2010年, 第46卷, 第2期　
刊出日期：2010-01-20

  

• 全选
  |

论文
• Select
  基于装配定位约束的功能公差规范设计

  杨将新;徐旭松;曹衍龙;刘衍聪

  . 2010, 46(2): 1-8.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究与产品几何规范标准体系(Geometrical product specification, GPS)一致的功能公差规范设计方法，基于新一代GPS的恒定类研究零件在装配体中定位的接点分类及其优先次序确定原则，并对现有装配有向图进行改进，增加装配定位约束的表达；研究几何功能需求的表达与分解方法，并基于改进装配有向图研究了零件—零件之间分界面的公差规范设计技术，提出一种几何功能需求—几何规范的功能公差设计新方法，实例验证所提方法的可行性。
• Select
  时域有限差分法在超声波声场特性分析中的应用

  周正干;魏东

  . 2010, 46(2): 9-13.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  超声波无损检测结果与超声波换能器的声场特性密切相关，运用数值方法可以有效地进行超声波声场特性分析。介绍时域有限差分法(Finite difference time domain method，FDTD)，分析二维流体运动方程并建立相关有限差分模型，使时域宽带超声波信号的分析更易于实现；应用完全匹配层(Perfect matched layer，PML)方法对FDTD计算的边界进行吸收处理，取得了理想的边界吸收效果；通过数值计算和仿真，研究超声波声场传播特性及圆盘声源声场分布特性，与相关文献的对比表明该算法有效可行；对脉冲波信号激励的聚焦超声波换能器分别进行有限差分法数值仿真和实际测量试验，声束轴向切面的声场分布试验结果表明两者的分布特性有很好的一致性。研究结果为超声波声场特性分析提供一种新方法。
• Select
  基于误差传递网络的工序流波动分析

  刘道玉;江平宇

  . 2010, 46(2): 14-21.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  减少工序的波动水平是提高工序加工质量的关键，在多工序加工过程中，由于工序间存在着复杂的交互影响效应，波动源的有效识别是一个重要问题。针对这一问题，提出一种基于误差传递网络的节点波动效应评价方法，基于线性关系建立工序间波动传递方程，进而构建由零件加工特征、加工要素节点组成工序流误差传递网络，在此基础上，定义节点的波动传递系数，并给出不同节点的波动效应值量化方法，通过考察各节点波动效应值，确定工序流需要优先进行改进的工序及加工要素节点。一个三工序加工过程被用于验证提出方法，结果表明该方法能够识别工序流薄弱工序节点。
• Select
  预应力钢绞线中超声导波声弹性效应的试验研究

  刘增华;刘溯;吴斌;张易农;何存富

  . 2010, 46(2): 22-27.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  钢绞线中应力损失直接威胁到预应力结构的整体安全，实现钢绞线中预应力的无损、在役测量在工程中显得十分重要。对基于超声导波技术的钢绞线中的预应力测量方法进行理论分析和试验研究。根据波动理论和声弹性理论，得到不同应力状况下钢绞线中纵波和横波波速，分析建立钢绞线中最低阶纵向模态L(0,1)群速度与钢绞线承载的应力之间的对应关系。采用自行研制的磁致伸缩传感器在不同应力状态下公称直径17.80 mm的7芯钢绞线上进行超声导波L(0,1)模态的激励接收试验。试验测定不同应力状态下钢绞线中L(0,1)模态导波的群速度，得到实际中L(0,1)模态的群速度和应力之间的关系曲线。结果表明，应力在0.5 GPa以上时，钢绞线中L(0,1)模态的群速度会随着应力增大呈近似线性下降，与理论分析结果较为吻合。这为超声导波应用于钢绞线预应力大小的测量奠定了基础。
• Select
  基于噪声方差估计的小波阈值降噪研究

  曲巍崴;高峰

  . 2010, 46(2): 28-33.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  信号中包含的噪声不仅降低了信号的质量，而且还严重影响着各种相关处理算法的有效性，因此，高效稳健的噪声方差估计对于各类信号处理非常重要。提出一种噪声方差估计的新方法，该方法首先应用两状态高斯混合模型对高频系数建模，混合模型的各项参数通过EM(Expectation-maximum)算法迭代估算得到。在建立的高斯混合模型中，当参数满足一定条件时，可以将高频系数分为噪声类和边缘类。基于高频子带内系数的相关性，对噪声类所包含的系数再次应用高斯混合模型的方法分类，并在每个类中分别进行噪声的估计，最后对所得噪声信号计算方差作为原始信号的噪声方差估计。基于这种估计方法，将小波阈值法应用到反求工程的降噪中，实际信号的降噪结果在光滑性和特征保持方面均有较好的效果。试验表明，该噪声方差估计方法对噪声大小具有一定适应性，且小波阈值降噪法简单易行，应用广泛。
• Select
  虚拟轧制技术研究进展的评述

