2013年, 第49卷, 第14期　
刊出日期：2013-07-20

  

• 全选
  |

论文
• Select
  管道变形损伤超声导波检测试验研究

  马书义;武湛君;刘科海;王奕首

  . 2013, 49(14): 1-8.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  变形是管道的主要失效模式之一，变形检测是保障管道安全运营的重要措施。现有技术，如通径检测、超声检测等用于管道变形检测能够取得较好的效果，但也均有其局限性。为此，通过开展试验研究，探讨利用超声导波技术进行管道变形检测的可行性。导波模态选择轴对称的纵向模态导波L(0,2)。通过在空心铝管中模拟凹陷变形，得到铝管不同凹陷程度时的反射回波。在此基础上，进一步分析变形回波特征与变形区域的联系。结果表明，L(0,2)模态导波对管道凹陷变形敏感，试验系统能够清晰辨识由于管道变形而反射的回波信号；变形回波幅度有效反映了管道的变形程度，且其时间历程能够有效定位管道变形区域所在的轴向位置。超声导波为管道变形检测提供了一种具有潜在吸引力的新型检测技术。
• Select
  利用超声二次谐波测试水泥试样的非线性系数

  谢凡;葛洪魁;郭志伟

  . 2013, 49(14): 9-15.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  使用RITEC公司的RAM5000非线性测试仪器构建稳定、高可重复性的非线性系数相对观测及数据处理系统。为水泥制品损伤演化的非线性特征研究提供可靠的观测平台。测量三种不同颗粒直径的水泥试样的名义非线性系数。使用三组高频换能器对试验样品在40组电压激励下产生的高次谐波幅值进行观测。获取减少三次谐波的影响并突出二次谐波的合理的电压激励参数和数据处理方法。采用线性相关系数作为名义非线性系数稳定性的判断依据。通过86.5 h，173次观测验证了系统的稳定性和可重复性。并获取水泥试样水饱和过程中非线性系数变化和波速变化。
• Select
  光学式轴孔内径在线测量方法研究与误差分析

  陈浩;邾继贵;谢洪波;王仲

  . 2013, 49(14): 16-22.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  轴孔内径尺寸测量是发动机箱体检测中的一项关键技术，是提升发动机性能和质量的必要手段。为提高轴孔内径在线测量水平，同时克服现有方法的局限性，提出一种新型光学式多方向轴孔内径测量方法。该方法借鉴气动量仪的布局，均匀分布激光位移传感器于测棒截面，并根据发动机箱体轴孔的结构特点，匹配测棒长度和测量截面层数。为评价装配误差和测量随机误差对测量精度的影响，利用遗传算法分析内径测量数学模型，寻找影响最终测量误差的关键因素，并以此作为指导测量的依据。结合校准过程，通过比较轴孔内径的测量值和已知检定值，证明该方法内径测量误差优于5 μm。试验结果表明该方法可以用于轴孔内径的高精度自动化在线测量。
• Select
  螺槽内塑料熔体传热及温度的数值模拟

  李凌丰;茅旭飞;管灵波;张振然

  . 2013, 49(14): 23-30.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  用数值方法模拟塑料加工过程中的熔体可以了解其流动与传热历史，进而提高塑化性能，改善制品质量。针对熔融塑料在螺槽中的流动与传热，结合运动方程和本构方程，建立多因素同时作用下的能量守恒数学模型，模型通过热对流项、热传导项、黏性耗散热项的共同作用描述传热与温度分布的动态过程和稳定状态特性。利用有限差分法离散偏微分方程，构造线性方程组，根据初始条件和边界条件，并借助数值计算方法，求解得到三维流道的温度模拟结果。分析模拟结果，得到螺槽内塑料熔体的温度、热对流、热传导、黏性耗散热的分布及变化规律，据此可以更深入地理解塑化过程及其影响因素。在同样条件下比较，模拟结果与商品化软件的计算结果是一致的，验证了所提方法的正确性。
• Select
  NiCrMoV钢焊接接头热影响区疲劳短裂纹扩展原位试验研究

