2014年, 第50卷, 第24期　
刊出日期：2014-12-20

  

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  脉冲涡流方法过油管检测套管横向裂缝研究

  付跃文;喻星星

  . 2014, 50(24): 1-9. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.001

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  油井套管横向裂缝是可能导致套管断裂的严重危害性缺陷。通过有限元仿真与实际试验，研究利用脉冲涡流检测技术使用横向探头通过油管检测套管的横向裂缝缺陷的问题。仿真给出不同检测方式的管道涡流分布、磁场分布及其变化，以及接收线圈的电压。从仿真结果可观察出，套管壁涡流最强的区域并非横向探头正对的区域，而是平行于横向探头轴线的区域。横向裂缝平行于横向探头轴线时对涡流场的扰动最大。磁场的分布及其变化规律与涡流场情况类同。据此可解释为何横向探头轴线平行于横向裂缝时检测灵敏度会高于横向探头轴线垂直于横向裂缝时。实际的检测试验结果与仿真结果一致，并且显示了实际检测中横向探头轴线平行于横向裂缝时的检测灵敏度显著高于垂直于裂缝时。
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  基于激光点阵的TIG焊熔池自由表面三维形貌测量方法

  张刚;石玗;黄健康;张卫杰;樊丁

  . 2014, 50(24): 10-16. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.010

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  测量弧焊熔池自由表面三维形貌对研究电弧与熔池耦合作用机理，控制焊缝成形及全熔透等有着重要意义。针对现有的三维测量方法难以应用于强弧光、熔池表面镜面反射情况，提出一种点阵激光测量熔池自由表面三维形貌的新方法。通过分析建立熔池自由表面反射成像激光点与投射激光点之间的映射模型，提出基于投射激光点更新的熔池自由表面三维恢复算法。重建连续钨级惰性气体保护焊(Tungsten inert gas arc welding, TIG)熔池自由表面三维形貌，提取其宽度和高度尺寸，并与实际测量结果进行对比。结果表明，点阵激光测量法不仅有效避免弧光干扰实现了熔池自由表面的动态测量，而且重建的熔池自由表面三维形貌几何尺寸变化与实测结果吻合较好，宽度和高度误差分别为1.73%，2.32%，为更好地研究TIG焊熔池自由表面行为演化规律提供一种新方法。
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  基于属性层次模型的单工位状态监测异类传感器布置优化

  何康;贾民平;赵转哲

  . 2014, 50(24): 17-23. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.017

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  为了获得足够有效的切削过程状态信息，确保产品质量/系统零部件的安全可靠运行，应采用可靠的监测策略并对传感器进行优化布置。针对单工位多工步切削过程状态监测，基于多工位误差流(Stream of variation，SOV)理论构建单工位多工步信息流模型，通过状态空间变换和主成分分析确定故障/监测量信息传递系数用来表征不同测点传感器的监测能力；考虑传感器以及故障/监测量之间的特性差异对于系统检测能力的影响，采用6Sigma的因果矩阵(Cause-effect matrix, CEM)和失效模式与影响分析(Failure mode and effect analysis, FMEA)工具分别对传感器以及故障/监测量特性进行量化表示；基于属性层次模型(Attribute hierarchical model, AHM)构建传感器，故障/检测量以及系统检测能力之间的因果关系，设定优化目标和约束条件，并采用元启发式算法-混合蛙跳算法(Shuffled frog leaping algorithm, SFLA)和遗传算法(Genetic algorithm, GA)用于优化计算。提出基于单工位状态监测的六步传感器优化布置策略。实例分析表明，在一定约束条件下，就优化目标而言， SFLA显示比GA更高的优化效率，为单工位状态监测的传感器布置优化提供实践参考。
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  批量钻削监测信号双谱特征融合研究及应用

