机械工程学报

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郎根峰;廖与禾;林京

. 2012, 48(10): 1-6.

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精密转子的功能需要通过严苛的动态运行精度来实现，这给振动测试的精度提出更高的要求。现有方法通过对快速傅里叶变换的改进，已经实现对振动幅值、相位等参数的精确提取，但对于振动相位零点漂移误差及其减小方法的研究还较少。通过对精密测试中振动相位零点漂移误差来源及其变化规律的深入分析，提出一种减小精密振动测试中相位零点漂移误差的方法。该方法依据相位序列变化步长搜索键相序列信号变化的周期数、以变化周期内信号的平均值估计相位零点漂移的中间值；在此基础上，结合信号的角度分辨率对初始相位序列的极值进行估计进而确定振动信号初始相位补偿量。该方法的有效性和可行性通过仿真试验和实际测试分析结果得到验证，为提高信号相位的测试精度提供一种可靠的解决方案。

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穿孔管消声器声学性能三维时域计算及分析

刘晨;季振林;徐航手

. 2012, 48(10): 7-13.

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将三维时域计算流体动力学(Computational fluid dynamics，CFD)法应用于计算有流情况下穿孔管消声器的声学性能。在消声器进口处施加脉冲信号与不施加任何信号的两种情况下，通过非定常计算分别得到消声器上下游监视点的时域压力值。同一监视点两次计算结果之差就是脉冲信号及其反射信号。使用快速傅里叶变换将时域声压信号转换到频域，计算出消声器的传递损失。对于直通穿孔管消声器和横流穿孔管消声器，使用三维时域CFD法计算传递损失，并与试验测量结果和频域法计算结果进行比较，以验证三维时域CFD法预测穿孔管消声器声衰减性能的准确性。分析气流速度和温度对横流穿孔管消声器传递损失的影响。结果表明，随着气流速度的增加，传递损失曲线向低频方向移动，多数频率处的传递损失有所增加；随着介质温度的升高，传递损失曲线向高频方向移动。

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基于自适应差分进化算法的三轴光电跟踪策略

官伯林;贾建援;朱应敏

. 2012, 48(10): 14-22.

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为解决传统两轴光电跟踪系统的跟踪盲区问题，实现空间目标的全方位跟踪，提出一种存在冗余自由度的三轴光电跟踪系统。在详细分析三轴光电跟踪系统运动学特性的基础上，运用四元数方法建立三轴光电跟踪系统运动学模型，并提出一种基于自适应差分进化算法的三轴全方位光电跟踪策略。通过对系统运动学模型进行分析，得到三轴转动角度之间的关系，从而将求取三轴转角增量组合的三变量优化问题简化为单变量优化问题，并将自适应差分进化算法应用于求取三轴角增量的最优组合当中。仿真和试验结果证明，此三轴光电跟踪策略避免以往三轴跟踪系统在跟踪过程中进行两轴切换的不连续性，可以真正实现系统的三轴联动全方位连续跟踪运动；同时，与现有的其他跟踪策略相比较，该三轴跟踪策略能够以更小的三轴转动角度实现目标的跟踪定位；因而提高了系统的快速性和跟踪性能，具有良好的工程应用价值。

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等离子喷涂NiCrBSi涂层接触疲劳过程中残余应力变化规律研究

李国禄;王韶云;王海斗;刘金海;朴钟宇

. 2012, 48(10): 23-27.

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采用超声速等离子喷涂技术在45钢基体上制备NiCrBSi合金涂层，涂层整体结构致密，含有少量微缺陷。使用球盘式接触疲劳试验机在接触应力为1.86 GPa，转速为1 500 r/min的条件下对涂层试样进行接触疲劳试验，得到涂层的接触疲劳寿命为9.0×105周次；同时建立Weibull失效概率图，通过该图可以直观地得到在同一工作条件下，涂层任意循环次数的失效概率。测量涂层不同疲劳阶段的残余应力，结果表明：一旦进行接触疲劳试验，其残余应力形式由拉应力迅速转化为压应力，在整个疲劳过程的前半段，应力增强较为缓慢，在疲劳过程的后半段，应力值迅速增大，疲劳过程的中期成为了应力变化的转折点。根据这一规律，可以有效地判定涂层处于疲劳过程的哪个阶段，从而为预防涂层的突然失效提供了一种新的手段。

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电子束焊熔深神经网络模糊控制系统建模与仿真

石铭霄;张秉刚;陈国庆;冯吉才;樊丁

. 2012, 48(10): 28-32.

