2013年, 第49卷, 第12期　
刊出日期：2013-06-20

  

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  压电驱动型微纳米压痕测试装置的设计与试验研究

  黄虎;赵宏伟;史成利;杨兆军;万顺光;耿春阳;米杰

  . 2013, 49(12): 1-7.

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  集成压电叠堆和柔性铰链设计一种微纳米压痕测试装置，分析测试装置的原理、组成和工作过程。该装置在压入方向上可实现0.05～30 μm范围内线性位移输出，在无隔振和未做恒温处理的试验环境，位移传感器示数波动小于10 nm。提出一种新的机架柔度测试方法，利用该方法得到测试装置的机架柔度值为4.8 nm/mN。熔融石英材料压痕试验结果验证测试装置和机架柔度获取方法的可行性。对测试装置进行校准，利用校准后的测试装置对单晶硅片(100)晶面进行压痕试验，对应于最大压入载荷49.60 mN，当压入载荷卸载至18 mN时压痕曲线出现典型的pop-out现象，说明测试装置对于材料结构的细微变化具有较高的分析能力。根据Oliver-Pharr相关理论，计算得到单晶硅片(100)晶面在最大压入载荷为49.60 mN时的硬度为16.29 GPa，弹性模量为181.63 GPa。
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  基于TOF三维相机相邻散乱点云配准技术研究

  张旭东;吴国松;胡良梅;王竹萌

  . 2013, 49(12): 8-16.

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  针对基于飞行时间(Time-of-flight, TOF)原理的三维测距相机对物体完整表面进行三维点云建模中点云配准速度慢、精度低的问题，提出一种快速、易实现的散乱点云配准方法，该方法通过提取目标物体距离图像的特征点，采用非迭代的求解过程获取初始变换参数，实现点云初始位置配准。在此基础上，利用TOF相机强度图像的梯度值与基于局部3D空间分解的Knn算法寻找点云之间最邻近点作为匹配点对，根据原始迭代最近点算法的迭代过程对这些匹配点对进行迭代求解，获取点云之间最优的变换参数，同时结合错误匹配点对去除法则提高迭代点云匹配的精度，实现点云的精确位置配准。结合实际空间物体对该方法进行验证，试验结果表明，该点云配准方法与传统的配准方法相比，显著地提高配准速度和配准精度，将直接有助于提高后期物体曲面重建的精度，具有较高的实际应用价值。
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  基于虚拟时间反转聚焦的管道超声导波检测新方法

  符浩;吴斌;何存富

  . 2013, 49(12): 17-23.

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  针对现有时间反转聚焦方法所需的多通道同步激励与接收装置在实验室与工程应用中成本高且难以实现的问题，提出利用单通道设备多次采集足够的信号并通过信号处理等效实现多通道同步激励-接收效果的虚拟时间反转聚焦方法，它是一种新型的超声导波聚焦方法。采用有限元仿真手段对比该方法与现有时间反转聚焦方法的聚焦效果，通过试验验证该方法在实际检测中应用的可能性。针对2 m长114 mm外径的钢制管道，通过有限元仿真与试验获取的数据，利用超声导波虚拟时间反转聚焦方法对管道上一个人工缺陷进行了聚焦检测。结果表明，与聚焦前的缺陷信号相比，聚焦后的缺陷信号的归一化幅度提高6倍，信号波包外形也有明显改善；同时，该方法在不提高对仪器设备要求的情况下，能够有效地将超声导波管道检测缺陷信号的信噪比从0.033 6提高到2.165 6，进而提高了超声导波对小缺陷的检测能力。
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  基于多目标的高强度钢材料参数稳健反求方法

  李维逸;王琥

  . 2013, 49(12): 24-31.

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  研究表明，不同类型的先进高强度钢将呈现出不同的应变率效应，材料参数能否正确描述应变率效应直接影响到仿真的精度。因此，如何获取精确的材料参数是保证汽车碰撞仿真结果可靠性的前提。为此，在混合数值法的基础上，提出基于多目标优化的材料参数稳健反求方法。该方法的特点在于：在保证反求精度的前提下，考虑试验设计中的不确定性，将试验稳定性作为除试验结果误差外的另一目标函数。此外，为了保证试验数据的客观性，同样采用反求技术对动态单向拉伸试验的结果进行滤波。为了验证该方法的有效性，采用多目标优化反求方法获取Johnson-Cook模型的材料参数，并通过碰撞试验和仿真对其进行验证。结果表明，该反求方法的结果具有足够的精度和稳健性。
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  应变强化对奥氏体不锈钢高温疲劳行为的影响

  韩豫;王可胜;刘全坤

  . 2013, 49(12): 32-37.

