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2008年 第19卷 第2期    刊出日期：2008-01-25
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机械基础工程
微小型电火花加工装置连续自动送丝的研究
唐勇军, 王振龙, 郭钟宁
2008, 19(2):  127-129. 
摘要 ( )   PDF (3890KB) ( )  
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针对电极夹持、更换困难，辅助加工时间长等问题，提出了在微小型电火花加工装置中实现连续自动送丝的方案，采用该方案不仅可提高加工效率，同时可以消除电极重新定位所带来的误差。系统地分析了超声马达定子的驱动原理，推导出了马达的振动方程。进行了电极驱动性能的测试和实验加工，验证了连续自动送丝方案的可行性。
用无网格法进行大变形柔性机构拓扑优化设
杜义贤, 陈立平, 罗震
2008, 19(2):  130-136. 
摘要 ( )   PDF (5896KB) ( )  
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基于连续体结构的拓扑优化理论，将无网格伽辽金数值方法引入分布式大变形柔性机构拓扑优化设计，并解决了优化中的几何非线性问题。在优化问题中，基于各向同性固体材料惩罚模型（solidisotropic material with penalization,SIMP)和折衷规划法，同时考虑结构的柔性和刚度要求，建立了柔性机构拓扑优化的多准则优化模型，并利用优化准则法求解。采用无网格伽辽金法将求解域离散成节点，避免了有限元方法在处理大变形问题时由于使用网格而产生网格畸变等问题。求解经典算例，与基于线性理论的优化结果相比较分析，说明了该方法的正确性和有效性。
π展角区域内压作用涡旋齿齿根疲劳强度简化计算
强建国, 马晓, 刘振全
2008, 19(2):  137-141. 
摘要 ( )   PDF (3871KB) ( )  
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确定了涡旋齿齿根疲劳强度计算准则，对π展角区域内压作用下的涡旋齿齿根进行有限元模拟并拟合得到齿根等效应力的简化计算公式。考虑涡旋齿齿根综合应力集中，计算了涡旋齿齿根弯曲疲劳强度计算安全系数和最小计算安全系数，分析了涡旋齿齿根疲劳强度。计算实例表明了齿根应力的简化计算结果与有限元模拟结果吻合较好。研究结果表明，要提高涡旋齿齿根疲劳强度，需要合理匹配涡旋齿的基本参数和涡旋齿的材料，涡旋齿的有效圈数也不能过多。
基于支持向量回归机的交流异步电力测功机软测量模型
张桂香, 陈鸿蔚
2008, 19(2):  142-145. 
摘要 ( )   PDF (3457KB) ( )  
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为解决目前测试方法复杂且成本高的问题，分析了影响测功机转速和转矩测量的主要因素，并利用支持向量回归机（SVR）能够从全局意义上逼近任意非线性关系的特点，构建了交流异步电力测功机的软测量模型。实验证明，该测试方法具有可行性，为发动机等传动设备的输入输出机械功率的测试提供了一种新的方法。
周期结构和均匀结构隔振器滤波特性的对比研究
郑玲, 李以农, Amr Baz
2008, 19(2):  146-149. 
摘要 ( )   PDF (4335KB) ( )  
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采用谱有限元和传递矩阵法推导了波在均匀结构和周期结构隔振器中的传播模型，对比了均匀结构（铝）和周期结构（铝/橡胶）隔振器的滤波特性，讨论了几何尺寸和材料特性对周期结构隔振器滤波特性的影响。研究结果表明：改变周期结构单元的几何尺寸和材料特性，能将带隙频率范围扩大并延伸至低频。通过实验证实了理论模型预测的正确性。
气动位置伺服系统的T-S型模糊控制研究
柏艳红, 李小宁
2008, 19(2):  150-154. 
摘要 ( )   PDF (4257KB) ( )  
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针对气动位置伺服系统特性随工作点位置和负载变化而变化的特点，提出采用基于Takagi-Sugeno模型(T-S模型)的模糊控制。以比例流量阀控摆动气缸位置伺服系统为例，研究了建立气动位置伺服系统的T-S型模糊控制器的一些关键技术，包括前提变量的确定、子系统的划分、模糊子集隶属函数的确定以及局部控制器的设计等。试验结果表明，采用所建T-S型模糊控制器，在较大范围内的任意负载下，执行元件行程范围内的任意位置，系统都具有良好的响应特性
主动构件等效机电耦合动力学模型及其特性研究
王光庆
2008, 19(2):  154-159. 