  周友行;张俏;田茂;喻思亮

  . 2014, 50(24): 24-30. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.024

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  基于钻削工步质量波动与监测信号特征变化之间的耦合现象，提出一种基于监测信号双谱特征的高精度批量钻削工步质量一致性控制检测方法。认为正常钻削过程的声发射和三向加速度振动监测信号可视为随机过程，满足或近似高斯分布，信号偏离高斯分布的程度与各钻孔加工质量波动间存在对应关系；以各钻孔声发射和加速度振动监测信号为研究对象，提取各钻孔监测信号的双谱幅值平均值为特征，对不同钻削情况下信号偏离高斯分布的程度进行定量分析；采用基于ReliefF算法的特征加权模糊聚类分析，进行基于监测信号双谱幅值均值特征矩阵的钻孔质量分类，并与人工检测的工步质量一致性结果对比分析。计算和分析结果表明，监测信号双谱特征与各钻削工步质量之间存在有机联系，对信号双谱特征进行融合聚类可分析批量钻削工步质量的一致性。
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  重型铝合金结构裂纹振动红外热像检测的建模和分析

  郭兴旺;李彬

  . 2014, 50(24): 31-37. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.031

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  为了实现重型铝合金承力结构裂纹的振动红外热像无损检测，优化检测条件，提出振动热像检测的数学模型，用解析法研究金属裂纹振动热像检测的检测条件和影响因素。用试验说明振动热像法的有效性，用强迫振动理论和瞬态传热理论对振动热像法进行数学建模和解析计算，得出裂纹区表面温升与裂纹阻尼、激振力幅值、激振频率、激振时间、裂纹深度等力学参数的函数关系。结果表明，理论计算结果与试验现象相吻合，所提出的解析模型可以精确地描述多种主要力学参数对振动热像的影响规律。以建模和解析法研究振动热像法的振动发热规律对揭示其内在规律和建立标准操作参数窗口具有普遍意义
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  窄间隙MAG焊电弧声与电弧作用位置的相关性

  兰虎;张华军;陈善本;盛凯;赵德龙

  . 2014, 50(24): 38-43. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.038

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  电弧-侧壁距离控制是保证窄间隙熔化极活性气体保护焊(Narrow gap metal active gas welding, NG-MAG)侧壁熔合良好的关键。通过对NG-MAG脉冲立焊过程中电弧声的预处理和分析，发现其时域波形呈周期性“振铃”衰减特性，频率与焊接电源脉冲频率相同；电弧声能量的频域分布范围为0.3～12.0 kHz，且能量主要集中在0.3～3.0 kHz和9.0～12.0 kHz两个频带，频谱分布与电弧-侧壁距离高度相关。在此基础上，采用小波变换(Wavelet transform, WT)和联合时频分析(Joint time-frequency analysis, JTFA)实现对电弧声信号的降噪处理和时频分析，结果发现，伴随电弧-侧壁距离的逐渐增大，电弧声能量的低频分布始终存在，呈现“断续-连续-断续”分布特征；而高频分布出现在电弧-侧壁距离2.6 mm以上，呈现“断续-连续”分布特征。利用NG-MAG脉冲立焊电弧声的时频分布规律可实现对电弧作用位置的监测预警，为NG-MAG焊接过程状态监控提供一种途径。
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  1060纯铝微杯形件微拉深成形研究

  龚峰;张顺;吴挺岛

  . 2014, 50(24): 44-49. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.044

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  微拉深成形以其高效率、低成本、高质量等优点成为一种可行的制造开口、空心、薄壁微型零件的微细加工方法。然而，由于微型化的影响，使得微拉深要比宏观拉深更加困难。研制精密微型落料-拉深复合模，成形出内径仅为1 mm的微杯形件。试验材料采用厚度为50 μm的1060纯铝，在真空氛围下经300 ℃分别退火1 h和8 h。微拉深试验在SANS CMT-5504电子万能试验机上进行，试验速度为0.05 mm/s，润滑剂为聚乙烯薄膜。研究退火工艺和压边力对拉深力、拉深比、制耳和起皱的影响。试验结果表明，顺利成形出质量良好、拉深比为2.1的微杯形件；经退火处理的坯料，拉深力降低，拉深比增大，制耳减弱；随着压边力的增加，起皱减弱，但当压边力超过一定数值后则导致拉裂。
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  过共晶Al-Si合金半固态触变成形本构方程