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  采用应变强化技术制造奥氏体不锈钢制压力容器可以使容器壁厚减薄，是实现压力容器轻型化设计的有效手段。为研究应变强化过程中容器的风险增量，对固溶态和应变强化预处理态的S31603奥氏体不锈钢在550 ℃、应力控制模式下的疲劳行为开展系统研究。研究结果表明，应变强化预处理前后材料均表现出持续的循环硬化响应，但经应变强化预处理后材料的循环应变幅和平均应变响应均小于固溶态材料；由于材料在试验温度下发生动态应变时效，其平均应变表现出突然阶跃行为，且应变强化前后材料出现平均应变阶跃次数大致相同；室温下不超过10%的应变强化预变形处理能有效提高材料的屈服强度，减小材料的循环应变幅响应，延长材料的高温疲劳寿命，从而为应变强化奥氏体不锈钢制容器在高温环境下的可靠运行提供保证。
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  板材通过拉深筋时的循环塑性变形机理分析

  金淼;李群;蔡兴周;董荣梅

  . 2013, 49(12): 38-42.

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  板材通过拉深筋的变形具有明显的循环加载特征，因反向加载时存在包申格效应，所以目前对不同反向加载阶段板材的变形特征还不明确。为研究板材在拉深筋中的循环变形机理，明确不同加载阶段的变形特征及包申格效应的具体体现，考虑板材方向性、加工硬化特性和包申格效应，建立基于Hill正交各向异性屈服条件和Ziegler随动硬化法则的材料模型。分别采用Mises屈服条件的各向同性硬化、Hill屈服条件的随动硬化两种材料模型，对板材通过半圆形拉深筋的循环塑性变形过程进行数值模拟对比分析，并通过试验验证所建材料模型的有效性。分析随动硬化模型下计算所得板材经过拉深筋时的循环变形特征及各加载阶段应力应变的对应关系；揭示包申格效应对应力-应变循环关系的影响规律。对应力应变历程关系曲线的分析显示，不同于现有的分析结果板材在半圆筋中经历了两次弯曲、卸载与反向弯曲的塑性变形过程；板材同一截面上不同积分点在同一加载分支的包申格效应参数不同，同一积分点在不同加载分支的包申格效应参数也不同；随循环加载次数增加，反映不同加载分支硬化情况的切线模量呈显著下降趋势。
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  机械结合面切向接触阻尼能量耗散弹塑性分形模型

  张学良;王南山;温淑花;陈永会;兰国生

  . 2013, 49(12): 43-49.

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  基于MB接触分形理论及其修正模型和结合面切向阻尼损耗机理，在弹性和塑性变形机制基础上，考虑弹塑性过渡变形机制，建立计及微接触面积分布域扩展因子影响的结合面切向接触阻尼能量耗散的弹塑性分形模型；数值仿真结果显示，当分形维数D=1.1～1.4时，弹塑性过渡变形机制对于结合面切向阻尼能耗的影响不明显；当分形维数D=1.6～1.9时，弹塑性过渡机制情况下切向阻尼能耗低于仅考虑弹性和塑性机制情况下的切向阻尼能耗；结合面量纲一切向接触阻尼耗能与量纲一法向总载荷之间是凹弧型非线性关系，分形维数D对量纲一切向阻尼损耗的影响因分形维数的取值区间不同而不同，在1.1～1.4，1.4～1.6，1.6～1.8，1.8～1.9不同取值区间影响不同，量纲一切向接触阻尼损耗随着分形粗糙度、塑性指数以及切向和法向载荷之比值的增大而增大。
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  双丝旁路耦合电弧GMAW熔滴过渡特性分析

  朱明;石玗;王桂龙;樊丁

  . 2013, 49(12): 50-54.

