当期目录

2008年 第19卷 第22期    刊出日期：2008-11-25
上一期    下一期
机械科学
内齿轮成形磨削及砂轮修形技术的研究
任小中;邓效忠;苏建新;魏冰阳;
2008, 19(22):  0-2649. 
摘要 ( )   PDF (3559KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
针对国内硬齿面内齿轮普遍采用插(拉)齿后氮化处理而未磨齿的加工现状，研究了内齿轮成形磨削方法和砂轮修形技术。基于自主研制的数控内齿轮成形磨齿机，提出了一种使用砂轮的一个端面磨削轮齿两个齿面的加工方案。采用跳齿磨削法控制分齿精度。研制了一种成形砂轮修整装置，开发了成形砂轮修形程序。仿真结果验证了该程序的可行性。


纯钛微细群孔的超声辅助光刻电解加工
胡建华;汪炜;
2008, 19(22):  0-2649. 
摘要 ( )   PDF (5042KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
采用光刻电解技术，可以选用对环境污染影响小、成本较低的腐蚀液，实现难蚀除金属材料的微细阵列结构加工,优于化学腐蚀方法。为克服电解过程中局部产生的热量和析氢造成的腐蚀不均，进行了纯钛（Ti的质量分数为99.6%）微细群孔的超声辅助光刻电解加工试验研究。试验结果表明，超声能显著改善极间工作液的循环，通过合理选择极间距离、电参数和声场参数等工艺条件，可以有效降低表面粗糙度，材料蚀除速率达到30μm/min。


新型高性能空间摩擦副设计
肖科;王家序;刘文吉;唐锋;
2008, 19(22):  0-2710. 
摘要 ( )   PDF (4266KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
综合考虑谐波减速器、行星减速器等少齿差传动装置的优缺点，结合研发的新型精密高效传动方式，将精密齿轮传动和轴承组合为一种新型摩擦副进行整体结构设计，对轴承齿轮基本额定静载荷、摩擦机理和摩擦力矩进行了研究;通过对轴承齿轮基本额定静载荷和摩擦力矩双目标函数进行优化设计，确定了轴承齿轮的主要结构参数值;对摩擦副各组件材料进行了选择，所开发出的高精度、高可靠、长寿命、高性能空间摩擦副，减少了传动中间环节,从而使传动系统结构紧凑、体积小、传动效率高、摩擦磨损小和振动噪声低。


可控连杆机构系统预定轨迹下的动态优化综合
王汝贵;蔡敢为;李岩舟;
2008, 19(22):  0-2649. 
摘要 ( )   PDF (3140KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
以两自由度可控连杆机构系统为研究对象，在所建系统机电耦合动态模型的基础上，考虑了系统结构参数和控制电机的电磁参数对连杆中点的动态响应的影响。针对系统预定圆轨迹下的动态响应，建立了参数优化数学模型。采用基于混沌的粒子群优化算法，实现了系统动态性能优化。
结合ELID磨削与MAF工艺对复杂曲面的加工控制
陈逢军;尹韶辉;王宇;
2008, 19(22):  0-2714. 
摘要 ( )   PDF (5104KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
在线电解修锐（electrolytic in-process dressing,ELID）磨削可以高效率地光整加工，而磁力研磨（magnetic abrasive finishing,MAF）具有柔性加工的特点。以三轴立式加工中心为平台，研发了一种结合ELID磨削与MAF的新型组合工艺。设计了ELID磨削工具和MAF工具头，提出了利用该组合工艺对复杂曲面进行加工的控制方法。分析了由于刀具磨损产生的工件形状误差，提出了误差补偿的措施，同时也讨论了避免加工干涉的方法。最后,开发出能同时适用于ELID磨削与MAF的复杂曲面光整加工控制与补偿软件。

