中国机械工程

杨一博;尹文生;朱煜;王春洪;

2008, 19(23): 0-2776.

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建立了气浮支撑粗精动超精密运动平台系统理论模型。在分析了系统中存在的位置耦合与力耦合的特性以及系统模型随平台质量比的变化产生的模型特性变化的基础上，用矩阵分式形式描述了系统的传递函数矩阵并分析了系统的能控性与能观性。基于建立的模型设计了LQG多输入多输出运动控制器并进行了运动平台控制仿真，结果表明，通过抑制气浮粗精动平台中产生的耦合作用可提高系统动态性能。

三轴差动式管道机器人驱动单元弯管通过性研究

张学文;;邓宗全;贾亚洲;姜生元;江旭东;;

2008, 19(23): 0-2776.

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为了描述三轴差动式管道机器人驱动单元的弯管通过性，建立了驱动单元在弯管处的运动方程与平衡方程，分析了其在弯管处的差速特性与力学特性。理论分析表明，三轴差动式管道机器人驱动单元在弯管处自主差速，无寄生功率产生，驱动轮能够提供足够的拖动力，具有良好的机械自适应特性。建立的驱动单元运动方程与平衡方程为三轴差动式管道机器人的机械自适应理论奠定了基础。

圆光栅闭环反馈回转关节高精度补偿方法研究

杨新刚;黄玉美;刘鸿雁;刘秀臣;芮宏斌;

2008, 19(23): 0-2776.

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从提高位置精度出发，采用了基于圆光栅全闭环反馈的回转关节控制方案。在分析传统运动精度补偿方法的基础上，结合激光干涉仪回转轴校准系统对位置精度的检测结果，建立了一种综合考虑大周期误差及小周期误差的三次封闭样条与三角函数相叠加的回转运动误差补偿模型，从而使定点误差测量结果能够应用到整个行程区间的准确补偿。在兼顾精度和效率的基础上提出了相应的无累积误差的补偿算法以提高误差补偿精度并进行了实验，使补偿后的残留误差标准差减小了47.4%,表明该方法可有效提高回转关节位置精度。

载流摩擦过程中摩擦因数影响因素试验研究

林修洲;朱旻昊;陈光雄;周仲荣;

2008, 19(23): 0-2897.

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以碳/铜载流摩擦副为研究对象，在CETR UMT-2多功能摩擦磨损试验机上，采用环/块接触方式，对载流摩擦过程中摩擦因数的影响因素进行了试验研究。结果表明:在低速条件下，载流稳态摩擦因数随法向载荷和电流的增大而增大，高速时结果相反；无电流时稳态摩擦因数随转速升高而增大，载流时则随转速升高呈先增大后减小的趋势；载流时摩擦因数开始一般都比无电流时摩擦因数小，随后逐渐增大，并超过无电流时的摩擦因数，所需时间随转速和法向载荷的增大而缩短；低速载流摩擦因数变化的关键因素可能是摩擦过程中产生的摩擦热，高速载流摩擦因素的变化则可能与微电弧对材料的烧蚀机制密切相关。

小口径玻璃透镜热压成形模具的超精密微细磨削加工

尹韶辉;唐昆;朱勇建;陈逢军;

2008, 19(23): 0-2776.

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对小口径玻璃透镜热压成形模具的超精密平行磨削进行了试验研究，并对加工过程中的形状误差补偿技术进行了探讨。结合超精密平行磨削技术和形状误差补偿技术，选用经精密整形和修锐的微小砂轮，对直径和曲率半径均为10mm的小口径透镜模具样品进行了加工试验。试验获得的加工表面的表面粗糙度Ra=5.98nm、Rz=34.95nm，形状精度峰谷值为113nm、均方根值为23nm,其形状精度峰谷值及均方根值均较误差补偿之前有明显减小，加工过程中的残余形状误差得到了有效的修正和补偿，加工精度得到提高。

微小精密滴灌灌水器快速成形误差对流态特征的影响

刘洁;芦刚;魏青松;史玉升;

2008, 19(23): 0-2897.

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采取多种成形角度制造出试验用滴灌灌水器光固化快速成形原型件，通过流量-压力试验得出不同成形角度下灌水器的流量变化规律，并与塑料灌水器产品的流量进行对比得出水力误差。以新型涡流灌水器为例，研究结果显示不同成形角度下灌水器的流量系数变化较大，而流态指数没有明显的改变，定量结果表明该种灌水器在40°的成形角度下制造误差最小。

磁流变阻尼器冲击载荷下动态响应峰值建模与分析

张志勇;韩旭;钟志华;肖勇;

2008, 19(23): 0-2776.

