机械工程学报

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黄凤英;周正干

. 2011, 47(10): 1-7.

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电磁超声换能器(Electromagnetic acoustic transducer, EMAT)灵敏度低，其静态偏置磁场是影响EMAT灵敏度的关键因素。为提高EMAT的灵敏度，利用有限元软件ANSYS计算EMAT中永磁体产生的磁感应强度，得到磁感应强度的分布规律，并结合试验方法获得永磁体的优化结构参数，以指导EMAT结构的优化设计。研究结果表明，当永磁体与线圈的间距减小时，超声振动回波幅值增大，但对线圈干扰加大，在两者之间取折中能够得到较高信噪比的回波信号；永磁体厚度对换能器灵敏度产生严重影响，当厚度增大，磁感应强度增强，但趋势逐渐变缓。聚磁板的应用有利于集中磁感应强度，提高回波信号的信噪比。

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合金韧窝断口微观形貌的扫描白光干涉三维检测重构及Motif表征

邹文栋;黄长辉;欧阳小琴;郑玱;徐周珏;董娜

. 2011, 47(10): 8-13.

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针对30CrMnSiA合金韧窝断口复杂的表面特征，运用扫描白光干涉法检测微观形貌。系统采用Linnik结构，并通过空间频域分析算法重建断口表面三维形貌，试验中扫描行程达120 µm，纵向检测精度优于5 nm，频域分析表现出很强的位相提取和噪声抑制能力。研究韧窝断口的三维Motif表征方法，提出包含深度、长度、宽度、面积、方向角和各向异性率等6参数的定义，以及基于面积和深度阈值的合并算法。考虑到韧窝三维形态的各向异性，对基于纵横比的表面微观粗糙度定义进行修正。采用3D-Motif法对试验获得的断口三维形貌进行表面纹理分割，提取韧窝个体特征参数和统计数据，其中测得断口表面微观粗糙度为0.15～0.70，从而为定量化研究材料的断裂机理提供客观依据。

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点焊试件中兰姆波传播的有限元模拟及其应用

陈振华;史耀武;赵海燕

. 2011, 47(10): 14-18.

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提出兰姆波评价汽车钢板点焊质量的理论依据及试验方法，评价对象包括点焊焊核的直径及最大拉伸载荷。兰姆波中的多模态频散特性及在复杂结构中的模式转换导致超声检测信号难于区分，通过解析方法难以获得兰姆波在点焊试样中的传播规律，因此采用有限元法模拟兰姆波在点焊试样中的传播。有限元法的模拟结果显示：经焊核传播的A0模态兰姆波特征峰值随焊核直径的增大而减小、随凹痕深度的增大而增大。因此，A0模态兰姆波的特征幅值可望用于评价焊核的形状及力学性能。试验通过调整斜探头入射角度激励A0模态兰姆波对高强度镀锌钢板的点焊试件进行检测试验，结果显示：A0模态兰姆波特征峰值随焊核直径及焊核最大拉伸载荷的增大而减小，该规律与有限元模拟的结果一致，可以用于实际结构点焊质量的无损评价。

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AA6016铝材烘烤硬化性能研究

盈亮;申国哲;胡平;王安东;马宁;常颖

. 2011, 47(10): 19-24.

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以两种新型汽车车身用AA6016铝合金为研究对象，对比研究其力学性能及不同人工时效制度下的烘烤硬化性。探讨各工艺参数影响下的微观机理，提出优化的烘烤工艺流程：固溶淬火+预时效+自然时效+人工时效(烘烤硬化)。研究表明：铝材烘烤硬化主要是由亚稳强化相′′的沉淀析出以及预变形产生的位错强化引起，烘烤硬化值大小与合金中′′相形核速度有关，不同的自然时效状态及板材轧制特性不影响烘烤硬化的实际效果。尽可能采用高温短时效的烘烤过程(2%～3%预变形，170～180 ℃，小于30 min)可使AA6016铝合金获得满意的烘烤硬化效能。该过程可大幅提升AA6016铝合金烘烤硬化性和成形性，烘烤硬化值为40～90 MPa，对企业实际应用具有指导意义。

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冷轧无取向硅钢横向厚差控制

何安瑞;邵健;孙文权;管长林;沈新玉;张建平

. 2011, 47(10): 25-30.