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  针对双丝旁路耦合电弧熔化极气体保护焊(Gas metal arc welding，GMAW)主路、旁路熔滴过渡特性，采用静力平衡理论，分析主路、旁路熔滴表面所受到的作用力。发现双丝旁路耦合电弧GMAW焊接过程中，通过引入旁路电弧会引起主路电弧弧根面积的扩展，从而促进主路熔滴向熔池过渡；在采用纯氩气保护时，由于旁路焊炬为冷阴极并选择正极性接法即焊丝接负极，旁路电弧会自动爬升到焊丝固态区域的氧化膜上燃烧，导致电磁收缩力在旁路熔滴过渡过程中不起作用，旁路熔滴主要依靠重力克服表面张力向熔池过渡，因此旁路熔滴体积较大并且难以过渡。针对这一问题，提出向保护气体中添加氧元素来改善旁路熔滴过渡特性并进行焊接试验。当保护气体中的氧元素在旁路熔滴表面形成氧化膜后，旁路电弧会在旁路熔滴表面的氧化膜上稳定燃烧，此时电磁收缩力会作用在焊丝熔化区域并促进熔滴向熔池过渡。试验结果也表明，采用80%氩气+20%二氧化碳作为旁路保护气体时，焊接过程中旁路熔滴体积明显减小并且熔滴过渡频率明显加快，与理论分析一致。
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  基于光固化的BVN/树脂金刚石结构EBG制备方法及其微波传输性能

  陈世斌;李涤尘;张伟;王敏捷

  . 2013, 49(12): 55-59.

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  研究一种微波频段三维电磁带隙(Electromagnetic band gap, EBG)结构的快速成型方法。该方法结合光固化成型技术与凝胶注模工艺，以光固化快速成型技术制造金刚石结构的负型模具，凝胶注模工艺成型陶瓷零件，可用于制备三维金刚石电磁带隙结构；微波频谱测试表明，制备得到的EBG的带隙范围在10.24～12.22 GHz，与理论计算的带隙一致；用Micro-CT三维重建显示，内部结构连续完整，线性密度均匀稳定，制造和测试结果显示基于光固化的制造方法能够实现三维EBG的快速、精确制造并展示其真实微波传输特性。采用光固化成型与凝胶注模相结合的制备工艺为三维EBG结构快速制备及其性能研究提供了一条有效途径。
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  基于逐渐损伤理论的复合材料飞轮转子渐进失效分析

  陈启军;李成;铁瑛;刘坤良

  . 2013, 49(12): 60-65.

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  基于三维逐渐损伤理论，采用刚度衰减模型来预测三维复合材料飞轮转子的渐进失效特性，并与已有参考文献进行比对，验证模型的正确性。模型考虑的失效形式主要包括四种：纤维断裂，基体开裂，分层和基纤剪切失效。采用有限元法中的牛顿-拉普森非线性迭代算法进行三维渐进失效分析，分析不同缠绕预应力下飞轮的失效过程，并进行对比分析。计算结果表明，转子的失效首先发生在飞轮的中部，单元发生基体开裂失效，随着转速的提高，单元发生纤维断裂，导致飞轮在外径处发生爆破失效。缠绕过程中对纤维束施加预应力能提高飞轮的初始失效转速。在整个损伤过程中没有出现单元分层失效和剪切失效。
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  轧机耦合振动机理研究

  王瑞鹏;彭艳;张阳;孙建亮

  . 2013, 49(12): 66-71.

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  轧机振动一直是困扰板带轧制发展的重要问题，已有的研究无法解释几种轧机振动内部的影响关系。轧机的异常振动包含轧机垂直振动、工作辊水平振动和主传动系统扭振，这三种振动形式复杂且交叉影响，增加振动模型的建立的复杂程度，不利于理论分析。通过分析轧制力对轧机水平刚度的影响，建立轧机系统垂直振动、工作辊水平振动和主传动系统扭振间相互影响的函数关系，建立轧机系统动力学模型，揭示轧机耦合振动机理；分析振动特性，分析轧机系统各参数对振动特性的影响，对照生产测试数据验证耦合影响的存在，分析实际生产中振动现象产生的原因；结合1580热轧机组的参数进行仿真分析，分析热轧薄带钢时频繁发生异常振动的原因，并提出合理的改进优化建议。
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  多元低合金耐磨钢破碎机衬板制造工艺研究

  李永堂;付建华;雷步芳;贾璐;匡利华;程忠阳

  . 2013, 49(12): 72-77.