  朱明亮;王德强;轩福贞

  . 2013, 49(14): 31-37.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对NiCrMoV转子钢焊接接头，将初始裂纹置于热影响区的完全淬火-回火区、不完全淬火-回火区和回火区，基于扫描电镜(Scanning electron microscopy, SEM)-微拉伸试验装置，开展真空条件下疲劳短裂纹扩展行为的原位试验，研究焊接接头热处理后微区的疲劳破坏机理。结果表明，热影响区内疲劳物理短裂纹的扩展是不连续的，K仍可作为裂纹扩展的驱动参量，材料强度水平控制疲劳短裂纹扩展方向。在完全淬火-回火区，短裂纹扩展受到大尺寸晶粒和板条马氏体的影响，裂纹易偏折，疲劳抗力最好；而回火区的晶粒尺寸和强度较小，疲劳门槛值较低，裂纹抗力较弱。在不完全淬火-回火区，晶界析出碳化物较多，疲劳裂纹主要以沿晶方式扩展，裂纹扩展抗力最差。
• Select
  平整轧制过程中带钢表面形貌的生成模型

  张晓峰;李瑞;张勃洋;张清东

  . 2013, 49(14): 38-44.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  表面形貌是冷轧带钢表面质量的重要指标。为了研究平整轧制过程中表面形貌的演化规律，提出一种基于里兹法的板带轧制过程塑性变形的数值求解方法，将其与辊系弹性变形相结合得到轧件-辊系一体化模型。进而将工作辊与带钢的弹塑性接触抽象成两个粗糙表面物体的接触问题，考虑粗糙峰压入后边缘隆起以及与相邻粗糙峰的耦合作用，分别建立压入、犁沟以及挤压作用下粗糙表面生成微观模型。将两个模型相结合，建立综合考虑轧辊与带钢的粗糙峰接触、轧制力、轧辊与带钢相对滑动位移的平整轧制过程带钢表面形貌生成模型，得到平整轧制过程带钢表面形貌受工艺参数影响的变化规律。结果表明轧辊表面粗糙峰对带钢的压入、犁沟与挤压共同影响带钢表面形貌，并得到压入、犁沟占优以及挤压占优的情况下出口带钢表面粗糙度随轧制力、弯辊力、中间辊窜辊量的变化规律。并通过现场试验验证了计算结果。
• Select
  基于动态轧制力的冷轧机非线性振动特性研究

  侯东晓;朱月;刘浩然;刘飞;彭荣荣

  . 2013, 49(14): 45-50.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在Bland-Ford-Hill轧制力模型的基础上，考虑冷轧机轧辊在垂直方向上振动位移动态变化影响，建立一种动态轧制力模型。针对该轧制力公式，通过对轧制力和轧辊压扁半径条件进行解耦计算，推导出轧制力的显示计算式。在此基础上进一步考虑轧机机械结构振动影响，建立含有动态轧制力的轧机辊系非线性垂直振动方程。采用谐波平衡法求解出该系统的主共振幅频特性方程。以实际轧机参数进行仿真研究，分析轧机中非线性刚度、阻尼、外扰力等参数变化下的轧机主共振幅频特性，并研究外扰力发生变化时轧机的动态分岔特性。研究发现，随着外扰力的变化，轧机可能会出现周期、倍周期、混沌运动等一系列复杂的运动状态，这为研究抑制轧机振动问题提供有效的理论参考。
• Select
  纳米粒子气膜承载能力研究

  刁东风;杨志儒;范红艳;范雪

  . 2013, 49(14): 51-58.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  利用自行研制的纳米粒子气膜承载能力测试平台，将粒径30 nm的SiO2 球形纳米粒子添加到气体推力轴承中形成45 μm厚纳米粒子气膜，研究不同纳米粒子体积分数对气膜承载能力的增强效果与作用机理。通过测试纳米粒子添加前后气膜承载能力和压力的变化与气膜厚度间的关系研究纳米粒子体积分数对承载能力的影响规律。结果发现，纳米粒子气膜的承载能力随着纳米粒子体积分数的增加而逐渐增加，在纳米粒子体积分数约为0.04%时，承载能力的增加幅度最大约为20%。纳米粒子体积分数进一步增加时承载能力增加幅度开始减小。为理解这一变化规律以及纳米粒子气膜对承载能力的增强机理，使用考虑纳米粒子气膜中气体和粒子相互作用的流体力学方程计算纳米粒子气膜中的压力分布。通过计算结果与试验数据的对比，验证纳米粒子体积分数对承载能力的影响规律。提出并证实纳米粒子对气膜承载能力的增强作用，纳米粒子气膜承载能力研究结果对纳米粒子气膜润滑新型转子轴承系统的设计具有工程意义。
• Select
  多重分形在高温疲劳损伤中的应用

