中国机械工程

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曾黄麟, 孙勇, 陈顺玲

中国机械工程. 2011, 22(1): 1-4.

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提出一种基于综合智能计算的数控系统位置控制方法,其基本思想是,在现有的数控系统内部嵌入一个神经网络的小型系统（采用插件形式嵌入）,利用综合智能计算,得出系统补偿误差,实现对数控系统误差补偿的智能控制。综合智能计算通过应用粗集理论对决策表进行属性约简,利用主元分析进行数据压缩及特征提取,以降低BP网络的输入维数,缩短网络的训练时间,并利用蚁群算法对BP网络参数进行全局搜索,实现网络快速收敛到全局最优值。试验仿真表明,此方法可有效提高系统补偿精度和实时性。

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纯水先导式电磁阀液阻试验研究及特性仿真

张德生, 赵继云, 王振兴, 徐展

中国机械工程. 2011, 22(1): 5-9.

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为研究液阻对主阀性能的影响,搭建了纯水液压试验平台,分别对孔径为1.2mm、1mm和0.8mm三种规格的节流喷嘴与所选先导阀串联情况下的压差-流量特性进行了试验。利用AMESim软件建立了先导式电磁阀的仿真模型,结合节流喷嘴和先导阀压差-流量试验数据对开启压力、工作压差及阀芯位移等进行了仿真。仿真结果表明：节流孔液阻主要影响主阀开启压力,对主阀流动特性影响较小。选用孔径为1.2mm的节流喷嘴时,主阀由于高低腔间压差太小,无法开启;选用孔径为1mm和0.8mm的节流喷嘴时,主阀开启压力分别为0.24MPa和0.2MPa,考虑大的孔径抗阻塞能力强,故孔径为1mm的节流喷嘴为优选方案。

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LMS类算法在磁轴承滤波补偿中的应用分析

高辉, 徐龙祥

中国机械工程. 2011, 22(1): 9-14.

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主动磁悬浮轴承(AMB)系统中存在与转子同频的时变不平衡干扰信号,此信号会影响系统的控制效果。为了滤除这些不平衡信号,通过分析几类最小均方（LMS）误差算法,得出一种相对合适的滤波算法。根据AMB系统中干扰信号的幅值以及频率实时变化情况,对原算法进行了改进,并比较了改进算法与原变步长算法对时变信号的滤波效果。仿真与实验结果显示,改进算法对时变的幅值较小信号具有更好的跟随期望信号能力及收敛能力,为主动磁悬浮轴承系统的实时滤波补偿提供方便。

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基于均匀设计法的钛合金清洁加工试验研究

李登万, 陈洪涛, 许明恒, 钟成明

中国机械工程. 2011, 22(1): 15-18.

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为了探索难加工材料钛合金的清洁切削加工规律,采用均匀设计方法设计了切削试验参数,在常温干式切削与低温冷风降温切削条件下进行切削试验研究。对试验数据进行回归分析,建立了多元二次回归模型,用最优子集法和自定变量法进行运算处理,导出了适用于钛合金精加工的切削力和表面粗糙度经验公式,方差分析结果显示其线性关系高度显著。对比分析常温干式切削和低温冷风降温切削下的切削力、表面粗糙度与切削参数之间的特征关系,发现低温冷风降温切削适用于钛合金高效精密加工,同时提出了钛合金精加工切削参数选用的基本原则。

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土压平衡盾构密封舱压力场模拟实验台设计

刘畅, 孙铁兵, 孟庆琳, 于志远, 屈福政

中国机械工程. 2011, 22(1): 19-22,27.

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根据实验研究要求,在分析现有盾构实验台设计的基础上,提出密封舱压力场模拟实验台的设计方案,以验证通过数值方法获得的土压平衡盾构密封舱压力分布的准确性以及压力控制方法的有效性。实验结果表明,该实验台设计方案是可行的,该实验台可用于密封舱压力分布准确性以及压力控制方法有效性的实验验证研究中,能够为土压平衡盾构的设计、施工控制提供依据。

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基于液压弹簧刚度的阀控非对称缸建模仿真

叶小华1, 2, 岑豫皖2, 赵韩1, 叶金杰2

中国机械工程. 2011, 22(1): 23-27.

