2011年, 第47卷, 第24期　
刊出日期：2011-12-20

  

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  线聚焦无镜头式聚偏氟乙烯超声探头的研制及V(f, z)分析法在表面波波速测量中的应用

  何存富;吕炎;宋国荣;吴斌;李永春

  . 2011, 47(24): 1-7.

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  线聚焦式超声材料性质表征系统可以对水浸试样漏表面波或类漏表面波的相速度进行精确的测量，但鉴于传统超声显微镜镜头的材料昂贵且制作困难，采用厚度为40 m的聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride, PVDF)压电薄膜作为激励/接收元件，设计、制作两个应用于声学显微系统的线聚焦无镜头式PVDF超声换能器，其中心频率分别为5 MHz和11 MHz。区别于传统超声显微镜高昂的设备费用与利用单频V(z)曲线测量空间振荡周期 的方法，基于二维傅里叶变换开发出一种改进的适用于宽频的V(f, z)分析法，并发展建立一套成本较低的用于测量材料漏表面波波速的散焦试验系统。为测试换能器、算法和整体系统的性能，对抛光熔融石英进行非接触式水浸超声试验，利用V(f, z)分析法提取出表面波波速，并将试验结果与理论值进行对比，两者吻合较好。
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  离散数据环境下复杂曲面检测点布局策略研究

  郑惠江;何改云;丁伯慧

  . 2011, 47(24): 8-14.

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  根据采样策略进行采样点的选择和布局，是对复杂曲面加工质量进行检测轨迹规划的重要内容之一。针对一般曲面采样点布局算法用于离散数据环境下复杂曲面测点布局存在的局限性，通过分析离散数据环境下复杂曲面数据的特点，引入局部网格曲率特性参数，构建基于三角面片微分几何特性的网格简化方法，从而提出基于网格简化的复杂曲面离散数据检测点布局策略，并建立不同层次网格之间距离值相对于简化三角形数量的拟合曲线方程，验证曲率权值优化方法在离散数据环境下对提高复杂曲面采样点布局精度的有效性。
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  关节式坐标测量机热变形误差及修正

  胡毅;费业泰;程文涛

  . 2011, 47(24): 15-19.

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  关节式坐标测量机工作温度范围宽，可以在线测量，应用领域越来越宽。这也使得其热变形误差随着对测量机测量精度要求的提高越来越受到关注，并且对其必须加以修正。简要分析关节式坐标测量机主要部件由于温度变化对测量的影响。关节式坐标测量机热变形误差模型用单隐层带反向传播前馈神经网络建立，网络的输入是测量机两个温度参数和测头的坐标值，输出为测头坐标相对于20 ℃该点的变化量。通过试验获得数据样本，训练所建模型并进行仿真。试验结果表明所建模型对关节式坐标测量机热变形误差修正是有效的。
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  轴对称拉深成形凸缘变形区应力的解析求解

  秦泗吉

  . 2011, 47(24): 20-25.

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  在一定的假设条件下，对轴对称拉深成形凸缘变形区的应力进行解析分析，得到以积分形式表示的应力表达式。进行恰当的变量代换后，根据积分函数符合线性变化的规律，分别利用积分中值定理和泰勒级数展开公式，简化得到径向应力的解析表达式。根据简化公式可直接计算得到任一变形瞬间凸缘变形区的应力分布，以及不同变形瞬间的凹模入口处的径向应力。采用两种简化方法计算与以积分计算得到的结果非常接近，给出的算例表明，在拉深过程中，凹模入口处的径向应力最大相对误差小于0.6%，最大应力相对误差小于0.15%。以圆筒形件的拉深成形为例，在考虑板坯在凸缘区和凹模圆角区的摩擦、及板坯在凹模圆角区的弯曲等条件下，采用简化解析公式，计算极限拉深系数，计算结果与试验值吻合较好。
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  预应变对管线钢低温断裂韧度影响研究

  肖光春;荆洪阳;徐连勇

  . 2011, 47(24): 26-30.