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冷轧中中低牌号的无取向硅钢多采用万能凸度轧机(Universal crown mill, UCM)生产，其板形好坏受制于UCM轧机板形调节手段的协调使用。为掌握UCM轧机的板形控制特点，建立基于二维变厚度有限元的辊系弹性变形和基于三维差分的轧件塑性变形的六辊轧机耦合模型，对UCM轧机的板形调控性能进行详尽的分析，包括工作辊和中间辊弯辊、中间辊窜辊的调控功效、辊间接触压力分布等。在此基础上，提出可用指导生产的板形控制策略，指出UCM轧机在横向厚差控制方面的不足。针对工业生产中UCM轧机轧制无取向硅钢横向厚差大的问题，在大量仿真计算的基础上，开发具有高次曲线函数的边部变凸度(Edge variable crown，EVC)的工作辊。采用该工作辊后，各种品种的无取向硅钢的横向厚差不大于10 m的百分比由24%提高到99%，横向厚差的均值小于6 m，远小于之前的13 m。

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基于三维断裂理论的结构损伤分布式在线监测系统

张国勇;于培师;郭万林

. 2011, 47(10): 31-37.

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目前飞机等结构的安全主要通过疲劳及损伤容限设计来保证，但设计阶段采用的载荷谱与结构服役期间所承受的实际载荷谱存在差异，设计阶段无法准确预测结构的实际使用寿命。为保障结构服役期间的安全，设计基于三维断裂理论的结构损伤在线监测系统。系统通过传感器实时监测结构关键点处的载荷谱，并基于三维断裂力学理论，计算结构在载荷谱作用下损伤的扩展。系统采用现场总线和以太网两种通信方式，当数据传输量小、实时性要求较高时，可采用现场总线通信，当数据传输量大、实时性要求不高时，可采用以太网通信。针对大型结构需要多点监测的需求，提出基于现场总线和以太网构建分布式监测系统的两种方案。通过对标准试件在常幅载荷作用下疲劳裂纹的扩展进行监测，演示系统的工作原理和技术可行性。

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镁合金板材温热电磁复合成形试验研究

孟正华;黄尚宇;胡建华;夏志林;夏晓锋

. 2011, 47(10): 38-42.

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由于节能、环保的需要，轻量化已成为现代结构设计的主流趋势，作为最轻的金属结构材料，镁合金受到强烈的关注。但由于其室温塑性较差，现有产品主要采用压铸法制造。由于镁合金板材在200～400 ℃时表现出良好的塑性，因此温热成形成为一种很好的方法；电磁成形是一种高能高速率成形工艺(应变速率大于103～104 s–1)，能显著提高金属板材的成形性能，并且不需要润滑。充分利用温成形与电磁成形的复合优势来提高镁合金板材的成形性能，研究电压、电容、温度等工艺参数对镁合金板材温热电磁胀形高度的影响规律，结果表明：在一定的范围内提高电压或增加电容，胀形高度得到提高；增加电压比增加电容能更有效地提高胀形高度；在相同的放电能量下，成形温度提高时，板材胀形高度先降低(θ<150 ℃)然后增加(150 ℃<θ<230 ℃)；随着成形温度增加，极限胀形高度增加，但所需的放电能量增加。

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多晶体材料构件的跨尺度仿真计算

李俊琛;李旭东;盛捷;冯伟;任淮辉

. 2011, 47(10): 43-51.