  王正;陈楠;王璐;谭伟同

  . 2013, 49(14): 59-64.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于多重分形谱的物理意义，将多重分形理论应用于材料疲劳损伤研究中。以高温低周疲劳表面裂纹为研究对象，对20钢缺口试样进行高温低周疲劳试验，获得疲劳损伤表面图像，通过Ostu阈值分割法进行图像处理，得到损伤演化的二值化图，采用多重分形谱理论对材料表面的损伤演化进行描述，并引入了描述疲劳裂纹分布复杂程度的多重分形谱的谱宽Δa及谱高Δf。试验结果表明，多重分形谱f(a)是一种有意义的表征参数，其中多重分形谱的谱宽和谱高随疲劳寿命按快速增加、缓慢增加、跳跃增加的趋势变化，能够从多分形角度对材料的损伤程度及疲劳裂纹演化过程的几个阶段进行定量化的分析与解释，为探索材料表面裂纹的分形特征与载荷条件及疲劳寿命之间的内在规律找到新的思路。
• Select
  填充橡胶材料单轴拉伸疲劳试验及疲劳寿命模型研究

  王小莉;上官文斌;刘泰凯;李武成;徐驰;潘孝勇;俞斌

  . 2013, 49(14): 65-73.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对由汽车橡胶隔振器常用的橡胶材料制作的试件(哑铃形试片和哑铃形试柱)，进行单轴拉伸疲劳试验。基于哑铃形试片的试验数据，分别以最大主应变量峰值、八面体切应变峰值和应变能密度峰值为损伤参量建立橡胶单轴疲劳寿命预测模型。结果表明，最大主应变量峰值、八面体切应变峰值和应变能密度峰值为损伤参量的寿命预测模型均能很好地以幂法则来建立损伤参量与疲劳寿命之间的关系，预测寿命与实测寿命的相关系数均达到0.9以上。其中以最大主Green-Lagrange应变峰值为损伤参量的寿命模型预测效果最佳，并以此最佳寿命模型预测哑铃形试柱的拉伸疲劳寿命。结果表明预测的哑铃形试柱拉伸疲劳寿命分布在实测寿命2倍分散因子之内，最大相对误差不超过28%。因此，为了节省试验成本和缩短试验周期，可用成本较低的哑铃形试片来代表哑铃形试柱进行橡胶材料的拉伸疲劳试验。
• Select
  叶片熔体输运过程拉伸形变速率的研究

  陈佳佳;瞿金平;刘环裕;张桂珍;谭斌

  . 2013, 49(14): 74-79.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  叶片挤出机是一种基于拉伸流变的新型塑化输运设备，与常用塑料成型设备通过剪切力场来实现对聚合物及其填充体系的分散混合相比, 拉伸流场具有更好的分散混合效果及较高的分散效率。通过分析叶片挤出机的结构特点，建立相应的物理模型，从理论上分析了聚合物在熔体输运阶段中拉伸形变速率的大小，得到拉伸形变速率在转角为0到/2过程中，轴向拉伸形变速率和周向拉伸形变速率大小相同，拉伸形变速率随转角呈现出抛物线变化，随着偏心距的增大而增大，随着挡板内径的增大而减小，随着转速的增大而增大；在转角为/2到过程中，轴向拉伸形变速率和周向拉伸形变速率大小也相同，拉伸形变速率随着转角的增大而逐渐减小，随着偏心距的增大而增大，随着挡板内径的增大而减小，随着转速的增大而增大。从而增大叶片结构单元的偏心距，减小挡板的内径尺寸以及在塑化加工过程中提高到适当的转速，有利于产生更强的拉伸作用。
• Select
  CO2气体保护焊温度场与焊缝成形的有限元分析

