机械工程学报

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李圣怡;彭小强

. 2013, 49(17): 1-9.

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非球面光学零件利于获得高品质光学特性和高质量图像效果，并使镜组小型化设计成为可能，在航空、航天、国防以及高科技民用领域应用越来越广泛。传统光学制造技术已经远远不能适应非球面光学零件的广泛需求，光学制造已开始向现代先进光学制造方向转变。对先进光学制造技术体系与基础理论进行探讨，将引领该领域的科学研究向纵深发展。通过总结分析非球面光学制造的发展历程，提出可控柔体制造(Controllable compliant tools, CCT)的概念。其关键共性理论基础包含：去除函数的成因与数学模型、多参数控制策略、4D数控技术和误差演变理论与控制技术和装备技术等。以磁流变抛光(Magnetorheological finishing, MRF)和离子束抛光技术(Ion beam figuring, IBF)为例对该理论和试验进行初步探讨，说明了可控柔体制造这一概念可以作为一种新的分类方法用于定义非球镜第三代加工技术，并且可能成为光学制造领域一种新的研究体系。

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光刻物镜光学零件制造关键技术概述

戴一帆;彭小强

. 2013, 49(17): 10-18.

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光刻物镜制造是当前超精密光学加工领域的发展前沿，其加工精度要求达到纳米甚至亚纳米量级。围绕光刻物镜纳米精度制造、超光滑表面生成和特殊材料加工等要求，提出纳米精度制造的关键性理论和方法。基于Sigmund溅射理论，研究高效原子量级材料去除可控性，为纳米精度生成提供了基础；提出材料添加和去除相结合的方法，克服传统误差高点去除光学制造理论局限，为纳米精度和超光滑表面生成提供了思路；针对单晶CaF2 纳米制造的各向异性，研究可控柔体抛光理论，克服传统刚性盘抛光差异性适应能力局限，建立各向异性材料的一致性去除理论。在自行研制的装备上进行相关的工艺试验，实现了光学零件的超高精度加工，从加工角度看，已基本掌握193 nm光刻物镜光学零件加工的理论、工艺和装备技术。

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光学元件气囊抛光系统动态去除函数建模

王春锦;郭隐彪;王振忠;潘日;谢银辉

. 2013, 49(17): 19-25.

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目前对于光学元件气囊抛光系统驻留时间的求解都是基于静态的去除函数，然而实际抛光过程中，抛光头不断地移动，故对于动态去除函数的研究显得尤为必要。通过有限元仿真分析的方法得到动静态接触区的轮廓和接触应力分布数据，发现对于平面工件，动静态接触区均为圆形，而且大小基本一致，且动态接触区应力分布与静态接触区应力分布相比，其峰值点沿抛光头移动的相反方向偏移。在此基础上，根据静态接触区应力呈类高斯分布的理论，利用最小二乘拟合的方法，推导出动态接触区的应力分布函数。通过搭建动静态接触区轮廓提取装置，设计不同下压量下动静态接触区的轮廓提取试验，验证有限元仿真结果的准确性。基于仿真和试验结果推导出动态去除函数，对其进行数值仿真，并与静态去除函数进行对比，发现前者去除率偏小，而且最低点也发生偏移。

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微圆弧刃金刚石车刀在线图像测量方法

仇中军;房丰洲;赵群章;周立波

. 2013, 49(17): 26-32.

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为摆脱传统圆弧刃金刚石车刀制造对操作者技能熟练程度和经验的依赖，并克服制造过程中需反复离线测量的缺点，利用在线图像测量方法代替传统制造方法中的离线测量，将获取的切削刃的形状信息和位置信息实时反馈给控制系统，直接驱动研磨系统带动金刚石车刀按照最优的加工策略针对性的进行切削刃轮廓自动研磨和修整。通过比较三种车刀切削刃圆弧获取方法的效率及精确性，确定获取金刚石车刀切削刃圆弧中心及研磨系统的旋转中心的最佳图像处理方法。利用在线获取金刚石车刀切削刃圆弧中心及实时计算其和研磨系统的旋转中心距离，实现初始装夹时金刚石车刀位置的实时调整，从而消除初始安装误差切削刃加工精度及效率的影响。开发适用于微圆弧刃金刚石车刀测量的图像测量系统，实际测量验证试验表明，利用开发的在线图像测量方法获得的切削刃轮廓信息从原理上更准确，从而为实现圆弧刃金刚石车刀高效、高精度、低成本的稳定加工提供了保证。

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一种小口径非球面斜轴磁流变抛光技术

尹韶辉;徐志强;陈逢军;余剑武

. 2013, 49(17): 33-38.

