机械工程学报

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杜正春;杨帆

. 2012, 48(16): 1-7.

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针对三轴数控装备，综合考量现有方法的特点，提出一种基于圆和非圆(直线、折线)复合轨迹的几何运动误差检测新方法。根据多体系统理论，运用齐次坐标变换方法建立误差模型，通过检测三个坐标平面内直线(折线)运动轨迹精度得到包括位置误差、直线度、垂直度在内的12项直线性误差，再通过三个坐标平面内检测圆运动轨迹精度，依次辨识得到9项角偏误差，从而实现三轴机床全部21项几何运动误差的检测。根据该方法，分析在不同测量顺序下各坐标平面内角偏误差的解算情况，据此总结出8种可行的角偏误差辨识方案。基于平面光栅的检测试验在2 h内便可完成，试验结果证明该方法的可行性和高效性。

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改进的非线性调频脉冲压缩方法在空气耦合超声检测中的应用

魏东;周正干

. 2012, 48(16): 8-13.

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为解决空气耦合超声检测中信号微弱、信噪比低的问题，在应用线性调频脉冲压缩方法的基础上，研究非线性调频脉冲压缩方法及改进后的方法在空气耦合超声检测中应用。介绍非线性调频脉冲压缩方法的基本原理，针对超声检测中实际应用的特殊性，分析换能器频带特性对脉冲压缩效果的影响，试验研究改进的非线性脉冲压缩方法对空气耦合超声换能器接收信号的影响以及脉冲压缩方法对提高信噪比的实际效果，通过空气耦合超声C扫描检测系统，对玻璃纤维复合材料试样进行成像检测试验。试验结果表明，改进的非线性调频脉冲压缩方法可有效提高脉冲压缩效果，有利于改善空气耦合超声检测的效果。

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基于非轴对称激励的管道裂纹时反导波检测研究

周进节;何存富;郑阳;吴斌

. 2012, 48(16): 14-20.

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为解决目前管道导波时间反转检测方法需采用较多通道同步激励、接收的问题，在分析管中弯曲纵向模态簇导波激发特性的基础上，提出一种基于单一斜探头局部加载激励L(M,2)簇的时反检测方法。通过超声斜探头阵列和自行研制的时反激励/接收板卡验证该方法的可行性，并试验研究初始激励信号的类型、频率及时反窗宽等因素对管道裂纹时反检测效果的影响。结果表明，在不同检测频率，采用窄带和宽带信号进行初始激励，时反后相对时反前缺陷回波幅值均有较大提高，且回波信噪比也有较大改善，能明显区分出缺陷波包。

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聚合物熔体微尺度剪切黏度测量方法与黏度模型

王敏杰;田慧卿;赵丹阳

. 2012, 48(16): 21-29.

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研究微尺度效应下聚合物熔体黏度时，发现不同入口修正方法获得的剪切黏度随特征尺寸变化的规律不同，这对于聚合物微成型理论和技术尤为重要。采用直径分别为1 000 μm、500 μm、350 μm的毛细管口模，在相同试验条件下分别用零口模法和Bagley法两种入口修正方法，研究高密度聚乙烯(High density polyethylene，HDPE)、短链支化的聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚甲基丙烯酸甲脂(Polymethylmethacrylate，PMMA)和聚苯乙烯(Polystyrene，PS)四种材料的剪切黏度变化规律。结果发现，两种方法获得的PMMA和PS黏度随口模直径变化的规律相反，指出传统入口修正方法在测量微尺度黏度时存在局限。基于入口收敛流动特征，提出一种考虑微尺度效应下压力影响的测量方法，并用该方法给出四种材料剪切黏度随口模直径变化的真实规律。试验剪切速度范围内，四种材料剪切黏度均随口模直径的减小而减小，平均变化幅度为9.9%～38.3%，并从分子结构角度揭示四种材料黏度变化程度不同的机理。基于黏度变化规律，采用唯象性方法建立适用于宏—微观尺度下的黏度模型。试验结果表明该模型的理论预测结果与试验结果平均误差小于3.7%，验证了模型的正确性和有效性。

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镁合金板带双辊连续铸轧试验研究

谭湘夫;毛大恒;蔡安辉;安伟科;张晓红

. 2012, 48(16): 30-35.