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为进行多晶体材料构件宏观－细观跨尺度相结合的研究，设计“宏观试验仿真计算”与“细观微结构仿真计算”相结合的研究方案，开发以Voronoi增量式外存算法为基础的仿真软件ProDesign，结合C语言程序开发与OpenGL图形软件包绘图，实现三维多晶体材料微结构的可视化仿真；在此基础上，运用多种计算机语言混合编程、商业有限元软件ABAQUS二次开发等技术实现了从宏观力学状态到细观力学状态的跨尺度状态继承、多晶体材料微结构的有限元分析。对几何结构相同、晶体取向分布规律不同的微结构进行数值计算，并根据计算结果分析晶体取向分布规律对多晶体材料微结构中“材料结构弱点”的影响，仿真计算结果能够指导宏观多晶体材料构件的设计。

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基于热点应力法的AZ31B镁合金焊接接头疲劳评定

王文先;李娟;李晋永;张红霞

. 2011, 47(10): 52-56.

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针对镁合金焊接结构的疲劳性能问题，用热点应力法对10 mm厚的AZ31B镁合金对接接头和纵向非承载十字接头的疲劳强度进行评定，并用国际焊接学会推荐的方法进行数据处理，做出热点应力S-N曲线并与名义应力S-N曲线进行对比。试验分析表明：试验所采用的两种焊接接头用名义应力法评定时疲劳数据分散性较大，相关系数为0.916，试验疲劳级别分别为FAT35和FAT25；用热点应力法评定时疲劳数据分散性明显减小，相关系数为0.957，比前者提高4.48 %，两种焊接接头疲劳强度可以用一条S-N曲线表示，试验疲劳级别为FAT33；这两种评定方法的试验疲劳级别都高于按国际焊接学会推荐的m=3得到的疲劳级别，说明选取m=3进行结构设计具有较高的安全系数。

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大型水轮机叶片热处理过程温度场和变形的动态测量

马继宇;康进武;王天骄;喻海良;黄天佑

. 2011, 47(10): 57-63.

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大型水轮机叶片属于复杂曲面结构铸件，在热处理过程中由于冷却不均和相变极易发生翘曲变形，为此建立一套非接触式的温度场和位移连续动态测量系统。该测量系统采用红外热像仪测量温度场，采用非接触式测量方法测量铸件的变形。采用此系统对某工厂叶片生产中热处理冷却阶段的温度场和变形进行实时的测量，得到热处理冷却过程中叶片的表面温度变化和动态变形。在正火和回火冷却阶段叶片出水边的变形量并不简单地与温度和时间成正比关系，在正火阶段出水边变形有2个极值点，回火阶段有1个极值点。叶片变形主要发生在正火冷却阶段，受到温度变化和相变的共同影响，回火冷却阶段变形较小，主要受温度变化的影响。这种测量方法和得到的测量结果对叶片铸件的热处理过程冷却和变形规律研究以及铸件热处理工艺优化具有重要意义。

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马氏体/贝氏体异种耐热钢焊接接头界面蠕变失效数值模拟

张建强;李太江;姚兵印;刘福广;章应霖

. 2011, 47(10): 64-69.

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采用有限元法对高、中、低匹配马氏体T91与贝氏体G102异种耐热钢接头在560 ℃、不同外加轴向拉应力条件下的蠕变最大主应力、von Mises等效应力进行数值模拟，并通过加速试验对模拟结果进行验证。结果表明，低匹配接头焊缝/G102界面附近最大主应力数值很高，蠕变孔洞易于在焊缝/G102界面形成。高匹配接头焊缝/低强母材界面的最大应力和von Mises等效应力数值很高，孔洞易于形核、扩张。中匹配接头焊缝/G102界面附近最大主应力和von Mises等效应力最小。加速试验后低匹配接头焊缝/G102界面发生蠕变断裂，高匹配接头焊缝/G102界面处的蠕变孔洞几乎连成裂纹，中匹配接头焊缝/G102界面附近的晶界仅存在个别孤立蠕变孔洞，早期失效倾向最小。数值模拟结果与加速试验结果一致。

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焊点热疲劳多模式失效寿命分析

魏鹤琳;王奎升

. 2011, 47(10): 70-75.