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  破碎机在电力、建材、冶金和矿山工业中应用非常广泛。衬板是破碎机上承受载荷的关键零部件，其性能和使用寿命直接影响着破碎机工作效率和生产成本，因此要求衬板具有良好的力学性能、良好的冲击韧度和耐磨性。针对目前国内破碎机衬板耐磨性差和寿命低的状况，研制一种新型多元低合金耐磨钢破碎机衬板。根据破碎机生产工艺和破碎板的性能要求，设计衬板材料的化学成分、制定铸造工艺和热处理工艺，进行现场试制和试验研究。试验结果表明，这种低合金耐磨钢的洛氏硬度达到50 HRC以上，冲击韧度达到 18 J/cm2以上，具有良好的力学性能和耐磨性。装机和工业试验证明，新型破碎机衬板使用寿命长，具有良好的经济效益和社会效益。
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  马氏体/奥氏体异种钢焊接接头IV型蠕变失效数值模拟

  张建强;张国栋;姚兵印;李太江;刘福广

  . 2013, 49(12): 78-83.

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  采用有限元法建立马氏体与奥氏体(T91/HR3C)异种钢焊接接头蠕变数值模型，模拟温度为600 ℃、内压为42.26 MPa条件下T91/HR3C接头的蠕变最大主应力、von Mises等效应力和应力三轴度。结果表明，最大主应力峰值位于接头内表面HR3C/焊缝和焊缝/T91界面以及离外表面2.96 mm处焊缝/T91界面附近区域；von Mises等效应力峰值均位于焊缝/T91界面区域；内表面应力三轴度峰值位于焊缝/T91界面附近，而离内表面1.29 mm处和离外表面2.96 mm处的应力三轴度峰值位于T91钢侧细晶热影响区内，两部位的孔洞容易连接形成IV型蠕变裂纹。采用应力三轴度分析T91/HR3C接头T91侧细晶热影响区内蠕变孔洞扩张及裂纹扩展特性更为准确，与加速试验结果比较一致。
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  无级变速传动系统整体优化控制策略

  郝允志;孙冬野;林毓培;刘升

  . 2013, 49(12): 84-91.

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  传统的发动机最佳经济性和最佳动力性控制策略不能保证传动系统整体性能最优。以无级变速传动系统整体性能最优为目标，从经济性、动力性和瞬态工况特性三个方面论述基于功率需求的整体优化控制策略。制定发动机、液力变矩器和无级变速器的整体效率优化算法，求解最佳节气门开度控制表、最佳速比控制表和液力变矩器理想闭锁控制线。在经济性模式下，以满足功率需求的整体最高效率点作为控制目标；在动力性模式下，根据功率需求计算目标节气门开度，以当前车速下的整体最大功率点的速比作为目标速比。在瞬态工况下，直接以车辆有效驱动功率作为控制目标，结合发动机转矩补偿与速比变化率限制，给出恒功率和零功率两种量化控制模式。仿真结果表明，整体优化控制策略使经济性提高3.2%，40～80 km∙h–1的超车加速时间缩短13.7%，避免急加速过程中的动力疲软现象。
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  干式DCT换挡模糊时间决策及转矩协调控制

  赵治国;王琪;陈海军;刁威振

  . 2013, 49(12): 92-108.