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研究钛合金电子束焊熔深控制系统建模问题。在分析电子束焊接特点的基础上，设计三因素五水平正交试验，通过试验得到不同焊接参数下熔宽和熔深的值，将熔宽和熔深的值作为训练样本对神经网络进行训练，建立以熔宽为输入，以熔深为输出的误差反向传播(Error back propagation, BP)神经网络模型，该模型由一个S型函数隐含层加上一个线性输出层组成。针对熔深数学模型难以获得的情况，设计以熔深的偏差和偏差变化率为输入变量，焊接电流的变化量为输出变量的模糊控制器，该控制器有9条模糊控制规则。将BP神经网络模型和模糊控制器结合起来建立钛合金电子束焊熔深控制系统模型，并且采用单位阶跃信号对该模型进行仿真试验，试验结果表明所设计的控制系统动态性能和稳态性能良好。

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基于GTN模型的冷轧硅钢边部裂纹扩展研究

闫玉曦;孙权;陈建钧;潘红良

. 2012, 48(10): 33-39.

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针对硅钢板容易在冷轧过程中形成边部裂纹，使用Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)微观损伤模型对带有边部微小缺口的硅钢板在冷轧过程中损伤分布以及裂纹的萌生和扩展进行研究。通过拉伸试验和扫描电镜观察分析得到材料的损伤参数f0、fc和fF，进而通过有限元软件ABAQUS模拟得到各轧制工艺参数对缺口尖端区域损伤分布及微裂纹萌生与扩展的影响，仿真与试验结果表明，在缺口尖端形成两条损伤带，最大损伤值随着压下率的增大而增大，同时裂纹长度随着压下率的增大而迅速增加；当工作辊半径较小时更加容易出现裂纹；沿着轧制方向缺口前侧的比后侧更容易产生裂纹，两侧的裂纹长度都随着摩擦因数的增大而增大；裂纹长度会随着张力的增大而明显增大。研究结果为轧制工艺参数的选择提供理论依据和参考。

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喷射沉积SiCp/Al-20Si复合材料高周疲劳行为研究

黎常浩　陈振华　陈鼎　李微

. 2012, 48(10): 40-44.

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采用喷射沉积法制备15%(体积分数) 4.5 m SiCp/Al-20Si复合材料及其基体合金，研究该组材料的微观组织、力学性能、高周疲劳性能以及疲劳断口形貌。结果表明：SiC颗粒的加入有利于提高材料的力学性能；复合材料及其基体的高调疲劳寿命随应力幅值的减小而增加，在相同应力幅值下，复合材料的疲劳寿命远远高于基体合金。疲劳裂纹从大颗粒的初晶Si的断裂以及Si相脱离处形核，并开始扩展。对于复合材料而言，SiC颗粒尺寸较小，不容易发生断裂，在形核过程中，当裂纹遇到SiC颗粒时，裂纹或者避开增强体，或者受阻于SiC颗粒，只能在基体合金中扩展，从而扩大了疲劳形核区的面积，提高了材料的疲劳寿命。Si颗粒的脱离、Si相的断裂以及SiC颗粒与基体界面的脱粘是复合材料疲劳断裂失效的主要机制。

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双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊过程模拟及控制

朱明;石玗;黄健康;樊丁

. 2012, 48(10): 45-49.

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采用等效电流路径的方法建立双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊耦合电弧的动态数学模型，模拟表征焊接过程稳定性的电流、净干伸长信号的变化，得到与实际焊接过程相似的模拟结果。在此基础上，针对焊接过程中耦合电弧形态的剧烈变化会影响焊接过程稳定性与焊接质量的问题，提出通过调节旁路弧长控制耦合电弧稳定性的方案，并利用Matlab/Simulink软件和xPC-target快速原型控制平台，对控制方案进行模拟、分析、预测与试验。结果表明：所建立的数学动态模型能很好地反映双丝旁路耦合电弧高效GMAW焊接过程；模拟分析旁路弧长控制方案可以有效地解决焊接过程稳定性的问题；控制试验实现了焊接过程的稳定控制并获得了成形良好的焊缝形貌，验证了模拟阶段的分析与预测。

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基于周期平均值外特性的脉冲MIG焊弧长稳定性研究

王瑞超;薛家祥

. 2012, 48(10): 50-55.

