中国机械工程

张春良, 郑文, 梅德庆, 陈子辰

2010, 21(1): 1-5.

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在分析基础干扰单独作用下被动隔振系统和主动隔振系统振动传递率的基础上，定义了基础干扰和直接干扰同时作用的复杂激励环境下隔振系统的振动传递率概念，推导了复杂激励环境下被动隔振系统和主动隔振系统振动传递率的有关计算公式。系统研究了复杂激励环境下加速度反馈、速度反馈和位移反馈对隔振系统振动传递率的影响。 

柔性多体系统混合递推动力学建模及实时仿真研究

田富洋, 吴洪涛, 赵大旭, 邵兵, 王超群, 朱剑英

2010, 21(1): 6-12.

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具有未知参数漂浮基双臂空间机器人惯性空间复合自适应控制

洪昭斌, 陈力

2010, 21(1): 12-16.

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讨论了载体位置与姿态均不受控制情况下具有未知参数的漂浮基双臂空间机器人系统惯性空间的复合自适应控制问题。为了克服空间机器人系统控制方程关于惯性参数的非线性性质，空间机器人被表示为欠驱动形式的机器人系统，其优点在于保持了系统动力学方程关于惯性参数的线性性质。对系统的运动学分析表明，联系两个机械臂末端运动速度与机器人关节角速度的增广广义Jacobi关系亦可以表示为一组惯性参数的线性函数。以此为基础，针对系统参数不确定的情况，设计了空间机器人系统跟踪惯性空间期望运动轨迹的复合自适应控制方案。系统的数值仿真证实了控制方法的有效性。

内外混合驱动球形机器人越障运动性能分析

江洁, 李晓峰, 李团结, 刘卫刚

2010, 21(1): 17-21,58.

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应用机器人重心偏移力偶驱动的方法，设计了一种内外混合驱动球形机器人装置，并制作了该机器人的试验样机。根据力矩平衡原理，对于风驱动、内驱动和内外同时驱动的不同驱动方式，建立了描述球形机器人越障运动性能的约束方程，得出了风速、地形倾角、障碍物高度、球体配重、球体尺寸及质量等各参数之间的关系。编制了越障运动分析程序，运动仿真实例表明了该越障运动分析结论的正确性。

边缘分布估计算法在车削参数优化中的应用

谢书童, 郭隐彪

2010, 21(1): 22-26.

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在数控车削中，降低工件加工成本具有重要的实际意义，但如何选择合理的车削参数以达到最小化加工成本是一个多约束非线性的复杂优化问题。针对该问题，提出基于边缘分布估计的UMDArp和UMDAp算法。在接近实际加工约束条件下，同时优化粗精车削参数，选出合适的加工参数组合（粗切削速度、粗进给量、粗车量、粗车次数、精切削速度、精进给量和精车量）。同时，使用基因修复策略和惩罚函数相结合的约束处理方法，进一步提高算法寻优性能。计算机模拟表明，UMDArp算法能搜索到比以往提出的启发性算法更优的车削参数组合，从而减小加工开销。

小型液动瓦斯吹排装置的优化研究

谷勇霞, 周忠宁, 李意民

2010, 21(1): 26-29.

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为解决煤矿上隅角瓦斯吹排装置中液压马达滑靴外周的过度磨损及风机的效率较低、风量不足的状况，在滑靴底面的环状带内开设规则的沿径向收敛的凹坑对马达滑靴进行结构优化，通过计算流体动力学数值试验改进了叶轮、导叶、整流罩、轮毂和整流体。结果表明：新的设计改善了液压马达滑靴外周的过度磨损状况，总磨损量降低了28.77%;风机全压效率由71.3％提高到了76.6％。

旋转机械传动系统连续扭振动力学建模与仿真

侯东晓, 刘彬, 时培明

2010, 21(1): 30-34.

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在考虑传动系统连续分布质量的基础上，采用拉格朗日方程建立了旋转机械传动系统的连续动力学模型。通过传递函数法推导出任意轴上的扭振响应公式,并得到了存在间隙时传动系统的连续动力学模型。该连续模型能更精确地求解传动系统的固有频率，同时可有效减小传动系统自由度数量的变化对系统基频的影响。仿真结果表明，该连续模型能更丰富地反映出传动系统的扭振特性，为分析旋转机械传动系统扭振问题提供了一种新的途径。

周边桁架式索网天线型面的快速调整方法

杨东武, 杜敬利, 李团结

2010, 21(1): 35-37.

