机械工程学报

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楼佳明;孙婧元;黄正梁;王靖岱;蒋斌波;阳永荣

. 2012, 48(6): 1-7.

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为检测液体雾化状态，基于声发射检测技术，通过采集雾化液体撞击挡板产生的声发射信号，结合功率谱分析、小波分析和重标极差分析，得到雾化液体撞击挡板产生声信号的机理和特征，获得表征液体雾化状态的特征声信号尺度(J1尺度)。根据特征信号尺度能量分率与液体雾化状态间的规律性变化关系，提出雾化质量的判断方法，即液体雾化质量随特征信号尺度能量分率的增大而提高，当特征信号尺度能量分率快速上升时，液体进入充分雾化状态。判断方法得到照相法的验证。利用声发射检测发现液体雾化质量随轴向距离增大而提高，与事实相符。由此获得一种快速、实时、便捷和安全的液体雾化状态检测方法，其可用于雾化机理研究、喷嘴设计选型和工业生产监控。

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基于分数时延滤波器的起车信号相位精确估计技术

谢航;林京;赵明;廖与禾

. 2012, 48(6): 8-13.

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起车信号分析是大型回转机械故障诊断的有效手段，其中相位信息的精确估计是起车信号分析的重要内容。由于自由采样以及起车信号本身调频调幅特性等的影响，已有方法往往不能有效实现相位的精确估计。提出一种基于分数时延滤波器的起车信号分析方法，由于该方法可以在离散的采样点之间实现分数内插，进而方便地将自由采样的起车信号转换为等角度采样信号，有效实现瞬时相位的精确估计。采用仿真信号和试验结果对该方法的有效性和精确性进行验证。

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基于红外测温的筒形锻件内外径在线测量

张玉存;付献斌;马睿

. 2012, 48(6): 14-18.

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针对目前筒形锻件外形尺寸无法实现在线测量的现状，提出一种新的基于红外测温技术和激光扫描技术相结合的筒形锻件内外径在线测量方法，该方法中温度信息由红外双色测温系统测得，外径尺寸信息由激光扫描技术测得。对红外测温原理进行研究，根据测量现场的情况构建红外双色测温系统，减小现场恶劣环境和锻造过程中锻件表面氧化皮对测温造成的影响，提高了测量精度。在传热学的基础上推导筒形锻件导热微分方程，建立筒形锻件温度与尺寸的关系，结合锻件内外表面的温度信息和外径尺寸信息求得内径尺寸的大小，从而实现筒形锻件内外径尺寸的在线测量。通过试验验证该方法的可行性，同时可以满足现场测量的精度要求，从而解决筒形锻件内外径测量的瓶颈问题，在筒形锻件锻造现场有一定的应用前景。

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中国焊接制造领域学科发展研究

李晓延;武传松;李午申

. 2012, 48(6): 19-31.

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焊接是现代制造业中最为重要的材料成形和加工技术之一，焊接制造技术的发展对我国成为制造强国有着极为重要的意义。对近年我国焊接制造技术中几个主要领域的最新进展进行总结和分析，提出未来焊接制造领域的发展策略建议。由于钢材仍将是未来较长时间占主导地位的基础结构材料，应加强新一代钢材焊接冶金理论的研究及高品质焊接材料的发展；我国是世界最大的电子产品制造国，加强无铅连接材料及无铅封装技术的研究是发展无铅电子技术的唯一途径；以激光束、电子束为代表的高能束流焊接技术可大幅提高焊接生产效率，我国应加强其在装备制造业中的研究和应用；对焊接热过程的数值模拟，可为深入理解焊接过程中的复杂物理现象提供重要的理论依据和基础数据，近年来我国在焊接热过程、残余应力与变形以及焊接冶金等方面的数值模拟研究方面也取得了显著进步，应加强应用技术的研究；自动化焊接和智能化焊接是实现高效焊接制造的重要手段，应加强其集成应用技术的研究；我国应加强焊接结构完整性评价技术的研究和应用，这是确保焊接结构可靠服役的重要前提。

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基于边光滑三角形壳元和统一计算架构的板料成形仿真并行计算方法

蔡勇;王琥;李光耀;崔向阳;郑刚

. 2012, 48(6): 32-38.