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  油气管线无论是在安装还是在服役过程中，都会不可避免地产生大塑性应变(即预应变)。为了研究预应变对材料力学性能和断裂韧度的影响，对X80管线钢原材料和塑性变形材料分别进行不同温度下的拉伸试验和断裂韧度试验，并对试样断口形貌进行分析。试验结果表明，温度对管线钢的断裂韧度具有显著作用，钢材的断裂韧度随着温度的降低显著减小，断裂方式也由延性断裂转变为脆性断裂；拉伸预应变因工作硬化提高了钢材的屈服强度与抗拉强度，而压缩预应变因包申格效应降低了钢材的屈服强度与抗拉强度，但两者都降低了钢材的塑性及断裂韧度，进一步增加脆性断裂发生的概率。因此，在管道设计、选材、安全分析及评定时，应充分考虑温度和预应变对管线钢断裂行为的影响。
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  承载钢丝绳在不同预张力下的弯曲疲劳损伤研究

  贾小凡;张德坤

  . 2011, 47(24): 31-37.

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  以6×19+FC点接触式钢丝绳为研究对象，研究钢丝绳在不同预张力下的弯曲疲劳损伤行为，考察不同预张力对弯曲疲劳寿命、损伤量值、外层可见断丝数和钢丝之间的微动磨损的影响，探索其疲劳损伤机制。在自制的钢丝绳弯曲疲劳试验机上开展钢丝绳在不同预张力下的弯曲疲劳试验，采用钢丝绳无损检测仪和人工检测方法分别判定不同预张力下钢丝绳的弯曲疲劳寿命，采用光学显微镜和扫描电镜观察分析钢丝绳的疲劳损伤机制。结果表明，钢丝绳的弯曲疲劳寿命随着预张力的增大而减小，其损伤量值和外层可见断丝数随着弯曲疲劳次数的增加而增大，断丝均发生在外层钢丝与弯曲滑轮磨损严重处，断丝长度有集中现象；其疲劳断裂机理表明，钢丝绳内部钢丝之间的微动磨损亦是影响钢丝绳疲劳寿命的重要因素。
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  三维复杂零件修边线快速预示方法

  鲍益东;王秋菊;陈文亮

  . 2011, 47(24): 38-43.

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  为解决传统的修边线预示方法在三维复杂零件修边线求解过程中所存在的诸多困难，在一步逆成形法的理论基础上，提出一种以单元层的方式进行初始几何展开的方法，将需要翻边的网格按节点相邻单元关系逐层展开到三维凹模面上，采用滑动约束面的办法对上一步展开的网格进行光顺处理，来消除重叠或畸形网格，从而得到一步逆成形法所需的三维初始解网格，经过一步逆成形法的塑性迭代求解计算能够快速获得精确的三维复杂零件修边线。先选取一个带有翻边的零件预示出其修边线，用该修边线所确定的初始板料进行翻边成形过程仿真，成形模拟后零件的翻边高度与设计高度进行对比，误差满足要求，再选取一个典型的预示修边线的实例对该算法进行验证，模拟值与试验值相比较的结果同样满足工程实际要求，表明该算法具备了足够的求解精度并且可以处理复杂形状的零件。
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  多边形铁素体的体积分数和大小对管线钢落锤撕裂性能的影响

  于庆波;孙莹;YU Hailiang;刘相华

  . 2011, 47(24): 44-49.

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  在天然气管线脆性断裂止裂的研究中，由于落锤撕裂试验(Drop weight tear test, DWTT)采用了全板厚试样，其试验状态接近管道在实际情况下的应力应变状态，能充分显示管材断裂的真实状况及其止裂能力，所以，DWTT已经成为评价管线钢脆性断裂止裂能力的重要方法，并以试样的断口纤维率(Shear-area percentage, SA)大小作为衡量标准。在不同的工业生产条件下轧制X70管线钢，并对它们进行落锤撕裂试验、疲劳试验、拉伸试验及冲击试验，探讨X70管线钢显微组织中多边形铁素体体积分数和大小对DWTT断口纤维率的影响。研究结果表明，当多边形铁素体作为第二相存在时，断口纤维率随着多边形铁素体体积分数的增加呈现出先上升后下降的特点；当多边形铁素体作为主要基体组织存在时，断口纤维率主要受多边形铁素体晶粒大小的影响，并且晶粒越细断口纤维率越高。
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  螺杆加工塑料时熔体流动的数值模拟

  李凌丰;刘际轩;茅旭飞

  . 2011, 47(24): 50-56.

