当期目录

2008年 第19卷 第8期    刊出日期：2008-04-25
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机械科学
通过激光纹理加工改善湿式摩擦离合器的摩擦特性
孟永钢;王东华;
2008, 19(8):  0-885,. 
摘要 ( )   PDF (4819KB) ( )  
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采用Nd:YAG连续激光器对隔离片表面进行加工，利用多功能摩擦试验机测试了不同激光纹理加工后的隔离片与纸基摩擦片间的摩擦因数随滑动速度的变化关系，比较了激光纹理深度、直径以及分布等参数的影响，找出了摩擦特性较好的激光加工纹理。
可靠性分析的最大可能点摄动法
张义民;王世鹏;解艳彩;
2008, 19(8):  0-1007. 
摘要 ( )   PDF (2887KB) ( )  
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讨论随机变量间不相互独立的可靠性计算问题。基于摄动法和可靠性理论，针对JC法在计算结构可靠度时不能直接处理不相互独立的可靠性计算问题,提出了一种扩展的JC法即最大可能点摄动法，该方法继承JC法收敛快、精度高等特点，同时也克服了JC法对相关变量的求解过程中需要正交变换的要求。编写相应计算程序，实例计算结果与蒙特卡洛数值模拟结果的对比验证了最大可能点摄动法的正确性、有效性。
模态选择方法及其在复杂结构振动分析中的应用
任会礼;王学林;胡于进;李成刚;
2008, 19(8):  0-885,. 
摘要 ( )   PDF (3541KB) ( )  
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为避免复杂结构动态分析中自由度数目多、求解困难的问题，运用模态分析方法求得结构的特征频率和振型，以结构各阶模态的DC增益作为模态价值的判定准则，对结构模态进行截断，实现模型降阶。利用缩减后的模态信息，建立起保持原系统主要特性的低阶状态空间模型。以某一型号塔吊为例,验证了以DC增益作为模态截断判据的有效性，为复杂结构的动态特性分析提供了一种可行的方法。
动态测量系统均匀设计理论研究
程真英;费业泰;陈晓怀;
2008, 19(8):  0-1007. 
摘要 ( )   PDF (3692KB) ( )  
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在建立全系统“白化”误差模型的基础上，依据动态误差分解与溯源的结果，提出了动态系统均匀设计的理论和基本方法。首先根据动态系统总精度损失规律，采用神经网络误差分解方法，得到各组成单元的精度损失函数。通过对各单元精度损失的不均匀性和不合理性分析，按照等寿命设计原则，对系统薄弱环节的精度损失函数进行了均匀设计建模，指出了提高系统寿命的途径和方法。仿真实例证明，该理论与方法是正确的、有效的。
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信息技术
复杂曲面环形刀五轴加工的自适应刀轴矢量优化方法
张莹;张定华;吴宝海;李山;罗明;
2008, 19(8):  0-885,. 
摘要 ( )   PDF (4025KB) ( )  
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针对复杂曲面的环形刀五轴加工，建立了二阶泰勒逼近下的加工带宽模型与刀轴倾角之间的函数关系。通过分析函数变化规律，基于刀具切削刃与被加工曲面的形状匹配原则自动计算满足局部可铣性充分条件的后跟角，并以最大化加工带宽为目的优化侧偏角。算例表明，该算法能有效地缩短加工路径，提高加工效率。
机械科学
基于双目立体视觉的光笔式三坐标测量系统
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解则晓;金明;辛悦向;
2008, 19(8):  0-1007. 
摘要 ( )   PDF (3223KB) ( )  
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提出了一种基于双目立体视觉系统的光笔式三坐标测量系统。该系统基于接触式测量方式，以带点光源的光笔作为接触测量工具。首先，对摄像机进行了高精度的标定，建立了双目立体视觉系统模型；其次，通过左右摄像机拍摄的二维图像，将两幅图像中的点进行匹配，获得光笔上的LED光斑中心三维坐标；然后，由一系列LED光斑中心的三维坐标拟合直线，从直线上得到笔尖的三维坐标。实验结果表明，该方法实现了对物体的接触式测量，具有结构简单、成本低的优点，并且具有较高的精度。
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重构核粒子法在结构动力响应分析中的应用研究
张建平;龚曙光;黄云清;陈仁科;聂松辉;
2008, 19(8):  0-885,. 