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通过对脉冲熔化极惰性气体保护(Metal inert gas, MIG)焊脉冲平均电流电压变化率的计算，提出脉冲周期平均值外特性曲线，并对弧焊电源脉冲周期平均值外特性曲线和电弧静态性曲线的动态稳定工作点进行详细分析，得出利用脉冲平均值外特性控制脉冲MIG焊的控制策略。同时运用双闭环控制实现了基于弧压反馈的I/I模式控制数字化弧焊电源，此电源能在送丝速度稳定情况下自适应弧长扰动变化，实现脉冲弧焊过程一脉一滴熔滴过渡。通过弧长阶跃试验表明，脉冲弧焊过程中焊丝熔化速度快速跟踪弧长变化，具有良好的弧长动态调节性能，保持弧长动态稳定，即焊接过程稳定，焊缝成形良好，同时验证了分析过程正确性和设计过程的可行性。

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基于线性疲劳累计损伤橡胶悬置疲劳寿命预测研究

王文涛;上官文斌;段小成;姚斌辉

. 2012, 48(10): 56-65.

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橡胶元件疲劳寿命的有效预测是其设计开发过程中的重要环节。引入橡胶元件线性疲劳累计损伤原理，提出张量形式橡胶疲劳寿命公式，且根据橡胶材料的实际承载工况提出其失效标准。依据橡胶材料的承载变形可简化为单轴拉伸及简单切应变，设计用于承载拉伸载荷的哑铃型橡胶试柱和承载剪切载荷的环形橡胶试柱，并实测疲劳寿命数据，以最小二乘法原理拟合拉伸与剪切的疲劳寿命函数公式。以车用变速箱悬置与发动机后悬置为疲劳寿命预测研究对象，通过分析其承载位移载荷时的应变张量，利用张量形式的疲劳寿命预测公式预测两种悬置在两种典型工况下的疲劳寿命。结果发现，橡胶材料的拉伸疲劳寿命曲线与简单剪切疲劳寿命曲线的变化趋势一致、形状类似、拟合函数幂指数十分接近；张量形式的疲劳寿命预测公式可有效地预测橡胶悬置的疲劳寿命。

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基于有限元的大型模锻压力机钢丝缠绕动梁预应力测试

何文斌;曾攀;张磊;林峰;颜永年;赵锦

. 2012, 48(10): 66-74.

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预应力检测对重型压机钢丝缠绕工艺来说至关重要。钢丝缠绕压机动梁结构复杂，缠绕时表面应力场分布无明显规律，测试难度大，目前动梁缠绕工艺的应力测试尚属空白，给工艺质量评价及工艺控制带来不便。应用有限元法对400 MN航空模锻压机动梁缠绕进行模拟，研究动梁缠绕时端面的应力场分布特征，确定动梁端面存在环形的径向、周向单向应力区，据此制定应变测量贴片方案，解决了重型压机动梁缠绕过程中预应力测试的难题。有限元计算结果与试验结果基本吻合，确保动梁缠绕工艺质量达到设计要求，也证实了这种基于有限元的应力测试方法的可行性。该方法对于其他复杂工程结构的应力测试具有借鉴意义。

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激光重熔和时效处理的镍基合金热喷焊层组织和性能的研究

洪永昌;王明辉

. 2012, 48(10): 75-81.

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利用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等分析手段，重点研究激光重熔镍基合金热喷焊层经不同时效工艺处理后的组织结构变化过程，并对其进行显微硬度测定的比较。试验结果表明，镍基合金热喷焊层经激光重熔处理后，组织得到明显的细化和改善，重熔喷焊层组织主要由细小的树枝晶及枝晶间极细的层片状共晶构成；在时效温度(600 ℃)一定的条件下，随着时效时间的延长，树枝晶仍保持原来的形态，而共晶组织发生球状化过程改变了层片状组织形态，同时基体中析出了大量弥散分布的硬质相，使重熔喷焊层仍保持较高的硬度；在时效时间(6 h)一定的条件下，随着时效温度的不断升高，树枝晶也发生明显的变化，转变为等轴状，同时基体中析出的碳化物相不但发生聚集长大，而且类型也发生转变，使重熔喷焊层的硬度开始逐渐下降；当时效温度超过800 ℃后，重熔喷焊层的硬度出现较大幅度下降的趋势。

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大型模锻液压机平衡系统原理及其理论研究

赵长财;杨盛福;刘培培;董国疆;曹秒艳;郝海滨

. 2012, 48(10): 82-89.