气动柔性五自由度手指运动分析及控制
张立彬;王志恒;杨庆华;鲍官军;
2008, 19(22):  0-2649. 
摘要 ( )   PDF (4479KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
基于气动柔性驱动器，设计了气动柔性五自由度手指，并介绍了其结构原理。分析建立了五自由度手指的运动学方程，并采用遗传算法解决了该五自由度手指逆运动学中的冗余解问题。基于神经网络设计了手指控制器，并进行了手指指尖轨迹跟踪实验。实验结果表明，手指指尖的运动实验曲线与理论曲线比较接近,说明采用遗传算法及神经网络控制能够实现对五自由度手指的较精确实时控制。
全系统动态误差建模理论分析与应用
蒋敏兰;费业泰;
2008, 19(22):  0-2714. 
摘要 ( )   PDF (4013KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
对测量系统进行动态特性和精度理论研究必须建立测量系统的数学模型。针对传统建模方法的缺陷,研究分析了全系统动态误差建模理论与方法，该建模理论与方法充分考虑了系统内部各组成环节的信息，建立的模型能够反映实际测量系统内部各结构单元的传递特性随时间变化对系统测量精度的影响。该建模理论与方法具有普遍的适用意义，不管是动态测量系统还是静态测量系统,用该建模理论与方法都能够建立其全误差模型。最后利用全系统动态误差建模理论与方法建立了测微系统（百分表）的全误差模型，并进行了实验验证。
热轧宽带钢自由规程轧制中机型的配置
邵健;何安瑞;杨荃;史乃安;
2008, 19(22):  0-2649. 
摘要 ( )   PDF (3406KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
为了提高自由规程轧制中热连轧机的板形调节能力，提出了热轧宽带钢的机型配置方案。新机型的特点在于轧机的上游机架采用线性变凸度工作辊技术，下游机架使用锥形工作辊技术，全机组采用变接触轧制技术和强力弯辊。生产实绩表明，新机型配置方案使得宽带钢热连轧机板形控制性能大幅提高，能够适应自由规程轧制的需求。
四足机器人被动跳跃步态动力学分析与仿真
马世平;余联庆;苗国华;
2008, 19(22):  0-2714. 
摘要 ( )   PDF (3304KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
在四足机器人被动跳跃步态分析模型的基础上,采用拉格朗日法推导了该步态中各运动相的动力学方程，并根据跳跃步态特征给出了基于事件的运动相转换方程。定义了四足机器人被动跳跃步态的庞加莱映射，利用牛顿迭代法获得了庞加莱映射的某个固定点。在MATLAB中以该固定点为初始条件对各运动相动力学方程进行了数值积分，得到了被动跳跃步态的周期性运动曲线，证明了四足机器人在某个初始条件下能够实现稳定的被动跳跃步态。



球轴承径向载荷积分常数拟合及其应用
田荣;
2008, 19(22):  0-2649. 
摘要 ( )   PDF (3497KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
分析了球轴承径向受力时径向变形计算的复杂性，提出了通过拟合径向载荷积分常数简化径向变形计算的方法。针对常用的曲线拟合基函数，分别阐述了其拟合计算方法，并以基函数最高幂次为基准，比较了4种拟合方法的拟合指标，最终判定有理基函数具有较高的拟合精度。将拟合函数用于径向变形的计算，使三个变量相互耦合的方程（包括一个积分方程）简化为两个简单方程的迭代。算例表明，简化算法具有足够高的精度，实验结果与计算结果趋势的吻合度较高。
无轴承永磁同步电机的神经网络逆控制
张少如;吴爱国;王利军;韩永典;
2008, 19(22):  0-2714. 
摘要 ( )   PDF (6077KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
无轴承永磁同步电机是一个强耦合的非线性复杂系统，实现无轴承永磁同步电机的线性化解耦控制，是无轴承永磁同步电机稳定运行和走向实用化的关键。将神经网络具有的特点（对非线性系统的逼近能力以及对系统参数变化的适应能力）与逆系统方法的特点（解耦线性化）相结合，提出了基于神经网络的无轴承永磁同步电机逆系统解耦控制方法。通过用静态神经网络加积分器来构造无轴承永磁同步电机的逆系统，将无轴承永磁同步电机动态解耦成位移子系统和转速子系统分别设计调节器进行控制，然后运用线性系统理论进行综合。仿真及实验结果表明,系统具有良好的鲁棒性和动静态解耦性能。