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在镁合金水平双辊连续铸轧试验过程中，分别施加电磁场、超声波和超声电磁组合场，旨在改善AZ31B镁合金板带的综合力学性能。采用Leica DMI 5000 M 金相显微镜、CSS-44100电子试验机和HV-1000硬度试验机等设备检测和分析电磁场、超声波或超声波电磁组合能场处理对AZ31B镁合金板带的微观组织和力学性能的影响。结果表明，常规、电磁场、超声波及超声电磁组合能场铸轧镁板带晶粒平均尺寸(直径)分别为120 µm、25 µm、27 µm及15 µm左右；电磁场处理使铸轧镁板带的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度值比常规铸轧镁板带的分别提高15.7%、24.8%、22.7%和66.6%，超声波处理的分别提高13.8%、26.2% 、11.4%和13.4%，超声电磁组合场处理的则分别提高17.1%，27.8%、31.8%和73.8%。这表明在镁合金铸轧过程中施加电磁场、超声波或超声电磁组合场均有利于细化晶粒，改善第二相在枝晶间的分布，提高力学性能，而超声电磁组合场的效果则更显著。同时分析和讨论超声空化效应及电磁效应对镁合金组织细化的作用机制。

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利用阻尼材料改善驾驶室声学特性的研究

张志飞;倪新帅;徐中明;贺岩松;徐小飞

. 2012, 48(16): 36-40.

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为改善某款商用车驾驶室声学特性，建立该驾驶室的声固耦合有限元模型，通过频率响应分析，得到车内的声学响应。对81 Hz处声压峰值进行声学结构模态参与因子分析和板件贡献分析。对贡献最大的板件进行自由阻尼处理。为减少阻尼材料使用量，将阻尼材料体积作为约束条件，阻尼材料单元相对密度作为设计变量，以贡献最大的结构模态所对应的模态阻尼比最大化为优化目标，基于优化准则算法用MSC.Nastran的直接矩阵提取程序(Direct matrix abstraction program, DMAP)语言编制拓扑优化程序，对阻尼材料在驾驶室上的分布进行优化。优化后阻尼材料的体积减小40%，目标模态的模态阻尼比降低5.2%。根据优化结果粘贴阻尼材料，使驾驶员右耳处声压和乘员右耳处声压在81 Hz附近分别降低11.2 dBA和10.7 dBA，其他峰值处声压变化不大。

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点阵热源加热板料成形技术研究

王会廷;沈晓辉;曹杰;章静;闫军

. 2012, 48(16): 41-45.

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初步试验验证板料温成形中，采用离散化热源和均匀热源相比能够进一步提高板料成形性能的基础上，提出点阵热源加热板料温成形新技术。基于有限元仿真，采用0Cr18Ni9不锈钢板料对点阵热源加热成形过程进行验证和初步研究。研究结果表明，点阵热源加热板料成形工艺是完全可行的，在相同热量的情况下，通过控制点阵热源的分布可以得到比均匀热流加热更大的极限拉深比；采用点阵热源加热拉深得到的零件壁厚分布一般存在两个明显的谷值，第一个谷值点在凸模圆角处，和最大拉深力有关，第二个谷值点在零件直壁上，是由于凸缘部位的高温材料拉深成直壁变成传力区以后因温度高承载能力下降引起的。

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含固有缺陷复合材料有效弹性性能预报

付云伟;刘协权;倪新华;李宝峰

. 2012, 48(16): 46-51.

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根据缺陷在复合陶瓷中分布特点，将缺陷简化为刚度为0的椭球夹杂，嵌入到横观各向同性基体中，建立含缺陷复合材料的细观结构模型。应用相互作用直推估计法推导含缺陷胞元的有效刚度，结合刚度体平均化方法，假设胞元空间随机分布，得到复合材料的等效刚度表达式，分析横观各向同性基体中缺陷体积分数、取向和形状对材料等效刚度的影响，并进一步讨论缺陷周围基体各向异性的影响。结果表明，缺陷存在导致材料弹性性能明显降低，在缺陷体积分数较小时，弹性常数对缺陷体积分数更加敏感；缺陷形状对弹性常数有较大影响，当缺陷接近于薄片状时，缺陷厚度对弹性常数影响明显，而缺陷平面形状对弹性常数基本没有影响；当片状缺陷垂直于基体中弹性模量较大的轴时，缺陷对材料有效性能的降低作用更显著，考虑缺陷周围基体各向异性是很有必要的。

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阻流块对薄壁空心铝型材挤压过程材料流速的影响

喻俊荃;赵国群;张存生;陈浩

. 2012, 48(16): 52-58.