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针对板料成形过程仿真中计算效率低以及四边形单元几何逼近性差的问题，提出一种基于边光滑三角形壳元(Edge-based smoothed triangular shell element, EST)和图形处理器(Graphics processing unit, GPU)的板料成形并行计算方法。根据EST壳元及板料成形过程显式求解的特点，该方法采用将最小计算单位与线程一一对应的方式进行数组的求解，同时，采用并行缩减的方法进行单值的求解，实现了整个计算过程的细粒度并行。考虑到GPU并行计算系统的特点，采用由CPU进行主控，由GPU进行数值求解的程序架构，并以统一计算架构(Compute unified device architecture, CUDA)作为GPU编程环境，编制相应的程序。通过算例表明，与传统CPU串行计算方法相比，在计算精度一致的情况下，当计算模型单元数超过20 000个时，基于GPU的并行计算方法可以获得35倍以上的计算加速比，显著减少板料成形仿真的计算时间。

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带钢冷轧闭环反馈控制最优化算法程序开发

郝亮;邸洪双;龚殿尧;王鹏飞

. 2012, 48(6): 39-43.

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基于多变量最优化控制的带钢闭环反馈控制模型能够充分利用弯辊和轧辊倾斜等平直度控制机构对板形偏差进行控制。闭环反馈控制的目的是使带钢实测板形与目标板形一致，闭环反馈最优化算法程序能充分利用输入信息，全面考虑多个执行机构对板形的作用，避免各控制之间的相互影响，它是该模型准确计算板形调节量的关键。为了实现自主建立带钢冷轧生产线，对某厂1 700 mm四机架四辊冷连轧机第四机架闭环反馈控制进行深入研究，根据对偶法采用C语言开发出基于多变量最优化闭环反馈计算程序并将其嵌入到可编程逻辑控制器(Programmable logic controller, PLC)中，开发出自主的基于多变量最优化闭环反馈控制模块。由该模块计算的闭环反馈平直度执行机构调节量与采用Matlab工具箱Quadprog函数计算结果一致，计算精度高。

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铁素体晶粒尺寸对铁素体—马氏体双相钢DP980动态变形行为影响

代启锋;宋仁伯;关小霞;郭志飞

. 2012, 48(6): 44-50.

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为了研究铁素体晶粒尺寸对铁素体—马氏体冷轧双相钢DP980动态变形行为的影响，通过连续退火试验，得到两组马氏体体积分数相同、而铁素体晶粒尺寸不同的试样。选取应变速度为1×10–4 s–1和1×10–2 s–1进行准静态拉伸试验；选取应变速度为500 s–1、1 000 s–1和1 750 s–1在分离式霍普金森拉杆(Split Hopkinson tensile bar，SHTB)上进行动态拉伸试验。使用不考虑晶粒尺寸影响的Johnson-Cook(J-C)率相关模型和考虑晶粒尺寸影响的修正的Khan-Huang-Liang(KHL)率相关模型分析双相钢的动态变形行为，并引入可决系数R2来判定试验结果与模型的吻合关系。分析结果得出修正的KHL模型与试验结果吻合较好，其可决系数R2达到了0.998 7，表明修正的KHL模型可以很好地描述DP980材料在低应变速度和高应变速度下的变形行为，能够反映铁素体晶粒尺寸对DP980动态变形行为的影响。

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SimulationX及硬件在环仿真在伺服压力机设计和研究中的应用

王红军;陈佳鑫;邹湘军;陈冰冰;龙锦荣;陈晶;黄伟权

. 2012, 48(6): 51-56.