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运用基于核函数变换的多元累加模型和偏最小二乘回归方法，建立了磁流变阻尼器在冲击载荷下的冲击力和冲击加速度的峰值关于冲击质量、冲击速度和输入电流三个影响因素的线性模型。模型的回归数据和预测数据与实验数据的比较结果证明，该动态模型不仅有较高的回归精度，而且有较好的稳健性。

港口散货全自动装卸设备研究与开发

包起帆;

2008, 19(23): 0-2897.

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介绍了上海国际港务（集团）股份有限公司研发并应用的全自动散货抓斗卸船机、全自动散货装船机和全自动斗轮堆取料机的关键技术与实现原理，包括远距离物料轮廓检测技术、适用于散货船舶与散货堆场的装卸设备自动控制技术、智能辅助决策、计算机网络等先进技术，以及这些技术与装备的集成应用和一体化控制的实现。该项技术的研究成功，使我国实现了港口散货的高效自动装卸及堆场作业，实现了港口散货作业的管理与控制一体化，为建设全自动散货码头奠定了基础。

发电设备预知性检修时刻优化研究

李建兰;黄树红;

2008, 19(23): 0-2776.

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在分析发电设备检修与故障关系的基础上，建立了一个发电设备预知性检修时刻优化模型。该模型从设备生命周期的角度出发，综合考虑了发电单位成本、销售电价、发电机组发电量、设备检修费用、机组停运损失、延长设备检修间隔而节省的检修成本等诸因素的影响，以发电机组运行效益为目标函数，通过比较不同检修时刻点设备运行带来的收益与导致的风险损失，取使发电机组运行效益最大的检修时刻为最佳检修时刻。水泵检修时刻的优化结果证明了该模型的有效性。

疲劳概率模型的综合评价方法

徐楠;王威强;王胜春;李艳;

2008, 19(23): 0-2897.

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提出了疲劳概率模型的综合评价方法，从已通过假设检验的各疲劳概率模型中选择最优疲劳数据描述概率模型。对42CrMo硬齿面齿轮轮齿弯曲疲劳试验寿命分布概率模型的综合预测能力进行了排序，得出三参数Weibull分布（3-PWD）和指数分布(ED)是最佳预测概率模型的结论。

水下运载器新型对接裙口的结构及运动学研究

王立权;唐德栋;吴健荣;张忠林;

2008, 19(23): 0-2776.

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为了解决失事水下运载器在海况恶劣且纵横倾角过大情况下进行水下对接极为困难的问题，提出了一种具有活动转裙的新型水下对接装置。研究了活动转裙转动关节的结构形式，阐明了转裙的密封原理，利用有限元方法对转裙耐压球壳强度及密封过程进行了分析，推导了对接过程中活动转裙的运动学方程，分析结果表明了该设计的可行性。利用该装置，救生运载器能够以抵御海流的最佳角度进行对接，从而为在大倾角、高海流、低能见度工况条件下的安全、准确、快速对接提供了保障。

基于改进混合蚁群算法的大批量定制协同制造链优化


唐卫宁;徐福缘;

2008, 19(23): 0-2897.

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针对大批量定制协同制造链优化配置问题，以质量、成本、时间、提前交货期和协同度为评价指标，以最小化评估指标综合值为目标，建立了大批量定制协同制造链的优化配置数学模型，构造了适合该模型特征的改进混合蚁群算法并阐述了其求解过程。范例计算及对比分析表明，该方法是有效的、可行的。研究结果为大批量定制协同制造链的优化配置提供了可参考的模型和求解算法。

汽车制造企业绿色制造运行模式及关键技术研究

王永靖;刘飞;王琦峰;尹家绪;;

2008, 19(23): 0-2776.

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建立了一种五层结构的基于汽车产品生命周期的汽车制造行业的绿色制造运行框架模型，包括绿色制造环境层、绿色制造系统支撑层、绿色制造汽车产品生命周期主线层、绿色制造过程目标层以及最终目标层，并对汽车产品生命周期中的绿色研发设计、清洁生产和生命周期终期处理系统等关键技术进行了研究。该绿色制造模式在长安汽车公司进行了初步应用，取得了良好的应用效果。

求解Job Shop问题的一种免疫模拟退火算法

张瑞;吴澄;

2008, 19(23): 0-2897.

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针对以最小化加权拖期和为优化目标的Job Shop调度问题,提出了一种基于瓶颈工件识别的免疫模拟退火算法。为描述各工件对最终调度性能影响的关键程度，定义了工件瓶颈特征量并提出基于人工调度经验的模糊推理系统以计算该特征量值。根据瓶颈工件需优先调度这一思路设计了一种有效利用工件瓶颈特征信息的免疫机制。在模拟退火过程中引入该免疫算法，并进行了大量数值计算实验。对不同规模问题的计算实例表明，该算法能够加快优化过程的收敛速度，取得较好的优化结果。

颗粒阻尼的回归分析研究

胡溧;;黄其柏;许智生;

2008, 19(23): 0-2776.