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针对一般方法建模时所定义的负载压力未能充分考虑非对称缸结构的不对称性和初始位置时液压弹簧刚度并非最小的问题,提出用等效承压面积加权平均的方法重新定义负载压力,推导出了滑阀线性化流量方程;利用液压弹簧刚度理论分析液压固有频率最小时非对称缸的初始位置和总容积,建立了阀控非对称缸的数学模型,提出了相应的设计准则,通过仿真和试验分析了该模型的动态特性,且与一般模型进行了比较。结果表明,该模型较一般模型更精确,更接近工程实际。

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基于涂覆技术的微小零件精密加工复合方法研究

胡小秋, 吴笑天, 袁军堂, 于斌斌

中国机械工程. 2011, 22(1): 28-30.

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分析了微小零件精密加工常用的方法及存在的问题,提出了基于涂覆技术的微小零件精密加工复合方法,并论述了其基本思想、工艺路线及研究意义,讨论了其关键技术。该精密加工复合方法集成了精密加工技术、测量技术和表面涂覆技术等,将去除加工与累积加工两种加工方式相结合,先切削后涂覆,可达到精密加工的技术要求,保证了加工精度和表面质量的同步提高。

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定量基因扩增仪热循环系统建模与分析

姚英豪, 陈章位, 黄靖, 刘娟容

中国机械工程. 2011, 22(1): 31-34.

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根据热、电传递规律的相似性,建立了基于热电制冷器的定量基因扩增仪(PCR仪)热循环系统的等效电路模型,用电路分析方法研究热传导问题。通过电路仿真软件Multisim10对该系统进行仿真,分析系统稳态、动态特性,以及散热器热阻对系统性能的影响。在热循环系统的设计、优化和控制中采用该等效电路模型进行分析是一种简单有效的方法。

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机构结构新旧自由度计算公式对比之应用研究

蔡汉忠, 欧阳富, 廖明军

中国机械工程. 2011, 22(1): 35-38,87.

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通过对机构结构新旧自由度计算公式的对比研究及应用发现:新公式和库兹巴赫·格鲁巴(Kutzbach Qruber)公式是正确的。这2个公式能计算所有平面、空间机构结构的自由度,用这2个公式计算的非圆齿轮液压马达、奥迪A6轿车01V自动变速器行星排机构、六角形6-SPS和三角形6-RUS空间并联机构及平面、空间结构力学习题集的自由度,都取得了正确的计算结果。

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基于改进遗传算法的制造单元设计研究

范佳静, 冯定忠

中国机械工程. 2011, 22(1): 39-44.

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针对制造单元构建问题的特征,构建了以总搬运成本以及机器设备的折旧和维修成本最低为主要目标,综合考虑了产品设备单元划分、单元内机器布局以及单元间布局的综合性制造单元模型。同时针对模型求解的复杂性,提出了改进遗传算法,并将其用于制造单元模型的求解。通过双层遗传算法,既保证了算法中染色体个体的有效性,又满足了遗传算法适者生存的根本原理;采用精英策略保证算法的收敛性;同时通过在求解过程中不断调整交叉算子和变异算子防止了算法收敛到局部最优解。最后将所提出的模型和改进的遗传算法应用于复杂实例,证明模型和算法的有效性。

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面向关键零件的扩散制造单元选择方法研究

安波, 廖文和, 郭宇, 刘骄剑

中国机械工程. 2011, 22(1): 44-48.

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针对扩散制造这种紧耦合网络化制造模式,提出了面向关键零件的扩散制造单元选择方法。建立了关键零件制造过程的PPR（零件、工艺、制造资源）本体模型;设计了扩散关键件加工需求与扩散制造单元制造能力匹配度计算流程;分析扩散工艺及制造单元重构特性,利用信息熵的原理,实现了扩散制造重构复杂性度量。通过应用实例验证了该选择方法的有效性。

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基于改进粒子群优化算法的电子产品排产研究

祝勇, 潘晓弘

中国机械工程. 2011, 22(1): 49-54.

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针对以获得最大效益为目标的电子制造企业的订单生产安排问题,提出一种基于改进粒子群优化算法的电子产品排产方法,建立了模糊生产能力约束条件下的电子产品订单排产模型。在模糊生产能力约束条件下,该模型以由装配生产费用和拖期生产产生的惩罚费用所构成的总费用最小化为目标函数。为求解该排产模型,提出了一种动态改变惯性权重的粒子群算法,引入粒子群多样性和进化速度两个参数,并以此构造了动态改变惯性权重的计算式,从而可以更好地搜索问题解空间,避免了因粒子群多样性降低导致的粒子陷入局部极值的困扰。应用实例的计算分析表明了所提出方法的有效性。

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语义网格环境下虚拟组织异构产品信息的语义在线重组技术

简琤峰

中国机械工程. 2011, 22(1): 54-59.