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锻压装备水平是衡量一个国家装备制造业水平高低的重要指标，具有复合性、高效率、高精度、高柔性和低噪环保等特点的伺服控制精密压力机是锻压设备的发展方向。针对新型精密伺服锻压设备存在的非线性、电动机精确同步与控制等瓶颈问题，在分析该类压力机工作原理并进行运动反求的基础上，利用机电控多学科领域知识集成，在多领域统一建模软件SimulationX中构建压力机仿真模型，分析机械结构的合理性及精度可靠性并寻求非线性控制策略，结合Beckhoff控制器搭建基于过程控制对象链接与嵌入(Object linking and embedding(OLE)for process control，OPC)通信协议的硬件在环仿真平台，验证控制策略的可行性，解决了同步问题；并将该控制方案运用在双点伺服压力机上进行重复停止精度试验，实现重复停止精度在±10 μm以内。研究表明，SimulationX及硬件在环仿真应用在伺服压力机设计中是可行的。

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多目标质量的粉末包套等通道挤扭成形致密工艺参数优化

李永志;薛克敏;李萍;王成;白小波

. 2012, 48(6): 57-63.

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剧烈塑性变形法—挤扭以剪切塑变为主变形方式，成形工艺复杂，影响因素很多，难以精确地建立工艺参数与成形质量之间的关系；选取优化合理的工艺参数匹配是材料尤其是粉末材料成形无破裂、塑性好、致密化程度高等成形质量的关键。以等通道横截面扭转角、螺旋角、摩擦因子、挤压速度、初始相对密度为自变量，正交试验为设计方案, 对纯铝粉末烧结材料进行一道次包套等通道扭挤数值模拟，获得以等效塑性应变、静水压力、最大损伤值、相对密度数据，通过层次分析法计算多质量目标的权重，运用追踪点法和灰色系统理论的灰色关联度优化工艺参数，使设计目标值达到等效应变最大、静水压力最大、最大损伤值最小、相对密度最大。模拟和试验结果表明，运用多目标优化组合参数进行等通道挤扭成形能使纯铝粉末体材料迅速地形变累积，静水压力提高，损伤值显著地减小，致密效率高，晶粒明显细化，提高了材料综合质量。

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基于红外热成像的镁合金疲劳裂纹扩展的研究

魏凌霄;闫志峰;王文先;张红霞;王凯

. 2012, 48(6): 64-69.

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采用红外热成像技术监测疲劳裂纹扩展过程中试件表面温度的变化情况，对AZ31B镁合金板材室温下的疲劳裂纹扩展特征进行研究。分析疲劳裂纹尖端温升值与裂纹长度的对应关系，试件表面温度分布差异与裂纹扩展趋势的关系，探索镁合金材料疲劳裂纹扩展的规律。试验结果表明，疲劳裂纹扩展过程中，镁合金表面温度变化经过一个升温、降温的过程，在稳定扩展阶段，温度变化不大，在快速扩展阶段，温度呈明显上升趋势。三组试件最高温升值分别为A试件10.89 ℃、B试件15.19 ℃、C试件12.37 ℃。裂纹尖端及其附近组织观察发现，裂纹尖端发生转向，裂纹总体为穿晶断裂，并伴随少量沿晶断裂，在裂纹附近区域有少量塑性变形。疲劳试件表面的最高温度区域与材料的疲劳损伤机制相关，该区域对应材料的应力集中区，是疲劳微裂纹形成与扩展的部位，温度变化与试件的最终断面相吻合。

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扫描电子束铝合金表面处理应力场仿真与试验验证

王荣;齐世龙;魏德强

. 2012, 48(6): 70-75.

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研究扫描电子束铝合金表面处理应力场的分布规律，对了解残余应力的形成机理具有十分重要的理论及实际意义。在热弹塑性理论的基础上建立电子束表面处理应力场的有限元模型，分析高温热力学参数对电子束表面处理应力场的影响；通过仿真与试验验证相结合的方法确定材料的高温热力学参数，得到铝合金电子束表面扫描后的应力分布规律。随着弹性模量和切变模量的增加，ADC12铝合金材料表面的变形量和最大应力均成非线性增加。经电子束表面处理后试样表面扫描带附近为拉应力，而在其他位置为压应力；最大拉应力出现在扫描带的内侧边缘处，外侧边缘次之，而扫描带中间的拉应力最小；最大表面应力为127.6 MPa，变形量为1.8 mm。

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基于遗传优化的无人车横向模糊控制

郭景华;胡平;李琳辉;王荣本;张明恒;郭烈

. 2012, 48(6): 76-82.