  王益群;陈春明;张伟;杨阳

  . 2010, 46(2): 34-39.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在回顾计算机仿真技术发展的基础上，对20世纪90年代以来国内外虚拟轧制技术的发展作综合评述，分析虚拟轧制系统整体框架体系，并指出目前虚拟轧制仿真研究中存在的局限性。虚拟轧制技术是将轧制系统以数学模型的形式进行 描述，按信息规则构成大系统，借助系统辨识的方法来确定一些具有不确定性的软量和非线性单元，采用数值分析的方法研究冷连轧机组动、静特性的一套大型软件、硬件集成系统，是一个基于先进建模技术、多领域仿真技术、信息管理技术、交互式用户界面技术和虚拟现实技术，能够完成设备仿真、控制仿真和管理仿真的大型仿真系统。可为新建轧机和现有轧机的改造提供技术支撑，可以探索现有设备的最佳工艺参数与控制模型，提高产品的质量与产量。对其进一步发展作展望，指出该技术的发展方向。
• Select
  疲劳损伤演化的机理及损伤演化律

  许金泉;郭凤明

  . 2010, 46(2): 40-46.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  疲劳是由材料内部的损伤演化导致的，但损伤演化的机理目前尚不清楚。根据原子运动的热扰动，当原子的活性能大于某一临界值时，原子将从原平衡位置逃逸并产生空穴。当材料受循环应力作用时，因原子平衡位置的变化而导致热扰动所产生的空穴不能完全相互湮灭，从而形成缺陷或导致其发展。这一观点不仅可以说明疲劳损伤演化的机理，而且可以把损伤演化速率与原子逃逸过程的速率联系起来，从而可以提出一种具有机理性依据的疲劳损伤演化律的一般形式。这种形式的损伤演化律，是与已知的金属材料损伤寿命关系相一致的。讨论并给出对称循环下损伤演化律的具体形式，并依据该演化律讨论损伤的累加方式。
• Select
  高聚物挤出胀大的迭代稳定分步算法模拟

  王伟;李锡夔;韩先洪

  . 2010, 46(2): 47-54.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  重构引入有限增量微积分过程的压力稳定质量守恒方程，以克服因流体不可压缩性引发的压力场空间分布虚假振荡现象。采用离散的弹性－粘性应力分裂技术以在缺失纯粘性项情况下保持动量方程弱形式中的椭圆项贡献。利用迎风流线方法离散粘弹性Phan-Thien-Tanner本构方程中的对流项，基于Crank-Nicolson隐式差分格式的迭代稳定分步算法求解质量、动量守恒方程和本构方程。用流函数法追踪和确定移动自由面，对等温低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯熔体的挤出胀大进行数值模拟，数值结果与相关文献和试验结果吻合得较好。
• Select
  无铅微互连焊点力学行为尺寸效应的试验及数值模拟

  尹立孟;张新平

  . 2010, 46(2): 55-60.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用高精度微拉伸试验和有限元数值模拟方法研究不同微尺度的Sn-Ag-Cu无铅钎料模拟互连焊点力学行为和性能演变的尺寸效应。结果表明，当焊点高度恒定(225 μm)而焊点直径逐渐减小(475～200 μm)时，拉伸断裂强度显著提高且远高于体钎料的抗拉强度，断裂应变也逐渐增加；焊点的断裂位置及模式由较大直径时的界面低延性断裂转变为小直径时焊点中间部位的大变形颈缩断裂。模拟结果表明，由于焊点内力学拘束水平的不同，小直径焊点的界面应力较低且最大应力分布在焊点中间部分，易导致断裂发生在焊点中部，接头强度应较高；而大直径焊点中最大应力处于焊点界面，易导致界面金属间化合物层在较低外加应力下起裂，焊点断裂强度应较低。
• Select
  基于改进的多体系统误差建模理论的激光拼焊生产线运动误差模型