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采用概率分析方法研究表面贴装器件无铅焊点的可靠性。以片式元件0603为例，基于非弹性切应变的疲劳寿命模型Coffin-Manson关系式，建立无铅焊点简化几何模型和热疲劳寿命预测的概率求解方法，对该方法的精确度进行验证。将生产制造过程所导致的焊点几何参数随机性和产品在实际服役过程中环境温度的不确定性对热疲劳寿命的影响进行量化分析，为产品初期设计、质量控制标准的制定及售后质量的预测提供依据。研究结果表明，随着随机变量的增多，焊点热疲劳寿命明显降低。将焊点几何参数H、L及温度循环范围Δ 等影响低周热疲劳寿命的关键因素视为相互独立并服从正态分布的随机变量，利用已测得的焊点几何参数的均值及方差和小样本试验数据，可以预测同批次所有样本的焊点热疲劳寿命。

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基于偏最小二乘回归的发动机排气分析仪线性化研究

常英杰;陆宪忠;王世龙;王志明

. 2011, 47(10): 76-81.

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汽车及非道路用发动机的主要排气污染物有NOx、THC、CO、PM及CO2等，测量这些排气污染物的分析仪由于测量原理等原因本身线性并不理想，需要进行线性化校正。现广泛采用的高次方多项式逐步回归线性化方法的模型稳定性和预测性能不佳。利用偏最小二乘回归方法建立CO2和CO分析仪线性化有效预测模型，该模型物理意义明确，较普通最小二乘回归多项式模型和切比雪夫多项式模型的预测精度分别提高29.1%～35.1%和23.5%～39.3%。提出基于交叉舍一方法计算回归系数不确定度的通用计算方法；提出基于交叉舍一方法计算的方均根偏差作为判定模型预测精度的原则；提出用回归系数不确定度区间是否包括零轴作为判定模型参数是否显著有效的原则；这一套方法简单、实用、有效，不仅适用于偏最小二乘回归(Partial least squares, PLS)模型，也适用于最小二乘法(Least squares, LS)等其他回归模型。该建模方法可用于发动机排气分析仪的线性化建模，提高排气污染物的测量精度,尤其在分析仪线性度不高、特性比较复杂时更能有效地提高预测精度。

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面向约束优化的改进响应面法在车身轻量化设计中的应用

潘锋;朱平

. 2011, 47(10): 82-87.

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轿车车身轻量化设计是一个多约束的复杂系统优化问题，且必须满足各项车身结构性能，其中碰撞安全性是先决条件。实际中普遍采用试验设计和响应面法相结合的手段开展轻量化研究。针对传统响应面法拟合约束函数易引起优化解落在非可行域内的缺陷，提出一种面向不等式约束函数的改进响应面法，使近似约束边界分布在可行域中，得到能够满足设计约束的优化解，数值算例验证了改进响应面法在处理约束优化问题中具有比传统响应面法更为明显的优势。将其应用到车身轻量化设计中，结果表明，基于本研究提出的改进响应面法的轻量化方案优于传统响应面法，整车耐撞性能得到提高的同时实现车身前部结构减重21.4%，为开展车身轻量化设计研究提供可借鉴的方法。

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基于改进TTR算法的重型车辆侧翻预警系统

朱天军;宗长富;吴炳胜;孙振军

. 2011, 47(10): 88-94.

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重型车辆具有重心高，装载量大，高宽比相对乘用车较大等特点，导致其侧翻稳定极限较低，极易发生侧翻事故。建立重型车辆侧翻预测模型，利用车辆实车试验数据离线辨识技术，辨识出3自由度车辆模型中的关键参数，然后利用改进后的车辆模型进行在线侧翻危险预测及控制，实现车辆动态侧翻特性精确预测。在此基础上，将卡尔曼滤波技术融入到改进侧翻预测时间(Time to rollover，TTR)侧翻预警算法中，选取车辆的横向载荷转移率作为侧翻极限判据，根据当前车辆状态预测未来3 s车辆的侧翻危险程度，并实时计算TTR值，一旦TTR值满足侧翻条件，系统自动触发预警装置。利用侧翻预警系统车载试验平台，对侧翻预警控制系统进行验证。侧翻预警场地试验结果表明：所开发的重型车辆侧翻预警系统可以准确有效地进行车辆侧翻危险程度预警，达到预期的开发设计目标。

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考虑转向速度的汽车操纵稳定性分析

刘喜东;刘应东

. 2011, 47(10): 95-100.