集装箱喷漆机器人逆运动学分析
赵大兴;李九灵;赵智明;周小明;
2008, 19(22):  0-2649. 
摘要 ( )   PDF (3203KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
集装箱喷漆机器人采用开式运动链，利用Denavit-Hartenberg方法建立五自由度串联型集装箱喷漆机器人的坐标系，采用解析法对机器人进行了逆运动学分析，然后在ADAMS下进行仿真，得到末端点的位移、速度和加速度曲线，验证了机器人机械结构的合理性，为集装箱喷漆机器人的快速设计与制造提供了理论依据。





V形压料面在汽车覆盖件拉深模设计中的应用
伍驭美;杨柏强;周杰;杨明;
2008, 19(22):  0-2714. 
摘要 ( )   PDF (8645KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
采用冲压成形分析软件Dynaform对汽车车身A柱内板的拉深成形过程进行了有限元模拟分析，研究了拉深过程中压边状态和后期出现的皱折问题，得到了皱折产生的趋势曲线。曲线显示，压料面高度差越大，皱折越严重。针对皱折提出了一种新的V形压料面的模具结构，改善了压边时材料的流动方向，有效避免了皱折的
产生。采用一种新的球面侧壁取代传统的斜面侧壁,消除了零件圆弧形边缘的开裂，使拉深零件的最大变薄率由54.2%降为28.5%。最终按此优化型面加工模具，并成功获得了合格产品。



信息技术
多轴数控加工刀具姿态优化及其刚度性能指标分析
闫蓉;彭芳瑜;李斌;陈吉红
2008, 19(22):  0-2649. 
摘要 ( )   PDF (3674KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
在变形叠加基本原理的基础上，对多轴数控机床刚度模型进行了研究，得到了多轴数控加工刀具姿态优化的物理约束条件。在被加工复杂曲面刀具轨迹上，根据多轴机床综合刚度模型计算机床刚度性能指标，并在刀具可达工作空间中优化多轴机床刚度性能指标，以确定对应的刀具姿态。对基于多轴机床刚度模型的刀具姿态优化作了详细的讨论，分析了任务空间的力椭球特性，提出了面向切削加工的多轴机床刚度性能指标，并将其用于指导刀具姿态规划。