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  为了解螺杆加工塑料时多因素交变作用下熔融塑料在螺槽中的流动状况，结合塑化时熔融塑料在螺槽中的受力、运动情况建立物理模型，推导基于时间过程的控制熔融塑料流动的偏微分方程，包括连续性方程、动量方程、本构方程。利用有限差分法离散偏微分方程得到代数方程组，通过数值计算方法，求解得到加工低密度聚乙烯(Low density polyethylene, LDPE)时熔融塑料在螺槽中流动的速度分布、切应力分布、压力分布。以工程中实际应用的螺杆参数为例计算，分析计算结果发现以下规律：在螺槽左下角和右下角部位熔融塑料流动速度和切应力基本为0；熔融塑料在螺槽中作螺旋形的总体运动，并受不同方向的交变切应力、压力作用。这些规律为改善设备性能和提高塑料加工质量提供指导作用。
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  7075铝合金板预拉伸工艺研究

  朱才朝;罗家元;李大峰;丁华峰;钟渝

  . 2011, 47(24): 57-62.

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  采用直接热力耦合的方法，引入7075铝合金高温下的流变应力特征曲线，对不同厚度的7075铝合金板材在实际淬火工艺下的淬火过程进行数值模拟，揭示铝合金板材淬火残余应力分布规律；考虑铝合金板材拉伸过程中的实际夹持方式，对不同厚度7075铝合金板材实际拉伸过程进行数值模拟，分析对比拉伸后残余应力分布规律，并对拉伸工艺进行优化，确定最佳拉伸率和锯切量，揭示厚度变化对淬火残余应力、拉伸后残余应力以及锯切量的影响规律。利用钻孔法对实际拉伸的7075铝合金板材进行拉伸后残余应力的试验测试，数值模拟结果与试验测试结果相吻合。研究结果表明，随着厚度的增加，淬火残余应力、最佳拉伸率以及锯切量都相应增大，锯切量中过渡区长度为板材厚度的60%～70%。
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  颗粒致密度对WC-10Co-4Cr涂层性能的影响

  王志平;程涛涛;丁坤英

  . 2011, 47(24): 63-68.

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  利用超声速火焰喷涂技术(High velocity oxygen fuel, HVOF)并采用两种不同颗粒致密度的WC-10Co-4Cr合金粉末在300M钢表面制备涂层。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计等设备对两种涂层的微观组织结构及特性进行分析，重点研究碳化钨颗粒的沉积过程，并通过腐蚀电化学试验研究两种涂层的耐腐蚀性能。结果表明，高颗粒致密度粉末在喷涂过程中WC相分解率为15.74%，是低颗粒致密度粉末的1.34倍，喷涂过程中WC相的分解率由碳化钨颗粒在超声速焰流中吸收的热能和颗粒中钴包WC粒子的包覆性两方面因素共同决定；高颗粒致密度粉末制备的涂层的孔隙率为1.52%，显微硬度为1 218 HV，分别是低颗粒致密度粉末制备的涂层的1.95倍和1.04倍，颗粒中钴包碳化钨粒子的铺展性是影响涂层孔隙率及显微硬度的关键因素；腐蚀电化学试验结果表明，颗粒致密度较低的碳化钨粉末制备的涂层耐腐蚀性能较好。
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  塑性状态下轴对称平面应力问题的位移解法

  李纬民;仇平;骆俊廷

  . 2011, 47(24): 69-73.

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  由于数学手段上的限制，解析求解一直是固体力学中一条难以逾越的鸿沟。从轴对称问题的应力平衡微分方程、几何方程与Levy-Mises增量理论出发，采用位移法分析轴对称平面应力问题，以位移增量的形式给出塑性状态下轴对称平面应力问题位移解的通解。研究结果表明，塑性状态下轴对称平面应力问题中，位移解的结果与材料属性无关。按照研究结果，利用位移和应力混合边界条件，分析发电机护环液压胀形过程中坯料高度及外径的变化规律，建立以增量形式表述的计算护环内径、外径及高度变化的递推公式。所得结果与相关文献的试验数据相比具有较高的精度：外径相对误差为0.09%，高度相对误差为1.178%，完全能够满足实际工程的需要。
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  钛合金激光直接成形过程中热力耦合场的数值模拟

  孔源;刘伟军;王越超;卞宏友;赵宇辉

  . 2011, 47(24): 74-82.