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以视觉导航式无人车DLUIV-1为控制对象，对其进行横向运动控制研究。建立视觉导航式无人车横向运动控制系统模型，对无人车的横向运动行为进行描述。在此基础上，分析预瞄距离对横向控制系统动态性能的影响，并建立考虑速度因素的预瞄距离计算公式。针对无人车具有非完整运动约束、高度非线性动态特性以及参数的不确定性等特点，提出基于遗传算法的无人车横向模糊控制策略，通过遗传算法对横向模糊控制器的隶属度函数参数和控制规则的自动优化，从而有效地确定出横向模糊控制器的隶属度函数和控制规则。最后通过仿真和实车试验对该横向模糊控制器进行验证和评价，仿真和试验结果表明，该横向控制器可保证无人车稳定准确地跟踪参考路径，且具有较强的鲁棒性。

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重度混合动力汽车油耗和排放多目标实时最优控制

秦大同;隗寒冰;段志辉;陈淑江

. 2012, 48(6): 83-89.

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混合动力汽车在模式切换过程中发动机频繁起停造成三元催化器温度下降，催化效率降低，排放恶化。以重度混合动力汽车在NEDC循环工况下的燃油消耗与三元催化器出口处的HC/CO排放为多目标优化函数，依据庞特里亚金极小值原理，建立包含蓄电池荷电状态和三元催化器温度两个状态变量的目标泛函并对其求极值，得到最优控制策略。在此基础之上，将制动、停机工况的控制策略进行简化，以分析比较有、无发动机起停最优控制对整车油耗和排放的影响。基于Matlab /Simulink 仿真平台建立整车动力学仿真模型，对得到的最优控制策略进行仿真验证，并与规则控制策略进行比较。结果表明，上述方法能对发动机起停进行优化控制以显著加快三元催化器起燃，整车燃油经济性和三元催化器出口处的排放也得到全局优化，相对于规则控制，Pareto解集各项指标均有明显改善。

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基于支持向量机回归的材料参数反求方法

李恩颖;王琥;李光耀

. 2012, 48(6): 90-95.

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高强度钢的应变率效应对汽车件碰撞性能的影响研究是国际上的研究热点，不同类型的高强度钢将呈现出不同的应变率效应。因此，如何获取精确的材料参数是保证汽车碰撞计算机仿真结果可靠性的前提。如果直接通过标准拉伸试验获取相关材料参数，并没有考虑材料在碰撞过程中的特性，会引入较大的误差。为此，采用直接碰撞过程反求材料参数的方法，将参数反求的问题转换为测量值和仿真值最小二乘最小的优化问题。此外，由于参数反求中存在大量不确定性因素，为同时保证反求结果的稳健性和精度，采用基于最小二乘支持向量机回归技术的近似模型算法。近似模型技术保证了反求的效率、最小二乘支持向量机最大限度地保证了反求结果的精度和稳定性。通过对高强度钢的试验试验和反求结果的比对，验证了算法的性能。

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轮轴弯曲刚度对轮轨垂向动态载荷影响分析

马卫华;许自强;罗世辉;宋荣荣

. 2012, 48(6): 96-101.

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以国内某型地铁车辆为例，研究轮轴弯曲刚度对轮轨垂向动态载荷和轮对垂向振动的影响。在常规多刚体动力学模型的基础上，结合BM3000轮对和北京地铁轮对两种不同的弹性轮对模型，对比分别采用刚性轮对模型和弹性轮对模型时的轮对垂向振动加速度和轮轨垂向力。结果表明，对BM3000弹性轮对模型来说，由于其弯曲刚度相对较小，随着运行速度的增大，轮对垂向振动加速度和轮轨力与刚性轮对的差距不断加大，而对于轮轴弯曲刚度较大的北京地铁轮对来说，其弹性轮对模型和刚性轮对模型的结果比较接近，在计算的速度下轮对的振动峰值及频率均有明显的降低。因而，通过加大轮轴弯曲刚度可明显改善轮对的垂向振动和轮轨垂向力，实现改善轮轨动态接触状态的目的。

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基于半车模型的两级串联型ISD悬架性能分析

陈龙;张孝良;聂佳梅;汪若尘

. 2012, 48(6): 102-108.