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随着各种小口径非球面零件的广泛应用，其加工要求也日益提高，针对目前小口径非球面零件存在抛光困难、精度和一致性差等问题，提出一种适合于小口径非球面加工的斜轴磁流变抛光技术。结合该抛光技术的基本原理和加工特点，保持抛光点处的法线在加工过程中始终与抛光头轴线成45°夹角，分析和计算小口径非球面的斜轴磁流变抛光加工路径，设计一种外部为抛光旋转体，内部为固定励磁装置的斜轴磁流变抛光头，并介绍该抛光头的工作原理。利用该抛光技术对直径为6mm的碳化钨和单晶硅小口径非球面分别进行斜轴磁流变抛光试验，试验结果表明工件的表面粗糙度Ra分别由抛光前的12.1nm和10.3nm下降到抛光后的3.7nm和3.2nm，从而验证该加工技术对小口径非球面进行超精密抛光的可行性。

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离轴非球面SiC反射镜的精密铣磨加工技术

张志宇;李锐钢;郑立功;张学军

. 2013, 49(17): 39-45.

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离轴非球面反射镜是高分辨率、大视场空间相机的核心元件，其镜面的形状精度和表面质量要求极高，加工难度很大，一直是光学系统先进制造技术的瓶颈。针对国家对空间大型SiC光学元件制造技术的重大需求，开展以大口径、高陡度、大离轴量和大偏离量为特点的离轴非球面反射镜的精密铣磨加工技术研究。开发非球面反射镜计算机辅助数控编程技术，提出五轴联动斜轴定角度加工方式，建立旋转中心在镜面外的螺旋加工轨迹，避免镜面几何中心处的加工残留。并基于五轴加工中心(型号DMG Ultrasonic 100-5) 搭建超声振动辅助铣磨加工平台，以900 mm×660 mm口径离轴非球面SiC反射镜镜坯为加工样件进行工艺试验，加工面形精度峰谷值(Peak to valley, PV)达到18.8 µm，方均根值(Root mean square, RMS)达到3.5 µm。研究为按照非球面方程高精度铣磨超大尺度精度比离轴非球面反射镜提供了有效的解决方案。

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氟化钙单晶超精密抛光技术

袁征;戴一帆;解旭辉;周林;彭文强

. 2013, 49(17): 46-51.

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针对紫外光学系统对氟化钙(Calcium fluoride, CaF2)晶体高精度、超光滑表面的加工要求，提出通过化学机械抛光(Chemically mechanical polishing, CMP)获得超光滑的表面，并利用离子束抛光(Ion beam figuring, IBF)进一步提升其面形精度的超精密加工工艺新方法。对CaF2晶体表面粗糙度和表面形貌随着CMP去除深度的演化规律进行试验研究，发现CMP可有效去除传统机械研磨抛光过程产生的划痕，并获得表面粗糙度为0.268 nm RMS(0.94 mm0.7 mm)的超光滑的表面；对CaF2晶体表面粗糙度随IBF中离子入射角度和去除深度的演化规律进行试验研究，发现IBF后CaF2 晶体表面变得粗糙，且在入射角度为40°左右时变粗糙的程度最小。因此，利用离子束倾斜40°对CMP后的CaF2晶体平面进行表面面形误差修正，得到面形精度13.14 nm PV，1.06 nm RMS和表面粗糙度为0.281 nm RMS的高精度、超光滑CaF2晶体表面。

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基于激光干涉仪与自准直仪的平面镜轮廓高精度测量技术

杨平;朱睿;郭隐彪;高增潔

. 2013, 49(17): 52-58.