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  为控制成形过程的热应力，根据有限元法中的生死单元技术，利用ANSYS参数化设计语言编程实现对多道多层激光金属沉积成形过程三维温度场和应力场的数值模拟，并对熔池与粉末、激光与粉末的相互作用进行能量补偿，更加准确地计算成形过程中温度场和应力场的动态变化，得到成形过程中模型温度场、温度梯度、热应力场和残余应力的分布规律。结果表明，成形件不同层上的各节点虽然被激活的时间不一样，但它们具有相似的温度变化规律；试样内的温度梯度主要沿z 轴方向分布，熔池区的温度梯度非常大，但其他方向不明显；瞬态热应力集中在温度梯度变化较大的区域，这与热应力形成的机理是一致的；通过对成形件中各方向的残余应力分析，从温度梯度的角度总结各方向残余应力变化规律，侧面验证残余应力的形成机理。通过相同工艺参数下的试验验证，证明上述分析与实际情况是基本吻合的。
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  基于模糊层次分析法的汽车操纵稳定性主观评价指标权重确定方法

  王化吉;宗长富;管欣;邢如飞;刘立国

  . 2011, 47(24): 83-90.

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  汽车操纵稳定性主观评价在整车开发与底盘调校过程中具有重要意义，但我国主观评价工程师水平相对落后，重要表现为对单项指标平分相对容易、整体性能打分比较困难。针对这一问题，基于已有主观评价体系建立层次结构模型，运用模糊层次分析法(Fuzzy analytic hierarchy process，FAHP)，确定各级指标权重系数。通过对传统层次分析法(Analytic hierarchy process，AHP)的指标权重计算结果与FAHP所得结果的对比分析，证明FAHP方法应用的有效性和必要性。对8款车型进行主观评价试验，评车师对各车型底层指标进行主观评分，并将其与已确定的权重系数相结合，得到了操纵稳定性的总体性能评价结果。通过对各车型各指标得分及其对应权重系数的对比分析，提出车辆改进的方向，为整车开发过程中的定标、对标与底盘调校提供科学依据和参考作用。
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  基于伪WIGNER-VILLE分布的汽车关门声品质评价参数研究

  杨川;于德介

  . 2011, 47(24): 91-96.

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  汽车关门声品质评价是汽车噪声、振动和声振粗糙度 (Noise vibration and harshness，NVH)的重要研究内容之一。针对汽车关门声品质评价问题，基于伪WIGNER-VILLE分布，研究提出一个新的声品质评价参数——基于伪WIGNER-VILLE分布的声品质评价参数(Sound metric based on pseudo WIGNER-VILLE distribution，SMPWVD)。在进行汽车关门声品质评价时，先采集汽车关门声音信号，计算其伪WIGNER-VILLE分布，再对得到的伪WIGNER-VILLE分布系数进行数值处理，即可得到新的声品质评价参数——SMPWVD。为评价该参数的有效性，将该参数与传统的声品质评价参数(响度，尖锐度)一起，分别与主观评价试验得出的关门声品质偏好性绩效值进行相关性分析。结果表明，所提出的新评价参数SMPWVD与声品质主观偏好性绩效值有更高的相关性，能更准确地评价汽车关门声品质。
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  基于双响应面模型的碰撞安全性稳健性优化设计

  崔杰;张维刚;常伟波;谢伦杰

  . 2011, 47(24): 97-103.

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  建立稳健的车体耐撞结构是提高汽车碰撞安全性的有效途径。传统的耐撞性优化设计，由于忽视制造工艺、材料特性和边界条件中存在的不确定因素，导致汽车碰撞安全性能不够稳健。近年来，稳健性设计得到广泛的关注，并在汽车工业中得到应用。将稳健性设计方法应用到汽车碰撞安全性设计中，以某轿车的前纵梁为研究对象，运用双响应面方法对其进行稳健性优化设计。采用拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling，LHS)方法和最小二乘方法创建碰撞响应的二阶多项式双响应面模型，将材料特性作为不确定性因素。稳健性优化后，对前纵梁碰撞性能的稳健性与优化前进行对比分析。分析结果表明，该稳健性设计方法精度较高；经稳健性优化后，前纵梁碰撞性能的稳健性获得了显著提高，且质量减少了3.32%。
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  槽道流动与传热的主动控制模式

  汪健生;李康宁

  . 2011, 47(24): 104-110.