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采用基于任意拉格朗日—欧拉(Arbitrary Largrang-Euler，ALE)算法的HyperXtrude软件模拟带有细小特征的薄壁空心铝型材挤压过程，以模孔出口处材料流速均方差作为衡量其均匀性的指标，通过设计一系列阻流块有效控制材料流速及型材变形。研究阻流块对流速均匀性的影响规律，提出阻流块设计的一般原则。结果表明，阻流块的截面形状对流速控制起着关键作用，应保证阻流块截面形状合理，再调整阻流块高度及其到模孔的距离，可有效控制材料流速及型材的变形，获得形状和尺寸符合要求的型材。在阻流块高度的一定范围内，增加其高度可增加型材整个截面上材料流速的均匀性，但阻流块的宽度对平衡材料流速作用不大。

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基于预偏移的激光拼焊板焊缝优化补偿方法

刘玉山;徐安平;富大伟;商鹏

. 2012, 48(16): 59-63.

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激光拼焊板成形时，由于两侧母材性能不同会产生焊缝移动现象，造成实际焊缝与设计焊缝位置不符。利用增量有限元解算工具，针对激光拼焊板的拉深成形过程，提出一种基于预偏移的激光拼焊板焊缝补偿方法。建立激光拼焊板成形有限元分析网格模型，通过对比成形前后设计焊缝和实际焊缝之间的差异，推导拼焊板焊缝偏差评价模型。以毛坯焊缝节点的位移预偏移量作为设计变量，以成形后的焊缝位置与设计焊缝位置的偏差最小作为优化目标，建立优化设计的数学模型。利用坯料网格的变形实现焊缝的预偏移，自定义外部优化程序实现预偏移策略。通过有限元迭代求解，补偿拼焊板成形过程中的焊缝移动，使成形后的焊缝位置与设计焊缝位置保持一致，对所提方法的有效性进行实例验证。

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搅拌摩擦焊接加筋板轴压稳定性研究

邵青;何宇廷;张腾;伍黎明

. 2012, 48(16): 64-68.

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运用半经验公式对采用搅拌摩擦焊接技术的加筋板轴向压缩局部屈曲临界应力进行工程计算，并应用有限元软件ABAQUS对该型结构的稳定性进行数值计算，得到结构的失稳屈曲临界载荷；参考工程计算和有限元计算值，对加筋板进行轴向压缩试验，对其屈曲形式、失稳及破坏载荷进行试验研究，并考虑侧边支持条件对结果的影响。试验分析表明，非承载边的约束条件对试件的屈曲载荷有一定的影响，而对试件的承载能力影响较小；搅拌摩擦焊加筋板具有一定的后屈曲承载能力；有限元计算结果与试验结果较吻合，说明模拟方法可以用来对该型结构的稳定性能进行分析，从而为该型结构的优化设计及工程应用提供分析参考。

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时效温度对马氏体不锈钢激光焊接接头组织和性能的影响

刘海园;郜晓溪;王渊博;安健

. 2012, 48(16): 69-73.

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对Fe-Cr-Ni-Mo-Ti型(0Cr13Ni7MoTi)马氏体时效不锈钢激光焊接接头进行不同温度时效处理，时效温度选择在420～580 ℃范围内。激光焊接接头显微组织呈现出焊缝区、热影响区(Heat affected zone，HAZ)和基体三个不同区域。结果显示，在500 ℃以下时效处理，焊缝区、热影响区和基体主要由马氏体板条组成，在540 ℃及以上温度进行时效处理，三个区域均有逆转变奥氏体形成，使各区域硬度下降；焊接接头经过时效处理后各个区域的硬度变化规律不一致，时效后硬度低点出现于热影响区或基体；拉伸测试显示，不同时效态的断裂位置均与硬度低点区域一致，屈服强度在460 ℃时效时取得最大值，此温度时效处理的焊接接头具有最佳的拉伸性能；拉伸断口断裂机制发生由未时效的准解理断裂到时效态的韧性断裂转变。

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铝合金整体壁板时效成形模具型面构造

甘忠;熊仕鹏;朱加赞;庄振民

. 2012, 48(16): 74-79.