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汽车转向时前轮的转向速度对汽车的操纵稳定性具有确实的影响。通过动力学分析建立汽车的操纵稳定性的3自由度模型，提出考虑转向速度时的轮胎侧向力模型，推导出前轮转角输入与相应输出之间的传递函数矩阵，使用传递函数矩阵估计方法对与轮胎侧偏角加速度、侧偏角速度和侧偏角等相关的轮胎侧偏特性参数进行辨识和计算。试验数据验证了实车的整车模型和轮胎侧向力模型有很高的准确性。分析转向速度对汽车的操纵稳定性的影响，结果表明前轮的转向速度在一定范围内对汽车侧向加速度、横摆角速度和车身侧倾角有明显的影响，而且程度各不相同，正常转向时，转向速度的变化对汽车的动力学特性有较大的影响。

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水冷式永磁涡流制动装置的仿真与试验

叶乐志;李德胜;焦兵锋

. 2011, 47(10): 101-105.

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为克服传统永磁涡流制动装置的制动性能热衰退问题，采用水冷散热的方法设计出一种新型永磁涡流制动装置。介绍两种永磁涡流制动装置的结构和工作原理，着重分析水冷式结构的冷却循环特点。为防止出现磁饱和现象，利用有限元法分析电磁场并给出装置的磁场分布图。利用磁路法分析装置静态吸力与磁铁厚度之间的关系曲线。通过拟合试验制动力矩与仿真静态吸力数据，得出制动力矩与吸力近似呈线性关系的结论。对两种装置温度场和制动力矩进行试验比较，给出试验曲线和仿真计算曲线，仿真数据与试验数据吻合较好。试验结果表明，采用水冷散热方式使永磁涡流制动装置保持较低的工作温度，持续工作时未发生制动力矩热衰退，装置的持续工作能力得到很大提高。

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基于近似的涡轮冷却叶片外形多学科设计优化

虞跨海;王金生;杨茜;岳珠峰

. 2011, 47(10): 106-112.

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研究多学科耦合作用下的复杂结构快速设计优化技术，解决了涡轮冷却叶片设计优化的高设计成本和数值噪声问题。函数解析与特征造型方法结合造型软件二次开发技术，实现了涡轮冷却叶片几何模型参数化及自动造型；流热耦合分析方法得到准确的气动与传热结果，通过保持与流热耦合分析模型网格节点的一致，将温度、压力等载荷信息精确传递到振动和强度分析模型；根据强度分析结果，采用经验公式方法预测叶片蠕变寿命，实现涡轮冷却叶片的多学科分析。以涡轮叶片叶尖和叶根两个外形截面18个设计参数为变量；优化拉丁超立方方法采样建立样本空间，利用Kriging函数构造快速分析模型；以叶身温度、总压损失和重量最小为优化目标，以共振裕度、应力、寿命和最大变形量为约束，建立高维、非线性设计空间下复杂涡轮冷却叶片涉及气动、传热、强度、振动和寿命等多个学科的多目标设计优化系统，最终实现叶片外形的设计优化，提高叶片的综合性能。

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水平轴风力机的功率极限

姜海波;曹树良;阳平

. 2011, 47(10): 113-118.