  辛立明;徐志刚;赵明扬;朱天旭

  . 2010, 46(2): 61-68.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用改进的多体系统建模理论对激光拼焊生产线运动误差进行研究。用低序体阵列描述多体系统拓扑结构，用特征矩阵表示多体系统中间体的相对位置和姿态。在基于多体系统理论的误差建模基础上提出位置误差传递函数的概念，用来描述各个误差源对位置精度的影响。根据激光拼焊生产线的结构特点，运用改进的多体系统理论精度分析理论，对激光拼焊生产线运动精度进行系统、全面的分析。采用Leica激光跟踪仪对激光拼焊线的运动误差进行检测，并将检测结果与误差模型分析结果进行对比，结果表明所建立的模型能有效预测激光拼焊线的运动误差。
• Select
  适合重型商用车人机设计的数字人体模型研究

  任金东;王登峰;王善坡;刘国强;蔡丽丽

  . 2010, 46(2): 69-75.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  运用人体测量学、多刚体系统运动学、计算机图形学和人机工程学知识，研究一种泛型的数字人体模型系统框架。对数字人体模型目前在汽车人机工程设计应用中存在的问题进行分析。针对这些问题，研究如何在设计中正确运用人体数据以保证设计适应度的相关理论和技术问题，并对重型商用车人机工程设计内容、方法和性能评价进行研究和总结。在前述理论和技术基础上，开发了适合重型商用车人机工程设计的数字人体模型系统(System for heavy commercial vehicle ergonomic design，SHOVED)，包括人体建模、汽车建模、方案设计、方案分析和优化等功能，能够帮助设计人员快速完成重型商用车的人机工程设计，并且在提高设计效率和品质的同时，能够准确地把握设计适应度。讲述泛型模型框架和SHOVED的概貌、组成、关键技术和应用原理。对今后的研究内容进行展望。
• Select
  基于Agent的递阶强化学习模型与体系结构

  王文玺;肖世德;孟祥印;陈应松;张卫华

  . 2010, 46(2): 76-82.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过引入频率最大Q值启发式学习算法，对一种递阶强化学习方法进行改进，解决在庞大状态空间和动态变化环境中对Agent进行最优行为策略学习的问题。引入属性维护算子以及承诺和规划意识属性，对经典信念、愿望、意图模型进行扩展，给出意识属性的理性维护过程，增强Agent的自适应性并使Agent具有在动态环境中进行在线学习的能力。根据意识模型提出一种具有主动性、适应性、反应性、社会性的Agent体系结构，并根据该体系结构开发出一种路径规划Agent。通过对行驶环境的组态设定，模拟车辆复杂的行驶状态，并通过对行驶状态的不断学习，最终获得最优路径，证明体系结构的可行性和有效性。
• Select
  铝合金车轮13°冲击试验仿真分析

  臧孟炎;秦滔

  . 2010, 46(2): 83-87.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了减少铝合金车轮性能检测的试验次数以提高车轮的设计研发效率，建立铝合金车轮13°冲击试验的数值模型进行仿真试验非常必要。在充分考虑冲击试验台静态与动态效果的基础上，建立包括冲头、车轮总成和试验台架的铝合金车轮冲击试验有限元模型，其中试验台架上的橡胶支座采用弹簧—阻尼单元进行模拟，且将轮胎安装所产生的车轮预应力作为初始条件，使用非线性有限元动力分析软件LS-DYNA对铝合金车轮冲击过程进行仿真分析。通过对车轮上若干测量点应变值的有限元仿真结果与试验结果的比较，确认与铝合金车轮实际台架试验相等效的计算机模拟试验平台的有效性。该计算机模拟试验平台的建立对铝合金车轮的前期设计开发具有重要的指导意义及应用价值。
• Select
  制动盘制动过程的热—机耦合仿真

  杨智勇;韩建民;李卫京;陈跃;王金华

  . 2010, 46(2): 88-92.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在部分盘和整盘间接耦合模型的基础上，考虑制动盘的结构特点及在应力计算过程中施加的对称性约束，建立制动盘、闸片和盘毂之间的三体接触弹塑性热机耦合模型，使制动盘和闸片的相对运动得以实现。通过该模型的模拟结果和测试结果相比较的方法，证明该耦合模型的计算结果能够较为真实地反映制动过程中制动盘的温度场和应力应变场的分布情况，实现了模拟结果和测试结果相一致，体现温度场和位移场的相互作用，达到温度场和应力场的直接耦合的目的。采用弹塑性热机耦合方法分析制动盘在制动过程中热斑的形成。
• Select
  汽车制造企业精益生产系统模型