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基于三组激光干涉光路与一台自准直仪的光学扫描检测方法，开发可用于大尺寸平面镜二维轮廓的高精度测量技术。通过联立线性方程式与最小二乘法结合的计算算法，可得到平面镜二维轮廓的测量结果及整个测量过程的不确定度值。利用建模仿真整个测量过程，分析不同采样点数N下不确定度数值的变化趋势。此外，搭建基于高精度三坐标测量仪平台上的光学检测系统，试验果表明该技术成功实现对100 mm平面镜二维轮廓的测量，并可实现重复性测量精度在±20 nm范围内。通过与Zygo白光干涉系统结果的比较，该检测技术可以实现纳米级别的测量精度。

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微小非球面光学模具单点斜轴误差补偿磨削

陈逢军;尹韶辉;胡天;余剑武

. 2013, 49(17): 59-64.

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针对微小非球面光学透镜模具的纳米单点斜轴误差补偿磨削进行研究。通过分析比较传统的直交轴磨削法，提出微小非曲面光学模具的单点斜轴磨削方式，有效避免微细砂轮在加工微小非球面时发生干涉情况；采用单点恒定磨削方式提高微小非球面磨削的稳定性及精度。通过分析磨削区域内微细砂轮与微小非球面的干涉情况，从而合理计算并选用较高强度的微细砂轮。提出微小非球面误差补偿磨削策略，分析砂轮的对心误差(x轴向和y轴向)对形状精度的影响，采用法向残余误差补偿的方法对加工后的形状误差进行超精密补偿磨削。利用超精密磨床对口径为2 mm的超硬热压模具碳化钨材料的微小非球面进行纳米单点斜轴误差补偿磨削试验，经过三次超精密磨削及误差补偿循环，其形状精度PV从1 034 nm改善至146 nm，表面粗糙度达到Ra 2.19 nm。

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大尺寸轴对称非球面磨削精度建模和分析

林晓辉;郭隐彪;王振忠;许乔

. 2013, 49(17): 65-72.

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运用刚体运动学理论和坐标变换，建立高精度平面磨床的通用误差模型。针对大尺寸轴对称非球面工件的高精度加工要求，采用光栅式平行磨削的加工方式。根据这种非球面磨削方式和高精度平面磨床的结构，给出影响大尺寸非球面加工精度的主要误差因素，并建立基于这些主要误差因素的大尺寸非球面误差模型。对主要单项误差的分析表明，磨床的直线度及定位精度误差和圆弧半径误差是影响面形分布的主要因素，而面形误差值则是各个误差综合作用的结果。通过误差模型可以预测面形误差分布和大小，并可以利用该模型进行补偿加工。加工试验结果表明，该模型能够比较准确地预测面形精度，补偿试验后精度提高，说明利用该模型进行补偿是有效的。

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Ni-P镀层的磁性混合流体抛光

郭会茹;吴勇波;焦黎;曹建国;李亚国

. 2013, 49(17): 73-78.

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采用磁性混合流体(Magnetic compound fluid, MCF)对光学镜头模具的镍-磷(Nickel phosphorus, Ni-P)镀层表面进行抛光研究。试验中使用两种构成成分的MCF：常用的BASF制HQ铁粉(Carbonyl-iron-particles, CIPs)和Al2O3磨粒基MCF1以及新型的表面ZrO2磨粒(50～100 nm)涂层铁粉基MCF2。两种成分的MCF都消除了Ni-P镀层表面单晶金刚石车削残留的螺旋状切削痕。但使用MCF1，由于Al2O3磨粒相对于ZrO2磨粒较大且较硬，易引入抛光痕及铁粉粒子的嵌入，难以进一步改善Ni-P镀层的表面质量。采用新型ZrO2磨粒涂层铁粉基MCF2，则没有引入抛光痕及粒子的嵌入，实现Ni-P镀层表面粗糙度方均根值(Root mean square, RMS)和Ra的改善。通过在x轴和y轴方向设计抛光路径，使粒子均具有相对运动速度，同时改善了Ni-P镀层的表面粗糙度及平坦度。初步证明了磁性混合流体抛光亦可用于较软的磁性材料表面的纳米级光整加工。

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磁场分布对磁性复合流体抛光材料去除率的影响

焦黎;吴勇波;郭会茹

. 2013, 49(17): 79-84.