multi-axis NC machine tool;stiffness;tool posture;force ellipsoid
弧齿锥齿轮成形三维虚拟仿真研究
徐彦伟;张连洪;刘德全;王威;
2008, 19(22):  0-2714. 
摘要 ( )   PDF (5344KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
通过分析弧齿锥齿轮加工原理及加工机床的结构和运动关系，并基于空间啮合理论，建立了刀刃锥面方程和啮合方程，应用图形变换原理，推导了弧齿锥齿轮NC机床运动参数的计算方法。基于VERICUT软件平台，建立了弧齿锥齿轮NC机床模型及弧齿锥齿轮三维虚拟仿真加工模型，对一对具体的弧齿锥齿轮进行了几何参数、刀具参数和NC机床运动参数的计算，并在VERICUT环境下进行了虚拟仿真加工，验证了弧齿锥齿轮NC机床模型及三维虚拟仿真加工模型的正确性。
航空铝合金7075-T7451三维铣削过程有限元仿真
路冬;李剑峰;融亦鸣;孙杰;
2008, 19(22):  0-2649. 
摘要 ( )   PDF (3593KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
采用有限元分析软件AdvantEdge建立反映金属切削过程高温、大应变及高应变率状态的切削模型，模拟了航空铝合金7075-T7451铣削加工过程，获得了两个铣削周期内的铣削力变化曲线，并预测了工件及刀具上的温度分布;模拟了铣削过程中切屑的形成，获得了与实际切屑相似的切屑形状。通过铣削力实验获得了相同铣削条件下的铣削力值，与模拟铣削力值比较，发现两者具有较好的一致性，从而证明了有限元模型的正确性。
遗传神经网络及其在制品质量预测中的应用
谢红梅;廖小平;卢煜海;
2008, 19(22):  0-2724. 
摘要 ( )   PDF (3480KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
针对基本BP网络收敛速度慢、易陷于局部极小的不足，对基本BP网络的激活函数、动量项、学习率进行了较为全面的改进，并采用遗传算法进一步优化改进后的BP网络。分别采用基本BP网络、改进型BP网络、嵌入遗传优化的改进型BP网络建立了制品质量指标的预测模型，预测模型可根据输入的注塑工艺参数预测制品的质量指标。结果表明，嵌入遗传优化的改进型BP网络学习效率明显优于其他算法。
科学基金
惯性和滑移对弹性金属塑料轴承的影响研究
范迅;刘宪伟;
2008, 19(22):  0-2649. 
摘要 ( )   PDF (2345KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
从连续性方程和Navier-Stokes方程出发，推导出在圆柱坐标系中考虑了界面滑移和流体惯性影响的雷诺方程。通过数值计算，考察了界面滑移和流体惯性对弹性金属塑料径向滑动轴承水膜压力和承载能力的影响程度。计算结果表明：界面滑移将降低水膜压力和承载能力，流体惯性力的存在略微增大了水膜压力和承载能力；随偏心率的增大，界面滑移对水膜压力和承载能力的影响程度增大。