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时效成形是飞机整体壁板的主要成形工艺之一，由于成形过程中回弹量大的特点，需要对模具进行补偿以消除回弹对零件成形精度的影响。为了有效消除回弹影响，提出一种有限元模拟与物理试验相结合的思路，基于有限元模具型面回弹补偿—试验迭代的频域模具型面修正方法。以2124铝合金材料为例，以零件理论外形作为初始模具型面对整体壁板进行仿真回弹补偿迭代，经过6次补偿，零件成形误差减小到0.47 mm，把有限元迭代所得模具型面进行工艺试验，验证结果表明，仿真迭代所得模具型面成形零件的误差为0.63 mm；达不到0.5 mm的外形误差要求。进一步采用模具“频域”修正算法对时效成形模具型面进行修正，经过2次修正，成形零件误差降低至0.484 mm，满足使用要求，结果表明该方法可行。

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电动城市公交车制动能量回收评价方法

仇斌;陈全世

. 2012, 48(16): 80-85.

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制动能量回收是提高电动城市公交车整车能量效率的关键技术之一，但在评价制动能量回收对改善电动城市公交车能量效率作用方面目前国内外还缺少科学系统的方法。以一辆12 m电动城市公交车为研究对象，通过建立电动城市公交车制动过程能量流模型，提出一种涉及6个环节因素的制动能量回收效率评价方法，在详细分析这些因素对制动能量回收效率影响的基础上，进一步提出一个综合评价制动能量回收作用的新指标—制动能量回收贡献率。制动能量回收贡献率综合考虑整车参数、循环工况和制动能量回收效率等因素，从而能更全面地评价制动能量回收对提高整车能效的作用，提出的评价方法为电动城市公交车通过制动能量回收技术来进一步改善其整车能量效率指出技术途径。

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车轮滚动接触疲劳与磨耗耦合关系数值模拟

丁军君;孙树磊;李芾;黄运华

. 2012, 48(16): 86-90.

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滚动接触疲劳和磨耗是车轮失效的主要方式。通过三维弹性体非赫兹滚动接触理论得到接触斑内的法向、切向应力和材料上不同深度处的最大切应力分布，以CL60钢和贝氏体车轮钢为例，基于“layer”滚动接触疲劳失效模型和Zobory车轮磨耗模型，分析LM型车轮踏面和75 kg•m–1钢轨型面匹配时轮轨接触条件和车轮材质对车轮滚动接触疲劳和磨耗竞争关系的影响。计算结果表明，摩擦因数为0.3时，CL60钢在小蠕滑条件下会发生滚动接触疲劳损伤，在大蠕滑条件下只有轴重大于30 t时才会出现滚动接触疲劳损伤，而贝氏体车轮钢只有在大蠕滑条件且轴重为30 t时，载荷循环次数小于1×105的情况下才会出现滚动接触疲劳损伤；摩擦因数为0.6时，CL60钢和贝氏体车轮钢在各种工况下的滚动接触疲劳损伤速度都小于相同条件下的磨耗速度。

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自动变速器升挡过程惯性相发动机协调控制

万国强;黄英;张付军;李刚

. 2012, 48(16): 91-96.

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发动机协调控制是提高换挡品质的必要技术手段。分析换挡过程输出轴转矩波动与换挡品质的关系，基于液力变矩器模型设计出输出轴转矩观测器，制定出基于转矩的升挡过程惯性相发动机协调控制策略，在DEUTZ BF4M1013单体泵柴油机和Allison S2000离合器—离合器换挡式液力自动变速器组成的动力传动系统台架上，进行基于转矩的1-2升挡过程惯性相发动机协调控制试验研究。试验结果表明，单体泵柴油机的转矩响应能够满足换挡过程协调控制的要求；基于转矩的换挡过程发动机协调控制能够有效地减小输出轴转矩波动，提高换挡品质。

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含卡瓦作业损伤钻柱的适用性评价研究

祝效华;李金和;童华

. 2012, 48(16): 97-101.