摘要 ( )   PDF (4496KB) ( )  
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根据无网格法和结构动力学的基本理论，
推导了基于重构核粒子法的梁和板的动力方程，编程计算了不同边界条件、复杂载荷类型以及存在阻尼的梁和板的位移响应，讨论了罚因子和时间步长对计算精度及效率的影响，并和有限元分析结果进行了比较，结果表明该方法收敛性好、精度高，为结构动力响应分析提供了一种新的数值计算方法。
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基于漏磁检测数据的缺陷三维重构技术
宋小春;;赵大兴;;钟毓宁;;
2008, 19(8):  0-1007. 
摘要 ( )   PDF (3347KB) ( )  
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针对漏磁检测数据可视化研究中存在的技术难点，提出了一套有效的缺陷三维重构方法。首先基于三维有限元神经网络建立漏磁迭代反演模型，构建出与传感器多通道检测数据相对应的缺陷二维断层轮廓序列；然后根据铁磁构件表面腐蚀缺陷断层轮廓的形状特征建立匹配点对，采用线性插值方法实现缺陷相邻断层轮廓间的插值，以克服因传感器数量少对缺陷外形重构精度的影响；最后运用三角形面片将相邻的轮廓线两两连接起来，重构出断层轮廓序列所代表的缺陷三维表面模型。
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维修系统动力学行为的密度演化分析
尹晓虎;钱彦岭;杨拥民;温熙森;;
2008, 19(8):  0-885,. 
摘要 ( )   PDF (3435KB) ( )  
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研究了多阶段任务下包含多种维修策略的复杂维修系统的动力学行为问题，通过分析系统的状态转移，基于补充变量方法和密度演化思想，建立了以状态概率密度表示的系统动态行为的偏微积分方程，给出了以装备可用度和维修活动发生频度为指标的维修系统效能的计算表达式，探讨了与此相关的装备小修次数优化过程。由于密度演化方法兼顾了装备维修系统的微观和宏观两个层次，可用于描述和分析维修系统的运作过程，分析得到的状态概率密度信息能解释系统的运作规律，从而可用之于实现维修系统的优化和控制。
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一种接触式大量程表面形貌测量仪
郧建平;杨旭东;谢铁邦;张玲玲;
2008, 19(8):  0-1007. 
摘要 ( )   PDF (4715KB) ( )  
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为了解工件加工表面的性能和监控表面形貌的形成工艺过程，需要对表面形貌进行精密的测量。用带有白光光源的Linnik干涉显微镜、一个杠杆机构、共基面x-y工作台和垂直扫描工作台共同组成一种接触式大量程表面形貌测量系统，该系统具有测量精度高、测量接触力小的特点，可对常用工件表面进行接触式大量程的测量。测量系统的垂直测量范围为5mm,分辨率小于1nm；x向和y向的水平测量范围为±25mm，分辨率为1.25μm。
制造系统
产品模块化程度评价方法研究
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刘夫云;祁国宁;
2008, 19(8):  0-885,. 
摘要 ( )   PDF (5038KB) ( )  
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将复杂网络应用于大批量定制的产品模块化评价领域。提出了分层的产品模块划分方法、产品尺寸编码方法，以及模块化产品尺寸约束关系网络的构建方法，建立了基于产品主结构和主模型的产品尺寸约束关系网络。提出了产品模块化系数计算方法以及基于产品模块化系数的模块化程度评价方法。以减速器产品为例，对所提出的这些方法进行了验证。
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一种基于免疫的敏捷虚拟企业伙伴选择算法
苏兆品;蒋建国;夏娜;张国富;
2008, 19(8):  0-1007. 
摘要 ( )   PDF (3854KB) ( )  
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通过引入多目标约束条件， 优化了虚拟企业伙伴选择问题的数学模型，在此基础上提出了一种基于免疫的敏捷虚拟企业伙伴选择算法，设计了自适应提取疫苗的策略和二维二进制编码方式，给出了一个典型算例，以说明该算法的有效性和实用性。
含作业到达时间的单机调度问题的改进算法
李凯;;马华伟;;杨善林;;
2008, 19(8):  0-885,. 