  王耘涛;袁晓光;于宝义;黄宏军

  . 2014, 50(24): 50-58. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.050

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  通过对过共晶Al-20Si-3Fe-1Mn-4Cu-1Mg合金进行半固态单向压缩热模拟试验，研究变形温度为833 K、853 K 、873 K，应变速率为0.1 s–1、0.01 s–1、0.001 s–1的半固态触变成形行为。试验结果表明，变形抗力随变形温度的升高而降低，随应变速率的增加而增大。对试验得到的真实应力应变曲线进行分析，提出将不同真应变范围的半固态触变成形过程划分为类弹性变形、应变硬化和流变-黏塑性变形阶段的新方法，并分阶段建立半固态触变本构方程，采用多元回归得到各阶段的本构方程表达式。所建半固态触变本构方程与试验曲线的比较结果表明，大多数相关系数均在0.95以上，相伴概率均小于0.001，说明根据所建本构方程计算得到的真应力-真应变曲线与试验曲线吻合良好，所建本构方程有意义且具有较高的精度，能够体现出该合金半固态触变过程变形行为，可以将其应用于过共晶Al-20Si-3Fe-1Mn-4Cu-1Mg合金半固态触变成形过程的数值模拟。
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  液压缸非线性约束下的轧机辊系振动行为

  刘飞;刘彬;时培明;侯东晓

  . 2014, 50(24): 59-65. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.059

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  以四辊板带轧机为例，分析液压压下缸及弯辊缸在轧机辊系振动时表现出的分段弹性力和摩擦力两种非线性约束，建立液压缸非线性约束作用下的轧机辊系振动模型，并采用平均法求得振动系统的幅频响应。通过比较两种非线性作用下辊系振动速度和振动幅值的仿真曲线，研究辊系受分段弹性力和摩擦力影响时的行为特性。取不同分段弹性力和摩擦力，仿真分析两种非线性因素分别对轧机辊系幅频特性的影响规律。结果表明，轧机辊系振动速度受分段弹性力大小影响，系统不稳定频率区域随分段弹性力增大而变宽；摩擦力较小时，对辊系振动行为影响表现为阻尼特性，较大时，摩擦力的非线性成为影响辊系振动行为的主要特性。该结论为轧机辊系振动控制提供了理论参考。
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  基于灰色理论镍基单晶合金多轴非比例加载低周疲劳研究

  陈吉平;丁智平;曾军;白晓鹏;王卫峰

  . 2014, 50(24): 66-73. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.066

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  基于灰色理论研究DD3镍基单晶合金高温多轴非比例加载低周疲劳特性，对等效应变范围、温度、应变路径角、拉/扭载荷相位角和轴向应变比等影响疲劳寿命的因素进行灰色关联度分析，并引入损伤参量Q表征非对称循环特性和拉/扭多轴效应，以参量Q、等效应变范围Δεe和Mises等效应力范围Δσe构造疲劳损伤参量，建立低周疲劳寿命GM(1, N)预测模型。结果表明，各影响因素与多轴低周疲劳寿命的关联度等级依次为等效应变范围、温度和应变路径角为一级，拉/扭载荷相位角为二级，轴向应变比为三级；680 ℃和850 ℃温度下的GM(1, N)疲劳寿命模型的预测寿命与试验寿命的绝对关联度分别为0.97、0.86，平均相对误差分别为4.9%、6.0%；两种温度的试验数据几乎分别落在1.93、2.13倍偏差分布带内。
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  车用热成形先进高强度钢板样件的热胀形特征及成形性分析