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为求得理想风力机的功率系数随尖速比和翼型升阻比变化的表达式，作为实际风力机功率系数的理论极值，采用叶素—动量理论，推导出理想叶片弦长公式；沿理想叶片翼展积分，得到功率系数表达式。在该表达式中令阻力系数为0，得到与尖速比关联的功率系数极限公式；进一步令尖速比趋近于无穷大，得到贝兹极限(16/27)。为给出实际风力机功率系数极限值，以及为便于理论分析，对升阻比在10～1 000和尖速比在1～10范围内的理想风力机的功率系数进行详细计算，给出了数据表格。研究结果表明，理想风力机的功率系数仅是尖速比和升阻比的函数，只有当尖速比和升阻比都趋近于无穷大时功率系数才趋近于贝兹极限。研究还表明，升阻比小于100的实际风力机的功率系数不可能超过0.538，如果考虑有限叶片数和叶片形状的影响，实际风力机的功率系数难以超过0.500

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旋流燃烧器给粉方式对锅炉NO排放特性影响的数值模拟

刘建全;孙保民;陈晓萌;孟顺;邵兴兰;李学彦

. 2011, 47(10): 119-125.

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使用可实现realizable k-ε双方程模型，对600 MW超临界锅炉LNASB燃烧器燃烧过程进行数值模拟。研究燃烧器给粉方式、二次风量及过量空气系数对炉膛内部NO分布的影响，对燃烧器拟改进结构与原结构NO生成特性进行比较。数值模拟结果表明，内二次风对NO影响较大，内二次风关闭时炉膛出口NO下降22%。主燃烧器区域过量空气系数对NO影响明显，过量空气系数较小时NO生成量较少；中心给粉可以有效地降低锅炉NO的生成，100%负荷投入5层燃烧器时NO下降16%，数值计算结果为燃烧器改进提供了NO生成的理论依据。并与试验结果进行对比，获得比较一致的结果。通过设备改进和燃烧调整，有效地控制了锅炉NO的排放，为LNASB燃烧器设计和运行提供了一定的降低NO的理论基础。

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液压系统油液有效体积模量的在线软测量

闫小乐;谷立臣

. 2011, 47(10): 126-132.

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液压油的有效体积模量不仅是影响液压控制系统性能的重要参数，也是反映液压设备运行状态的特征参数。以液压油有效体积模量的在线监测为研究目的，利用瞬变流理论和气液两相流理论，在频域内建立液压系统管路中油液的固有频率、压力、气泡体积分数与有效体积模量关系的软测量模型，并对其进行数值仿真分析。该模型应用的关键问题是如何在线测量油液的固有频率，可行的解决方案是在液压动力系统选定的两个油液压力波动监测点安装压电式压力传感器,通过在线激励动态测量油液的压力频率响应函数，从而识别油液的固有频率。在液压动力系统多源诊断信息获取试验装置上对该模型进行试验验证。研究结果表明，该模型可以方便、有效地用于液压油的有效体积模量在线监测。

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压缩机活塞杆磁性液体密封设计与试验研究

李德才

. 2011, 47(10): 133-138.

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为探索往复密封的新方法，对2D25W-69/2.2～8.8压缩机活塞环进行往复密封研究。分析传统的往复密封方式和磁性液体往复密封的缺陷，提出组合往复密封结构的观点。针对2D25W-69/2.2～8.8压缩机活塞环工况条件，设计出三种磁性液体组合密封结构：三斜口填料—磁性液体组合密封结构，C形滑环—磁性液体组合密封结构和改进后的C形滑环—磁性液体组合密封结构。从理论上分析上述三种磁性液体组合密封结构的磁场分布和密封耐压能力。在试验方面，设计、安装了磁性液体往复密封试验台；在设计的往复密封试验台上，测试三种组合密封结构的密封性能。试验结果表明：改进后的C形滑环—磁性液体密封结构具有一定的实际价值。

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轴承腔中油滴尺寸分布和沉积特性

陈国定;陈薄;王军;陈晨

. 2011, 47(10): 139-144.