  张根保;付兴林 朱瑜庆;任显林

  . 2010, 46(2): 93-98.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  精益生产作为一个舶来品，大多数企业还不知道如何将之与中国企业的实际结合起来。针对我国企业实施精益生产中存在的问题，在对汽车制造企业广泛调研的基础上，结合精益生产的基本原理，为我国汽车制造企业设计一个包括行为规范、领导能力、人员培训、工作小组、全员生产维护、制造工程、工位过程控制、工业物流、同步化物流、安全管理、环境管理以及质量管理等在内的由12个模块组成的精益生产系统模型。同时，通过对精益生产体系文件结构、推进模型以及评价模型的设计，从而保证该模型能够在汽车制造企业中实现程序化、分阶段的整体实施，以及对实施效果进行有效跟踪和评价。通过该模型在汽车制造企业的实际运用，证实该模型的有效性和可行性。
• Select
  大容量电力电子装置中板式水冷散热器的优化设计

  揭贵生;孙驰;汪光森;聂子玲;孟庆云

  . 2010, 46(2): 99-105.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为提高水冷散热器的散热能力、控制其温度均匀性，在散热器外形尺寸及流量一定的条件下，从理论上对层流范围内平板式水冷散热器的三个通道参数(通道数、散热片高度、散热片占空比)与散热器量纲一散热热阻的变化关系进行了推导。提出可根据这些变化关系来对任意尺寸平板式水冷散热器的各通道参数进行优化选择，在工程设计上具有很好的指导意义，仿真和试验结果证明了方法的有效性并表明：小通道尺寸的平板式水冷散热器对于解决大热流密度器件的散热更为有效，散热效率更高；在同样的参数情况下，流量增大则散热器效率降低，应综合考虑散热器流阻和流体平均温升的控制要求来选择流量。
• Select
  钝尾缘风力机翼型气动性能计算分析

  杨瑞;李仁年;张士昂;李德顺

  . 2010, 46(2): 106-110.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  钝尾缘风力机翼型有较好的结构和气动性能，是目前多被用于大型风力机叶片靠近轮毂区域的选定翼型。但钝尾缘翼型也有缺点，易产生大的脱流涡，这会降低叶片的气动性能。为了更好地研究钝尾缘翼型的性能，以了解其气动性能的降低能否与其结构性能的优化相匹配。采用计算流体动力学(Computational fluid dynamics，CFD)方法，对薄尾缘翼型S809和改进的钝尾缘翼型S809-100的性能进行模拟和对比，结果表明相对于薄尾缘翼型，钝尾缘翼型可以增大断面的最大升力系数和升力曲线斜率，并可以降低翼型污染对翼型升力影响的敏感度。
• Select
  空间低红外辐射液氮冷屏低温特性研究

  张周卫;厉彦忠;汪雅红;陈光奇;葛瑞宏;潘雁频

  . 2010, 46(2): 111-118.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  应用低温冷屏蔽方法可以降低空间飞行器表面红外辐射强度。建立分层贮液及气流分离空间冷屏蔽系统模型，应用流场数值模拟参数计算对流换热经验关联式并获得不同边界对流换热系数，将对流边界条件代入稳态传热数值模拟过程并得到液相区及气相区表面温度分布规律。建立单元传热试验模型，应用当量分析法对试验模型天地一致性进行分析，结果表明：极端状态下分层贮液高度小于100 mm时传热模拟表面最大温度92.9 K，流场最大温度107 K，试验最大温度180 K，受当量辐射影响，试验温度梯度与模拟梯度外形相似但大于模拟温度梯度；试验当量辐射接近1 592.6 W/m2，地面液氮维持时间15 min，空间维持时间大于30 min；分层贮液模型能够使空间飞行器在特定时间段内表面温度低于100 K，红外辐射强度低于0.5 W/m2。
• Select
  吸收式制冷机特性规律研究