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  基于自主开发的5速干式双离合器自动变速器(Dual clutch transmissions, DCT)，为充分反映驾驶员意图并改善不同行驶工况下DCT的换挡品质，从系统层面探讨发动机与双离合器间的转矩协调控制问题，推导换挡过程发动机转速及离合器传递转矩的计算公式。考虑该DCT物理结构特征，建立5自由度换挡动力学方程，简化后分别得到2自由度滑摩阶段模型和单自由度在挡运行模型。根据换挡品质要求量化了换挡控制目标，分析换挡过程发动机与离合器的转速和转矩特性，提出模糊换挡时间决策和基于DCT动态模型的转矩协调控制策略。在Matlab/Simulink软件平台上，搭建DCT换挡控制仿真模型，对驾驶员不同意图下DCT的升、降挡过程进行仿真分析，并开展实车转毂试验。仿真及试验结果表明，所提出基于模型的转矩协调控制策略不仅有效体现了驾驶员换挡意图，改善了DCT换挡品质，而且能够较好地适应各种换挡工况，具有较强的鲁棒性。
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  铁道车辆非理想状态下的车轮磨耗行为研究

  丁军君;黄运华;李芾;戚壮;孙树磊

  . 2013, 49(12): 109-115.

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  为研究铁道车辆在非理想状态下的车轮磨耗行为，以C80型货车为例在SIMPACK中建立车辆-轨道系统动力学模型，基于轮轨半赫兹接触模型、KALKER简化理论和ZOBORY磨耗模型编制车轮磨耗仿真程序，对具有轮对安装偏转角和轮径差时的车轮磨耗行为进行仿真，得到车轮磨耗后的踏面形状、圆周磨耗和轮缘厚度，最后从车轮磨耗的角度分析转向架结构对车辆非理想状态的适应性。计算结果表明：安装偏转角ψ0和轮径差ΔD都会导致车轮磨耗寿命减少，ψ0=1~3 mrad时，段修磨耗寿命分别减少了64%、86.2%和93.3%，ΔD为2~8mm时，段修磨耗寿命分别减少了24%、52.9%、62.1%和72.7%；轮对安装偏转角对车轮磨耗寿命的影响较大，而轮径差主要导致车轮出现偏磨；径向转向架由于前后轮对运动不独立，因此其对轮径差的适应性较摆动式转向架和交叉支撑转向架差。
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  基于格林函数法的铁道车辆弹性车体垂向振动分析

  宫岛;周劲松;孙文静;沈钢

  . 2013, 49(12): 116-122.

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  铁道车辆车体弹性共振机理的确定对车体弯曲频率的设计及车辆运行平稳性的改善有重要意义。为研究车体垂向弹性共振机理，建立包含车体弹性的铁道车辆垂向刚柔耦合系统动力学模型，提出基于格林函数法的车辆系统运动偏微分方程求解方法，计算获得车体振动加速度功率谱及车辆运行平稳性，分析几何滤波与车体弹性共振的关系。结果表明，与传统的模态叠加法相比，格林函数法可以实现车体全模态的“一次运算”，并且能够反映出弹性车体全频带的振动特性，这对研究及预测车体高频振动特性极具意义；平稳性指标频率权重在高频处较低，采用模态截断的方法评价车辆运行平稳性是合理的。结果还表明，车体弹性共振与车辆运行速度及几何滤波密切相关，车体的弯曲频率仅依据构架浮沉自振频率设计是不完善的，应该辅以考虑几何滤波现象的影响。
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  基于AMESim双筒叠加阀片式充气减振器建模与仿真

  马天飞;崔泽飞;张敏敏

  . 2013, 49(12): 123-130.

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  以某乘用车前悬架双筒叠加阀片式充气液压减振器为研究对象，对其工作原理进行了理论分析。基于该减振器的数学模型，在AMESim中搭建其仿真模型。考虑到阀片的非线性弹性特性，在有限元分析软件Abaqus中建立阀片的有限元模型，仿真得出阀片受力与变形曲线，再将数据导入AMESim中进行系统仿真。仿真结果表明，减振器速度特性曲线和示功图与试验数据误吻合良好，符合工程实际要求。基于模型研究了气体反弹力、活塞缝隙与常通节流孔等对减振器特性的影响，仿真模型可用于指导减振器的关键参数的设计与性能预测。
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  仿蝗虫脚掌的子午线轮胎胎冠结构设计

  王国林;马银伟;梁晨;万治君

  . 2013, 49(12): 131-135.