  常 颖;靳 菲;李晓东;史栋勇;王存宇;赵坤民

  . 2014, 50(24): 73-78. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.073

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  通过高温热胀形特征分析，研究热冲压22MnB5合金在不同温度下的成形性，并利用Dynaform软件仿真验证。比较成形温度在800 ℃和700 ℃时样件的热胀形特征，结果表明，在800 ℃时成形，样件由于平面应变方向主应变过大，拉压应变区次应力为负值，造成拉伸破裂；在700 ℃下冲压成形的试件，各部分应变都处于安全区域，双向拉伸区域和拉伸-压缩复合区域的变形均匀，较前者成形性良好。另外，提出关于热成形先进高强度钢(Advanced high strength steel, AHSS)样件，其最佳成形温度不是现有文献报道的800～850 ℃的范围内，该结论为深入探索最佳成形温度、提高成形性提供了方向；建立成形前的快冷法(冷速不低于27 ℃/s)，降温到目标温度700 ℃左右冲压成形。试验证明：通过该方法，样件的成形性明显改善，微观结构更为致密。
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  剪切修正GTN模型在小冲杆试验中的应用研究

  孙权;陈建钧;李晓雪;闫玉曦;潘红良

  . 2014, 50(24): 79-85. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.079

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  小冲杆试验作为一种非标准的微试样测试技术，能有效地获取薄板结构的材料参数。而选用合适的损伤模型对准确表征材料变形到断裂的整个过程有着重要影响。基于NAHSHON提出的含剪切修正项的Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)模型，通过有限元软件ABAQUS及用户自定义子程序VUMAT考察不同应力三轴度对断裂失效的影响。采用有限元模拟和拉伸试验获得冷轧硅钢材料的无损伤弹塑性力学参数以及GTN损伤演化模型中的形核参数和临界断裂参数，通过纯剪切试验和数值模拟的对比确定出材料中微孔洞的剪切变形对材料损伤演化的贡献。运用剪切修正的GTN模型对小冲杆试验进行模拟，结果表明，由于修正GTN模型考虑了微孔洞剪切畸变的对材料损伤影响，模拟结果比原GTN模型更接近于试验数据，可更好地应用于小冲杆试验的研究。
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  杂质磷对单晶硅微结构疲劳特性的影响——基于Paris公式的分析

  刘彬;陶俊勇;张云安;陈循;王晓晶

  . 2014, 50(24): 86-92. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.086

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  硅基微机电系统中的单晶硅微结构常工作于循环加载状态，易发生疲劳失效。单晶硅微结构疲劳寿命的分散度较大，难以根据不同掺磷浓度试样的疲劳寿命测试数据对比分析出杂质磷对单晶硅微梁弯曲疲劳特性的影响规律，针对此问题进行研究。设计一种弯曲测试结构，该结构可同时对四根微梁进行疲劳测试;设计一种简易的弯曲测试装置，该装置在满足测试精度的同时有效地控制了成本。用各向异性湿法工艺制备6组不同掺磷浓度的试样，并在常温空气环境中对试样进行弯曲疲劳测试。基于Paris公式建立一种微结构疲劳寿命预测的概率模型，用模型对测试数据进行拟合计算，得到材料常数C和n。C随掺磷浓度降低近3个量级，而n增量较小，表明C的变化占主导。所以疲劳裂纹扩展速率有随掺磷浓度增高而降低，这可为硅基微机电系统的疲劳可靠性设计提供有价值的参考。
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  楔尖圆角对楔横轧4Cr9Si2气门成形影响分析