摘要 ( )   PDF (4868KB) ( )  
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介绍了一种采用压电元件作为致动器和传感器的集成式智能主动构件。提出了一种将复合静态刚度和无网格相结合的方法，基于力学等效思想，利用虚功原理和Galerkin方法建立了主动构件的等效机电耦合动力学模型，并对该模型进行了数值仿真，验证了该模型的正确性；另外，对该构件的致动特性和传感特性进行了仿真分析与实验研究，结果表明：该压电智能主动构件具有输出位移大、驱动电压低、稳定性高以及传感特性良好等优点，适用于空间大型柔性结构的振动主动控制。
水压柱塞泵噪声特性的试验研究
贺小峰, 曾伟, 王学兵, 刘美霞, 朱玉泉
2008, 19(2):  160-162. 
摘要 ( )   PDF (3441KB) ( )  
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基于阀配流式轴向水压柱塞泵的结构原理，分析了其噪声产生的主要原因，并对不同的配流阀结构型式、主轴动平衡前后、不同转速以及不同排量水压泵的噪声特性进行了对比试验研究。试验结果表明:采用平板型配流阀的水压泵噪声低于蕈阀结构的噪声；主轴动平衡后水压泵的噪声有明显降低；增大排量、降低转速可以降低泵的噪声；配流阀通径对泵的噪声影响较大。研究结果为水压泵的降噪提供了试验依据。
基于改进蚁群算法的Stewart平台奇异性分析
杨鹏, 梁利华, 李国斌
2008, 19(2):  163-166. 
摘要 ( )   PDF (3063KB) ( )  
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针对Stewart平台的奇异性分析，以雅可比矩阵行列式为目标函数，将奇异性分析问题转化为在并联机构可达工作空间内的连续优化问题。通过对基本蚁群算法中的全局搜索、局部搜索以及信息素更新规则等环节进行有效的调整，构成了更加适用于连续优化问题求解的改进蚁群算法。采用该算法进行了Stewart平台的奇异性分析，结果证实了改进蚁群算法具有较好的全局优化能力和较快的收敛速度，从而为解决并联机构奇异性分析这一类问题提供了有价值的参考。
基于因子分析的汽车组合开关力特性评价方法研究  
贾艳辉, 吴博达,
2008, 19(2):  167-169. 
摘要 ( )   PDF (2314KB) ( )  
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为克服主观评价的模糊性，确保组合开关力特性评价结果客观、科学、合理,在统计分析的基础上提出一种新的评价方法。确立了汽车转向组合开关力特性的6项评价指标;通过因子分析对转向组合开关的指标体系进行归类和分层，并根据主因子对总目标的贡献率及因子得分系数确定了各级指标的权重值。
高速立铣P20淬硬钢的切屑形态和切削力的试验研究
庞俊忠, 王敏杰, 钱敏, 张军
2008, 19(2):  170-173. 
摘要 ( )   PDF (6873KB) ( )  
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使用直径为12mm的TiAlN涂层整体圆柱立铣刀，以151～942m/min的切削速度，对硬度为HRC41的P20淬硬钢进行了高速铣削试验，考察了各种切削速度下的切屑形态和切削力。切削速度为151～650m/min时，形成带状切屑；切削速度为754～942m/min时，形成锯齿形切屑。切削力随切削速度的增大而增大，当切削速度增大到某一临界值，切削力达到最大，此后，随切削速度的继续增大，切削力减小。基于高速切削变形理论，分析了切削速度对切削力的影响规律。
机械科学
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汪世益;;黄筱调;顾伯勤;钱森力
2008, 19(2):  174-178. 