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提出了一种周边桁架式索网天线型面的快速调整方法。以最大误差节点及结构基频为判定条件，首先给出最佳待调整索段的确定方法，在此基础上，以最佳待调整索段的调整量为设计变量，型面误差为目标函数，索网应力为约束条件，建立了索网天线型面优化调整的数学模型。数值算例结果表明，所提出方法具有很好的收敛速度，调整工作量较小。

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电火花线切割温度场有限元分析及参数验证

刘志东, 程国柱, 李建军

2010, 21(1): 38-42.

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建立了电火花线切割脉冲放电模型，利用有限元法分析了单脉冲放电的温度场分布。计算出该条件下工件及电极丝放电凹坑几何特征，与实际切割条件下的表面粗糙度、电极相对损耗比、切割速度等工艺指标进行了对比，并根据电火花线切割的加工特点进行了修正，研究了电火花线切割的蚀除规律。结果表明：模拟的单脉冲放电凹坑几何特征经修正后可以近似表征实际连续切割时的表面粗糙度;实际切割中放电点在电极丝上的通道转移是导致电极丝相对损耗较低的主要原因;考虑到实际切割相关因素，对理论切割速度进行修正后，其值与实际值是吻合的。

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飞机地面模拟试验反推力电液加载系统的实现

施光林, 泮健

2010, 21(1): 42-45.

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介绍了一种专用于飞机地面模拟气动加载试验的电液伺服系统;详细分析了该电液伺服加载系统的结构与特点;重点叙述了系统的具体控制策略;分别给出了在终止反推状态、正常着落状态和收回状态下的试验结果。试验结果表明，所研究的反推力电液伺服加载系统的动态力跟踪误差不大于15％，达到了工程实际应用的目的。

基于结构组件库的MEMS概念设计方法

马炳和, 王辉, 苑伟政

2010, 21(1): 46-50.

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提出了一种基于结构组件库的MEMS概念设计方法。给出了结构组件的表征形式，探讨了基于功能分解的结构组件模型获取方法，借以形成支持概念设计的结构组件模型库。阐明了MEMS概念设计时如何通过行为匹配自动检索出相关组件及其行为链组合、通过对行为链组合进行功能结构细化获得备选的器件方案。结合航空及空气动力学领域急需的MEMS微型剪应力传感器实例对该概念设计方法进行了阐述。研究表明，该方法对于提高MEMS概念设计效率及方案创新能力、促进MEMS概念设计工具化有积极作用。

基于元结构的机床结构可适应优化设计方法

满佳, 张连洪, 陈永亮

2010, 21(1): 51-54,66.

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提出了一种基于元结构的数控机床结构优化设计方法。按照结构的功能要求和工艺过程对被优化结构进行分解，最终分解为若干元结构，对元结构进行组合获得结构的修改方案集;利用CAD或CAE软件提供的二次开发语言构建修改方案集的参数化的一般模型。根据可适应设计原则建立结构性能指标的综合评价函数，并将其作为优化目标进行求解。最后通过内齿轮铣齿机床立柱优化设计实例验证了该方法的有效性。

基于谐波小波奇异熵的轴承故障实时诊断

丁建明, 林建辉, 杨强, 农汉彪

2010, 21(1): 55-58.

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将谐波小波变换、奇异值分解理论和信息熵相结合，从揭示故障信号能量分布的复杂程度入手，提出一种轴承故障实时诊断的新方法。对轴承振动信号进行谐波小波分解，将分解得到的小波系数分别以尺度为行、时间为列构建谐波小波时频分布矩阵，并对该矩阵进行奇异值分解，以分解得到的奇异值为划分标准进行信息熵计算，通过信息的熵值来诊断轴承故障，给出了基于谐波小波奇异熵的轴承故障实时诊断的具体方法和模型。通过对轴承内圈故障、外圈故障大量的试验研究表明：该方法能有效地对轴承故障进行诊断，具有很高的实时性，能对采样频率低于68kHz的诊断系统进行实时诊断，适用性很好。

工字形焊件射线图像中微小缺陷的分割及提取

石端虎, 刚铁, 张华军, 杨根喜

2010, 21(1): 59-62.

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采用X射线实时成像系统对工字形激光焊件进行检测，得到了含有微小缺陷的低对比度射线检测图像。在分析图像灰度分布特征的基础上，采用数学形态学方法进行背景模拟，并结合背景相减、自动阈值算法提取出了检测图像中的微小缺陷。在结构元尺寸的确定方面，提出了线灰度分布曲线拟合并相减，再搜索相减结果最大值的方法。试验结果表明：该方法能很好地实现检测图像中微小缺陷的分割，且缺陷分割保真度高，算法适应性强。该方法只对感兴趣的区域进行处理，显著提高了图像处理的速度。

小波变换去噪处理在曲面重构中的应用

杨征宇, 夏庆观, 缪德建

2010, 21(1): 63-66.