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滑块平衡系统是大型模锻液压机关键部件，其作用是避免滑块在工作状态下产生倾斜，从而保证上下模具准确压合，确保工件质量，对滑块运行精度及产品质量的保证具有决定性作用。液压机工作过程中，偏心力矩是未知的，如何由实测的滑块四角位移差值确定所需的平衡力，成为一个关键技术与理论难题。为此，提出力偶调平、位置控制平衡系统的新概念及其工作原理，即在滑块四角布置四组柱塞平衡缸，并由高精度位移传感器对滑块四角行程进行实时监测，以控制相应缸组加压与泄压。建立了其参数化力学模型，推导出滑块四角位移差值与所需平衡力之间的函数关系式，并绘制出相关曲线，可以在已知滑块四角位移差值的条件下，为实际加工过程中平衡力的控制提供理论依据，也可为同类型液压机滑块同步平衡系统的设计提供理论参考。

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基于规则的分布式电驱动车辆驱动系统失效控制

褚文博;罗禹贡;韩云武;李克强

. 2012, 48(10): 90-95.

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针对分布式电驱动车辆在进入失效控制工况下，传统控制策略存在的纵横向控制目标无法满足、驱动能力降低、安全性变差等缺点，设计并考虑动力性和稳定性的驱动系统失效协调控制策略。该策略利用分布式电驱动车辆各轮无机械连接、各轮独立驱动以及驱动单元冗余配置的结构特点，依据不同的失效状况和车辆状态制定基于规则的驱动系统失效控制算法。对所设计的算法进行实车试验验证，试验结果表明，在发生驱动系统失效后，所设计的基于规则的驱动失效控制策略通过协调控制各驱动轮驱动能力，在低速小转向阶段改善了车辆的纵向驱动能力，在高速或者大转向阶段保证了车辆的横向稳定性。

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汽车自适应巡航系统的多模式切换控制

裴晓飞;刘昭度;马国成;齐志权

. 2012, 48(10): 96-102.

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在复杂交通环境下，由于前车运动状态和驾驶意图的不可预知性，使得传统的自适应巡航控制(Adaptive cruise system , ACC)的应用受到限制，因此提出一种多模式自适应巡航控制策略。在现有上、下位控制器的基础上增加模式切换层，通过将车辆纵向运动状态划分为八种工况，使得系统根据实际工况条件选择最优的控制模式，并采用加速度加权平均算法提高模式切换的准确性和输出连续性。分别设计定速巡航、稳态跟随、接近前车、强加速、强减速和避撞六种控制模式。基于每种模式侧重的控制目标，设计相应的上位控制器并对其控制参数进行整定，从而改善了系统整体的控制品质。最后通过实车试验验证了多模式切换算法的有效性和实用性。

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基于流动模式的汽车双筒式磁流变减振器设计与试验研究

贾永枢;周孔亢;徐兴

. 2012, 48(10): 103-108.

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提出一种基于流动模式的汽车单出杆、双筒式磁流变减振器的结构与工作原理，该减振器采用已有汽车悬架双筒式普通液压减振器的设计标准制造，对现有双筒式减振器具有很强工艺继承性。根据Bingham流体模型建立双筒式磁流变减振器阻尼力数学模型，并提出该减振器的磁路设计方法；针对磁路的非轴对称特性，建立磁路三维有限元仿真模型，结合北京现代某款汽车前悬架减振器的技术要求和磁流变液流变特性，进行三维静态磁场分析，确定活塞磁路的主要参数。制作汽车双筒式磁流变减振器，并对此进行台架特性试验；通过试验与理论计算对比，结果表明理论计算数据与试验数据较吻合，所提出的双筒式磁流变减振器设计方法是可行的，对汽车双筒式磁流变减振器的设计使用具有指导意义。

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用于汽车牵引力控制的复杂路面轮胎—道路附着状态判断

李亮;冉旭;李红志;康明鑫;宋健;韩宗奇

. 2012, 48(10): 109-114.