摘要 ( )   PDF (3838KB) ( )  
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应用多体运动学理论建立数控立车的几何误差模型，对数控立车车削加工回转支承滚道进行了误差分析。切削试验与误差分析表明，数控立车中的4项非线性几何误差严重影响回转支承滚道的开口和接触角，严格控制机床的4项非线性几何误差是提高回转支承滚道加工精度的基本保证。对现役数控立车来说，根据误差反向补偿原理，采用数控软件误差补偿技术是提高回转支承滚道加工精度的有效措施之一，实践证明其技术可行、效果明显。
制造系统
制造工程中的自演进系统
张伯鹏;郁鼎文
2008, 19(2):  178-182. 
摘要 ( )   PDF (3659KB) ( )  
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阐述了基于内部信息差的自演进系统的特点和利用自演进技术改善制造装备和工艺技术的可能性。论述了两种具有固有自组织机制的自演进系统，包括车间设备状态模型自演进系统和平面加工自演进系统。阐述了一种具有嵌入自组织机制的自演进系统，即龙门铣床横梁重力变位补偿自演进系统。指出遗传算法是实现嵌入自组织机制的有效算法，必要时也可以采用穷举或实时试探算法实现嵌入自组织机制。
作业车间多工艺路线批量作业计划优化  
孙志峻;安进;黄卫清;
2008, 19(2):  183-187. 
摘要 ( )   PDF (3707KB) ( )  
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提出一种基于遗传算法的作业计划算法，用于解决作业车间的中小批量多工艺加工作业计划的优化问题。在作业计划算法中，提出了一种将工件的子批数量和加工工序包容在一起的染色体编码方法，使得子批数量的确定和子批加工顺序的安排能够被同时优化。以生产周期为目标优化作业计划，将遗传算法和分派规则相结合，通过交叉、变异等遗传操作，得到目标的最优或次优解。最后对算法进行了仿真研究，并给出了算法运行结果，仿真结果表明该算法是可行的。
服务型制造
面向服务定制的应用服务提供商的服务成本评估研究
刘强, 陈新度, 陈新
2008, 19(2):  188-193. 
摘要 ( )   PDF (5169KB) ( )  
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描述了面向服务定制的应用服务提供商系统的运营特点和成本形成特征，结合软件工程知识，设计了应用服务提供商系统总成本的构成要素表。分析了应用服务提供商服务作为抽象产品的重要特征，运用作业成本分析法的思想和原理，以应用服务提供商系统总成本的构成要素为成本库，界定了应用服务提供商服务的直接成本和间接成本，定义了作业动因、资源动因和成本动因等要素，设计出基于作业成本分析法的应用服务提供商服务成本评估模型，并结合实例进行了模型的使用说明。
智能制造
任意复杂曲面的展平算法及其在五金零件毛坯展开中的应用
许江平, 柳玉起, 杜亭, 章志兵
2008, 19(2):  193-195. 
摘要 ( )   PDF (3243KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
提出一种新的任意复杂曲面的展平算法，将其应用于有限元逆算法的初始位移场猜测，从而获得了良好的位移初始解。该算法具有计算快速、求解准确、易于实现、通用性好的特点。详细介绍了曲面展平算法的基本步骤，通过工程实例验证了算法的正确性和精确性。该算法不仅可以应用于冲压成形行业， 还能广泛地应用于飞机、汽车、服装设计、玩具设计、制鞋等领域。
机械基础工程
无针注射器数值模拟和工作特性分析
陈波, 汪洪丹, 吴健康, 史铁林
2008, 19(2):  196-199. 
摘要 ( )   PDF (4250KB) ( )  
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采用CFD Fluent软件对无针注射器的工作全过程进行数值模拟，得到了注射管内药液驱动压强和药液射流速度的变化规律。模拟了药液射流在空气中的演化过程，以及射流穿透皮肤，在皮肤层和皮下组织层扩散的全过程。数值结果与实验定性结果一致。
信息技术
航空发动机装配数字化关键技术研究
孙茉莉;常智勇;莫蓉
2008, 19(2):  200-203. 