摘要 ( )   PDF (3026KB) ( )  
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研究了以作业完成时间之和最小化为目标函数的单机调度问题，该问题中各作业到达时间可能不同。在对传统启发式算法进行分析的基础上，提出一种改进算法，并给出了算例及其计算结果。大量的随机数据实验的结果表明，该改进算法的性能比传统启发式算法的性能更优。
虚拟企业协同项目进度控制
李英杰;陈庆新;陈新度;陈新;
2008, 19(8):  0-1007. 
摘要 ( )   PDF (4199KB) ( )  
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研究了虚拟企业环境下协同制造项目进度控制的问题。通过分析在虚拟企业环境下项目进度控制的不确定因素，建立了两类不确定性工期-费用离散概率数学模型，提出了赶工估测的计算方法，在此基础上，确定了以赶工方案的工期-费用可协商性为综合性能指标的再协商机制，并结合示例解释其计算过程。最后针对模具生产的特点，对协同制造的模具项目进度进行仿真监控，说明了这一方法的有效性和可靠性。
信息技术
基于知识驱动的产品设计过程建模及应用研究
邹纯稳;张树有;来建良;
2008, 19(8):  0-885,. 
摘要 ( )   PDF (5402KB) ( )  
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定义知识单元的基因编码，引入产品功能结构相关矩阵、知识结构相关矩阵，根据相关矩阵建立产品设计多目标过程模型。通过对产品功能、结构和产品设计知识基因编码进行操作，实现了基于知识驱动的产品结构设计过程建模。所提出的方法在32腔热流道产品设计中得到了应用验证。
三角网格大面积孔洞光顺修补算法的研究
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韦争亮;钟约先;袁朝龙;李仁举;
2008, 19(8):  0-1007. 
摘要 ( )   PDF (7071KB) ( )  
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针对曲率变化复杂区域的大面积孔洞缺陷，提出一种基于曲面拟合的光顺孔洞修补算法。首先提取孔洞基本特征信息，基于孔洞边界直接填充修补；接着通过网格细分与优化，获得孔洞内部采样点；最后通过加权分点曲面拟合，调整采样点的空间位置。应用实例表明，该算法获得的修补网格质量高，能较好地逼近原始缺失曲面，且与周围原始网格光顺连接。
科学基金
多变化热源下的滚珠丝杠热动态特性
夏军勇;吴波;胡友民;史铁林;;
2008, 19(8):  0-885,. 
摘要 ( )   PDF (3745KB) ( )  
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以传热学理论为基础，研究了滚珠丝杠受周期
变化的端热源影响而产生的温度响应及其变化特性。探讨了热源信号作用下滚珠丝杠的温度响应，并用叠加法求解了多变化热源作用下滚珠丝杠的温度场函数。通过有限元仿真，验证了理论结果的正确性，得出了滚珠丝杠在行程内热误差动态变化的曲面图。
桁架式可展开天线的关节运动可靠度分析
侯国勇;关富玲;赵孟良;
2008, 19(8):  0-1007. 
摘要 ( )   PDF (4867KB) ( )  
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将桁架式可展开天线的运动关节简化为单节摇杆，并对摇杆执行功能的过程进行分解，分析指出了其运动功能可靠度中包含矩的功能函数和功的功能函数这两个并联的功能函数。利用随机函数的矩法和可靠度分析中的一次二阶矩法，为天线展开过程中的各个分解步骤构建了按矩的功能函数和按功的功能函数对应的可靠度计算表达式。通过一个算例计算了天线展开机构关节运动的功能可靠度。
磁射流抛光的射流稳定性分析
张学成;戴一帆;李圣怡;彭小强;
2008, 19(8):  0-888,. 