  张晓晖;伍金泉

  . 2010, 46(2): 119-125.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  根据换热器基本理论及热力学基本定律，通过机理描述加以试验数据修正的方法，建立描述吸收式制冷机性能的准理论模型，由于模型以少量易测参数(如蒸发器出口温度、发生器入口温度及冷凝器入口温度等)表示，避免对具体设备详细数据的依赖需求，更具有实用性，同时，模型具有通用性的特点，根据具体吸收式制冷机的性能试验数据可以确定模型中的系数，在吸收式制冷机部分负荷工况下，模型预测的性能系数与实际的性能系数进行对比，结果表明两者吻合较好，相对标准偏差的最大值小于10%，验证了模型的有效性。研究吸收式制冷机稳态变工况性能，分析发现，当制冷量和性能系数以与其设计值的比值表达时，同一系列不同规格吸收式制冷机性能曲线可以归结为单一曲线，性能方程可以用一个统一的方程表示，表明了同一系列不同规格吸收式制冷机性能的相似性。
• Select
  多几何要素影响下液压阀件特性的混合神经网络预测模型

  贾振元;马建伟;刘巍;王福吉

  . 2010, 46(2): 126-131.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  液压阀件系统是一个具有多几何要素影响的多系统特性复杂系统，建立液压阀件特性预测模型，以系统多几何要素作为输入，实现系统特性的预测，将对实际生产具有重要的意义。在深入分析反向传播(Back propagation, BP)神经网络与径向基函数(Radial basis function, RBF)神经网络的基础上，结合两类神经网络的特点，提出基于BP神经网络与RBF神经网络的混合神经网络预测模型。利用生产实际中实测的某具体液压阀件特性值及影响该特性的各几何要素值作为预测模型的数据来源，对所提出的混合神经网络进行训练，并进行仿真。实例计算表明混合神经网络预测模型可提高单项神经网络预测模型的预测精度，预测平均相对误差为0.046 1。可见，所提出的混合神经网络预测模型能够很好地满足工程实践中液压阀件特性预测要求。
• Select
  变配重的节能技术及其能耗机理分析

  杨华勇;胡东明;徐兵

  . 2010, 46(2): 132-138.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对目前液压垂直提升机械中存在着能耗大、效率低的问题，提出一种变配重的节能方法。阐述变配重的节能思想，介绍液压配重可变和机械配重速度可变两种节能方案；重点对液压配重可变的系统在液压升降系统中的应用进行论述，对其装机功率、功耗、系统效率及恶劣工况进行详细分析，并将其与常规变频液压升降系统进行对比，结果表明采用变配重液压系统装机功率和能耗分别降低约67％、35％，效率提高30％，具有较好的节能效果；讨论变配重系统目前存在的问题，包括系统效率、配重预存储能量、动态特性等，针对这些问题提出相应的对策；最后对变配重节能技术的发展前景做了展望。
• Select
  带有前后导叶的新型可逆轴流风机数值研究

  李景银;陈魏巍;吕峰

  . 2010, 46(2): 139-144.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  地铁、隧道和地下工程等众多领域都要求轴流风机可以实现完全反转反风。针对这种特殊的要求，提出一种可明显提高可逆风机正反风效率的新方法，该方法要求在完全可逆风机动叶上下游设置安装角度为90°的完全对称翼型的前后导叶。对带前后导叶和不带前后导叶的两种风机取完全相同的计算区域，通过详细的数值计算和分析对比发现，带前后导叶的可逆风机的前导叶对进口气流方向基本没有影响，但是，后导叶却可以大幅降低出口周向旋绕速度，使得出口气流基本沿轴向流动，从而大大降低扩散筒内的气流沿程损失，扩散度越大效果越明显，同时也回收部分周向旋绕动能，增加出口静压。以上两种机理使得带前后导叶的新型风机的效率和全压都比无导叶的单叶轮风机明显提高，同时，结构的上下游完全对称也保证了风机正反风性能的完全可逆性。
• Select
  基于径向基函数神经网络的电火花线切割机床可靠性数据模拟生成

  贾志新;张宏斌;郗安民

  . 2010, 46(2): 145-149.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对电火花线切割机床(Wire electrical discharge machining，WEDM)可靠性数据分布模型无法确定的问题，提出应用径向基函数(Radial basis function，RBF)神经网络对可靠性数据进行模拟仿真，扩大可靠性数据样本量，从而确定其分布模型的方法。选取聚类学习算法作为神经网络学习方法，通过无监督学习确定RBF神经网络中各隐节点的数据中心，并根据各数据中心之间的距离确定隐节点的扩展常数，然后用有监督学习训练各隐节点的输出权值。经过对原始可靠性数据进行拟合训练后生成一套RBF神经网络，随机产生100个可靠度数据输入该神经网络产生与原始可靠性数据具有相同失效统计规律的数据。对扩充后的可靠性数据通过图估计法和柯尔莫哥洛夫—斯米尔诺夫(Kolmogorov-smirnov, K-S)检验法确定电火花线切割机床可靠性数据分布模型为对数正态分布模型，同时对可靠性模型的参量估计更加准确。
• Select
  基于加速寿命试验的剩余寿命评估方法