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针对卡瓦在钻柱表面上留下的作业损伤对钻柱断裂失效有严重影响的问题，提出一套系统的卡瓦作业损伤对钻柱断裂失效影响的评价方法。以卡瓦内悬挂钻柱的受力分析及卡瓦对钻柱损伤的弹塑性力学分析为基础，建立卡瓦对钻柱的损伤模型；基于断裂力学理论，推导卡瓦作业损伤对钻柱断裂失效的评价参数，并且将钻柱的工作载荷、断裂韧性和缺陷尺寸(卡瓦作业损伤)三者紧密的联系起来评价含卡瓦作业损伤钻柱的适用性。根据理论分析，建立适合油田人员参考的含卡瓦作业损伤钻柱失效评价曲线图，并提出含卡瓦作业损伤钻柱的三级评定方法，为油田安全操作提供有效参考。

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铜铝微通道热沉的三维数值结构优化

李骥;史忠山

. 2012, 48(16): 102-109.

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在恒定泵功0.05 W条件下，对水冷铜基和铝基微通道热沉对流换热进行详细数值模拟和结构优化。通过将数值预测结果与前人已发表的试验结果进行对比，验证所使用的数值模型的正确性。同时讨论在恒定泵功下微通道几何结构对微通道热沉中温度分布的影响。模拟结果显示水冷铜基微通道热沉最优的几何结构参数为通道深为580 μm，通道宽为90 μm，通道密度为100个/cm；铝基微通道热沉最优的几何结构参数为通道深为620 μm，通道宽为80 μm，通道密度为100个/cm。

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锅炉碳化硅质卫燃带上灰渣扩散行为

何金桥;陈冬林

. 2012, 48(16): 110-115.

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采用扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射等方法对燃煤电站锅炉SiC质卫燃带上结渣渣样进行了测试，并就紧贴卫燃带渣样断面的物相转化及结渣方向的扩散特性进行分析研究。结果表明，灰渣结晶度变化主要取决于钙长石、铁尖晶石和SiO2的物相与晶相的转化，而且越靠近SiC质卫燃带表面，灰渣成分细化越显著。灰渣中的碱性离子成分在紧贴SiC质耐火板的渣样中扩散均匀，并沿结渣断面方向的扩散逐渐趋于热力学稳定状态，有效避免Si质量分数高的煤灰对SiC质卫燃带侵蚀结渣作用。

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圆柱形谐振管内非线性驻波的有限体积计算方法

宁方立;张文治;董梁

. 2012, 48(16): 116-121.

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提出一种用于求解圆柱形谐振管内非线性驻波的有限体积计算方法。谐振管内初始为自由状态的流体被整体谐振激励，当激励频率与谐振管内声场固有频率一致时，谐振管内将产生非线性驻波。建立整体振动条件下谐振管内瞬态可压缩热粘性牛顿流体的一维Navier-Stokes模型方程的积分方程；在时域上，通过SIMPLEC方法(以压力为基础的有限体积法)和交错网格技术推导出离散化代数方程组，并进行求解。当谐振管内的流体为R-12气体，在整体振动的条件下，利用提出的方法对谐振管内的非线性驻波进行求解，通过与现有文献中伽辽金方法的计算结果进行对比，所得到的非线性驻波声压在波形和幅值方面都与这些结果非常吻合，从而验证了该方法的可行性。得到谐振管左端处的绝对压力波形、温度波形和声压频谱响应等物理特性分布；同时得到谐振管内不同位置处的速度变化，发现在谐振管两端出现了速度钉状波形；有限体积计算方法为解决强声密封的非线性驻波的数值计算奠定了良好基础。

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基于液晶引流效应的全新微流体驱动方式

刘春波;田勇;辻知宏;蝶野成臣

. 2012, 48(16): 122-129.

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对现有微流体驱动技术中普遍存在的微型化难、驱动力小等缺点，提出液晶引流驱动方式。作为开发该驱动方式的第一步，采用理论计算模拟与辅助试验验证相结合的研究方法，以小分子液晶Leslie-Ericksen理论为基础，对上板处于浮动状态下液晶盒的驱动效果及影响因素进行研究。结果表明，连续方波电场作用下引起的液晶引流效应可以驱动液晶盒上板运动，方波电场频率为1 Hz、有效率为5%时驱动速度最大。液晶分子指向矢倾斜角的旋转范围对驱动效果影响较大，所施加电压对于倾斜角的旋转范围没明显影响，两板间的距离却影响很大。通过选择合适的驱动条件已成功得到90 μm/s的高驱动速度。采用显微镜下直接观察液晶盒上板运动情况的方法进行试验验证，结果与理论计算结果定性上十分吻合，定量上试验结果偏小，最大差距出现在电场施加后的第三周期，主要原因是液晶盒制作时初始配向误差，可通过改变配向膜的种类及摩擦条件来改善。

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轴流压气机叶顶端区流场周向传播特征及其预测

耿少娟;张小玉;聂超群;黄伟光;张宏武

. 2012, 48(16): 130-138.