  黄江华;刘晋平;王宝雨;胡正寰

  . 2014, 50(24): 93-99. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.093

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  借助刚塑性有限元软件DEFORM-3D针对4Cr9Si2马氏体耐热钢楔横轧成形过程进行有限元数值模拟，得到楔横轧工艺参数——楔尖圆角对楔横轧4Cr9Si2马氏体耐热钢轧件对称中心的心部缺陷以及轧件表面的表面螺旋痕和对称中心横截面拉细的影响规律：随着楔尖圆角的增大，轧件表面径向力的数值得到减小，从而使横楔轧轧件表面螺旋痕将会明显减小;当楔尖圆角增大后，轧件心部横向应力σy和切应力τxy的持续时间将增加，同时，楔横轧轧件心部第一主应力σ1的方向将会发生改变，使轧件心部金属朝横向y方向流动，从而增加了楔横轧轧件心部缺陷产生的可能性;楔尖圆角增大，轧件轴向力Fz的数值将会减少，从而能够改善对称中心横截面拉细状况。进行4Cr9Si2马氏体钢的楔横轧轧制试验，验证有限元模拟结果的可靠性，并通过增大展宽角获得合格的轧件。
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  硼对低合金高强钢大热输入焊缝韧性的影响

  阿荣 赵琳 潘川 田志凌

  . 2014, 50(24): 100-105. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.100

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  对不同硼(B)的质量分数的低合金高强钢大热输入焊缝进行组织性能研究，分析、讨论B对低合金高强度(High strength low alloy, HSLA)钢焊缝韧性的影响规律。研究表明，低合金高强钢焊缝中适量增加B元素质量分数可提高组织中针状铁素体质量分数，有效细化焊缝组织，而当B元素过量时则使焊缝组织中的针状铁素体质量分数下降，组织粗化。同时，适量B元素还可抑制晶界先共析铁素体的产生;随着焊缝中B质量分数的增大，贝氏体转变得到促进，M-A组元总量提高，从不含B时的2.4%提高到B质量分数为0.008 8%时的5.7%，且其尺寸也相应增大，由平均尺寸2.14 μm增加至2.83 μm。由于B质量分数增加先促进针状铁素体后促进贝氏体形成，因此其对焊缝韧性的影响呈现抛物线变化规律，即低温冲击吸收能量随着B质量分数的增加先上升后下降。在焊缝Ti质量分数约为0.03%的条件下，B质量分数为0.005 2%时，焊缝获得了最佳的低温冲击韧度。
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  基于一维流动模型的高速列车隧道压力波特性

  贾永兴;杨永刚;梅元贵

  . 2014, 50(24): 106-114. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.106

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  高速列车通过隧道过程中引起隧道内压力的剧烈波动，会诱发车内压力波动并可能引起车体疲劳破坏等问题。而研究此类问题的基础在于快速准确预测隧道压力波。基于一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法，对单车通过隧道和两列车隧道内交会进行数值模拟。选取京沪高速铁路隧道为研究对象，通过全时间区域下隧道空间中的压力传播的过程图描述压力波的形成过程，给出隧道内交会压力波比单车通过隧道的压力波剧烈的原因，研究列车速度和阻塞比对车外最大压力值和最小压力值的影响特性。结果表明，高速列车通过京沪高铁典型长度隧道时，其车体表面承受的最大压力波动基本与车速的平方成正比，而其与阻塞比基本呈线性关系。
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  高速列车通过隧道时的压力波动问题

  李人宪;袁磊

  . 2014, 50(24): 115-121. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.115

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  高速列车通过隧道时将会在隧道内引起相当复杂的气体压力波动，这是由于列车进入隧道时在隧道入口产生的压力波在隧道内来回传递并与列车经过时的气体压力扰动相互叠加的结果。从车体强度设计和列车运行安全性角度考虑,希望了解隧道内可能的最大气体正、负压力大小及其发生位置;气体压力波动与列车运行速度的关系。通过流体力学方程三维动态数值计算，仿真分析列车高速通过隧道的过程。计算结果证明了入口压力波效应与列车经过的扰动效应的叠加关系，得到列车通过时隧道内最大正压和最大负压发生的可能位置，以及最大正压值与最大负压值与车速间的关系式。可为高速铁路隧道和高速列车设计提供参考。
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  横风下高速列车流线型头型多目标气动优化设计

  于梦阁;张继业;张卫华

  . 2014, 50(24): 122-129. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.122