  谭源源;张春华;陈循;汪亚顺

  . 2010, 46(2): 150-154.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  利用加速寿命试验对产品设备进行剩余寿命评估正在成为研究的热点，如何提高其评估的精度是其中一个非常重要的问题。针对目前加速寿命试验统计方法存在的将试验样品看作新品，把加速试验外推后的应力环境等同于实际工作环境，忽视现场数据等问题，从模型和信息量两方面着手提高寿命评估精度。通过考虑产品初始失效和环境差异的影响，建立更为准确的寿命模型。对加速寿命试验的试验数据和现场数据进行融合统计分析，使得评估数据中蕴含更为丰富的多源寿命信息，由此得到置信度更高的寿命评估结果。仿真对比结果表明，由于模型准确度的提高和统计信息量的增加，所提出的方法评估精度更高，效果更好。
• Select
  结构疲劳寿命稳健性优化设计

  李锋;孟广伟;周振平;周立明

  . 2010, 46(2): 155-158.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  由于材料特性、构件的几何特性、载荷历程和环境条件等随机因素的影响，造成结构的疲劳寿命往往偏离结构的设计寿命。为了减少疲劳寿命的分散性，建立一种结构疲劳寿命稳健性优化模型。该模型将结构优化设计理论和随机有限元法相结合，在考虑设计变量和其他随机变量的变异性对结构疲劳寿命影响情况下，将结构疲劳寿命稳健性优化问题构造成包含结构疲劳寿命均值和标准差的双目标优化问题，并通过权因子来平衡结构疲劳寿命的均值和标准差关系，在约束函数中将结构疲劳寿命控制在最低寿命和最高寿命之间。经疲劳稳健性优化设计后的结构疲劳寿命在其均值处波动较小，而且分布曲线远离疲劳寿命底限。最后通过承受脉冲载荷的平面10杆桁架结构疲劳寿命稳健性优化算例显示了此方法的有效性。
• Select
  双框架磁悬浮控制力矩陀螺动框架效应补偿方法

  魏彤;房建成;刘珠荣

  . 2010, 46(2): 159-165.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  双框架磁悬浮控制力矩陀螺(Double gimbal magnetically suspended control moment gyroscope, DGMSCMG)是由磁悬浮高速转子系统与内框架、外框架速率伺服系统构成的航天器新型姿控执行机构。由于非线性及三个子系统间的强耦合，框架转动时磁悬浮转子位移急剧增大影响稳定性，同时框架系统的响应速度显著下降，称之为动框架效应。该效应严重影响了DGMSCMG的功能，必须加以抑制。建立DGMSCMG的动力学模型，分析三个子系统间的动力学耦合机理，提出一种基于复合控制的补偿方法，引入针对陀螺项的反馈和针对框架角速率给定的前馈消除磁悬浮转子附加位移，提高框架系统响应速度，并对补偿后系统做全局稳定性分析。仿真和试验结果表明，该方法能在保证系统稳定性的前提下有效抑制动框架效应，满足DGMSCMG的功能要求。
• Select
  步进扫描光刻机扫描运动轨迹规划及误差控制

  穆海华;周云飞;周艳红

  . 2010, 46(2): 166-171.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究一种步进扫描投影光刻机工作台扫描运动超精密轨迹规划算法及误差控制策略。在分析三阶扫描运动与步进运动轨迹规划异同点的基础上，提出三阶扫描运动轨迹规划算法。针对扫描运动精确性与严格同步性要求，分析扫描运动轨迹规划误差补偿的几个关键问题。根据扫描运动轨迹算法离散实现存在的误差，结合内部整数积分策略，提出扫描运动轨迹规划加减速段与扫描速度稳定段运动距离的离散积分策略误差控制方法。此外，为克服切换时间圆整引起的扫描曝光匀速段位置误差，提出一种基于常速扫描运动段位置修正因子的误差补偿方法。以上方法共同实现光刻机工作台扫描运动轨迹规划精度控制。实例证明提出算法是有效和精确的。该算法成功应用于100 nm步进扫描投影光刻机工作台的超精密运动控制系统中。
• Select
  自适应重复控制抑制测试台动不平衡扰动研究