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针对光学玻璃抛光效率和抛光精度不断提高的需求，提出采用磁性复合流体(Magnetic compound fluid，MCF)抛光轮进行抛光加工的方法，并自行研制出相应的抛光试验装置。运用标量磁位法、矢量叠加原理，建立MCF抛光轮外部空间磁场分布的解析表达式，通过对比分析磁铁磁场强度的解析计算结果和实际测量结果，说明解析表达式能较好地反映抛光轮外部空间磁场的分布规律。以Preston方程为依据，分析磁场产生的磁化压力对被加工工件表面材料去除率的影响规律；在自行研制的试验装置上利用磁性复合流体对熔融石英玻璃进行120 min的往复抛光加工，当两个环形磁铁采用NS-SN和NS-NS磁极布置方式时，最大材料去除深度分别为13 m和8 m，而且采用NS-NS磁极布置方式时，在工件中部的材料去除量几乎为零，因此NS-SN磁极布置方式由于其产生的磁场强度较大，从而导致其材料去除率也较大，验证不同磁场分布对熔融石英玻璃材料去除率的影响。

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一种新型虚拟中心并联机构的误差灵敏度分析

谢福贵;刘辛军;陈禹臻

. 2013, 49(17): 85-91.

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采用基于空间误差矢量链的误差建模方法，对一种新型虚拟中心并联机构进行了误差建模，获得各几何误差参数与终端输出误差参数之间的映射函数，在所建立的误差模型的基础上，分析各几何误差参数对终端输出误差参数的局部灵敏度系数和全局灵敏度系数，并将相应的误差灵敏度以图谱的形式直观的展现出来，通过对相应的分布图谱进行分析，得出各关键几何参数对该虚拟中心并联机构输出精度的影响程度，从而有效地指导机械设计阶段各零部件的公差等级的选择以及控制阶段系统输出误差的限定。

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模块化可重构机器人标定方法研究

高文斌;王洪光;姜勇;潘新安

. 2013, 49(17): 92-100.

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针对模块化可重构机器人模块级参数标定问题开展相关研究。采用旋量的指数形式对关节模块、连杆模块、模块间装配方位及由关节模块和连杆模块组成的子装配体进行数学描述，分别给出基于模块和子装配体的模块化机器人运动学模型，并对关节模块、连杆模块、子装配体及机械臂进行误差分析。建立子装配体和机械臂间的误差模型，给出一种用子装配体标定的可考虑多个机械臂装配结构信息的联合标定模型及标定流程。建立模块和子装配体间的误差模型，给出一种用于模块参数标定的可考虑多个子装配体装配结构信息的联合标定模型及标定流程。结合两种联合标定模型，提出一种可用于补偿多个模块化机械臂位姿误差的模块参数的两层式迭代标定方法。仿真试验表明标定方法是稳定的，标定结果可有效地实现多个机械臂位姿精度的补偿。

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非惯性系折叠式并联稳定平台机构建模及分析

刘晓;赵铁石;李二伟;苑飞虎;边辉

. 2013, 49(17): 101-109.

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以折叠式6自由度并联机构为例，提出一种非惯性系舰载稳定平台机构建模及分析方法。该方法通过分析舰船及稳定平台在惯性系中的运动，导出动平台位姿、速度及加速度由惯性系到非惯性系的合成变换公式，并给出了伴随变换矩阵；基于并联机构影响系数法建立并联式稳定平台输入运动与非惯性系及动平台广义运动之间的映射，获得表征这种映射关系的非惯性系一、二阶影响系数矩阵；以此为基础，给出了稳定平台各质点虚位移之间的关系式，并利用虚功原理建立稳定平台在非惯性系下的动力学模型。通过数值算例考察稳定平台在非惯性系中位姿、速度及加速度的变化规律，并分析非惯性系运动对系统的影响程度。提出的合成变换及映射关系不仅适用于机构学建模及分析，还可进一步用于非惯性系下稳定平台优化设计与控制。

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回转副精度特性的弹性冗余空间机构模型

王德伦;王智;董惠敏;于树栋

. 2013, 49(17): 110-122.