  赵明;罗德通;王海燕

  . 2013, 49(14): 80-85.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  运用大型有限元软件ANSYS分析CO2气体保护焊接热过程，基于焊接试验结果在前处理器中建立焊缝余高的实体模型，在求解器中采用生死单元技术处理余高。对比不考虑余高、考虑余高但将熔化极焊接简化为非熔化极焊接、采用生死单元技术处理余高三种情况下焊接温度场和熔池形状的数值分析结果表明，占母材体积不足3%的余高对整个焊接温度场分布有明显影响，尤其是对熔池形状以及高温区的分析精度。并采用两种方案(调整热流集中参数和采用三维双椭球体积热源分布模式)进一步提高数值分析精度。通过数值分析结果与焊接试验结果的比较，得出三维双椭球体积热源分布模式可有效提高薄板熔化极焊接热过程数值分析精度。通过对常规熔化极焊接温度场与焊缝余高的探讨，可为大厚度工件多层多道焊接热过程的数值分析奠定基础。
• Select
  超大截面变化台阶轴复合成形与计算机数值模拟

  梁雪梅;彭树杰

  . 2013, 49(14): 86-90.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  分析一种应用在新能源汽车启动电动机上的超大截面变化的多台阶轴类零件的结构特点，以及其冷挤压成形工艺技术的技术难点，详细论述此类零件复合冷挤压成形的工艺流程、成形坯件和冷挤压模具的设计要点，设计出预制坯、预镦坯、以及冷挤压三道工序的冷挤压复合成形模具，并通过三维有限元数值模拟技术对其复合冷挤压成形工艺进行模拟和分析，针对性地对预制坯以及冷挤压的凹模入模角、过渡圆角、工作带等模具结构和尺寸参数进行优化与改进，并进行深入的试验研究，成形加工出的零件完全满足后续机械加工对其结构和尺寸的要求，解决了此类零件成形制坯困难的问题，达到大幅度降低生产加工的成本和节能环保的目的，为下一步大批量产业化生产打下良好的基础。
• Select
  插电式混合动力汽车换挡规律及转矩分配策略研究

  杨伟斌;陈全世;田光宇;吴光强;秦大同

  . 2013, 49(14): 91-98.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  提出插电式混合动力汽车自动变速器的换挡规律设计方法，以及发动机和电动机之间的转矩分配策略。该策略通过对变速器挡位、发动机输出转矩和电动机输出转矩的调节，可使发动机沿着最佳燃油经济性曲线运行、电动机工作于高效率区，并且确保蓄电池组的充放电电流限制在额定容量的两倍以内；实现自动变速器、发动机、电动机和电池的集成最优控制。利用仿真分析方法，对控制策略的性能进行仿真测试，测试结果表明该方法可使每个部件均工作于理想状态，提高车辆在城市工况行驶时的燃油经济性。
• Select
  盘-销系统摩擦尖叫的时变性：发生机理与关键影响因素

  张立军;刁坤;孟德建;余卓平

  . 2013, 49(14): 99-105.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为解释摩擦尖叫时变性的基本机制，建立盘-销系统并完成摩擦尖叫台架试验，成功反复再现间歇性和持续性尖叫。试验时，记录不同速度和法向力载荷工况下的摩擦噪声、动态接触作用力和销端部振动加速度信号。通过试验信号的小波分解、时频分析和馈入能量的计算，系统分析盘-销系统发生时变性摩擦尖叫的机理与因素。研究发现，摩擦尖叫的间歇性或持续性取决于摩擦接触法向力准静态分量的大小。当法向力准静态分量较小时，系统发生间歇性尖叫，反之则发生持续性尖叫。制动盘和销的模态耦合导致摩擦尖叫，尖叫频率会随着法向力准静态分量的变化成比例变化，且与摩擦接触力之间存在显著的滞环效应；能量馈入是产生摩擦尖叫的重要前提，而且馈入能量的变化导致摩擦尖叫声压幅值变化。
• Select
  分布式驱动电动汽车转矩自适应驱动防滑控制