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  为改善高速列车的横风气动性能，建立高速列车流线型头型的多目标优化设计方法，以横风下高速列车的侧力和升力为优化目标，对高速列车流线型头型进行多目标自动优化设计。建立高速列车流线型头型的参数化模型，提取出5个优化设计变量，利用计算流体动力学方法进行高速列车流场计算，并结合多目标遗传算法，实现横风下高速列车流线型头型的自动寻优设计。通过相关性分析，得到影响侧力和升力的关键优化设计变量，并进一步研究关键优化设计变量和优化目标之间的非线性关系。经过多目标优化设计，获得一系列的Pareto最优头型，这些头型的横风气动性能均得到明显改善。同时为保证无风环境下高速列车的基本气动性能不发生恶化，最终筛选出8个Pareto最优头型。对于这8个Pareto最优头型，相对于原始头型来说，横风下的侧力最多可降低3.06%，横风下的升力最多可降低19.60%，无风时的气动阻力最多可降低4.51%，无风时的气动升力最多可降低9.68%。
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  多种群遗传优化的客车防侧翻鲁棒控制方法

  金智林;张甲乐;马翠贞

  . 2014, 50(24): 130-136. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.130

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  为改善客车主动防侧翻能力，提出多种群遗传优化的防侧翻鲁棒控制方法。考虑车轮侧倾外倾、侧倾转向、悬架变形外倾和变形转向对轮胎侧偏特性影响，以及客车垂向与侧倾运动的耦合特性，建立6自由度客车侧翻动力学模型;针对客车的实际干扰及参数不确定性，以最大横向载荷转移率为控制目标，融合差动制动原理设计客车主动防侧翻的鲁棒控制方法;应用多种群遗传理论对控制器的权函数进行动态优化，增强控制系统的抗干扰能力;选取J-Turn及Worst-Case典型侧翻工况进行数值仿真，分析防侧翻控制方法对不同行驶工况的适用性、前轮转向干扰及路面干扰下的抗干扰稳定性以及簧载质量和车速变化时参数摄动鲁棒性。结果表明该方法能将客车侧翻危险速度提高75%以上，有效改善客车主动防侧翻能力;且对不同行驶工况、不同类型干扰及参数变化均有强鲁棒性。
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  单气室变截面空气弹簧刚度特性及影响因素分析

  唐传茵;张义民;李允公;赵广耀;李旭

  . 2014, 50(24): 137-144. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.137

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  研究膜式空气弹簧的刚度特性，分析影响膜式空气弹簧刚度的因素。活塞形状是影响膜式空气弹簧的主要因素，不同的活塞形状对应着不同的刚度特性。膜式空气弹簧的刚度特性没有统一的标准，每种活塞形状都有相对应的刚度特性。基于膜式空气弹簧的这种特点，推导出曲线回转体空气弹簧的刚度公式。其中，活塞作用高度与空气弹簧位移的关系是推导单气室变截面空气弹簧刚度特性的关键因素，提出分段推导活塞作用高度与空气弹簧位移关系的方法。在建立单气室变截面空气弹簧的模型过程中，分析活塞结构尺寸变化对单气室空气弹簧刚度特性的影响。在空气弹簧基本结构尺寸确定的条件下，活塞内锥角和活塞高度变化是影响单气室变截面空气弹簧的主要因素。
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  柴油机喷嘴结构对喷雾特性影响的耦合模拟研究

  王芬;刘菊燕;蒋兆晨;王谦

  . 2014, 50(24): 145-151. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.145