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基于“惯容—弹簧—阻尼”机械系统与“电容—电感—电阻”电子系统之间严格的对应相似关系，根据级联滤波的基本原理，以并联的弹簧和阻尼为第一级，并联的惯容器、弹簧和阻尼为第二级，构建一种两级串联型“惯容—弹簧—阻尼”车辆悬架系统。建立悬架的半车模型，分析随机和脉冲激励下悬架系统的综合性能，探讨第二级弹簧刚度对系统性能的影响。结果表明，与传统悬架相比，两级串联型“惯容—弹簧—阻尼”悬架系统具有良好的动态性能，车身质心垂直加速度、车身俯仰加速度、前轮胎动载荷、后轮胎动载荷功率谱密度低频峰值分别减小了81%、81%、79%、82.8%，有效抑制了车身共振，明显改善了车辆的乘坐舒适性，协调了平顺性与安全性之间的矛盾。

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基于参数辨识的矿用自卸车平顺性优化

米承继;谷正气;伍文广;陶坚;梁小波;彭国谱

. 2012, 48(6): 109-115.

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矿用自卸车行驶路况非常恶劣，为改善某型矿用自卸车的平顺性，需要得到油气悬架非线性刚度阻尼特性。利用具有紧支撑正交特性的Daubechies小波和最小二乘法原理辨识油气悬架物理参数，将时变刚度阻尼离散为正交尺度函数下的线性组合，从而把辨识时变物理参数的“黑箱”问题转化为已知尺度函数序列和系统的输入输出来估计线性组合中的时不变系数问题。为验证辨识的刚度阻尼值，在Adams/view中建立整车多体动力学模型，得知辨识参数下的加速度时域响应和功率谱密度与试验结果相差无几，从而验证了该方法的有效性。借助遗传算法优化油气悬架的物理参数，将辨识结果作为优化变量的初始条件，以座椅垂直方向加速度方均根值为目标，优化后目标值下降了51.84%，达到了改善平顺性的目的。

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安装液压互联悬架货车的机械液压多体系统建模及模态分析

丁飞;张农;韩旭

. 2012, 48(6): 116-123.

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针对传统悬架无法实现同时对车体俯仰和垂向振动模态的协调控制，提出一种新型液压互联悬架系统。运用传递矩阵法推导出液压子系统的阻抗阵，并建立机械多刚体和液压系统耦合的多体动力学方程。针对该类频率依赖特征方程的特征值问题，提出一种基于数值优化的特征值辨识方法，并验证该方法的有效性。运用模态理论，对比分析液压互联悬架系统对三轴重型货车车体振动模态影响的不同。结果表明，俯仰平面内的抗反向运动的液压互联悬架系统能在保持原有乘坐舒适性的同时，能有效抑制车体俯仰运动；安装抗反向运动的液压互联悬架系统后，车体俯仰刚度增强，其垂向振动刚度略有降低；同时车体和车轴振动峰值被极大地降低，车体振动衰减率明显增大。

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单向阀对双增压气路中气体流向影响的分析与研究

姚春德;韩伟强;武炎;侯亚帮;徐成耀;路平

. 2012, 48(6): 124-129.