摘要 ( )   PDF (4678KB) ( )  
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磁射流抛光利用喷嘴出口附近的外加局部轴向磁场稳定磁流变液射流，产生稳定、汇聚的射流束进行远距离确定性精密抛光。为了优化该碰射流抛光工艺，研究了磁流变液射流在外加轴向磁场作用下的稳定性。首先推导了磁流变液射流的运动学模型，分析磁流变效应对射流运动学特征的影响；然后应用有限元方法，基于Maxwell方程和磁流变液射流运动方程，用数值计算的方法模拟了磁流变效应对磁流变液射流的稳定作用；其次通过实验观察了外磁场对磁流变液射流结构的稳定作用；最后结合连续媒质电动力学知识分析了轴向磁场对磁射流的稳定作用。实验结果与理论分析具有较好的一致性：磁流变液在局部轴向磁场作用下形成的纵向链状纤维结构导致其表观黏度迅速增大，能抑制初始动力扰动对射流结构的破坏，从而可以产生长距离稳定、汇聚的射流束。磁射流对距离不敏感的特性在确定性精密抛光高陡度的凹形光学零件和内腔等复杂形面中具有潜在的独特优势。
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针对钢卷局部突起缺陷治理的辊型优化技术研究
于斌;岳晓丽;佘广夫;杨秀亮;连家创;刘宏民;
2008, 19(8):  0-1007. 
摘要 ( )   PDF (4277KB) ( )  
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为解决由冷轧来料带钢断面形状不良而引起的钢卷局部突起缺陷，提出了以合理控制带钢断面形状和比例凸度为目标的热轧工作辊辊型优化方法，利用合理的辊型曲线来补偿磨损辊型等因素对带钢断面形状的不良影响。基于实际生产状况与轧制板形理论的研究建立了优化设计数学模型，设计了辊型曲线并进行了优化计算分析。生产试验表明，优化辊型明显改善了冷轧来料带钢断面形状，钢卷局部突起缺陷治理效果显著，给企业创造了巨大的经济效益。
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结构随机振动疲劳寿命估算的样本法
王明珠;姚卫星;孙伟;
2008, 19(8):  0-888,. 
摘要 ( )   PDF (3356KB) ( )  
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提出了一种结构随机振动疲劳寿命估算的样本法，通过该样本法能够处理在频域内用谱密度描述的宽带随机振动载荷的情况。利用该样本法，首先将频域内的随机振动载荷信号通过抽样使其转换为时域信号；然后用有限元法计算结构危险点的应力谱，再采用变程法过滤掉小载荷而获得危险点的应力谱；最后用传统的疲劳寿命估算方法进行寿命估算，获得危险点疲劳寿命的均值和方差。算例结果表明，采用样本法获得的预测结果与试验值吻合得很好。
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基于能量优化的产品曲面人机设计
刘肖健;孙守迁;
2008, 19(8):  0-1007. 
摘要 ( )   PDF (3878KB) ( )  
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基于对产品人机接触面形态的概率和接触力学等特性的分析，提出了基于人体形态与产品曲面形态的相似性和人机接触压力的能量优化曲面形态设计方法。考虑载荷大小、接触压力分布状态、曲面材料特性设置、曲面光顺性等,拟订了人机曲面形态设计的能量函数与求解方法，并建立了基于能量优化的产品曲面人机设计过程模型，结合理论建模、实验数据分析和编程实践，建立了从实验数据到产品人机接触面形态的映射机制，以座椅曲面设计为实例实现了基于接触压力实验数据的能量优化设计方法，并对设计结果做了比较分析。
平面磨削温度及其对表面质量影响的实验研究
周志雄;毛聪;周德旺;任莹晖;
2008, 19(8):  0-888,. 
摘要 ( )   PDF (5327KB) ( )  
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采用热电偶和三向测力仪分别测量了不同磨削条件下接触区的温度和力，并使用电子扫描显微镜和表面轮廓仪对已磨表面形貌和粗糙度进行了观测。实验表明，磨削参数对磨削温度有很大影响，同时磨削温度和实际接触长度相互影响。从切屑的形成机理和变形状态的角度出发，分析了顺磨时磨削温度高于逆磨时磨削温度的原因。讨论了磨削温度同已磨表面形貌及粗糙度之间的关系，结果发现，当磨削温度不足以使已磨表面出现明显烧伤时，磨削温度对表面粗糙度值的影响不大。
激励频率突变转子系统的动力学研究
王宗勇;龚斌;闻邦椿;;
2008, 19(8):  0-1007. 