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航空发动机的润滑系统和二次空气流动系统的设计依赖于对轴承腔中复杂的油气两相流动状态的理解，这其中包括影响轴承腔润滑和换热性能的壁面油膜物理特性。运动油滴转移的质量和动量与轴承腔壁面油膜厚度和速度有很大关系，并决定轴承腔油气两相流动的油膜初始状态。通过分析轴承腔结构工况与油滴直径分布参数关系，明晰基于直径尺寸连续的油滴质量分布，在此基础上进行油滴与轴承腔壁面碰撞后的沉积质量和转移动量的计算，以量纲一参数的形式探讨轴承腔结构和工况对油滴沉积质量和转移动量的影响。针对某一轴承腔结构和工况条件进行的油滴沉积质量和动量转移量计算，以研究计算方法的可行性。结合油滴尺寸分布进行油滴沉积特性分析，探索轴承腔油膜形成过程的物理本质，获得表征轴承腔结构和工况条件的量纲一参数对油滴沉积质量和沉积油膜动量转移量的影响规律，有助于航空发动机轴承腔油气两相流动研究后续工作的开展。

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基于动态逆模型的电液位置伺服系统复合控制

姚建勇;焦宗夏;黄澄

. 2011, 47(10): 145-151.

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电液位置伺服系统是典型的非线性系统，且往往存在较强的外部干扰。正是由于系统非线性及不确定性，传统方法设计的闭环控制器往往不能满足系统的高性能需求。基于系统动态逆模型设计出复合控制器，包括前馈控制器和鲁棒控制器，分别用于提高系统的控制精度及鲁棒性，给出电液位置伺服系统鲁棒控制器的一般设计方法，并针对电液伺服系统的主要非线性参数，给出在线预估的自适应方法。最后给出复合控制器的验证实例，并对所建数学模型及参数预估方法进行验证，试验结果表明，所提出的基于动态逆模型的复合控制策略提高了系统控制精度，增强了系统抑制外干扰的能力，拓展了系统双十频宽。

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支持多级网络计划编制的项目过程建模与仿真

乔立红;考书婷;王超

. 2011, 47(10): 152-156.

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以多级协同项目的计划管理为背景，对于多级协同项目计划编制方法进行研究。研究多级协同项目计划编制模式，描述复杂工程项目计划的分层定义，以满足多级协同项目对复杂的计划编制的特殊要求。提出一种可支持计划编制的项目过程建模和仿真方法，该方法基于随机网络技术，能够针对多级协同项目复杂的过程关系建立过程模型，并进行基于不同风险值的项目仿真，得到项目工期值的概率统计分布情况，从而得到项目在不同完工风险下的工期预测值。仿真的结果应用于计划编制，使项目管理者更全面了解计划编制的合理性。

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一种面向风格创新设计的汽车形态特征识别方法

张坪;薛澄歧

. 2011, 47(10): 157-163.

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以汽车为例，研究风格计算自动化的关键基础技术——产品形态特征识别，提出一套框架/模型和实现方法，建立一个比较完善的形态特征识别框架。从风格创新角度出发，结合汽车造型特征，定义3个与汽车特征识别密切相关的关键类集合。基于关键类集合，定义汽车关键特征点集合与局部特征组件集合之间的映射，以及局部特征组件集合与汽车车型集合之间的映射，在此基础上提出汽车形态特征识别模型，并给出关键特征点提取算法、局部特征分割算法以及车型识别算法的示例。最后通过一个实例系统对识别模型和方法做了介绍。

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基于不完全维护的劣化系统分阶段顺序预防维护策略

曲玉祥;吴甦

. 2011, 47(10): 164-170.

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多数系统维护之后的状态介于“全新”和“如旧”之间。基于不完全维护理论，引入考虑设备工龄和维护成本的改善因子，结合维护活动的实际情况，提出分阶段顺序维护的概念。以设备整个维修周期内的成本率最低为优化目标，建立两种顺序预防维护模型，即一般顺序预防维护模型和分阶段顺序预防维护模型(模型I和模型II)，得到系统最优维护时间间隔和在全寿命周期内执行预防维护的次数，通过数值验证对各自模型的特点和有效性进行讨论。结果表明，分阶段顺序预防维护模型在不明显增加系统维护成本的前提下，既可以很好地适应劣化系统失效率随工龄增加而增长的特点，又能够贴近维修生产实践，使其在寻求最优维护策略方面兼具更好的经济性和可行性。

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应用非平衡统计力学方法的产品性能评价

吕世增;张大卫;刘年磊

. 2011, 47(10): 171-176.

