法。由橡胶试件的简单剪切试验数据拟合得到模型参数，利用有限元分析方法计算一橡胶悬置的动态特性并与试验数据进行对比分析。结果表明，所建立的超弹性—粘弹性—弹塑性模型可以较好地表征橡胶材料动态特性的振幅相关性和频率相关性，可用于橡胶隔振器动态特性的预测与优化设计。
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  橡胶衬套力学特性半经验参数化模型

  于增亮;张立军;余卓平

  . 2010, 46(14): 115-123.

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  综合考虑模型复杂程度、预测精度以及参数识别工作量因素，合理选择橡胶弹性元件半经验模型是进行整车底盘系统动力学仿真分析重要的基础性课题。针对目前应用的Kelvin-Voigt模型、三参数Maxwell模型、BERG模型和DZIERZEK模型进行模型结构特征、参数识别方法与特性预测精度的对比分析。在此基础上，综合说明四种模型的特点与适用场合。研究表明：Kelvin-Voigt模型与三参数Maxwell模型结构简单，参数识别容易，但仿真误差较大，可用于定性计算；BERG模型的摩擦单元能够实现振幅影响的分析，精度明显提高，参数识别工况适中。DZIERZEK模型同时包含弹性元件与摩擦元件，仿真精度最高，但因模型复杂需要大量参数识别试验。BERG模型和DZIERZEK模型都适用于定量仿真分析。
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  基于CFD技术的离心压缩机径向进气室结构形状优化设计

  陈宗华;谷传纲;舒信伟

  . 2010, 46(14): 124-129.

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  运用计算流体力学(Computational fluid dynamics，CFD)技术数值模拟带径向进气室的某石化离心压缩机级内部的流动情况，结果表明进气室内部的流场较为复杂，存在较大的旋涡结构，流动损失较大，并造成在叶轮进口处存在气流畸变，因此进气室的结构形状对整机的性能影响显著。为改善进气室内部的流动情况和提高级的性能，发展一种基于CFD技术的数值优化方法，并对该进气室的几何形状进行了优化设计。优化后的整机外特性整体得到了改善，在保证质量流量和总压比不低于初始值的约束条件下，设计工况点的整机等熵效率提高了1.26%。对比分析优化前后整机内部的速度、熵和总压等参数分布，发现优化模型内部的流动结构更为合理，流动损失更小。优化结果也验证了该优化设计方法的有效性。
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  基于CFD数值模拟的板式换热器分配器性能研究

  仇嘉;魏文建;张绍志;陈光明

  . 2010, 46(14): 130-137.

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  基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics, CFD)数值模拟方法，对板式换热器分配器在单相流动和两相流动时的分配性能分别进行研究。把板式换热器在有、无分配器作用时的数值模拟结果作对比，定量分析分配器对板式换热器并联流道间流体流量均匀分配的作用；进一步分析换热器并联流道数、工作流体流量和进口干度(两相流动时)变化对分配器流动分配性能的影响。结果发现，分配器显著提高换热器流道间流体分配的均匀性；无论是单相流动还是两相流动，并联流道数对换热器流道间流动分配均匀性的影响要大于工作流体流量变化的影响；与单相流相比，两相流动时分配器的分配性能较差，在制冷系统中当板式换热器作蒸发器使用时，这将会降低换热器的换热性能。研究结果为进一步改进分配器结构，改善板式换热器流道间流动分配的均匀性提供必要的理论依据。
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  汽轮发电机转子径向通风冷却系统流量分配研究

  胡晓红;袁益超;刘聿拯;仝庆华;马有福

  . 2010, 46(14): 138-142.

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  在转子径向通风冷却系统中，副槽结构、径向风道分布、槽楔出风口直径等参数，直接影响转子风道冷却介质流动特性。为减少转子径向通风系统转子轴向的温差及其热应力，必须使转子沿轴向各径向风道内冷却介质流量分布尽可能均匀。针对转子径向通风冷却系统的结构特点，建立径向通风系统的冷却介质流量分配离散模型。应用该模型对300 MW水—氢—氢汽轮发电机和125 MW空冷汽轮发电机转子径向通风系统进行计算。分析探讨不同转子副槽结构对径向风道流量分配的影响。研究结果表明，采用变副槽结构设计可较好地调整各径向风道流量偏差，且副槽倾斜角存在最优值。研究结果对汽轮发电机转子径向通风系统的设计具有指导意义。
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  微纳米尺度上含DNA分子流体传输规律的多尺度算法研究进展

  罗筱薇;石泳;朱恂;廖强

  . 2010, 46(14): 143-153.

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  微纳米尺度上含DNA分子流体的传输特性研究对生物微流体机械装置的设计和优化至关重要。DNA分子在流体中的运动和变形以及与周围流体的相互作用是一个耦合的、复杂的多尺度问题。由于普适的理论解缺乏，数值模拟作为一种可行且经济的技术路线现正被广泛地使用于这类问题的基础研究和各种生物微流体机械装置的实际设计及应用中。综合评述现代数值计算在模拟微纳米尺度上含DNA分子流体传输这类复杂多尺度问题上的主要进展。介绍目前模拟中广泛使用的DNA分子的聚合物链模型，重点探讨相关分子动力学方法模拟以及基于该方法的各种主要的多尺度算法发展近况。分析模拟DNA分子动力行为及周围流体传输时，存在的技术难题和相应的新发展。
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  高大空间火灾模拟及探测平台电液同步驱动控制

  侯继伟;李世伦;陈鹰;宋波;杨震铭

  . 2010, 46(14): 154-160.