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搭建由双电动增压器与单向阀组成的试验台架并模拟研究单向阀对双增压气路中气体流向的影响规律，以提高电动增压器的补气效率，从而增大公交车柴油机工况突变时的进气量，改善瞬态烟度。通过向两个电动增压器设定不同的转速，分别模拟公交车柴油机的废气涡轮增压器和附加用于急加速补气的电动增压器，研究并分析在气路上设置单向阀前后对双增压气路中气体流向的影响。试验结果表明，电动增压器的流量大于废气涡轮增压器的流量时，出口总流量在无单向阀时大致等于废气涡轮增压器提供的流量，增加电动增压器的流量不会改变出口总流量，电动增压器补气效率低，柴油机的进气量未得到改善。有单向阀时，出口总流量随电动增压器流量增加而增大，电动增压器补气效率高，柴油机的进气量增大；电动增压器的流量小于废气涡轮增压器的流量时，电动增压器与单向阀不影响出口总流量，出口总流量与有旁通气路无单向阀时相同，即电动增压器不工作时不影响原机的进气量。

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风力机叶轮质量不平衡故障建模及仿真研究

杨涛;任永;刘霞;黄树红;高伟

. 2012, 48(6): 130-135.

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风力机叶轮质量不平衡故障对风力发电机组的安全稳定运行影响很大，传统的基于振动的故障诊断方法需要在风力机上安装大量的传感器，成本较高同时可靠性也较差。近年来，已有学者采用基于电信号的故障诊断方法对该故障进行试验研究，但未对该诊断方法进行理论上解释。在对该故障机理进行简要阐述后，在理论上推导该故障对风力机电功率造成的影响，利用Simulink建立在该故障状态下包含叶轮、传动链与发电机的风力机模型，仿真得到该故障条件下的电功率信号，频谱分析的结果显示其包含叶轮旋转的一倍频分量，且随着不平衡质量的增大而增大，与德国ISET研究所等试验研究的结果相符，仿真的结果从定量的角度表现该故障的严重程度，该方法可应用到故障诊断系统中用以确定不平衡质量的大小。

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非共沸混合工质用于螺杆膨胀机双循环低温余热回收系统的理论研究

谈西锋;李惟毅;史维秀

. 2012, 48(6): 136-141.

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以典型干工质R245fa和典型湿工质R152a为组元的按不同质量比例组成的M1、M2和M3这三种典型的非共沸混合工质，在设定工况下对其应用于螺杆膨胀机双循环低温余热回收系统性能进行理论研究。针对非共沸混合工质相变时发生温度滑移以及螺杆膨胀机压降小，出口参数高的特性，系统中引入内部回热器。分析结果表明，使用混合工质可拓宽螺杆膨胀机双循环系统的工质选择范围并且混合工质换热过程与变温热源能很好的匹配，从而可以减少传热温差带来的不可逆损失，同时使用混合工质可降低系统工质质量流量；非共沸混合等墒工质在设定工况下循环效率不是最高，但膨胀比最小，可减少膨胀机体积，降低设备制造成本；非共沸混合工质应用于螺杆膨胀机双循环系统时，引入内部回热器能够使循环效率得到明显提高。

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排尘口直径对旋风分离器壁面磨损影响的数值模拟

赵新学;金有海

. 2012, 48(6): 142-148.

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基于计算流体动力学(Computational fluid dynamic, CFD)的数值模拟方法，在FLUENT软件平台上，应用雷诺应力模型、离散相模型和磨损值计算模型系统地研究排尘口直径对旋风分离器壁面磨损的影响。计算结果表明，旋风分离器壁面磨损的整体变化趋势不随排尘口直径的改变而变化，都呈现局部磨损的形态。排尘口直径减小，环形空间壁面磨损值保持不变，分离空间壁面磨损值有不同程度的增加，在锥体末端附近增加幅度最大，而这种变化主要是由于排尘口直径变化后分离器内部流动结构的变化引起的。分离空间锥体末端附近壁面的严重磨损主要受气固两相的旋转速度、颗粒浓度、旋进涡核和颗粒受力情况的影响。通过研究揭示合理地进行结构设计在减少磨损中的重要作用，为旋风分离器壁面的防磨提供数值试验方法和依据。

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主动液压激波作用下管道振动控制的运动分析与试验研究

张慧贤;寇子明;陆春月;吴娟

. 2012, 48(6): 149-156.