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利用回归设计的方法对颗粒阻尼进行二次回归正交组合试验，建立了其减振特性的非线性回归模型，并通过试验验证了该回归模型的正确性。分析得到颗粒阻尼减振特性与主要参数之间的关系，并利用非线性优化的方法对颗粒阻尼的参数进行了优化设计。

基于缩减基法的结构优化设计

李永红;侯淑娟;李光耀;

2008, 19(23): 0-2897.

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正问题的求解效率和计算稳定性在结构优化设计中是至关重要的。在正问题求解中采用了一种实时算法——缩减基法。从理论上介绍了缩减基法，并对缩减基法计算结果的误差进行估计；然后以蜂窝梁结构为例，得到修正设计参数后结构的缩减基法结果及该计算结果的误差限。与有限元结果相比较，缩减基法不仅计算速度快，而且计算精度也很高，采用微遗传算法进行优化时，每一次迭代时调用缩减基法计算结果，大大缩短了设计周期，提高了工作效率。

动态测试系统精度损失非均匀性分析方法的研究

刘芳芳;费业泰;蒋敏兰;

2008, 19(23): 0-2776.

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在全系统精度理论模型的基础上，对动态测试系统的精度损失规律进行了分析，并依据误差分解与溯源的结果，建立了系统非均匀性分析的定量模型，给出了各单元精度损失的不均匀性和不合理性，用以指导系统进行均匀设计，使得系统内的各组成部分能在大致相同的时间内同时失效或损坏，从而发挥生产资料的最大效率。

单晶硅纳米级磨削过程的理论研究

郭晓光;郭东明;康仁科;金洙吉;

2008, 19(23): 0-2897.

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对内部无缺陷的单晶硅纳米级磨削过程进行了分子动力学仿真，从磨削过程中瞬间原子位置、磨削力、原子间势能、损伤层深度等角度研究了纳米级磨削加工过程，解释了微观材料去除、表面形成和亚表面损伤机理。研究表明：磨削过程中，单晶硅亚表面损伤的主要形式是非晶结构形式,无明显的位错产生，硅原子间势能的变化是导致单晶硅亚表面损伤的重要原因；另外，发现磨粒原子与硅原子之间有黏附现象发生，这是由于纳米尺度磨粒的表面效应而产生的。提出了原子量级条件下单晶硅亚表面损伤层的概念，并定义其深度为沿磨削深度方向原子发生不规则排列的原子层的最大厚度。

基于Hirsch模型的复合材料弹性模量的改进算法

卢平;刘佐民;

2008, 19(23): 0-2776.

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基于颗粒增强型复合材料的特征，在Hirsch纤维状复合材料弹性模量预测模型的基础上，修正并提出了一种新的复合材料弹性模量计算表达式。为验证该算法的实用性，引用了文献试验数据进行预测计算。结果表明：对于由喷射共沉积法制备获得的6066/SiC复合材料，计算结果处在Voigt模型和Reuss模型的上下限之间，并与试验值相一致，从而验证了所提出计算模型的正确性。 

气动柔性五自由度手指的神经网络控制

徐生;;鲍官军;张立彬;杨庆华;

2008, 19(23): 0-2897.

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基于气动柔性弯曲关节和球关节，设计了仿人类大拇指的五自由度气动柔性手指，通过对手指运动的分析，建立了手指控制模型。根据BP神经网络算法对手指进行控制，通过位置控制网络层计算驱动气压，并作为下层网络的输入，驱动器控制网络层控制数字比例阀的输入电压来控制手指的驱动气压，实现对手指的控制。系统仿真和实验结果表明，该算法能很好地实现手指运动的精确控制。

蓝宝石衬底双面研磨的材料去除机理研究

张克华;;文东辉;鲁聪达;袁巨龙;;

2008, 19(23): 0-2776.

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对蓝宝石双面研磨加工进行了实验研究,借助SEM观察被加工工件表面，发现双面研磨加工的工件表面存有磨粒的二体、三体延性和磨损加工痕迹；建立了材料的理论去除模型并进行了计算，且与实验加工值进行了对比。结果表明,蓝宝石双面研磨中同时存在延性去除和脆性去除，该模型可以定性地描述双面研磨加工材料的去除率。

非光滑齿轮拍击系统的动态响应

杨建军;;邓效忠;魏冰阳;方宗德;

2008, 19(23): 0-2897.