  徐凤霞;赵学增;陆仲达

  . 2010, 46(2): 172-177.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过分析三轴测试台的动不平衡因素，得出测试台存在周期扰动力矩。该周期扰动力矩主要是由加速度力矩、哥氏耦合力矩、离心耦合力矩组成，与测试台三轴的转动惯量、位置角和转动速度有关，影响测试台的定位精度和速率精度。为抑制三轴测试台动不平衡引起的不确定性频率周期性扰动力矩，提出一种用于消除带有的周期性扰动的自适应有限维重复控制。采用自适应算法在线辨识扰动频率，并调整有限维重复控制器参数消除该扰动，用平均方法证明算法的收敛性和系统的稳定性。同时该算法可以通过调整自适应多周期有限维重复控制器的结构来消除不同频率的多个周期的扰动。仿真结果表明该方法能有效的抑制三轴测试台动不平衡引起的周期性扰动，提高测试台系统的定置精度和速率精度。
• Select
  产品设计中用户感知意象的思维结构

  张艳河;杨颖;罗仕鉴;潘云鹤

  . 2010, 46(2): 178-184.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为获取产品总意象、子意象和产品构成元素之间的关系，分析了产品设计中用户感知意象的生成机制，并提出了感知意象思维结构的模型。以太阳镜外形为研究案例，采用多元自适应回归样条技术构建产品总意象与造型、色彩、材质和光影子意象的关系模型，据此应用子意象最低规则和意象值近似规则，在Matlab软件中求解四个子意象的最优组合。采用回归树技术得到各子意象与产品构成元素的关系模型，进一步地以感知意象区间为基础，求解对应于四个最优子意象的最优产品构成元素，据此得到对应于用户感知意象的最优产品构成元素组合。研究表明：在感知意象的思维结构中，产品子意象与构成元素的关系可用树结构表征，而与产品总意象之间存在复杂的映射关系。
• Select
  工作流多过程动态时序一致性的实时模型检测

  杜彦华;范玉顺

  . 2010, 46(2): 185-191.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  现实企业中通常存在多个并行的工作过程，并且它们之间可能存在资源冲突。在运行阶段，动态验证资源约束下多个过程的时序一致性具有重要意义。基于实时模型检测技术，提出一种工作流多过程时序一致性动态验证方法。采用时间自动机(Time automata，TA)对多个并发过程建模，并将所需验证的时序约束转化为对TA模型的性质查询。当运行到检测点，依据已知的时间信息更新TA模型，再进行相关性质查询，从而完成时序约束的验证。该方法实用性较强，能够有效处理现实业务环境中资源约束情况下多个业务过程的动态时序验证问题。具有较好的柔性和扩展性，当时序约束发生变化时，仅需改变相应TA模型。本方法有多种实时模型检测工具或软件的支持。
• Select
  用于设备操控件布局设计的人体静态姿势评价准则

  韩英;洪军;王崴;韩秀丽;王欣

  . 2010, 46(2): 192-198.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  根据人体肌肉硬度与肌肉舒适度具有因果关系的生理学特性，进行了由一组志愿者参与的、旨在研究操控件不同布局设计下人体静态姿势对肌肉硬度影响的试验。利用肌肉硬度仪测量了一组受试者在不同静态操作姿势下人体各相关肌肉硬度的变化情况，得到不同姿势下肌肉硬度的变化规律。通过对试验测得的肌肉硬度数据进行归一化处理并依据相关肌肉横断面积进行加权计算，给出肌肉舒适指数的概念；针对人体上身2自由度、3自由度关节动作情况，分别给出综合肌肉舒适指数的计算方法；最终提出了基于肌肉硬度试验数据的人体舒适度评价准则(Assessment system based on muscle hardness experiments，ASMH)。通过与工程中广泛采用的快速上肢评价准则(Rapid upper limb assessment, RULA)对比可知，此评价准则的准确度和适用性有所提高，评分值范围增加为1至12，评价等级增加至六个等级，更适合于操控件布局设计的人机工程学优化设计。