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介绍了小波变换去噪在曲面重构中的应用，首先对含噪声的原始曲面型值点数据进行小波分解，以提取小波低频分量，实现小波变换去噪处理，然后应用UG软件中的NURBS进行曲面重构。采用工程实例对小波去噪方法在曲面重构中的应用进行了验证，结果表明该方法能够提高曲面重构的精度与效率。

一种环境可控的MEMS微结构离面动态变形测试系统

谢勇君, 史铁林, 刘世元, 吴健康

2010, 21(1): 67-70.

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利用Linnik显微干涉技术和环境控制技术,研制了一套环境可控的微机电系统(MEMS)微结构离面动态变形测试系统，该系统可测量不同温度、不同压力下MEMS微结构的离面动态变形情况。测试系统的环境控制装置可提供0~300℃的温度变化和0.1~0.6MPa的压力变化。利用测试系统对不同压力下绝压型硅微压力传感器膜的动态变形以及不同温度下微电路板的变形形貌进行了测量，其中绝压型硅微压力传感器膜变形量的测量重复性误差小于20nm。

基于可拓理论的绿色制造实施方案设计

李聪波, 王秋莲, 刘飞, 曹华军

2010, 21(1): 71-75.

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针对目前企业实施绿色制造缺乏决策支持方法的问题，充分利用历史成功实施案例，面向知识表达与重用，提出了一种基于物元模型和可拓理论的绿色制造实施方案设计方法。分析了绿色制造实施方案的知识结构，提出了基于物元模型的实施方案知识表达方法;在此基础上，基于可拓理论提出了绿色制造实施方案设计流程，利用关联函数对历史相似实施方案进行基于距的实例检索，利用可拓变换和可拓逻辑推理将检索获得的实例修改为满足企业需求的实施方案。结合某机床制造企业的绿色制造实施方案设计实践验证了所提出方法的可行性和有效性。

含有直廓内齿轮行星轮系的传动误差计算与噪声试验

徐恺, 邓效忠, 刘更, 杨建军, 苏建新

2010, 21(1): 76-79.

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针对硬齿面内齿轮渗碳淬火后难于实现磨削的现状，提出以易于成形磨削的直线齿廓代替渐开线齿廓的方法。建立行星轮系齿轮的几何模型，利用齿面接触分析技术、承载接触分析技术和行星轮相位差的概念计算行星轮系传动误差。在不同转速和载荷下对渐开线内齿轮行星减速器和直廓内齿轮行星减速器进行噪声对比试验。传动误差计算和噪声试验均表明，在一定载荷条件下，直廓内齿轮行星轮系代替渐开线内齿轮行星轮系在工业上是完全可行的。

基于实例库自主聚类的自适应产品快速报价策略研究

肖刚, 张立彬, 高飞

2010, 21(1): 80-84.

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利用需求参数进行基于实例的产品报价对于快速响应客户需求有着重要意义，而报价算法如何适应因原材料价格改变所导致的产品成本分布特性的动态变化是其中的关键问题之一。通过建立产品报价问题的形式化描述，给出了报价策略与算法，建立了确定报价参数权重的优化模型及每一轮权重离散优化算法，提出了产品实例库的自主聚类思路与详细的实现步骤。最后以某起重机厂桥式起重机的快速报价为实例，说明所提出策略的有效性。

基于k-ω SST模型的DES方法在空化流动计算中的应用

黄彪, 王国玉

2010, 21(1): 85-89.

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基于试验结果评价了基于k-ω SST两个方程的DES湍流模型在空化流动中的应用，分别计算了绕Clark-y型水翼云状空化与Hydronautics型水翼超空化流动，获得了随时间变化的空穴形态与流场结构细节。通过与试验结果对比发现，DES方法对于高雷诺数的绕水翼空化流动的预测是合理的，可以准确地模拟出空穴形态的非定常特性和空泡团交替脱落的非定常细节。

基于递阶遗传神经网络的某扫雷犁电液伺服系统建模研究

张媛, 邢宗义, 高强, 秦勇, 贾利民

2010, 21(1): 89-93.