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  依据近壁湍流结构及主要特征，提出三种改变流体传热与流动特性的主动控制模式，即顺流下扫模式、逆流下扫模式和垂直下扫模式。对实施主动控制的矩形槽道中的流体流动与传热特性进行数值模拟，并对三种主动控制模式与流体流动、传热间的相互作用进行分析。数值模拟的结果表明，顺流下扫控制模式可以较好地抑制近壁流体的喷出，改善流体的流动与传热特性。与另两种控制模式相比，顺流下扫模式具有最优传热与流动特性。其余两种控制模式虽然也有一定的强化传热与流动减阻效果，但传热与流动综合系数与未施加主动控制模式的空槽道相比提高很小。
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  微尺度下氢氧预混合气催化燃烧的研究

  潘剑锋;范宝伟;吴庆瑞;李晓春;唐爱坤;薛宏

  . 2011, 47(24): 111-116.

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  基于空间气相和表面催化的详细化学反应机理，应用计算流体动力学软件对亚毫米燃烧器内的氢氧预混合燃烧进行模拟，在对催化燃烧模型进行试验验证的基础上，讨论不同反应模型的燃烧特性以及壁面材料和进口流速等对催化燃烧反应的影响。模拟结果显示，表面催化反应会使壁面相邻位置空间气体内的OH质量分数降低，对该催化壁面临近区域的气相反应有所抑制；壁面催化反应与空间气相反应耦合进行时，燃烧效率可达到最大值；进口速度对出口排气温度的影响要大于对外壁面最高温度的影响，进口速度过高会导致燃烧效率降低；燃烧器材料的选择也对催化燃烧有着重要的影响，采用热导率较小的材料时，燃烧器壁面存在较高的温度梯度，燃烧器外壁面温度也较高，而采用热导率较大的材料时，壁面对进口端的气体预热作用增强，高温燃烧区域向入口端移动。
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  乙醇水溶液脉动热管传热特性研究

  史维秀;李惟毅;潘利生;谈西峰;云海涛

  . 2011, 47(24): 117-121.

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  以体积分数为50%的乙醇水溶液为工质，在充液率为50%的情况下，对多环路脉动热管的传热特性进行试验与机理研究，并与无水乙醇的传热效果进行对比。结果表明，采用乙醇水溶液的热管热阻明显低于无水乙醇脉动热管的热阻，并且加热功率的极限值较高。当倾角为90°时，采用乙醇水溶液的热阻值最低约0.1 ℃/W, 传热极限约为300 W。采用无水乙醇作为脉动工质，倾角为60°时的热阻为采用酒精水溶液的1.34～1.49倍，倾角为30°时的热阻为1.28～1.50倍。
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  对旋轴流局部通风机叶片断裂原因分析与改进

  贺秋冬;龚曙光;丁涛

  . 2011, 47(24): 122-127.

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  通过建立有限元分析模型，对矿用对旋轴流式局部通风机叶轮进行应力、变形分析，分析出大机型叶片断裂的主要原因是叶轮结构与尺寸不合理，叶轮高速旋转时叶片根部的应力过大、安全系数过低。据此提出在叶片根部局部增加厚度的方法解决了该问题。同时，还对叶轮结构进行改进，减少了材料消耗，提高整机性能。样机试验及现场应用表明，改进后通风机叶轮的机械强度和刚度满足要求，叶轮质量减小20.8%，噪声降低2.31 dB，振动速度有效值降低1.5 mm/s，全压效率略有提高，稳定运行区域更广。该分析方法在同类产品中有应用的可能性。
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  轴向柱塞泵非止点配流窗口过渡区压力脉动特性分析

  杨阳;权龙;杨敬

  . 2011, 47(24): 128-134.