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以低速单转子轴流压气机为对象，采用全圆周计算模型，以叶顶泄漏流周期性非定常波动为切入点，通过相对坐标系和绝对坐标系下信号数据的坐标变换、快速傅里叶变换和滤波分析，分析叶顶端区非定常波动特征沿叶片弦长的调频特性，研究占主导地位的非定常波动频率成分沿圆周方向的传播特征，得到占主导地位频率成分的调频关系和周向传播特征在压气机节流过程中的演变规律，揭示出近失速工况附近机匣壁面压力自相关系数降低的流体力学原因。结果表明，由叶顶泄漏流周期性非定常波动主导的叶顶端区流场特征是失速先兆信号分析和预测的流场依据。参考系、探针监测位置和分析方法的选取对分析结果有着重要影响，对同一流动现象可获得不同侧面的多样性表现特征。所得结果一方面为计算和试验数据的对比分析提供参考，另一方面也为不同流动特征的统一流体力学机理解释提供指导。

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几何尺寸对矩形微通道液体流动和传热性能的影响

刘赵淼;逄燕;申峰

. 2012, 48(16): 139-145.

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基于连续介质方法数值研究液体在不同几何结构微通道中的流动和传热性能。在相同热边界条件下，通过比较水力直径、通道长度和宽高比等几何参数对液体微流动的影响，得到各参数对泊肃叶数(Po)和努塞尔数(Nu)的影响关系。研究发现，截面宽高比越大，Po数越小，且雷诺数对泊肃叶数基本无影响；雷诺数(Re)小于500情况下，水力直径小于0.545 mm时，Po数随水力直径减小而减小，水力直径大于0.545 mm时，水力直径变化对Po数基本无影响；Po数不随通道长度变化而变化，但略受流动雷诺数影响；在Re=20～1 800时，Nu数正比于水力直径和宽高比，但是通道长度对Nu数的作用受流动Re数的影响；在通道材料和流动介质相同的条件下，Nu数和Re数之间的关系受通道几何参数的影响，并且拟合得到其关系式。

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绕水翼空化流场的数值模拟与试验研究

尹必行;康灿

. 2012, 48(16): 146-151.

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采用试验研究与数值模拟相结合的方法研究绕水翼ys930的非定常空化流场结构，试验采用高速数码拍摄技术观察在10°攻角下的片状和云状空化随时间的结构变化；数值模拟针对应用较多的RNG k-二方程湍流模型做适当修正，分析片状空化及云状空化时的非定常空化流场结构、流动特性及空泡演化过程。结果表明，数值模拟得到的水翼空化流动现象和试验观察到的结果基本一致，验证计算模型和数值方法的可靠性；在片状空化阶段，空泡长度变化不明显，空穴尾部边界存在小幅度波动，空穴总体相对比较稳定；云状空化阶段，空穴分为两部分：一部分为空泡主体，稳定地附着在水翼吸力面上，随时间推移逐渐长大，达到最大空泡长度后出现回缩；另一部分为空泡附体，为周期性非定常汽液两相运动区域。云状空泡的形成和发展过程均伴有压力的波动，在一个空泡生长周期内，压力面压力系数几乎不受空泡变化的影响，吸力面压力系数在空化数的负值附近小幅度波动。

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错位六弯叶桨搅拌假塑性流体的洞穴变化

栾德玉;周慎杰;陈颂英

. 2012, 48(16): 152-157.