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为研究在主动液压激波作用下管道振动的动力学特性，建立流体的数学模型，设计出变频液压管网激振测试系统，用特征线法编程对激波作用下的有压脉动内流进行数值模拟。采用有限元法把管道简化为梁模型，建立考虑流固耦合的充液管道在激波作用下的振动方程，在保证特征线各断面与有限元节点重合的前提下，采用Newmark法编程将特征线法求得的流体各断面横向压力载荷施加到管道有限元的单元节点上，求得各断面处的动力响应。仿真结果表明，管道在轴向弹性支撑条件下，在激波作用下管道各断面压力和流速为简谐波，但两者呈反相关系。其横向各断面运动为简谐振动，振幅随系统压力的升高而升高，发现管道横向各断面振动波明显滞后于各断面对应的压力波，而轴向振动则由于弹簧与液体轴向力的耦合作用而出现较高的振动频率。数值模拟结果与试验结果基本比较吻合，揭示出流体动力学参数与管道振动之间的耦合关系，为激波作用下管道的二维振动特性及可控性研究提供了一些理论依据。

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面向数控系统可靠性评估的最大熵先验信息解

凌光;戴怡;王仲民

. 2012, 48(6): 157-161.

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应用贝叶斯理论对数控系统可靠性评估方法进行研究，提出以最大熵原理求解双参数联合先验分布的方法。利用最大熵原理给出在不同约束条件下威布尔分布双参数联合先验分布的一般解析形式，针对该联合先验分布的具体求解过程，介绍通过应用自助法构造参数再生子样来确定参数矩的方法和利用非线性最小二乘法、结合牛顿迭代法求解联合先验分布中待定系数的方法，引入先验分布稳健性的概念，结合具体数控系统寿命数据，从提高参数矩的阶数和增加参数不等式约束两个方面展开讨论，分别研究这两种改进对先验分布稳健性提升的效果。研究表明基于不等式约束的最大熵二元联合先验分布，能极大地提高先验分布的稳健性，更加适用于数控系统的可靠性评估。

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离心泵流动诱导噪声的数值预测

王镇宇;杨爱玲;戴韧

. 2012, 48(6): 162-167.

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通过计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)结合声振耦合求解方法针对一离心泵所产生的流动诱导噪声在泵壳外部的辐射情况进行数值预测。蜗壳内壁面上的非定常压力脉动监测值显示出蜗舌附近区域的脉动幅值较大，而在远离蜗舌位置处的脉动相对变化较小，在叶片扫掠频率及其谐频下的压力脉动要明显高于其他频率。通过声振耦合计算之后得到的泵壳外部声场辐射结果来看，当斯特劳哈尔数Sr=4时，由于该处所对应的压力脉动频率与泵壳结构的第四阶固有频率接近，可能会在声场与结构之间发生小幅共振，进而使得外场辐射噪声较大，也说明泵壳结构的振动模态对声场计算结果影响十分显著。通过外场监测点上叠加后的总声压级结果显示，各点基本上在60 dB上下波动，外场噪声辐射是泵内流体的压力脉动与壳体结构模态综合作用的结果。

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基于机会策略的复杂系统视情维修决策模型

程志君;杨征;谭林

. 2012, 48(6): 168-174.

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针对部件间存在经济相关性的复杂系统，提出一类基于机会策略的视情维修优化模型。模型从部件本身的失效规律分析出发，确定不同失效模式下部件的维修方式及对应的预防性维修阈值。对于整个复杂系统的维修决策问题，借鉴机会维修思想，通过增加机会维修阈值，将时间和状态两类不同度量空间上的维修控制参数组合起来，解决系统层事后维修与视情维修的综合优化问题。同时利用更新过程理论，提出一类基于马氏决策过程的值迭代算法，确定系统的最优检测时间间隔与机会维修状态阈值。以某机械设备为例对机会维修决策模型和值迭代算法的有效性进行了验证。通过对比分析发现，应用模型能够降低系统的运行维护费用，如果部件级失效率之比在适当范围内，其经济相关性越强，节省费用的效率越高。

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具有相关失效模式转子系统的频率可靠性研究

苏长青;张义民;杜劲松

. 2012, 48(6): 175-179.