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  为能用单台泵直接闭式控制差动缸运动，把轴向柱塞泵的吸油配流窗口改为两个独立的窗口，一个连接差动液压缸的有杆腔，另一个连接低压油箱，用于平衡差动缸的面积比，但柱塞通过这两个配流窗口之间的过渡区时，因处于泵的非止点位置，柱塞腔容积变化较大，引起大的流量和压力变化，产生大的噪声，为了减小其影响，需要对柱塞通过此过渡区域的特性进行分析。为此，采用仿真软件SimulationX，建立柱塞通过配流窗口的仿真计算模型，对单个柱塞腔内部以及泵输出油口压力和流量动态过程进行仿真，综合运用减震三角槽、阻尼孔和等效预压缩角三种措施，减小泵的流量和压力脉动。通过仿真计算，确定出合理的配流盘结构参数。在此基础上，进一步制造出样机，对泵的压力脉动特性进行试验测试，验证仿真结果及设计参数的正确性。研究工作丰富了柱塞泵的类型。
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  基于三电层模型的交流电渗流速分析

  李姗姗;敖宏瑞;侯珍秀;姜洪源

  . 2011, 47(24): 135-140.

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  微通道内交流电渗微泵的流速与电极表面双电层的结构与电荷分布密切相关，根据传统双电层理论和交流电渗速度公式可以预测交流电渗流速分布和速度峰值处的转折频率。试验发现，由此得出的交流电渗流速峰值比试验值大数倍。考虑紧密层和中间层厚度对交流电渗流的影响，提出三电层模型，给出三电层等效厚度和等效相对介电常数的求解方法，对传统的交流电渗速度公式进行修正，得出修正后的时间平均流速、位置平均流速和转折频率表达式。以宽度和间距均为20 m的平行电极阵列为试验对象，对其施加相位差90°的四相行波电场，用电荷耦合元件(Charge-coupled device，CCD)记录流场中荧光粒子的轨迹并用micro-PIV方法计算流场速度。设置不同的电层厚度参数对试验进行仿真。结果表明，紧密层厚度为几个溶剂分子大小(0.5 nm)，而且中间层厚度为电极表面微观起伏高度(5 nm)时，仿真和试验结果非常接近，这表明三电层模型和修正后流速公式的有效性。
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  基于电参量信息融合的液压系统状态识别技术

  谷立臣;刘沛津;陈江城

  . 2011, 47(24): 141-150.

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  以液压系统运行状态在线监测、故障诊断以及功率优化控制为研究目标，提出将电动机三相交流电源的电压、电流信号用李萨如图产生单相及三相信息融合方法。利用机电动力学建立交流电动机驱动液压系统的动态功率平衡方程，分析电、机、液能量的转换和耦合过程，在此基础上提出用三相电气参量提供的幅值、相位、相间和相序信息绘制单相和三相李萨如动态图形，由数学分析推导出李萨如图形面积、外接矩形、摆动角度等特征量与交流电功率之间的函数关系，通过计算李萨如图特征量的变化实现对液压系统运行状态、运行工况以及功率匹配情况进行在线监测，形成基于电参量信息融合的液压系统运行状态识别技术。研究结果表明，单相李萨如图形面积可线性表示液压系统负载功率的在线状态，其外接矩形面积表示电源负荷状态，由此构成的功率圆可以在线监测电动机与液压系统负载工况的功率匹配过程；通过李萨如图形特征可以识别液压系统加载、减载、冲击、过载、溢流以及储能等典型工况；根据本方法形成的三相李萨如图还可对液压系统的电动机、机械和液压故障进行分类判别。
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  卧螺离心机离心分离场速度仿真分析

  于萍;林苇;王晓彬;刘京广

  . 2011, 47(24): 151-157.

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  针对卧螺离心机理论研究不足而造成的工作时高速堵塞和卡死等恶性事故，应用计算流体动力学(Computational fluid dynamics，CFD)的知识和目前应用较广泛的流体力学软件FLUENT，对卧螺离心机三维立体模型进行网格划分和边界条件设定，通过适当求解得出分离场轴向速度、周向速度和径向速度与结构特性参数之间的相互关系，且在此基础上对离心场中固体颗粒的运动状态进行仿真，得到其运动规律。结果表明，转鼓转动角速度的提高不利于液流的轴向流动，易造成液流滞后值相对升高。通过比较可知，选择50 rad/s的转动角速度最合理；悬浮液固体颗粒体积分数在17%时将达到沉降速度的极限，此时最有利于固液分离。通过对比可知，颗粒沉降时间与理论计算结果基本符合，这为进一步的理论研究和探索奠定了基础。
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  含固体颗粒流体用安全阀的自动冲洗装置及冲洗过程数值模拟

  齐亚茹;董俊华;高炳军

  . 2011, 47(24): 158-164.