摘要 ( )   PDF (5336KB) ( )  
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根据转子动力学理论，建立了具有突变激励频率特性的Jeffcott转子力学模型及动力学方程。通过解析方法得到了激励频率突变后的转子系统振动解析表达式，并分析了激励频率突变前后稳态振幅之间的关系及激励频率突变对轴心最大位移的影响，定义了激励频率突变后的暂态过程时间,确定了碰摩参数区域。结论表明，激励频率突增的刚性转子系统及激励频率突减的柔性转子系统均会导致转子系统振动幅度增大，暂态过程时间与系统阻尼、刚度突变时的轴心位置及系统工作频率有关，碰摩参数区域随着激励频率突增幅度及质量偏心距的增大而增大。
车辆工程
簧上质量对油气弹簧阀系设计参数的影响
周长城;;焦学健;
2008, 19(8):  0-888,. 
摘要 ( )   PDF (3847KB) ( )  
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利用开阀压力和流量以及阀片变形之间的关系，分别建立了油气弹簧节流缝隙和单片节流阀片厚度与单轮簧上质量之间的关系式。在此基础上，对单轮簧上质量对阀系设计参数的影响因素进行了分析，求取了单轮簧上质量影响系数。通过实例，分别利用解析设计法与质量影响系数推算设计方法，对油气弹簧阀系参数进行了设计，对参数设计结果进行了比较和校核，并对设计的油气弹簧进行了特性试验。设计和试验结果表明，单轮簧上质量对油气弹簧阀系设计参数有影响，阀系参数的质量影响系数推算设计方法是可靠的。
材料工程
16MN快锻液压机控制系统研究
陈柏金;黄树槐;靳龙;高俊峰;
2008, 19(8):  0-1007. 
摘要 ( )   PDF (3450KB) ( )  
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针对16MN快锻液压机组的特点，提出由计算机和PLC组成现场控制网络的锻造液压机组计算机控制系统体系结构。采用硬件软件化思想，由软件实现系统的各种控制、调节及监测功能。采用预测多模式模糊控制技术对快锻液压机大惯量运动部件进行平稳、无冲击振动和准确的位置控制。经过多台16MN快锻液压机的使用表明：该方法使控制系统的复杂程度大大降低，可靠性显著增强，压机锻造次数和精度也得到有效提高。
镁合金磁控溅射镀铝耐蚀防护层研究
王振林;杨惠;杨栋华;;
2008, 19(8):  0-1007. 
摘要 ( )   PDF (5628KB) ( )  
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在AZ31镁合金表面进行了磁控溅射铝防护层的镀覆，并研究了镀层的成分分布、形貌、显微力学性能、防腐蚀性能及工艺条件对镀层的影响。结果表明:直径为1~2μm的细小晶粒均匀在镁合金基体表面沉积形成致密铝镀层，镀层和基体之间存在混融的过渡层；镀层表面粗糙度在2μm以下并与基体结合良好，其硬度、弹性模量等高于镁合金基体并具有一定韧性和弹塑性能；适当降低氩气压力，提高溅射电流，可改善镀层质量。镀层提高了镁合金基体的自腐蚀电位并降低了腐蚀电流，从而抑制了腐蚀倾向，但自腐蚀电位低于热喷涂铝电位且腐蚀电流高于微弧氧化处理电流。
车辆工程
恒速下坡汽车联合制动系统制动力的模糊分配
赵迎生;何仁;王永涛;
2008, 19(8):  0-1007. 
摘要 ( )   PDF (3737KB) ( )  
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提出了汽车联合制动系统的概念，建立了汽车下坡的动力学模型和主制动器与电涡流缓速器的热力学模型。在此基础上，设计了汽车联合制动系统制动力的模糊分配器，根据电涡流缓速器转子盘和主制动器的温度，将制动力在缓速器和主制动器之间进行动态分配。实际车辆在不同初始工况的模拟计算结果表明，联合制动系统比缓速器或主制动器单独作用时，能有效减轻缓速器转子盘和主制动器的温度负荷，证明了设计的模糊分配器能达到“控制制动装置温度上升，以保证制动效能”的目的。
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