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针对齿轮拍击振动系统的非光滑特性，引入切换映射分析方法，利用碰撞面上的Poincaré映射分析，得到了齿轮拍击振动系统的Lyapunov指数的计算方法。通过圆柱直齿轮拍击振动的算例，综合运用相图、碰撞面上的速度分叉图和Lyapunov指数谱，确定了系统随参数变化的动态响应，验证了该方法的有效性。
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摩擦液柱成形初始阶段的二维轴对称数值模拟
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陈家庆;焦向东;邱宗义;张宝生;周灿丰;陈忠海;

2008, 19(23): 0-2776.

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基于二维轴对称有限元模型，通过外部施加表面热流强度的手段对摩擦液柱单元成形(FHPP)初始阶段的热力耦合接触摩擦问题进行了数值模拟。结果表明：金属棒接触摩擦表面上的温度上升迅速，当其材料的屈服强度降低到一定值后就会在轴向应力的作用下发生塑性流动，进而对预钻孔底部进行填充；所施加的轴向应力、转速以及金属棒与预钻孔之间的径向间隙对成形过程都有不同程度的影响，轴向应力对成形过程的影响较转速对成形过程的影响略大，而径向间隙对成形过程的影响相对较小。

锥形凸台成形的一种叠加滑移线场力学模型

刘德学;任淮辉;秦小琼;李旭东;

2008, 19(23): 0-2897.

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分析了锥形凸台在不同体积成形工艺中的成形机理，基于模块化思想将锥形凸台的成形过程划分为挤压成形与角部充满两个特征时段；将上述两个特征时段的滑移线场力学模型有机联结，构建了锥形凸台成形过程的一种叠加滑移线场力学模型；介绍了叠加滑移线场力学模型的应力场与变形力的求解方法。该模型丰富了金属体积成形过程的特征单元库，可套用于局部成形的应力场与变形力求解，实现局部成形的模具优化设计。

楔横轧一次楔成形汽车中间轴毛坯可行性分析

贾震;张康生;胡正寰;

2008, 19(23): 0-2776.

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针对用楔横轧工艺生产具有大断面收缩率特点的汽车变速箱中间轴毛坯所存在的产品质量问题，利用数值模拟与实轧试验对汽车变速箱中间轴毛坯一次楔成形和二次楔成形进行了分析研究，发现采用一次楔成形方法加工汽车变速箱中间轴毛坯，轧件不易发生弯曲，中间断面收缩率最大处没有发生缩颈现象，心部质量也较二次楔成形好。研究表明采用一次楔成形方法加工汽车变速箱中间轴毛坯是可行的。

基于仿真的车身侧面碰撞关键区域变形反求

高晖;李光耀;

2008, 19(23): 0-2897.

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侧面碰撞中,汽车与假人接触的关键区域的变形历程对于研究侧面碰撞中假人的保护很重要但基本上难以通过测量得到。提出用仿真验证的方法反求侧面碰撞关键区域的变形时间历程。根据中国新车星级评价规程(CNCAP)侧面碰撞试验测量得到假人各部位的响应、侧面碰撞关键区域最终的变形以及碰撞动画，通过调整建立的侧面碰撞仿真模型中关键区域的变形时间历程，最终使仿真计算结果与试验结果接近一致。

工程陶瓷先进加工技术的研究进展

田欣利;杨俊飞;吴志远;佘安英;

2008, 19(23): 0-2781.

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综述了国内外工程陶瓷的激光和电火花加工技术最新研究成果，对超声波、等离子、磨料水射流、微波等特种加工技术、复合加工技术以及在传统磨削技术基础上发展起来的ELID磨削技术进行了评述，分析得出工程陶瓷先进加工技术发展的必然趋势是多种先进加工技术相复合的加工技术。

装用电涡流缓速器汽车的运动学仿真研究

田杰;顾庆昌;娄银庭;张宁;

2008, 19(23): 0-2897.

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根据电涡流缓速器制动的动力学方程，建立了汽车制动时的简化受力模型，运用Simulink软件建立了装用电涡流缓速器汽车的运动学仿真模型，仿真结果显示了汽车减速过程中速度与加速度的变化规律。该方法可以作为电涡流缓速器设计的辅助验证手段，可有效节约设计时间与费用，提高设计水平。

气动柔性驱动器及其在灵巧手中的应用研究综述



张立彬;鲍官军;杨庆华;高峰;

2008, 19(23): 0-2897.

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介绍了几种典型的气动柔性驱动器——McKibben型PMA、三自由度FMA、旋转型气动柔性驱动器、柔性流体驱动器和新型气动柔性驱动器FPA的研究现状，并对这5种气动柔性驱动器进行了深入的分析讨论，指出它们各自的优点和不足之处。综述了应用典型气动柔性驱动器研制的几种气动柔性灵巧手，分析了各灵巧手的特点；结合上述几种气动柔性灵巧手，对目前该领域研究中存在的急需解决的关键性问题进行了总结分析。

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