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提出回转副精度特性的弹性冗余空间机构模型，将实际回转副中的弹性约束等效映射为多个从动件弹性冗余支承，实际回转副零件的几何误差特性等效映射为刚性凸轮轮廓曲面，形成以多组从动件弹性悬浮刚性凸轮几何轮廓的弹性冗余空间机构，从而较真实地反映实际回转副结构及其零件的几何、运动、材料物理性质与工况载荷特性等因素的耦合关系。建立弹性冗余空间凸轮机构的几何位移基本方程、静力平衡方程、物性方程，将回转副精度及其随位置和载荷变化的特性转化为弹性冗余空间机构的位移分析与静力分析求解问题，并给出典型回转副精度特性计算分析与试验测试对比示例，为机器精度分析与设计提供新的理论基础，也为机构学理论开辟新的应用领域。

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过约束并联机构动力学建模方法研究

姜峣;李铁民;王立平

. 2013, 49(17): 123-129.

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由于冗余支链和冗余约束力的存在，过约束并联机构的动力学建模一直未能得到很好的解决。以一台平面两自由度过约束并联机构为例，在运动学分析的基础上，利用牛顿-欧拉法并结合达朗贝尔原理，得到了该机构的力和力矩平衡方程，但由于方程少于未知数个数而无法直接进行求解。为此，提出变形协调性分析的方法，通过建立约束力与终端平台位置误差之间的关系作为补充方程，从而得到可求解的机构动力学模型。将该方法应用到一台混联机床并联部分的动力学建模分析中，通过数值算例，对驱动力和动平台位置误差进行仿真，结果表明该方法的可行性和合理性。该方法同样可以应用于其他过约束并联机构，为该类机构动力学建模分析提供了一种新的思路。

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三维表面扫描机器人本体的最优形位标定方法

吴德烽;李爱国

. 2013, 49(17): 130-136.

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提高三维表面扫描机器人的本体定位精度是其用于制造加工质量控制的关键，提出一种基于三坐标测量机和二进制人工蜂群(Binary artificial bee colony, BABC)算法优化的机器人本体最优形位标定方法。该方法设计并加工一个测量转接件，利用三坐标测量机获得在多个机器人位姿下的转接件上精确的球心坐标，同时通过串口获得机器人的6个关节角度值。利用机器人的辨识雅可比矩阵，建立机器人运动学本体最优形位标定的目标函数，通过所提出的具有约束条件的BABC优化得到机器人运动学标定的最优形位，得到实际的机器人D-H参数。将最优形位标定获得的实际D-H参数和随机测量形位标定所得到的实际D-H参数应用于修正后的机器人运动学模型，由未参与计算的验证点数据表明，将所提出的BABC应用于机器人最优形位标定后，机器人的标定效果优于随机测量形位标定的方法。

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改进的小波相邻系数降噪方法及其在机械故障诊断中的应用

杨绍普;赵志宏

. 2013, 49(17): 137-141.

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为了提取被强噪声淹没的表征机械故障的微弱冲击特征信号，提出一种改进的小波相邻系数降噪方法。改变传统小波相邻系数的收缩因子计算方法以便更好地提取冲击信号特征。进行不同信噪比的轴承仿真信号降噪试验，试验结果表明，改进的小波相邻系数降噪方法与传统的小波相邻系数降噪方法相比，可以更好地提取强噪声背景下的冲击信号特征。将改进的小波相邻系数降噪方法用于实测轴承早期故障特征提取中，试验表明提出的降噪方法要优于传统的小波相邻系数降噪方法，可以更有效地提取轴承早期故障的特征频率。

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大型数控龙门导轨磨床几何误差建模与基于可靠性理论的精度分配

余治民;刘子建;艾彦迪;熊敏

. 2013, 49(17): 142-151.

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针对大型数控龙门导轨磨床的拓扑结构，运用多体系统理论和坐标变换方法，构建包括21项参数的几何误差传递模型，并通过试验验证模型具有理想的预测精度。在几何误差传递模型的基础上建立满足磨床设计要求的加工精度可靠性极限状态函数。对磨床工作行程内的25组位置进行误差取样，采用响应面法建立可靠性近似模型，分析每组工作位置加工精度的可靠性。以25项可靠度的均值和最小值作为磨床加工精度性能的评判指标，针对最小可靠度对应的磨床工作位置，进行灵敏度分析，利用灵敏度对影响加工精度因素的重要度进行排序。根据分析结果，遵循精度均衡原则逐步优化误差变量的分布，直至可靠度的均值和最小值均满足设计要求。通过计算实例验证大型数控龙门导轨磨床精度优化分配的可行性。

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两端辐射双频超声换能器设计方法的研究

毛汉颖;符家和;黄振峰;毛汉领

. 2013, 49(17): 152-157.