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  为开展高大空间建筑火灾探测报警和自动灭火技术研究，一个面积为1 089 m2 (33 m×33 m)的高大空间火灾模拟及探测平台需要在距地面3～24 m的竖直净空高度范围内，根据试验要求任意的调节定位。针对负载空间跨度大、升降行程长、强耦合等特点，提出三点机械配重+三点柱塞缸电液同步驱动的升降控制方案。通过对电液同步驱动系统的设计及其工作机理的讨论分析，建立系统的数学模型，并针对系统存在的大惯性、强耦合、强非线性、模型参数不确定以及时变等特点，应用模糊集合理论设计一种模型参考模糊自适应同步控制算法，通过三个独立的模型参考模糊自适应控制器分别实现三个阀控柱塞缸对同一个期望参考模型动态和稳态输出特性的实时跟踪控制，从而实现平台的精确同步驱动控制。试验结果验证了该升降平台驱动方案设计的合理性和控制方法的有效性及鲁棒性，升降平台在三个柱塞缸提升点处的动态同步误差小于±5 mm，稳态同步误差小于±1 mm。
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  液力变矩器三维瞬态流场计算

  刘春宝;马文星;朱喜林

  . 2010, 46(14): 161-166.

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  液力变矩器内部流动为极其复杂的三维湍流流动，目前其计算多简化为稳态，稳态计算不能计算出瞬态特性，只有三维瞬态流动计算才能比较正确的预测流体的真实流动。在液力变矩器瞬态流场特性分析基础上，建立旋转坐标系下控制方程，采用数值模拟的方法对液力变矩器瞬态控制方程进行计算。计算中建立液力变矩器各叶轮全流道模型，利用多流动区域耦合算法中滑动网格法实现叶轮间流动参数的实时传递。计算中综合考虑稳定性、准确性和经济性，压力速度耦合算法采用SIMPLE算法、空间离散格式为一阶上游迎风格式，湍流模型选为RNG - 模型，实现了液力变矩器湍流流动的瞬态计算。深入分析液力变矩器瞬态流场数值解以更好了解瞬态流动特性，并分析其产生原因，以进行液力变矩器性能的改善和优化设计。基于变矩器流场瞬态计算得到其外部性能，与试验对比后发现误差较小，说明采用的瞬态流场数值计算方法是正确有效的。
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  机械可靠性设计的内涵与递进

  张义民

  . 2010, 46(14): 167-188.

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  机械可靠性设计的基本任务是在故障物理学研究的基础上，结合可靠性试验以及故障数据的统计分析，提供实际计算的数学力学模型和方法及实践。这样就可以在机械产品的研制阶段，估计或预测产品在规定工作条件下的工作能力状态或寿命，保证产品具有所需的可靠性。结合现代数学力学理论，系统地阐明机械可靠性设计、机械动态可靠性设计、机械可靠性优化设计、机械可靠性灵敏度设计、机械可靠性稳健设计等系列可靠性设计理论与方法内涵与递进，力图为解决我国机械工程领域可靠性设计核心技术缺乏的问题指明路线与途径以及为形成产品自主研发能力提供技术服务和储备，对工程实际的机械可靠性设计提供系统成组的理论与方法，可以为机械行业提供可靠性分析与设计的技术服务。
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  具有随机退化特性的柱塞泵性能可靠性分析

  马纪明;詹晓燕

  . 2010, 46(14): 189-193.

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  对于存在性能退化的系统，以性能指标作为评价可靠度的判据具有实际的工程意义。基于系统组元退化的机理及性能退化的过程，阐述柱塞泵的性能可靠性分析方法，该方法综合路径追迹法注重性能退化机理和图解分析法注重退化过程的优点。根据柱塞泵的流量响应面，对影响柱塞泵流量的组元参数及其退化路径进行分析。受内因(设计参数)和外因(环境、负载)不确定性影响，柱塞泵组元的退化路径具有随机性，这也导致作为柱塞泵性能可靠性判据的流量特性的退化具有随机性。根据柱塞泵性能可靠性判据和集理论，给出柱塞泵性能可靠性的解析方法，并基于一种高效的Monte-Carlo仿真方法得到柱塞泵的性能可靠度的累计分布函数曲线。提出的柱塞泵性能可靠性分析方法以性能为判据，综合内外因素对组元退化轨迹的影响，并考虑到了性能退化的随机性，能够克服传统基于二元逻辑的可靠性分析方法的不足，可以推广应用于其他存在性能退化的复杂系统中。
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  飞机翼梁结构强度可靠性灵敏度分析

  高宗战;刘志群;姜志峰;岳珠峰

  . 2010, 46(14): 194-198.

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  将翼梁结构中的所有结构尺寸、载荷大小、材料参数都当作结构设计时确定的具体值，对飞机翼梁结构进行强度分析，由强度分析可知，翼梁上的应力分布以及最大应力位置，可校核翼梁结构是否满足强度设计要求；考虑翼梁上下缘条、腹板1～5、翼肋1～5等厚度尺寸，由于加工、设计公差等造成实际翼梁结构尺寸的分散性，将这12个厚度参数作为正态分布的基本变量，对翼梁结构强度进行可靠性分析，并对基本变量分布参数的灵敏度进行分析；采用不含交叉项的二次响应面法对翼梁结构的强度可靠度进行分析，得到基本变量均为正态分布时翼梁结构强度的可靠度；并对基本变量参数影响结构可靠度的灵敏度进行分析，发现影响翼梁可靠度的主要因素是：腹板1、腹板5和下缘条的厚度分布参数。