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对开附着路面条件下，汽车附着状态识别误差极易引起牵引力控制系统对高附一侧施加主动压力控制，使制动力与驱动力对耗，造成汽车抖振。因此牵引力控制中对复杂路面附着条件识别的准确性和快速性，成为评价控制器鲁棒性的关键指标，也是提高牵引力控制效果的必备因素。提出一种综合的路面附着条件识别方法，该基于模糊逻辑的路面附着识别算法，采用驱动轮左右两侧利用附着系数绝对差和滑转速度绝对差作为输入量，并引入置信度的概念，根据置信度所处区间来判断路面附着状态。通过仿真和实车试验，验证路面附着状态识别方法的有效性和及时性。

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城市轨道交通车轮振动声辐射特性

韩健;肖新标;金学松;王超;房建英;张玉梅

. 2012, 48(10): 115-121.

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轮轨噪声是城市轨道交通噪声的主要组成部分，而车轮振动声辐射是轮轨噪声的主要声源之一。目前使用的城市轨道交通车轮有多种型式，系统性地比较各种车轮的振动声辐射特性，研究不同参数对车轮振动声辐射的影响。通过数值方法，对五种城市轨道交通车轮的辐射声功率，进行详细比较分析。结果表明，在轮轨等效粗糙度名义滚动圆接触点径向激励下，适当增大辐板厚度和减小车轮的直径，对降低车轮振动声辐射均有积极作用；斜曲型辐板和双S型辐板车轮的振动声辐射水平相当，而直型辐板车轮的振动声辐射水平最低，相比其他两种类型辐板车轮，其总辐射声功率级小8 dB左右。相关计算结果将为城市轨道交通低噪声车轮的设计和选型提供理论参考。

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基于虚拟试车场的轿车悬架耐久性强化试验仿真研究

曹正林;李骏;郭孔辉

. 2012, 48(10): 122-127.

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汽车产品的耐久性是影响其竞争力的重要因素，同时其开发周期与成本迫切需要在产品概念设计阶段对其耐久性进行控制。针对轿车开发过程中传统悬架耐久性道路强化试验周期长费用高的缺点，以农安试车场各种耐久性强化路面为输入条件，应用虚拟试车场技术(Virtual proving ground，VPG)建立某轿车整车柔性虚拟试车场仿真模型，解决虚拟试车场技术运用中的轮胎模型、橡胶衬套刚度、路面模型和整车模型计算效率等关键技术，分析轿车悬架系统时间历程动应力响应，并与相同工况下的实车耐久性试验结果进行对比，仿真结果与测试结果时域和频域趋势基本一致，验证柔性虚拟试车场技术仿真的悬架系统动应力响应的有效性。在此基础上，实现开发过程中悬架系统耐久性的有效预报。

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管流中椭球形沉降微粒团再悬浮控制因素分析

黄迎;宁智;宋云超;付娟

. 2012, 48(10): 128-138.

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沉降微粒再悬浮是柴油机排气微粒净化捕集及微粒采样过程中的一个重要现象。以管流中的柴油机排气沉降微粒为研究对象，通过建立的管流中椭球形沉降微粒团再悬浮静态受力模型，对管流中椭球形沉降微粒团再悬浮的控制因素进行分析，重点研究微粒团形态的变化对沉降微粒团再悬浮控制因素的影响。研究结果表明，沉降微粒团的形态、微粒团与壁面间的粘附角、排气平均流速以及排气管径等因素对管流中沉降微粒团的再悬浮具有重要的影响。通过研究，得到沉降微粒团粘附角、排气平均流速以及排气管径等微粒团再悬浮控制因素对管流中椭球形沉降微粒团再悬浮的影响规律。研究结果对于深化管流中柴油机排气沉降微粒团再悬浮及其控制的认识具有重要的意义。

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节流阀内天然气组分凝结规律研究

柳海;吕孝飞;张锋;李名生;白博峰

. 2012, 48(10): 139-144.