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根据功率超声波的应用要求，提出一种两端辐射双频超声换能器。为了其具体应用，通过对两端辐射双频超声换能器振动特性分析，建立其机电等效电路图，并推导出共振频率方程组。设计两款辐射块形状不同的两端辐射双频超声换能器，根据两个设计工作频率，使用频率方程组计算出各部分尺寸。利用ANSYS软件对其中一款换能器模型进行模态分析和频响分析，验证频率方程组的准确性。研制出该款换能器样机，通过试验测量出样机的纵向共振频率。试验结果表明，换能器的实测共振频率与设计值误差小于5%。利用本设计方法，可以设计出满足两个工作频率要求的双频换能器，且换能器的实际工作频率与理论值更为接近，能满足实际应用要求。

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基于轴向磁通电机的反作用飞轮系统设计

王辉;武俊峰;李胤;吴一辉

. 2013, 49(17): 158-163.

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针对分布式小卫星系统对姿控单元小型化的要求，提出基于轴向磁通电动机的反作用飞轮系统设计方案。运用有限元法分析轴向磁通电动机的三维气隙磁场分布，建立基于印制电路板(Printed circuit board, PCB)绕组的反电动势参数计算模型。采用多学科优化设计方法，以反作用飞轮系统质量最小为目标，在同时满足飞轮系统结构强度、刚度和电动机气隙磁通密度要求的前提下，采用序列二次规划算法(Sequential quadratic programming, NLPQL)对飞轮转子主要结构尺寸进行优化，使反作用飞轮系统质量由0.899 kg减小到0.741 kg，减小了17.6%，结合优化结果制作出飞轮样机，并对样机进行空载试验。试验结果表明，样机反电动势实测值与理论计算值间的最大误差为9.7%，验证了设计方法的正确性和实用性，可有效地指导反作用飞轮小型化设计。

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圆筒型深海钻井储油平台浮态制造稳定性影响分析与优化

李杨;张永康;王匀;倪涛;庄建军

. 2013, 49(17): 164-169.

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圆筒型深海钻井储油平台(Floating drilling storage offloading, FDSO)是未来深水石油钻探平台的发展趋势，其建造方式采用直接在水上“分层划分，漂浮叠加”的浮态制造方法，具有成本低、效率高、适应性强的优点。在分段分层划分的工艺规程中，一方面需要减少分段数量，以满足精度要求，保证建造质量，另一方面又不能使分段数目过少，各分段质量过大，从而对稳定性造成较大影响。针对上述矛盾，提出稳定性分析的理想条件假设和叠加工艺原则，构建数学优化模型，提出程序计算流程，并通过实例验证，将分段在吊装前优化整合，组成满足设计要求的模块整体进行吊装，得到基底上层分段合理的划分方法，保证建造精度，减少焊缝，满足稳定性要求，提高效率。

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网格映射方法中均匀健壮的网格模板

代星;崔汉国;李正民;王飞章

. 2013, 49(17): 170-176.

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在映射法生成有限元网格的过程中引入具有严格数学模型的网格模板能够实现指定区域内网格的疏密过渡同时保证网格的质量。网格模板的设计需要保持健壮和保证生成的网格过渡均匀，针对现有模板在应用的过程中出现的网格节点局部集中和退化失效问题，提出一种新的模板设计方法。该方法利用疏密均匀、网格形式固定的基本模块构建三角形模板，根据三角形各边的剖分数分布推导出模块的组合形式和相应参数值以实现三角形域三个对边方向上网格的疏密过渡；组合基本模块与三角形模板构建四边形模板，将四边形网格的疏密过渡严格限定在三角形模板范围内以避免四边形模板生成的网格节点局部集中。通过多个几何区域的网格生成实例表明所设计的网格模板的正确性和有效性。

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板材三维曲面成形精度控制中的曲面重构与配准技术

潘明存

. 2013, 49(17): 177-181.