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为了从系统演化的角度来研究产品性能评价问题，在建模的过程中引入非平衡统计力学方法，该方法已成功应用于环境领域中复杂生态系统的分析。以反映产品性能的各个指标所构成的系统为研究对象，基于非平衡统计力学方法建立系统随机演化方程，通过给各指标赋予合理的权值使系统趋于稳定，从而实现对产品性能的评价。新模型揭示出性能等级的形成模式和演化动力学规律，进而使用该模型结合自组织特征映射网络的算法提出具体的评价方法，并以实例证明该方法的有效性。应用此方法进行产品性能评价，不受人为加权等因素的影响，具有广泛的适应性。该评价模型还提供对指标体系结构以及指标间关系的分析途径，可进一步应用于产品性能优化的研究。

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单件生产系统同步加工动态调度策略

王斌;汪峥;严洪森

. 2011, 47(10): 177-184.

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研究以最小化同步加工时间差和最小化完工时间为目标的单件生产系统动态调度问题，并提出一种基于耦合瞬态混沌神经网络方法的滚动时域动态调度策略。新的能量函数表达式能同时包含优化目标和工艺路线及资源等约束；针对能量函数中包含实值和0－1值两种变量的特点，提出将神经网络分成两个相互耦合的子网，分别处理两种类型的神经元；在网络动态方程中加入自抑制反馈混沌特性来提高获得全局最优解的能力。应用滚动时域分解法获得动态调度策略，以适应加工过程中不断变化的同步程度。仿真试验结果表明，单件生产系统动态同步加工调度策略具有良好的全局优化性能和运算效率。

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基于着色随机时间Petri网的维修性建模方法

陆中;孙有朝;吴海桥

. 2011, 47(10): 185-191.

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产品的维修性是决定其维修品质与寿命周期费用的关键因素，维修性建模是维修性设计的重要环节，对产品的维修性水平有重要影响。对维修性建模方法进行深入研究：利用着色随机时间Petri网的库所与颜色标记等基本要素描述维修对象、维修资源等维修实体及其状态，基于库所、颜色标记、随机时间变迁等基本要素给出维修实体状态与维修作业关系以及维修作业逻辑关系的描述方法，并以此为基础构建基于着色随机时间Petri网的维修过程模型。根据该模型提出基于蒙特卡罗法的维修时间仿真算法以及维修资源需求量计算方法。结合某型飞机前起落架系统给出维修过程建模与维修时间仿真、维修资源需求量计算实例，表明模型与方法的优越性。

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一种通用的稳健可靠性指标

刘成立;吕震宙;罗志清;张萌

. 2011, 47(10): 192-198.

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已有的可靠性指标主要包括三种，即稳健可靠性区间指标、稳健可靠性扩展函数指标和稳健可靠性的无穷范数指标。通过对这三种指标的详细讨论，指出各种指标的优缺点。为解决已有指标存在的问题，提出一种适用于基本变量含有多种不确定性凸集的线性及非线性系统的通用稳健可靠性指标。在求解通用指标时，将描述每个基本变量凸集不确定性的多个尺度转化为可以描述所有基本不确定性凸集的单一尺度，将基本变量不确定性凸集与失效域相交时对应的单一尺度的下限作为稳健可靠性指标。通用指标明确指出线性或非线性系统目前的安全程度，表明系统在当前基本变量的不确定性情况下可能发生失效，表明系统在当前基本变量的不确定性情况下是不可能失效的，同时也表明当前系统的不确定性单一尺度参数扩大倍时，系统将达到可能失效与安全的临界状态。通用稳健可靠性指标的求解转化成一个可用数值方法求解的优化问题。并用算例说明了所提指标的合理性和广泛性。

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2011年, 第47卷, 第10期　
刊出日期：2011-05-20

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