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节流制冷低温分离工艺是天然气集输过程中常见的脱水脱烃技术，节流凝结过程是天然气露点温度能否达标、工艺系统能否优化运行的关键。基于天然气在节流阀内的凝结过程，建立均质凝结和异质凝结统一的数值模型，研究天然气中易发生凝结的四种烷烃(正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷)组分的凝结规律，分析背压比和总温等因素对凝结性质的影响。结果表明：节流阀内部流场非常复杂，呈现强湍流特性，节流孔内达到极低的温度使烃类组分的凝结在节流孔出口前基本完成。背压比和总温增加会减弱节流温降，使各组分的凝结量和液滴尺寸同时减小。节流过程中各组分的凝结性质存在较大差异。分子量较小的轻烃类组分，节流孔出口凝结量大，且凝结量和液滴尺寸受背压比和总温的影响大。

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变容量双级压缩系统压缩机动态耦合模型

金旭;王树刚;张腾飞;李照义;祖丰

. 2012, 48(10): 145-152.

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以低压端为变频双转子、高压端为定频单转子的两台压缩机构成的双级压缩系统为研究对象，基于转子压缩机几何模型，依据质量与能量守恒方程，建立变容量双级压缩系统压缩机动态耦合模型，并利用试验对模型进行校核。基于模拟和试验结果，分析中间压力、中间气体温度和高压压缩机排气温度等参数随时间和低压压缩机频率的变化规律。结果表明，系统的中间压力、中间气体温度和高压压缩机排气温度具有脉动特性；在蒸发温度0 ℃，冷凝温度40 ℃，低高压压缩机理论输气量比为2.82时，中间压力已接近冷凝压力，系统将失去中间补气增焓效果；通过增大低压压缩机频率可有效提高系统制热量，但系统制热性能系数(Coefficient of Performance for heating，COPh)改善较小，且COPh最优值所对应的低压压缩机频率随蒸发温度的降低将逐渐增大。

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新型注塑机合模机构内循环节能机理

焦志伟;安瑛;谢鹏程;王兴天;杨卫民

. 2012, 48(10): 153-159.

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精密和节能是注塑工业发展的必然趋势。针对精密型全液压注塑机移模过程中能耗大的特点，提出一种新型内循环二板式注塑机合模机构，其中关键部件内循环锁模液压缸在实现移模过程液压油内循环的同时也为移模动作的阻力系统，形成节能与耗能的矛盾系统。为深入理解内循环合模机构移模过程的能耗机理，建立内循环锁模液压缸内部液压油三维流动的数学模型及边界条件，利用计算流体动力学原理，采用动网格技术与有限体积法，并利用FLUENT中基于压力的求解器进行求解，得到移模过程中内循环液压缸内部液压油压力场及速度场分布，并考虑不同移模速度对它们的影响，由此揭示新型内循环二板式合模机构的节能机理。能耗试验表明，移模过程中锁模系统阻力小，该新型二板式合模机构能使全液压直压式注塑机跃升至一级节能注塑机的行列，解决了传统全液压直压式注塑机能耗大的问题。

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自行式液压货车非对称转向系统设计

赵静一;陈鹏飞;郭锐

. 2012, 48(10): 160-166.

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从已知参数着手，利用简单的动力学模型，建立自行式液压货车蝴蝶板式转向机构的数学模型，确定拉杆、蝴蝶板以及液压缸各铰接点的位置，完成单侧转向装置的设计。在此基础上，进行两侧转向装置对称或非对称布置，结合液压助力与机械杆系运动互补的思路，提出通过利用液压缸自身的面积差来提供转向速率比与动力比的方法，解决相对于对称性机构的不同布置时，非对称性转向机构引起的两侧蝴蝶板机械机构不协调和液压缸动作与受力不一致的问题；同时针对不同转向机构的轨迹同步模式，利用两侧液压转向系统相互连通的能量传递通道，设计出相应的液压转向回路连接方式，实现了轨迹的同步，改善了转向性能。对设计的某型货车转向系统进行仿真与试验研究，证明了该方法的可行性和实用性，为自行式液压货车转向系统优化设计提供理论指导。

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高速开关阀高频脉宽调制控制有效占空比工作范围的拓宽

孟爱红;王伟玮;宋健;李亮;李红志

. 2012, 48(10): 167-172.