摘要 ( )   PDF (3649KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
为了解决航空发动机装配中出现的错装、漏装和装配选择繁琐低效等问题，提出了一套面向装配过程的可视化管理方案，通过在装配工位模拟仿真三维可视化装配场景代替过去必须口传身授的工艺发放形式，避免了错装。利用装配可视化的规程向导，从工作方式上有效避免了原装配过程中出现的漏装。利用遗传算法实现了计算机辅助选择装配，能够更快更合理地帮助装配人员在多组待装配产品中找到最优的装配方案。
一种高速数控加工自适应进给速度生成算法
陈晓兵;;廖文和;孙全平
2008, 19(2):  204-207. 
摘要 ( )   PDF (3228KB) ( )  
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以机床运动特性为约束，确定刀轨不同法曲率处的最大进给速度；以实际切削速度的变化比率为调节系数，将刀轨法曲率半径划分为不同的区域；通过设定初始曲率半径划分步长，将整个曲率半径范围分割成若干个子区域，并在子区域内对曲率半径进行划分；通过自适应进给速度生成算法，实现了进给速度随曲率半径区域的变化而自适应变化,并对相邻刀轨区域的进给速度进行了过渡处理。
车-车拉数控机床拖板有限元分析及优化设计
丛明;房波;周资亮
2008, 19(2):  208-213. 
摘要 ( )   PDF (7222KB) ( )  
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针对TTB300-1500车-车拉数控机床拖板的结构特点，运用有限元优化设计方法，建立了机床拖板的有限元计算模型，进行了模态分析，给出了机床拖板的前4阶固有频率和相应振型，并对机床拖板的几何参数进行动态特性的灵敏度分析。在此基础上，确定了机床拖板主要设计参数的变化对低阶固有频率的影响规律，指出了机床拖板的薄弱环节。通过修改设计参数对机床拖板进行结构优化，提高了机床拖板的动态性能，为机床支承部件的优化设计提供了可借鉴的方法。
机械基础工程
一种新型并联机器人机构的运动分析及完全各向同性设计
张彦斌, 吴鑫, 刘宏昭, 张明洪
2008, 19(2):  213-216. 
摘要 ( )   PDF (3069KB) ( )  
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提出了一种新型二移动一转动的三自由度空间并联机器人机构，分析了其位置和速度的正逆解析解，讨论了机构的奇异性。由于该机构的雅可比矩阵为3×3阶对角阵，因此该机构为无耦合并联机构。根据机构雅克比矩阵条件数恒等于1的条件，对机构的各向同性进行设计，得到了具有完全各向同性特性的机构结构尺寸条件。
科学基金
平面运动链同构识别的距离和序列法
聂松辉;;刘宏昭;邱爱红
2008, 19(2):  217-221. 
摘要 ( )   PDF (3937KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
对平面机构运动链结构组成进行探讨后，研究了运动链中的结构不变量,并基于缩杆邻接矩阵提出了4个新的运动链结构恒量序列，这些恒量序列将杆的级别、运动副数目以及各杆的连接关系考虑在内。以此为基础，提出了对运动链进行同构识别的距离和序列法。该方法实质上是对运动链进行分类同构识别，因此具有操作简单、可靠性好、识别效率高等特点，已成功应用于12杆以下机构运动链型综合时的同构识别
智能制造
基于均匀设计和NN-GA的CAD模型多目标直接优化方法
隋天中, 林文强, 郑晓昕, 闻邦椿
2008, 19(2):  222-225. 
摘要 ( )   PDF (3748KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
提出了一种基于试验数据的多目标直接优化方法，该方法采用均匀设计原理安排试验方案，利用三维CAD模型的参数化驱动特点，完成虚拟试验过程和数据获取，以试验数据为训练样本，建立了CAD模型参数与目标之间的非线性映射关系的神经网络模型，运用Pareto遗传进化算法和小生境技术对CAD模型进行多目标参数优化，可在指定区域内找出CAD模型的Pareto最优解集。
科学基金
概念设计中的三维公差与结构同步设计研究
任怀伟;黄克正;孙晓燕;张勇
2008, 19(2):  226-230. 
摘要 ( )  
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为支持产品概念设计的多结构方案优选和成本优化，提出了在概念设计阶段进行公差设计的思想。给出了指导概念结构设计的生长型设计过程模型，应用旋量对功能表面间的几何约束进行分析；在公差表示模型的基础上，自动选择基准框架，生成三维公差链并进行设计计算；开发了相应的软件系统支持设计过程。应用实例表明，公差与结构同步设计能有效地减少设计方案的反复修改，提高了设计的效率和质量，对CAD/CAM集成具有重要意义。
先进材料加工工程
连续热镀锌线板形控制技术研究
常铁柱, 张清东, 姜正连, 吴彬
2008, 19(2):  231-235. 