  张利鹏;李亮;祁炳楠;宋健;徐海港

  . 2013, 49(14): 106-113.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  分布式驱动电动汽车为每个驱动轮匹配一套驱动系统且各套驱动系统均可单独控制，这为精确的底盘动力学控制提供了便利条件。但当该车在低附着系数路面上强驱动时，其左右两侧驱动力若不均衡则极易造成整车的横向失稳，所以需要在动态的等转矩控制基础上实现驱动防滑，以保证整车的行驶稳定性。基于轮胎驱动力-路面附着非线性特性，提出一种利用驱动电动机的转速和转矩反馈实现驱动防滑的直接限制转矩控制方法，并将其与最佳滑转率比例积分(Proportional- integral, PI)控制和动态等转矩驱动控制相结合，开发分布式驱动电动汽车电动机转矩自适应驱动防滑控制器，并进行对开路面车辆驱动性能仿真和实车道路试验验证。结果表明，所开发的控制器在使低附着系数路面上的驱动轮的滑转率接近最佳值的同时，实现了电动机转矩的平滑控制，降低了电动机的控制强度和对传动系统造成的冲击，有效保障了分布式驱动电动汽车的横向稳定性。
• Select
  基于冲压效应的汽车覆盖件材料利用率计算

  龚志辉;杨继涛;汪日超;周顺峰

  . 2013, 49(14): 114-118.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对汽车覆盖件拉延冲压效应所带来的厚度变化，提出一种新的考虑料厚变化的材料利用率计算方法。该方法应用冲压仿真计算获取零件成形后各个区域不同的料厚值，结合仿真模型的单元数量计算出零件网格模型的重量，并通过单元总面积和数模总面积对比修正，使得基于仿真计算的零件重量基本接近实际零件重量。同时以拉延筋外边界线对拉延件外轮廓曲线进行限定，结合一步法和冲压仿真迭代计算获得最小坯料轮廓线。计算出修正的网格模型重量和最小毛坯重量的比值后，即可获得非常接近实际情况的材料利用率。
• Select
  液体通流矩形槽道可渗透壁面处气泡生长及液相侵渗传输特性研究

  丁玉栋;廖强;朱恂;王宏;刘忠海

  . 2013, 49(14): 119-124.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  利用含液体通流槽道的二维多孔网络窄缝通道试验研究气、液流速对液体通流矩形槽道可渗透壁面处气泡生长、脱离及液相向多孔网络窄缝通道内侵渗传输特性的影响。结果表明：当可渗透壁面上气泡进入快速生长期后，多孔网络内出现明显的水侵渗现象；多孔网络内气体流速较小时，可渗透壁面上单气泡脱离体积随气体流速的增加而增大，液相最大侵渗距离随气体流速的增加而减小；多孔网络内气体流速较大时，单气泡脱离体积随着气体流速的增加有所减小，可渗透壁面上出现多孔成泡，多孔成泡时常伴随气泡回缩现象；随通流槽道内水流速的增加，可渗透壁面上单气泡脱离体积逐渐减小，但水向多孔网络的最大侵渗距离增加。
• Select
  高热流作用下微通道内种子气泡热控沸腾传热数值模拟

  宗露香;徐进良;王晓东;孙东亮

  . 2013, 49(14): 125-132.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  深入研究种子气泡触发微通道流动沸腾传热机理。基于一种精确简单气液相变模型，运用流体体积函数方法对高热流密度下微圆管内种子气泡触发沸腾传热进行数值模拟。种子气泡在四种触发频率下进入微圆管。模拟结果表明，种子气泡触发频率是影响系统传热和稳定关键因素之一。低频(≤100 Hz)下，种子气泡抑制壁面温度波动不稳定性效果不明显，壁面过热度随时间呈大幅毫秒级波动；高频 (1 000 Hz及以上) 下，随着触发频率增加，壁面过热度振荡现象逐步成功得到抑制，恒热流加热壁面温度降至极限值。但触发频率存在饱和值(f = 2 000 Hz)。通过对饱和触发频率下微通道内稳态时刻流型、局部传热系数进行分析发现，微通道内实现连续相变换热，拉长气泡区域局部传热系数维持在单相换热时2～3倍。
• Select
  高雷诺数时分隔板对圆柱涡致振动的影响