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高速开关阀在高频脉宽调制(Pulse width modulation，PWM)控制下阀芯可悬浮在某一开度，调节占空比即可改变阀口开度，实现对流量和压力的线性控制，因此在车辆控制系统得到广泛应用。但我国自主开发的高速开关阀PWM控制的有效占空比工作范围小，阀芯较易全开或全闭，为提高阀的可控性和控制精度，需要研究拓宽占空比的工作范围。基于汽车电子稳定程序(Electronic stability program，ESP)的高速开关阀，深入分析阀芯液动力的影响因素，应用 AMESim、Matlab 软件建立ESP液压系统的联合仿真模型，并经过试验验证，通过仿真得出阀座锥角、入口孔径对阀芯位移的影响，提出拓宽PWM控制占空比有效工作范围的关键参数，为高速开关阀的设计开发提供参考依据。

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基于最短路径的复杂机械产品装配过程质量控制点公差带在线优化方法

刘明周;赵志彪;凌先姣;蒋增强;王小巧;凌琳

. 2012, 48(10): 173-177.

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为提高复杂机械产品的装配精度和装配质量稳定性，提出一种基于最短路径的复杂机械产品装配过程质量控制点公差带在线优化方法。对关键工序的质量控制点公差带进行细粒度划分；从装配精度角度出发，引入田口工序能力指数构建质量损失—公差函数；综合考虑装配过程中两种作业(基本作业和辅助作业)类型的时间调整损失，建立装配时间调整费用—公差函数；在上述两函数的基础上，通过加权聚类建立装配损失—公差函数模型，以描述质量控制点的总损失与公差的关系；构建基于最短路径的公差带在线优化模型，将装配损失—公差函数作为权函数，以最小损失为目标进行搜索，实现对后续质量控制点公差带的在线优化。以某型发动机缸盖螺栓拧紧过程为应用实例，验证了上述方法的可行性和有效性。

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多跨转子系统频率可靠性灵敏度与稳健设计

吕春梅;张义民;冯文周;曹璨

. 2012, 48(10): 178-183.

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以多跨转子系统H858型离心式压缩机为研究对象，利用MSC.Patran&Nastran有限元软件对该转子系统弯曲振动情况下的固有频率进行分析，依据动态结构系统固有频率与激振频率差的绝对值不超过规定值的关系准则，定义随机动态结构系统的失效模式，并以频率可靠性理论为基础，根据结构系统失效模式为串联模式的定义，推导出参数为正态分布的系统的频率可靠度及其频率可靠性灵敏度的计算公式，同时将可靠性优化设计理论、可靠性灵敏度技术与稳健设计方法相结合，将频率可靠性灵敏度融入到可靠性优化设计模型中，建立频率可靠性稳健设计的模型。并将频率可靠性灵敏度理论与稳健设计方法应用到多跨转子系统的可靠性相关问题分析中，进一步验证该理论的有效性，为工程实际中转子系统的设计提供理论依据，具有一定的现实意义。

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制造过程数据形式化语义建模

吕盛坪;乔立红;刘威

. 2012, 48(10): 184-191.

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在总结制造过程数据内容和分析现有制造过程数据表达方法的基础上，提出一种基于多色集合理论的制造过程数据形式化表达方法，将制造过程数据所涉及的活动、对象、关系置于统一的以过程为核心的数学模型框架中。给出基于多色集的制造过程数据模型与过程描述语言(Process specification language, PSL)核心语义的映射关系，并对PSL核心语义进行扩展定义，以保证制造过程数据具有规范的过程语义。以一个齿轮轴工艺过程制造数据形式化语义定义为实例，说明基于多色集合理论和过程描述语言相结合的形式化语义建模方法在统一组织和关联描述制造过程数据以及维护语义一致性方面的可行性与有效性。

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基于KPCA子空间虚假邻点判别的非线性建模的变量选择

李太福;易军;苏盈盈;胡文金;高婷

. 2012, 48(10): 192-198.

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特征变量选择技术是非线性系统建模过程中降低信息冗余和提高精度的有效方法。提出一种结合核主成分分析法(Kernel principal components analysis，KPCA)与虚假最近邻点法(False nearest neighbor, FNN)的变量选择法。引入核方法，将非线性原始数据映射到线性空间，再采用主成分分析法有效合理地消除因子之间的多重共线性，受混沌相空间虚假最近邻点法的启示，通过计算原始数据在KPCA子空间中投影的距离，判断其对主导变量的解释能力，由此进行变量的选择该方法用氢氰酸生产工艺工程中的非线性模型验证，并与全参数模型进行比较，结果显示该方法有良好的变量选择能力。因此，该研究为非线性系统建模的变量选择方法提供一种新方法。

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2012年, 第48卷, 第10期　
刊出日期：2012-05-20

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