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  高压共轨系统能有效地改善柴油机的喷雾质量，但随着燃油喷射压力的增加，燃油雾化过程变得更加复杂。而喷嘴内部湍流和空穴现象对喷雾雾化有重要的影响，特别是空穴现象。利用同步辐射X射线同轴相衬成像技术准确获得喷嘴几何结构尺寸，建立精确的喷嘴内部流动模型，建立起耦合喷嘴内空穴流动的耦合喷雾模型，分析喷嘴内空穴流动对燃油喷射雾化的影响。利用在高压共轨喷雾试验台架上的高压喷雾试验，验证该喷雾模型的准确性。利用该验证后的喷雾模型直接得到喷嘴结构参数，包括喷孔长径比、喷孔入口圆角半径及喷嘴压力室结构对喷雾特性的影响，得出喷孔入口圆角半径和压力室结构对喷雾的索特平均直径有较大的影响。研究结果为柴油机燃油喷射系统的优化提供了理论依据。
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  篦冷机的渗流传热模型与数值模拟

  王美琪;刘 彬;闻 岩;刘浩然

  . 2014, 50(24): 152-157. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.152

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  针对水泥篦冷机内熟料堆积体的多孔介质特性，应用非热平衡理论并结合Forchheimer-Brinkman-Darcy扩展模型，建立篦冷机的渗流换热模型。采用此模型对篦冷机内水泥熟料的冷却过程进行数值模拟，获得了不同供风风速、不同篦速下的气体和熟料层温度的变化规律。研究结果表明，所建模型可以较为准确地反映水泥熟料堆积体的冷却过程;供风风速的增加虽有利于熟料颗粒的冷却，但会降低回收风的温度，不利于热量的回收，合理的供风风速区间为1.5～2.0 m/s;在产量不变的情况下，增加篦速可强化熟料的前端骤冷效果，有利于形成高品质熟料，但是过高的篦速会使篦冷机前端的气体温度偏低，不利于水泥熟料的烧成;在料层厚度不变的情况下，增加篦速，回收风温与出料温度升高，但篦速过高时出料温度偏高;综合考虑产量不变与厚度不变这两种情况下篦速对熟料冷却过程的影响，得出合理的篦速区间为0.006～0.008 m/s。
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  来流附面层对吸附式压气机叶栅影响的数值研究

  陈绍文;孙士珺;兰云鹤;周治华;王松涛

  . 2014, 50(24): 158-163. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.158

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  数值研究低速条件下来流附面层特性对吸附式压气机叶栅气动性能的影响，在不同正冲角时，设计不同方案的附面层厚度分布，对比分析叶栅出口气动参数的分布以及叶栅内的三维流场结构，讨论不同来流附面层情况下在压气机叶栅中采用附面层吸除的效果。结果表明，数值模拟结果与试验数据有较好的一致性;附面层厚度的增加导致角区流动三维性增强，且变冲角性能下降，二次流横向作用和角区范围的增加使得附面层抽吸效果减弱;当来流附面层厚度增加时，通过增加抽吸量可以有效降低强吸附式压气机叶栅的损失，变冲角性能得到改善。
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  重型燃气轮机支承座热态自适应对中机理

  徐国徽;耿海鹏;卢明剑;程文杰;杨利花;虞烈

  . 2014, 50(24): 164-170. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.164

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  透平端支承是重型燃气轮机轴系设计中的重要组成部分。基于流固耦合的有限元法研究切向支承座的热态自适应对中机理。运用Pro/Engineer软件分别建立切向支承、扩压器、高温燃气和冷却气体的3维模型。然后结合支承座的结构特点和流体的物性参数，通过定义流固耦合接触界面，进行计算流体动力学(Computational fluid dynamics, CFD)计算，最后将得到的固体温度场作为热载荷传递到ANSYS软件中进行结构分析，得到切向支承的热变形和热应力场，并选取支承座8个检测点的变形量进行对比。结果表明，机座在热载荷下产生的变形通过切向支承板使轴承座发生强制性旋转，从而减小了中心标高的偏离，实现了热态下的自适应对中，为今后支承座的优化设计和试验研究提供了重要参考依据。
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  汽轮机中压平衡活塞汽封间隙及漏汽量在线监测的原理及应用

  李勇;黄生文;曹丽华

  . 2014, 50(24): 171-178. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.171