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为实现虚拟组织异构产品信息的语义级交换,结合语义网/语义网格提出语义在线重组技术方法及体系架构,并在此基础上对该体系的若干关键技术进行总结与分析实现,设计开发了基于SVG+AJAX的语义标注可视化系统——LEV系统,以论证虚拟组织异构产品信息语义在线重组的可行性。

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面向过程的产品信息虚拟装配建模技术研究

刘子建, 王平, 艾彦迪

中国机械工程. 2011, 22(1): 60-64.

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为解决虚拟装配过程中产品模型信息的完备性和跟随性等问题,提出了面向装配过程的产品信息虚拟装配模型,该模型运用属性机制建立模型几何拓扑信息与非几何信息的映射关系,依据信息粒度采用树型框架结构构造信息的多层次表达结构,满足虚拟装配过程中产品信息表达完备、动态跟随和实时性要求。开发了虚拟装配建模系统,验证了实现技术的可行性。

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基于RFID技术的射出成形车间模具管理系统

王伟驎, 张嘉宝, 王树仁

中国机械工程. 2011, 22(1): 65-68.

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近年来自动化资料搜集技术为配合科技发展的需求已从有线阶段发展成为无线阶段,资料载体的应用也从条码延伸到无线射频识别(RFID)标签,其目的是能更安全、大量、快速地存取资料。基于此,构建了一套无线射频识别(RFID)计算机化模具管理系统,采用该系统可随时掌握模具的动向及其相关数据,通过该系统可有效改善对射出成形车间模具的管理,提升模具的使用率。

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基于多尺度线调频基稀疏信号分解的包络阶次谱在齿轮故障诊断中的应用

皮维, 于德介, 彭富强, 罗洁思

中国机械工程. 2011, 22(1): 69-74.

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提出了基于线调频基稀疏信号分解的包络阶次谱方法,并将其应用于变速齿轮箱故障诊断之中。采用基于多尺度线调频基的稀疏信号分解得到齿轮箱啮合分量的瞬时频率,由此得到转速信号,并据此对齿轮振动加速度信号的包络信号进行等角度重采样,然后对重采样信号进行频谱分析,得到包络阶次谱,从而进行齿轮故障诊断。该方法无须使用转速计拾取转速信号,用软件方法实现了包络阶次分析,仿真算例与应用实例说明了该方法的有效性。

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激励参数对2K-H行星轮系动态响应的影响

孙首群, 赵玉香, 徐伟, 杨凡, 杨炎

中国机械工程. 2011, 22(1): 74-79.

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采用集中质量法构建了混合动力汽车行星齿轮减速机构多自由度弹性动力学模型。在综合考虑时变啮合刚度、综合齿频误差以及齿侧间隙激励条件下,借助自适应变步长五阶Runge-Kutta法求解该多自由度振动系统的非线性动力学方程。通过位移和动载荷的时间历程、相图、FFT、Poincaré映射等途径,获得了系统的动态响应和齿间动载特性,并分析了系统各激励参数对动态响应的影响。结果表明,激励频率、齿侧间隙、外载荷等激励参数对系统动态响应影响巨大。

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主成分分析法与核主成分分析法在机械噪声数据降维中的应用比较

梁胜杰, 张志华, 崔立林

中国机械工程. 2011, 22(1): 80-83.

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依据线性降维与非线性降维的分类原则,分别选择主成分分析法和核主成分分析法对某双层圆柱壳体在不同工况下的机械噪声数据进行降维;然后使用神经网络和支持向量机两种方法分别计算噪声数据在降维前后的正确识别率,以比较不同降维方法的降维效果,从而确定适合于某双层圆柱壳体机械噪声数据的降维方法。

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行波型旋转超声电机两种组合方式的实验研究

尹育聪, 姚志远, 赵淳生

中国机械工程. 2011, 22(1): 84-87.

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为了进一步提高超声电机的输出性能,设计并实现了两种组合结构的行波型旋转超声电机(TRUSM)——双定子单转子结构和双定转子结构,并依据结构特征,定性分析了定转子接触状态对两种组合方式输出性能的影响。参照单定转子TRUSM,用对比实验检验了两种组合结构TRUSM的特点。实验结果表明,组合结构是大幅度提高TRUSM输出性能的一种有效方法,而且组合结构中的定转子接触状态对输出性能意义重大。

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平面宏微驱动系统微动台的刚度计算

刘定强, 黄玉美, 谢礼, 杨勇

中国机械工程. 2011, 22(1): 88-91.