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在板材三维曲面成形中，由于卸载后的回弹、工件定位等因素，成形后的工件曲面与目标曲面之间存在误差，通过采用激光扫描测量技术获得成形后工件的三维曲面数据，利用鲁棒曲面重构技术重构出测量曲面，运用改进的迭代对应点(Iterative corresponding point, ICP)曲面匹配技术将测量曲面与目标曲面在空间进行最优化匹配，根据匹配结果计算曲面误差，进而利用多点闭环成形技术多次对成形后工件误差进行反馈、修正，消除回弹、定位等因素造成的成形误差，使卸掉载荷后的工件曲面与目标曲面一致，达到板材三维曲面成形中精度控制的目的。给出多点闭环成形控制技术的仿真步骤，研究板材三维曲面成形精度控制中的曲面重构与配准关键技术，并通过颅骨修复体成形过程精度控制试验验证了该方法的有效性。

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移动式电化学光整加工整平机理的研究

玛斯库达&#;阿布力哈孜;阿达依&#;谢尔亚孜旦

. 2013, 49(17): 182-186.

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为进一步改善移动式电化学光整加工的整平效果，依据实际工作中工件阳极与工具阴极的表面微观几何轮廓特性，对电化学光整加工(Electrochemical finishing, ECF)中的误差复制效应和在两种假设情形下的电化学阳极溶解进行理论分析和试验研究。理论分析结果表明，当工件阳极表面中的高点与工具阴极表面中的高点相遇时，将有助于提高阳极的整平效果。试验研究是在不同试验参数范围内，用表面质量各异的铜试件作为阴极、以工件阳极在试验前后质量变化百分比作为主要的试验依据参数，研究移动式电化学光整加工的整平机理；并探讨不同试验参数对移动式电化学光整加工整平效果的影响。试验结果表明：工件阳极与工具阴极之间的相对运动不仅可改善移动式电化学光整加工的极间流场，而且还可以提高表面高点的相遇概率，强化电流场分布不均性，有利于提高整平效果。

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柔性三维拉弯成形模具型面修正关键技术的研究

梁继才;滕菲;高嵩;陈广义;魏志勇

. 2013, 49(17): 187-192.

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针对高铁列车和汽车等结构件的特点和三维拉弯成形工艺要求，研究一种可重构的柔性拉弯成形模具，并提出一种通过迭代修正该模具型面从而达到精确成形的方法。采用离散的方法，将拉弯模具型面分为若干段，每段均作为成形模具的一个单元体。通过对单元体进行位移调整，以及旋转单元体上的成形滑块，可以重构模具型面。以复杂T型材为研究对象，对柔性拉弯模具三维拉弯和迭代修正模具型面的方法进行有限元仿真和试验验证。结果表明，设计的柔性模具和单元体位移及成形滑块的旋转角度计算方法能够对模具型面进行调整和补偿，迭代修正模具型面的方法可以有效地减少回弹，采用该方法的有限元模拟最大形状偏差值由2.43 mm减小到0.63 mm，试验验证的最大形状偏差值由6.87 mm减小到1.03 mm，该方法补偿精度高，可以达到三维拉弯精确成形。

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面向模具型腔半精加工的刀具序列优选

蔡玉俊;潘鑫;李国和

. 2013, 49(17): 193-198.

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针对3轴铣床的半精铣削加工，提出一种降低加工成本的刀具序列优选方法。假设粗加工完成后，残留量已经足够小，半精加工中只需要一次切削就可完成。加工中为防止干涉，型腔表面每一点总对应一个最大的可用刀具；为提高效率，应尽可能使用大刀具。基于这些认识建立毛坯状态和状态转移方程，构建刀具序列优选的动态规划模型。从机时角度对动态规划中的关键问题——代价函数进行分析，提出利用刀具及曲面曲率信息的代价函数计算方法。以修改的Rosenbrock香蕉函数测试曲面为例，采用提出的刀具序列优选算法进行仿真分析，证明了方法的可行性和有效性。

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2013年, 第49卷, 第17期　
刊出日期：2013-09-05

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