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  现有的测定中压平衡活塞汽封漏汽量的变汽温试验法存在一定的误差且不能实现在线监测。分析变汽温试验法存在的误差，并考虑中压平衡活塞汽封漏汽的影响，对某300 MW汽轮机进行变工况详细计算。结果表明，中压缸效率基本不受再热蒸汽流量、中压平衡活塞汽封漏汽量及再热蒸汽温度的影响。基于相邻两工况下中压平衡活塞汽封间隙一定及中压缸相对内效率相等的原理，提出中压平衡活塞汽封间隙、漏汽量及中压缸相对内效率的计算方法。利用变工况详细计算数据进行检验，以及与变汽温试验法测定结果进行比较，证明所提出的计算方法的有效性。利用所提出的计算方法，对某高中压合缸汽轮机在某一运行时段内的中压平衡活塞汽封间隙、中压平衡活塞汽封漏汽量、再热蒸汽流量及中压缸相对内效率进行实例计算。
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  基于流量近似的阀控液压缸动力机构建模

  柏艳红;权龙;郝小星;李辉

  . 2014, 50(24): 179-185. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.179

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  由于非对称缸两腔的非对称性，采用与对称缸类似的方法建立其工作点线性模型时，需要对两腔压力微分做更多的近似处理，模型误差较大。在液压缸负载流量线性方程推导过程中，提出采用对两腔流量进行近似处理的方法，得到适用于不同活塞位置的阀控非对称缸统一模型;应用于对称缸，所得结果与采用传统方法得到的相同，表明所得非对称缸模型误差较小。将零位附近负重叠区内伺服阀中液压油通流状态看作液压缸正反向运行时的两种通流流态共存，得出零位附近的流量增益和流量-压力系数计算公式。不同活塞位置、不同阀芯位移等多个工作点仿真测取的模型参数与理论计算结果相差很小，不同工作点的闭环控制试验曲线与基于理论计算模型的仿真曲线一致，表明所得阀控缸模型误差小。
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  液体圆柱静压导轨设计参数对其性能的影响

  高殿荣;魏云;王凯

  . 2014, 50(24): 186-191. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.186

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  为研究液体圆柱静压导轨的初始参数对导轨性能的影响，以内反馈节流形式的液体圆柱静压导轨为研究对象，列出力平衡方程、流量连续性方程，经推导和线性化处理得到液体圆柱静压导轨的线性化微分方程组，利用Laplace变换得到传递函数，推导出液体圆柱静压导轨的数学模型。从时域、频域内分别分析初始油膜厚度、油液黏度、供油压力对导轨性能的影响。研究表明在低频段减小初始油膜厚度、增大油液黏度和供油压力，在高频段增大初始油膜厚度，可增大导轨动态刚度，提高支承的稳定性，减小导轨间隙相对稳态位移值。在高频段，油液黏度、供油压力对液体圆柱静压导轨的动态性能影响不大。研究工作对液体圆柱静压导轨的设计提供参考价值。
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  存在多设备工序的综合调度算法

  谢志强;齐永红;杨静

  . 2014, 50(24): 191-200. https://doi.org/10.3901/JME.2014.24.191

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  针对工序集中存在需要多台设备协同完成加工的多设备工序的综合调度问题，提出一种把多设备工序设计成在多个相关设备上同时加工的多个虚拟工序的方法。该算法把产品加工树转化为多设备工序被设计成虚拟工序组的虚拟加工工艺树，为了优先调度虚拟工序组，将虚拟加工工艺树分解为以虚拟工序组为根结点的子树和剩余标准工序组成的子树，优先调度以虚拟工序组为根结点的子树;当以虚拟工序组为根结点的子树不唯一时，按子树上虚拟工序组个数多少确定子树的调度次序;对每个以虚拟工序组为根结点的子树，优先调度虚拟工序组个数较多的路径上工序;为了使相关虚拟工序同时开始加工，提出虚拟工序动态调整策略。理论分析和实例表明，所提出的调度算法能够较好地解决存在多设备工序的综合调度问题。