  丁林;张力;杨仲卿

  . 2013, 49(14): 133-139.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  钝体后安装分隔板是一种有效的被动控制技术，针对弹性支撑的圆柱-分隔板系统，采用有限体积法，求解雷诺平均的Navier-Stokes方程和使用Spalart-Allmaras一方程湍流模型，对非稳态湍流的圆柱-分隔板系统绕流进行数值计算。研究高雷诺数(1.5×104
• Select
  微量液体自动分配技术研究综述

  姚玉峰;路士州;刘亚欣;孙立宁

  . 2013, 49(14): 140-153.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在生命科学、电子封装、快速制造等领域，经常需要对微量液体进行吸取、转移、分配操作。随着这些领域技术的发展，相关研究活动使用的液体种类越来越多，需要的液体体积越来越小，要求液体分配速度越来越快，分配精度越来越高，这些都迫切要求微量液体分配技术向更快速、更微量、更精确、适用性更强的方向发展。在介绍微量液体自动分配技术应用背景、分析主要应用领域对微量液体分配要求的基础上，对现有微量液体分配技术的工作机理、驱动方式进行详细研究和总结，通过优缺点比对，指出面向不同应用的微量液体分配技术选用原则。从驱动、控制、检测、制造等方面分析微量液体分配系统开发及技术研究中的重点考虑因素及关键技术。对微量液体分配技术的发展趋势进行展望，其结果能够为相关研究提供参考。
• Select
  应用单向阀配流的高频往复泵的流量特性分析及优化设计

  李洋;焦宗夏;吴帅

  . 2013, 49(14): 154-163.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对智能材料驱动的往复泵中应用单向阀配流时遇到的流量瓶颈问题，研究单向阀对高频往复泵整体流量特性的影响规律，并对泵系统的关键参数进行优化设计。建立锥形单向阀内部流体和刚体的动力学模型，以及应用该类型单向阀进行配流的往复泵系统的模型。对柱塞运动频率不同、单向阀结构参数相同的泵系统的工作过程进行仿真，分析单向阀的频宽对于泵系统输出流量的限制；对柱塞运动频率不同、单向阀结构参数随柱塞运动频率改变的泵系统的工作过程进行仿真，分析单向阀频响满足系统要求的前提下，泵的输出流量仍然存在瓶颈的原因。通过仿真比较，指出对系统进行伺服流量调节的较优方案是对柱塞的往复运动进行调幅控制。以泵系统的流量和容积效率为目标，采用粒子群优化算法，对系统的关键参数进行优化，得到一定条件下，被动配流泵系统相应目标的最优值。
• Select
  格栅对喷水推进器进水流道流动和船舶推进性能影响的研究

  王绍增;王永生;靳栓宝;丁江明

  . 2013, 49(14): 164-169.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对船舶喷水推进中，进水流道格栅的有无及疏密会对进水流道流场及船舶推进性能产生怎样影响的问题，采用计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)数值试验的方法分别对某喷水推进快艇无格栅、有3根格栅、有8根格栅的同一流道的“船+格栅+进水流道+喷水推进泵”的流场进行计算，得到三种情况下该艇的稳定航速，并求出相应航速下进水流道的效率、流量、出口流场的不均匀度等性能参数。通过对三种情况下各项参数的对比可知，在相同的主机转速下，加装格栅会使流道效率降低、出流不均匀度降低，会使航速降低、流过喷水推进器的流量降低、推进效率降低；格栅加密会加大上述性能参数的降低幅度。从机理角度解释上述参数变化的物理本质。研究结果表明，格栅会降低喷水推进器进水流道的流动性能，同时也会降低船舶推进性能。
• Select
  四足仿生机器人液压驱动单元轨迹灵敏度分析