摘要 ( )   PDF (4567KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
通过对平整变接触支持辊轧制策略的有限元仿真分析和上机试验，以及拉矫工艺参数的神经网络在线设定及卷取过程钢卷内部应力场的逐层迭代计算分析,形成了一套热镀锌机组板形控制技术和工艺对策，经现场实际应用，取得了良好的板形控制效果，使机组产品的板形质量和成材率明显提高。
科学基金
复杂形状碳化硅陶瓷构件制备新工艺研究
崔志中;;李涤尘;李济顺;
2008, 19(2):  236-238. 
摘要 ( )   PDF (6393KB) ( )  
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用光固化快速成形技术制作复杂构件的负模，以酚醛树脂和淀粉的混合物填充负模，固化后在800℃高温下热解制成构件的碳支架，碳支架在真空炉中渗硅生成含有SiC/C/Si的陶瓷复合材料构件。统计分析了构件的收缩变形；用SEM及光学显微镜分析了制件的微观结构；研究了渗硅温度对材料抗弯强度的影响。结果表明：制件在各个方向的尺寸收缩率一致，大约为17％；碳支架含有由微孔和孔道组成的孔系，显气孔率越高，越利于渗硅反应；制件的抗弯强度随渗硅温度的升高而降低。应用该工艺制作了叶轮和叶片样件，所获制件形状和表面质量良好。
机械基础工程
一种新型三维平动并联机构及其位置分析
曾达幸, 黄真, 侯雨雷
2008, 19(2):  239-241. 
摘要 ( )   PDF (3093KB) ( )  
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对一种新型的三平动自由度并联机构3-PRUR进行了研究。首先，使用螺旋理论确定了该机构的自由度和可能的运动;然后，根据机构的特点求得该机构的位置反解;接着使用Bezout消元法求得该机构的位置正解;最后，提供了一个数值实例，该实例证明了位置正反解的正确性。
基于特征翘曲度优化的注塑模浇口位置设计
李吉泉, 李德群, 郭志英
2008, 19(2):  242-245. 
摘要 ( )   PDF (2994KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
针对生产中对塑件翘曲变形的要求，提出以描述指定特征翘曲程度的特征翘曲度来评价塑件的翘曲变形。通过优化特征翘曲度，将数值模拟和优化技术相结合，提出一种注塑模具浇口位置设计方法。实例证明了该方法可有效指导浇口位置的设计。
不锈钢焊条工艺稳定性分析与评价
王勇, 王宝
2008, 19(2):  245-248. 
摘要 ( )   PDF (3304KB) ( )  
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焊条渣壁过渡形态的倾向大小是衡量不锈钢焊条工艺稳定性的主要标志。利用汉诺威弧焊分析仪对不锈钢焊条的焊接电参数进行测试分析，提取短路电压概率密度和、平均电弧电压、平均焊接电流和短路频率等与不锈钢焊条渣壁过渡倾向大小有关的4个特征信息，然后采用主成分分析法确定不锈钢焊条工艺稳定性评价指数。研究结果为定量判断不锈钢焊条熔滴过渡形态和科学评价不锈钢焊条工艺稳定性提供了新方法。
材料工程
玻璃纤维/铝合金层板基本成形性试验研究
廖建;曹增强;代瑛;马宏毅;
2008, 19(2):  248-251. 
摘要 ( )   PDF (3773KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
研究了GLARE(glass fiber reinforced aluminium laminates)层板的基本成形性，通过拉伸试验测得了4种层板的性能参数，将这些性能参数进行对比分析，拟合出GLARE纤维不同方向的机械性能函数，据此函数获得了纤维不同方向的GLARE层板性能；通过弯曲试验得到4种层板的最小弯曲半径和回弹角，并研究了温度对最小弯曲半径和回弹角的影响；分析了GLARE的疲劳性能。
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