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提出了一种基于递阶遗传算法的径向基神经网络建模方法，实现了具有复杂非线性特征的某扫雷犁电液伺服系统的精确建模。在递阶遗传-神经网络算法中，采用二进制编码的控制基因实现了径向基神经网络的结构辨识，即隐节点数目的确定，采用实数编码的参数基因实现了径向基神经网络的参数辨识，即隐节点中心参数的确定，采用测试数据的赤池信息量准则计算染色体的适应度函数值，减少了隐节点数目，提高了神经网络的泛化能力。实验结果及与其他建模方法的比较结果验证了所提方法的有效性。

基于提高产品质量的质量屋需求优化

荆洪英, 张利, 闻邦椿

2010, 21(1): 94-99.

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以质量屋为研究对象，基于产品广义质量将用户需求划分为产品质量需求、时间需求、成本需求、环境需求、售后服务需求5类，建立用户需求结构;应用层次分析法确定用户需求重要度;基于产品设计质量，将设计需求展开为24个子项;分析5类用户需求与24个设计需求间的相互对应关系，应用Swing方法定量确定用户需求与设计需求关系值。以直线振动筛为例验证基于上述研究结果所构成质量屋的有效性。

基于C-NCAP的类菱形概念车侧碰安全性研究

赵敏, 刘迪辉, 钟志华, 高晖

2010, 21(1): 99-103.

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研究了类菱形概念车的特殊布置方式。根据中国新车评价规程(C-NCAP)侧碰试验的要求，在同一建模方法下建立了类菱形概念车与某常规轿车的侧面碰撞有限元模型，并对二者的侧向刚度及侧碰性能进行了分析与对比，结果表明类菱形概念车侧向刚度及侧碰性能均明显优于常规轿车。

混合动力汽车行星齿轮机构的方案设计与优选

朱福堂, 陈, 俐, 殷承良, 唐林

2010, 21(1): 104-109.

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行星齿轮机构因其结构紧凑、传动比大和承载能力强等优点被越来越多地作为多能源动力耦合机构，应用于混合动力汽车中。为了得到所有满足要求拓扑特性的行星齿轮机构方案，并从中优选出混合动力汽车行星齿轮耦合机构的新型方案，以作为后续分析设计的参照，首先采用创造性设计法，设计产生一系列具有要求拓扑特性的行星齿轮机构方案;然后根据行星齿轮传动和混合动力汽车多能源动力耦合机构的设计要求，并结合矩阵理论，提出HEV-PGCM的方案评价指标及评价方法，并应用此方法对各个方案进行了方案的可行性判别、分析与优选。结果表明：此方法具有通用性和一般性，可以实现HEV-PGCM的方案评价与优选，为HEV-PGCM后续设计与分析提供参考方案。

基于Start-Stop技术的微混轿车仿真及试验研究

李振磊, 林逸, 龚旭

2010, 21(1): 110-114.

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对比分析了采用BSG系统混合动力轿车和加装智能启停（Smart Start-Stop）系统轿车的结构及其主要零部件，并介绍了Start-Stop系统工作原理。通过仿真，分别计算了传统车与加装Start-Stop系统轿车在ECE、EUDC和NEDC循环工况下的燃油经济性，并对仿真结果进行试验验证。试验结果表明，加装Start-Stop系统轿车的燃油经济性与排放性有显著改善。

工程陶瓷边缘碎裂行为与机理研究进展

唐修检, 田欣利, 吴志远, 杨俊飞, 张宝国

2010, 21(1): 114-119.

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边缘碎裂是工程陶瓷磨削加工过程中的常见现象，是影响陶瓷元件加工质量和加工成本的关键因素之一。由于所处几何位置的特殊性，传统陶瓷磨削理论难以直接解释边缘碎裂行为的特有现象及规律，研究陶瓷等脆性材料的边缘碎裂行为与机理成为当今加工界的热点之一。综述了工程陶瓷边缘碎裂行为与机理的最新研究进展，详细阐述了工程陶瓷的边缘碎裂剥落模型、边缘碎裂单晶压头模型和边缘碎裂划痕模型，并对各模型的优缺点作了评价，提出了工程陶瓷边缘碎裂行为与机理研究中尚待解决的问题以及边缘碎裂预防措施。

精密微小内尺度测量技术研究进展

崔继文, 谭久彬, 宋传曦

2010, 21(1): 120-125.

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针对微小内尺度的精密测量问题介绍了非接触式、补偿式与瞄准触发式等几种测量新技术。分析了每一种测量技术的测量机理，通过对其结构设计分析得出该技术适用的测量范围，并对其测量性能进行了讨论;重点分析了瞄准触发式测量技术，并对其性能进行了比较。最后对微小内尺度的精密测量发展方向进行了总结。

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