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  扁平化是载重子午线轮胎的一个发展趋势，然而由于低断面轮胎胎面较宽，轮胎接地过程中胎冠变形难以控制导致轮胎接地压力分布不均匀，从而影响轮胎的磨损性能和抓地性能。蝗虫脚掌特殊的结构形式，有利于降低接触刚度、增加接触面积，并在接触过程中产生使其脚掌稳定的附着摩擦力。基于蝗虫脚掌表面的几何形态和蝗虫脚掌屈肌腱的功能特性，提出一种子午线轮胎胎面弧及带束层的仿生结构，并利用非线性有限元法对其进行静态加载以及滚动接地分析。研究结果表明，仿蝗虫脚掌的胎冠结构通过控制轮胎胎冠变形改善了胎冠的接触刚度分布，降低了轮胎胎肩应力集中，提升了轮胎接地压力均匀性，提高了轮胎的耐磨性能；制动过程中的接地面积增大，有利于制动时轮胎的稳定附着。
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  汽轮机起动过程温升分配对转子热应力的影响

  徐自力;王凯;方宇;刘东旗;刘金芳

  . 2013, 49(12): 136-141.

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  降低汽轮机转子在启停过程中的热应力对于控制转子因热疲劳产生的裂纹萌生和扩展具有重要意义。采用有限元法估算660 MW高中压转子的瞬态温度场，采用弹塑性有限元法计算转子的瞬态应力应变场。研究启动过程中温升分配对转子最大热应力的影响。研究表明：同样的启动时间，采用不同的温升分配模式可以使最大热应力降低34%；选择合理的温升分配模式可以有效降低启动过程转子热应力，减小启动时间。克服以往研究多认为局部高温升率是导致转子最大热应力的主要因素的不足。该研究对制定合理的启动曲线有指导作用。
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  离心风机驱动机械蒸汽再压缩热泵系统的性能分析

  庞卫科;林文举;潘麒麟;林文野;戴群特;杨鲁伟;张振涛

  . 2013, 49(12): 142-146.

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  在所研制的离心风机驱动的机械蒸汽再压缩热泵系统试验平台上，以水为试验介质，采用理论分析与试验研究相结合的方法，考察可用于处理小流量的风机型机械蒸汽再压缩热泵的运行特性。结果表明：系统实际运行过程中蒸发压力升高时压差基本不变，机组蒸发水量和耗能量均随着蒸发压力升高而有所增加，蒸发水量增幅低于理论计算；蒸发压力升高后风机的内泄漏损失增大、输气系数衰减，从而导致系统绝热效率降低，因此系统单位能耗蒸发水量、制热性能系数均随着系统蒸发压力的升高而出现降低。单位工质所消耗的功量在不同条件下的对比表明，计算指示功可以与理论功保持相同的变化趋势，即两者均随蒸发压力升高而降低；而由于输气系数这一影响因素的存在，实测指示功的变化与理论功变化不同，即实测指示功随蒸发压力升高而略有增加。
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  搅拌流内液滴夹带率模型

  王科;张东平;张锋;白博峰

  . 2013, 49(12): 147-152.

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  为揭示搅拌流内夹带液滴的产生机理和定量规律，基于气液界面Kelvin-Helmholtz不稳定性理论，结合气液界面波波峰的力平衡条件，建立能够反映液滴夹带物理意义的液滴夹带率模型。对该模型行定量和定性验证，系统研究液滴夹带率受气液相流速、管径以及压力的影响规律。搅拌流内界面波主要受到气相拖曳力、重力以及表面张力的影响，认为当波峰所受合力为0时，界面波产生最大夹带量；液滴夹带率随着管径、液相流量的增加而增加，随着气速、压强的增加而减小；所提出的液滴夹带率模型，引入修正系数以考虑气速、液速以及压力的影响，较好预测了搅拌流内液滴夹带率。
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  基于免疫粒子群算法的涡扇发动机性能仿真

  王永华;杨欣毅;李本威;蒋科艺;马培蓓

  . 2013, 49(12): 153-160.