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转子系统的共振问题一直是转子动力学的重要研究方向。由于制造环境、技术条件、制造和安装误差及材料的多相特征等因素使得转子系统的材料属性和几何尺寸带有一定的随机特性。考虑转子系统结构尺寸、材料属性的随机特性和多阶固有频率的相关性，根据转子系统的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，定义具有相关失效模式转子系统共振问题的可靠性模式，提出考虑多失效模式相关性的转子系统的频率可靠性分析方法,通过数值积分法确定转子系统共振失效的二阶联合失效概率，对具有相关失效模式转子系统共振问题的准失效分析方法进行研究，并通过数值算例验证提出方法的有效性。

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基于Bayes变动统计理论的测试性综合评估模型及其稳健性分析

李天梅;胡昌华;周鑫

. 2012, 48(6): 180-186.

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在测试性综合评估研究中，故障检测率(Fault detection rate，FDR)/故障隔离率(Fault isolation rate，FIR)评估结论置信度低是一个非常重要的问题，而导致其评估结论置信度低的主要原因是故障检测/隔离数据为“小子样”数据，为解决该问题，建立在Bayes变动统计理论基础上的模型和方法是非常有效的。利用丰富的可更换单元测试性信息、专家经验等先验信息，确定先验分布参数，实现了将先验信息转化为多元Dirichlet先验分布。在此基础上，基于Bayes变动统计理论研究并建立FDR/FIR综合评估模型，保证“小子样、异总体”阶段性增长试验数据和“小子样”外场使用数据能被有效地融合，并采用仿真方法对模型的稳健性进行分析。结果表明该FDR/FIR综合评估模型和方法，能在小样本数据情况下，有效提高评估结论置信度，缩短装备定型周期，为装备测试性综合评估研究提供重要的理论依据和方法。

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轴流泵变转速性能试验及内部流场数值计算

沙毅;宋德玉;段福斌;喻彩丽;曹淼龙

. 2012, 48(6): 187-192.

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研制比转速550 r/min、转速2 900 r/min型 QY90-4.4-1.5潜水轴流泵样机。通过型式及变转速外特性试验，得出轴流泵qV-H、qV-Pa和qV-η性能曲线变化规律；验证qV-H、qV-Pa曲线及各转速最优工况之间换算均不满足相似定律，泵综合特性曲线等效曲线与相似抛物线差别较大；采用计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)方法进行转速对流场影响数值计算，得到不同转速下最优工况叶片表面速度和静压分布，阐明外特性变化规律内在原因；泵转速提高，叶片表面速度增大，内部流动基本符合圆柱层流面无关性假设；同时叶片所受升力增大，叶片背面所承受的负压强进一步降低，易发汽蚀的可能性增大，可以推测汽蚀是制约轴流泵高速化发展的主要因素之一。轴流泵内部液流轴向运动雷诺数较小，难以达到尼古拉兹试验粘性力相似的自动模型化区，且叶栅与单翼型升力系数的差异，也难以保持变转速工况之间升力的相似，这是不满足相似定律的主要原因。

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混合磁轴承磁场与磁力解析计算

侯二永;刘昆

. 2012, 48(6): 193-198.

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为克服传统线性近似法的不足，采用积分法计算一种新型混合磁轴承的气隙磁阻，在此基础上得到气隙磁场分布及转子所受磁力的解析解，并将计算结果与线性近似法计算结果进行比较。将上述两种方法对气隙磁场分布的计算结果与有限元计算结果进行对比，结果表明积分法计算结果与有限元计算结果非常吻合，而线性近似法误差较大。线性近似法计算气隙磁阻和磁力的误差大小与转子位移大小和方向有关，尽管磁阻误差较小，但磁力误差在12%以上。积分法可以有效提高气隙磁阻、磁场分布和磁力的计算精度，为磁轴承分析与设计提供有力依据。

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2012年, 第48卷, 第6期　
刊出日期：2012-03-20

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