  孔祥东;俞滨;权凌霄;巴凯先

  . 2013, 49(14): 170-175.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  建立四足仿生机器人液压驱动单元数学模型，给出可描述液压驱动单元动态特性的时域和频域表达式，通过特定工况下液压驱动单元位移阶跃响应的仿真曲线与试验曲线对比，验证数学模型在该工况下的准确性。基于液压驱动单元状态方程，建立液压驱动单元轨迹灵敏度模型，通过求解液压驱动单元的位移阶跃响应对应其结构参数、工作参数及PID控制器增益的灵敏度函数曲线，研究液压驱动单元参数对其输出特性的影响，并以参数变化引起输出变化百分比为衡量指标，分析各参数变化对输出特性影响程度的大小，从而给出影响其稳态特性和动态特性的主要影响参数和次要影响参数，上述分析结论为四足仿生机器人液压驱动单元结构改进设计和控制器参数优化奠定理论基础。
• Select
  基于井液流动特性的抽油杆柱力学模型及应用

  刘新福;王春升;刘春花;李博;綦耀光

  . 2013, 49(14): 176-181.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于流体的流动特性，对井液流动以及接箍效应对杆柱受力的影响进行研究，并建立杆管环空中井液流动所产生压差力的数学模型，由此给出杆柱中和点和轴向力的计算方法。结果表明，研究杆管偏磨时，需考虑抽油杆柱的接箍效应，井液流动对接箍产生的压差力可占杆柱重力的11%以上。杆柱与管柱环空中的井液流动对抽油杆接箍产生压差力，且该压差力会随着冲程与冲次的乘积以及井液动力黏度的增大而显著增大，而随杆管间过流面积的增大而逐渐减小。井液流动产生的压差力会加大悬点载荷的变化幅度和不平衡性，同时对杆柱轴向力的影响较大，且杆柱轴向力随井深与曲柄转角的变化显著。考虑井液流动特性的杆柱中和点更加接近实际偏磨杆柱段的位置，计算结果的相对误差可以控制在3%以内，井液流动产生的压差力将造成杆柱的中和点位置上移15%以上，使得杆柱的偏磨范围显著增加。
• Select
  基于改进滚动时域优化策略的动态调度方法

  刘国宝;张洁

  . 2013, 49(14): 182-190.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过考虑带有并行机的Job Shop调度过程中设备故障对生产的影响，以最大完工时间和任务提前/拖期时间加权最小为目标建立数学模型。基于滚动时域优化基本框架，设计改进的事件和周期混合驱动的重调度机制。改进的事件驱动机制能过滤掉不必要的重调度，周期驱动机制能跟踪系统的变化，二者结合充分发挥两类驱动机制各自的优势。针对基本蚁群算法(Ant colony system algorithm，ACS)搜索时间长、易陷入局部最优解的缺点，引入精英蚂蚁策略和最大最小蚂蚁机制，设计改进蚁群系统算法(Improved ant colony system algorithm, IACS)。通过与ACS、遗传算法(Genetic algorithm，GA)的对比试验验证了IACS算法的优越性。该方法作为离散制造车间生产调度系统的组成部分在上海某军工企业生产车间实施，用实际生产数据验证动态调度方法的有效性。
• Select
  考虑行为主体的单机调度干扰管理模型

  姜洋;孙伟;丁秋雷;张旭

  . 2013, 49(14): 191-198.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对加工机器受干扰事件影响导致单机调度难以顺利进行这一难题，运用干扰管理思想，通过结合行为科学中对人的行为感知的研究方法与运筹学中定量的研究手段，从客户、生产企业管理者和车间工人三个行为主体的角度，分析扰动对单机调度系统的影响；在前景理论的基础上，通过融合模糊理论，提出考虑行为主体的扰动度量方法；进而采用字典序多目标规划的方法，构建机器受扰的单机调度干扰管理模型，并采用改进的蚁群算法——混合蚁群算法对模型求解，实现对系统扰动的度量，从而以尽量小的扰动，尽快恢复调度系统的正常运行。实例结果表明，该方法比已有的解决不确定性问题的重调度方法更科学，能够均衡各方的利益，得到的干扰应对方案对系统的扰动更小。实际应用中，模型各目标的重要顺序可根据情况灵活调整，实用性更高。