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  涡扇发动机稳态数学模型为一高度非线性的复杂系统，用传统的迭代方法求解发动机非线性方程组存在受初值影响不易收敛的问题。为此利用粒子群算法求解，并针对算法的局部收敛现象对其进行改进：借鉴免疫算法思想，设计出基于Logstic混沌变异的粒子克隆选择机制，基于概率的粒子多样性保持机制。对测试非线性方程组求解的结果表明引入免疫机制的改进算法较被比较的典型算法在搜索性能和收敛速度方面有明显改善。将改进的粒子群算法应用到某型涡扇发动机稳态性能计算，从仿真结果可知，基于免疫粒子群算法计算过程收敛速度明显加快，计算误差显然小于其他改进算法。经验证，该算法在不同的工作状态下与试车试验值的误差在0.5%左右，达到较高的计算精度。
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  大型矿用液压挖掘机动臂升降控制方案研究

  王永进;权龙;李爱峰;吕晓林

  . 2013, 49(12): 161-166.

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  在设计目前国内最大的装机质量达270 t大型矿用液压挖掘机的动臂液压控制系统中，动臂抬升时采用多泵(四台主泵)供油，再通过阀外合流的方法满足动臂的速度要求，针对在动臂下降时，由于机械构件质量大、惯性非常大，导致下降结束阶段压力冲击大、下降速度慢、工作效率低的问题，提出动臂下降时采用比例再生阀，用流量再生回路实现能量回收，减小压力冲击，加快下降速度，同时提高系统工作效率。对挖掘机进行试验研究，结果表明，挖掘机加载最大试验负载25 t时，所设计的液压控制系统可以完全满足动臂正常工作所需要的压力及速度要求，动臂下降采用流量再生回路后，动臂可以完全下降到位，下降时间由37 s缩短至18 s，速度明显加快，下降压力更平稳，且无明显的液压冲击，同时由于下降时无需液压泵供油，降低了系统能耗。通过试验，验证了挖掘机液压控制方案的正确性，为今后在国内设计和制造更大型的液压挖掘机积累了数据和经验。
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  基于故障超前防御的复杂油气生产设备机会维护模型研究

  胡瑾秋;张来斌;梁伟

  . 2013, 49(12): 167-175.

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  复杂油气生产设备实质为一个开放系统，设备各个部件及故障之间具有耦合相关性，并具有多重故障传播路径。针对设备运行安全、效益和维修损失，综合分析油气生产设备停机损失、最小维修费用、事后更换费用、预防性更换费用、机会更新费用等参数对维修决策的影响，提出一种故障超前防御的全局优选机会维护模型。该模型揭示超前防御位置、超前防御时间、超前防御方式以及超前防御判据，形成一套油气生产设备故障的安全预警维护机制，将单部件故障这种不利的随机因素转换为对其他单点进行故障超前防御的有利机会，从而降低系统全局故障损失，成为一种复杂系统故障预警防御的新方法。
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  多故障模式高长寿命产品相关性失效的综合可靠性评估

  唐家银;何平;梁红琴;王沁

  . 2013, 49(12): 176-182.

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  为解决高长寿命产品多故障模式相关性失效下的实时可靠性综合预估问题，基于产品的性能退化数据，运用确定性趋势组合时序模型，提炼既定故障模式退化量分布发展的特征信息，依条件期望原理差分方程方法，给出动态退化量分布特征参数、多退化量之间相关程度参数的估计方法。根据退化量间的正相关结构，建立多故障模式相关性失效的Copula综合可靠性模型，并拓展至退化量—随机失效阀值相关性干涉的普适性模型。Copula相关性模型的研究结果表明：产品的可靠度既依赖于其强度衰减的时序特征，也随故障模式相关程度参数动态连续变化。算例验证了该类模型的可行性和有效性。
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  具有后成组约束的两阶段柔性流水作业计划制订的启发式算法

  黎展滔;陈庆新;毛宁

  . 2013, 49(12): 183-192.

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  提出一类考虑后成组约束的、工件批量到达的两阶段柔性流水车间调度问题，并且在每阶段都是由非同等并行机构成，在对后成组约束进行了定义和数学描述的基础上，进一步建立了两阶段柔性流水车间调度问题的优化模型。通过对该类调度问题的分析，得到一条调度优势准则(定理1)，并且根据定理1，设计了一种基于组合调度规则的启发式算法EL以及该类调度问题的算例生成方法。为验证算法和比较评估调度规则的性能，对算例采用基于文献所提出的12种组合调度规则和EL进行了仿真调度，对调度结果的分析表明了算法的有效性和EL调度规则在求解所提出的两阶段柔性流水调度问题的优越性能。