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针对宏微进给系统,利用弹性铰的微变形原理设计了宏微系统中的微动台。采用最小位能原理推导出一般弹性铰的二维刚度矩阵;

并将此刚度矩阵应用于设计有弹性铰的微进给平台中,给出了所设计的微动台简化的计算模型。将简化模型计算结果与有限元计算结果和实验结果比较,结果证明了该方法的有效性和实用性。

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试样球径变化对载荷偏角的影响分析

陈建春, 周井玲, 陈晓阳, 张军利

中国机械工程. 2011, 22(1): 92-95.

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在三点接触纯滚动轴承球疲劳试验机的基础上,分析了试样球径变化引起的加载机构对试样球载荷偏角的变化,进而影响试样球三点接触应力的相对误差。通过几何解析法,推导出载荷偏角与试验机本身几何参数之间的函数关系,举例说明了在不同设计球径和加载机构支点偏距时载荷偏角随测试球径的变化关系。研究表明,实际测试球直径在9～15mm之间,试验机设计半径(试样球)取6mm,加载机构支点偏距取0,载荷偏角变化范围小于0.106°时,如果载荷偏角变化许可范围增大,则相应的测试球径范围也将增大。

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车辆行星传动系统扭转振动固有特性及灵敏度分析

蔡仲昌, 刘辉, 项昌乐, 曹华夏

中国机械工程. 2011, 22(1): 96-101.

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基于拉格朗日方程建立了包含多级行星传动的车辆动力传动系统纯扭转振动模型,研究了不同工况下系统固有特性的相似性。以某挡位为例,利用实模态理论计算分析了系统各阶固有频率对各部件转动惯量和刚度的灵敏度,得到了系统的固有频率分布规律和物理参数对固有频率的影响,探讨了传动系统中由于连接件扭转刚度变化引起的模态跃迁现象,并初步分析了该现象对固有特性的影响,为车辆多级行星传动系统的动态分析奠定了基础。

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汽车前轴动态特性的可靠性优化设计 

臧献国, 于德介, 姚凌云

中国机械工程. 2011, 22(1): 102-105.

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将可靠性分析与优化技术相结合,提出一种改善汽车前轴动态特性的可靠性优化设计方法。该方法建立了汽车前轴动态特性的可靠性优化模型,以一阶模态频率和发动机激励点的驱动点速度导纳为动态特性约束,以前轴总质量为优化目标,对前轴进行可靠性优化。对某微车前轴动态特性的可靠性优化设计结果表明,该方法有效改善了前轴的动态特性,动态特性约束满足了可靠度设计要求,达到了可靠性优化设计的目的。

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车辆综合传动系统过渡工况仿真及试验验证

项昌乐, 符升平

中国机械工程. 2011, 22(1): 106-110,125.

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为预测车辆综合传动系统过渡工况动态特性,建立了能反映车辆工作状态的关键部件的数学模型;以模块化建模思想为指导,综合各子部件的数学描述,根据液力机械传动系统工作原理,建立了能实现性能预测的车辆综合传动系统虚拟样机模型,并对起步、加速和换挡等过渡工况进行仿真分析;以起步动态过程试验的动力特征和换挡模式为模型边界条件,对模型进行了验证。通过试验数据与仿真结果的对比分析,证明建模方法的可行性和模型的准确性。

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车身覆盖件拼焊板冲压成形技术的研究现状及发展趋势

宋燕利, 华林

中国机械工程. 2011, 22(1): 111-118.

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简述了汽车车身覆盖件拼焊板冲压成形技术的特点与发展历史;从拼焊板材料与焊接技术、拼焊板冲压成形的研究手段和面临的几个关键问题等方面阐述了有关拼焊板研究和应用的最新成果;探讨了拼焊板冲压成形技术的发展趋势。

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CVD金刚石膜抛光技术综述

焦可如, 黄树涛, 周丽, 许立福

中国机械工程. 2011, 22(1): 118-125.

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针对近年来国内外的化学气相沉积(CVD)金刚石膜的抛光方法(机械抛光、热化学抛光、化学辅助机械抛光、电蚀抛光和高能抛光等)

的原理、优缺点进行了分析论述,指出了今后金刚石膜抛光研究中亟待解决的问题,并展望了CVD金刚石膜抛光技术的发展趋势。

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2011年, 第22卷, 第1期　
刊出日期：2011-01-10

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