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预测洞穴大小及其变化规律对于剪切变稀的假塑性流体搅拌至关重要。利用计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)模拟方法，对错位六弯叶桨搅拌黄原胶水溶液所形成的洞穴效应进行研究，确定较为适宜的洞穴边界速度，得到洞穴形状、直径及高径比随表观雷诺数 Re 的变化情况，并进行搅拌功率的试验验证。结果表明，模拟计算得到的功率值与试验测量值吻合较好，表明建立的层流模型正确；洞穴形状呈现圆柱形的变化规律，符合圆柱形洞穴模型(EN模型)的描述；Dc/D- NpRey 的变化规律和洞穴高径比的变化均与流体流变性无关，当Dc

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基于有效工作寿命的多变量动态均衡设计及其度量方法研究

高一聪;冯毅雄;谭建荣;林晓华;王云

. 2012, 48(16): 158-166.

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针对机械产品各关键部件设计寿命差异较大，设计寿命较短的关键零部件容易发生故障，从而导致停机维修甚至停产报废的问题，定义机械产品关键零部件有效工作寿命，给出机械产品关键零部件有效工作寿命的度量方法，建立基于有效工作寿命的机械产品多变量动态均衡数学模型，提出机械产品多变量动态均衡设计方法。通过求解获得关键零部件的预防性维护措施优化方案，在故障发生之前对关键零部件实施预防性维护措施，消除或减少关键零部件故障的发生，均衡各关键部件的有效工作寿命，同时满足机械产品维护费用成本指标与整机可靠性指标约束。应用该方法对某型号空分设备透平膨胀机主机进行多变量动态均衡设计，证明该方法在工程应用中的正确性与高效性。

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基于随机Petri网的复杂机械设备可用度分析方法研究

谢楠;李爱平;薛伟;谢晓文

. 2012, 48(16): 167-174.

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设备的可用度是衡量设备运行过程中随机故障的主要指标，提高其可用度是设备优化运行过程中极为重要的一环。通过分析不同维修策略下设备状态的演变规律，研究不同状态之间的时间依赖关系，建立基于随机Petri网的复杂设备可用度模型。模型着重描述设备运行过程中的劣化状态以及不同维修策略对运行过程的影响。在此模型的基础上，根据设备不同维修策略分析模型的可达图，构造同构的马尔可夫链模型，求解模型不同状态下的各个稳态概率，计算不同维修策略下的设备可用度。通过可用度的求解可得到较优的设备维修策略，从设备预防性维修效率和故障维修效率因子出发，定量分析这两个因子对设备可用度以及设备维修费用的影响，并给出趋势图。以一个实例说明该模型及分析方法的有效性。

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基于模糊贝叶斯网络的多态系统可靠性分析及在液压系统中的应用

陈东宁;姚成玉

. 2012, 48(16): 175-183.

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为使贝叶斯网络能够对模糊信息和不确定信息进行处理，提出一种新的基于模糊贝叶斯网络的多态系统可靠性分析方法。该方法将模糊集合理论引入到贝叶斯网络可靠性分析中，考虑部件故障状态、部件故障率的模糊性以及部件间故障逻辑关系的不确定性，使贝叶斯网络具有处理模糊信息的能力。该方法采用模糊数描述系统和部件的故障状态，利用模糊子集描述部件的故障率，运用贝叶斯网络的条件概率表描述部件间的不确定联系。该方法应用到载重车液压悬架系统的可靠性分析实例中，分析结果表明该方法在进行系统可靠性分析时能够充分利用系统的模糊信息和不确定信息，从而提高系统可靠性分析的效率。

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磁悬浮高速转子基于位移刚度力超前前馈补偿的高精度自动平衡方法

魏彤;向岷

. 2012, 48(16): 184-191.

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磁悬浮转子高速旋转时产生与转速同频的不平衡振动，向外界传递振动力，干扰外部动力学环境。为消除同频不平衡振动力(即自动平衡)，可采用消除同频电流与补偿位移刚度力相结合的轴承力消除方法，但磁轴承功放环节的低通特性使位移刚度力补偿存在误差，并降低系统稳定性，且上述影响随转速升高而显著增大。为增强自动平衡效果，提出一种基于位移刚度力超前前馈补偿的高精度自动平衡方法，在消除同频电流的同时，采用不平衡量—电流前馈以补偿同频位移刚度力，并引入功放的简化逆模型对前馈量进行超前校正，消除功放低通特性的影响。对该方法进行仿真和试验验证，仿真结果同频轴承力减小到无超前校正时的20%，试验结果同频振动加速度减小到无超前校正时的28%，验证了该方法的有效性。

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2012年, 第48卷, 第16期　
刊出日期：2012-08-20

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