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  针对煤液化工业油煤浆输送管路中安全阀不能可靠关闭问题，提出一种安全阀自动冲洗装置。在安全阀与输送主管路连接管路上增设气液直接接触式蓄势器冲洗装置，蓄势器内充入一定量冲洗油，并通过冲洗油支路与安全阀入口管路相连。冲洗油管路上设置自控阀门，以安全阀阀瓣动作为控制信号。当阀瓣有回座动作时，自控阀门自动打开，冲洗油对安全阀进行自动冲洗。为分析方案的可行性，以油煤浆为输送流体、溶剂油为冲洗介质，运用FLUENT软件的双欧拉模型对安全阀内煤颗粒的冲洗过程进行三维数值模拟。计算结果表明，冲洗装置可有效地清除安全阀内的固相颗粒，保证安全阀可靠关闭。分析表明，冲洗过程瞬间完成，相对于主流体而言，仅有少量与主流体相容的冲洗油进入流体输送管路，不会影响液化工艺过程的稳定性。
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  基于随机故障序列的制造系统动态可靠性仿真

  苏春;王胜友

  . 2011, 47(24): 165-170.

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  采用随机故障序列、Petri网理论和蒙特卡洛仿真评估制造系统的动态可靠性。给出随机故障序列、序列重要度以及关键部件的定义，阐述随机故障序列的分析流程。基于随机Petri网理论建立系统可靠性分析模型，得到系统状态标识表；由状态标识表构建可达树，根据可达树求得系统的随机故障序列集。利用最小路集方法判定系统故障与否，分析仿真过程中避免部件过度故障问题及其解决方法；利用蒙特卡洛仿真计算随机故障序列的发生规律，评估系统的动态可靠性。通过计算每一个故障序列发生的次数、频率和持续时间等指标，确定影响系统可靠性的关键部件和瓶颈环节，为系统可靠性增长提供了理论依据。完成某供油系统动态可靠性案例分析，仿真结果验证所提出方法的正确性和有效性。
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  基于概率模型检验的复杂武器系统任务可靠性评估方法研究

  李磊;钱彦岭;杨拥民;杜凯

  . 2011, 47(24): 171-176.

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  任务可靠性反映武器系统在规定的任务时间和维修保障条件下完成规定作战或训练任务的能力，因此对于评价武器系统的综合效能具有重要意义。将概率模型检验技术引入到复杂武器系统的任务可靠性评估过程中，以某型弹炮结合武器系统为例，建立基于进程代数语言的系统演化过程描述模型；在此基础上，通过连续随机逻辑语言给出任务可靠度、任务可用度、任务效能等多种评价指标的形式化描述公式，借助概率模型检验器实现评价指标的自动计算。该方法能够有效地简化复杂武器系统任务可靠性的评估建模过程和各种评价指标的推导计算过程，并且在求解过程中自动地应用多种优化技术，大幅度提高计算效率。与传统的分析计算方法相比，该方法更适于在工程实践中应用。
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  强冲击条件下MEMS封装可靠性有限元分析

  崔九征;孙博;冯强

  . 2011, 47(24): 177-185.

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  在强冲击载荷(104g或更高，g为重力加速度)作用下，弹载微电子机械系统(Micro electro-mechanical system，MEMS)(如陀螺仪或加速度计)及电子器件的封装和互连结构失效是影响整弹可靠性及其任务成功性的重要因素。利用有限元建模和动态响应仿真分析方法对强冲击条件下板级微电子机械系统封装结构的可靠性问题及其影响因素进行研究。有限元动态响应分析方法针对MEMS陀螺仪的典型封装结构——无引脚芯片载体进行。分析过程中焊点材料选取更接近工程实际的双线性随动硬化材料模型，详细分析相关敏感因素对焊点互连结构可靠性的影响，并给出提高封装结构可靠性的工程设计建议。