信息技术
基于遗传算法和碰撞仿真的材料参数反求
高晖;李光耀;韩旭
2008, 19(22):  0-2724. 
摘要 ( )   PDF (3345KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
提出一种在吸能管碰撞试验的基础上采用遗传算法反求材料参数的新方法。待反求的材料参数包括板材的塑性硬化参数和应变率参数。取不同碰撞速度下吸能管碰撞试验的平均碰撞力作为参考基准，将根据实际试验条件建立的碰撞仿真模型经计算得出的相应计算结果与参考基准吻合的程度定义为目标函数，采用遗传算法搜寻与试验结果相吻合的材料参数。算例表明，该方法具有较高的精度。由于吸能管碰撞试验是车辆耐撞性设计中通常必做的试验，故应用该方法反求材料的碰撞性能参数可不必进行额外的试验。
科学基金
基于EMD和支持向量数据描述的故障智能诊断
李强;王太勇;王正英;黄毅
2008, 19(22):  0-2649. 
摘要 ( )   PDF (3218KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
针对数据维数过高导致的支持向量数据描述的分类结果不理想的问题，提出了一种基于经验模式分解特征提取和支持向量数据描述的故障智能诊断方法，将提取实测信号经经验模式分解后的各基本模式分量的能量作为信号特征，进行支持向量数据描述分类器的训练和分类。滚动轴承故障智能诊断实例表明，该方法可以有效提取信号的故障特征，降低数据维数，提高单值分类在故障智能诊断中的准确性。
考虑载荷加载顺序的模糊Miner理论研究
王旭亮;聂宏;
2008, 19(22):  0-2724. 
摘要 ( )   PDF (3232KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
针对传统Miner理论无法考虑载荷加载顺序的缺陷，应用模糊数学方法分析了不同载荷顺序下疲劳极限附近的应力对构件造成疲劳损伤的模糊性，使修正后的模糊Miner理论能够较好地反映出载荷加载顺序对疲劳寿命的影响。算例分析的结果表明，该方法使疲劳寿命的预测误差由原来的63％减小到14.7％，说明这一方法具有较好的预测精度和工程实用价值。
双目视觉测量系统结构参数设计及精度分析
刘琼;秦现生;应申舜;贺峰
2008, 19(22):  0-2649. 
摘要 ( )   PDF (5034KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
为提高视觉测量系统的测量精度,针对双目视觉系统结构，采用三角法建立了双目视觉测量系统的结构参数模型，分析了双目视觉系统结构参数与空间被测点之间的关系特性，研究了各结构参数对测量精度误差分布的影响，根据仿真结果给出了小误差时的结构参数的最佳取值范围。
钎焊气氛对金刚石磨耗特性的影响
陈燕;徐鸿钧;苏宏华;傅玉灿;徐九华
2008, 19(22):  0-2724. 
摘要 ( )   PDF (13366KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
采用NiCr合金钎料，通过Ar气保护和真空钎焊的方法制备了钎焊金刚石耐磨性试件，并研究了钎焊气氛对金刚石磨耗特性的影响。结果表明：在试验条件完全相同的情况下，不同的钎焊气氛导致金刚石磨耗特性不同，即经真空钎焊金刚石的磨耗特性表现为破碎方式，而经Ar气保护炉中钎焊金刚石的磨耗特性初始表现为磨耗平台方式，其后随着磨耗平台面积的增大，金刚石出现破碎。最后采用Ar气保护和真空钎焊方式制作了金刚石套料钻并进行了钻削试验，由于磨耗特性的不同，Ar气保护炉中钎焊套料钻较真空钎焊套料钻具有更长的使用寿命。
五轴数控机床转动轴误差元素的球杆仪检测方法
张大卫;商鹏;田延岭;贺琼义;
2008, 19(22):  0-2649. 
摘要 ( )   PDF (5439KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
提出一种立式高速精密五轴加工中心转动轴C轴误差元素的球杆仪检测方法。建立了影响加工精度较大的C轴4项误差的球杆仪检测模式。通过机床多轴联动使球杆仪完成一圆弧轨迹运动，此过程中，采集球杆仪的杆长变化量，由数学建模及轨迹仿真，结合误差敏感方向分析，最终分离得到各误差元素值。通过对比球杆仪检测误差值与预设误差值，证明球杆仪检测法是一种高效准确的转动轴误差检测方法。
重型数控立车工作台静压计算与优化
赵明;黄正东;陈立平;
2008, 19(22):  0-2724. 
摘要 ( )   PDF (4660KB) ( )  
参考文献 | 相关文章 | 计量指标
提出新的计算重型数控立车工作台刚性位移的方法和用于静压迭代求解的校正改进法。通过两个工况下的静压计算验证了新方法的有效性和稳定性。在此基础上，以工作台质量极小化为目标，建立包括结构和静压两个强耦合学科约束的优化模型，采用并行子空间设计方法进行优化。优化后工作台质量明显减小，表明了并行子空间设计方法的有效性。





材料工程
null
高玉飞;葛培琪;赵慧利;张磊;
2008, 19(22):  0-2649. 
摘要 ( )   PDF (4456KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
将线锯切割单晶硅的锯口形状近似为半圆槽，并将其理解为由许多平行于锯丝轴向的离散表面组成，建立了固结磨料线锯切割单晶硅模型。通过保持锯丝两边锯切材料去除率的对称性，在单晶硅的(100)、(110)和(111)三个晶面，选择不同的锯丝切入方向,从理论上分析了各向异性对线锯切割硅片质量的影响。分析得出：锯切(100)晶片和(110)晶片时,
锯丝切入方向的改变不影响硅片表面质量；锯切(111)晶片时，
选择[110]、[1]10]、[011]、[011]、[101]和[101]晶向进行锯切，可有效提高晶片的全局平面度，降低晶片表面法线偏移量，降低硅片翘曲度，提高硅片表面质量。实验验证了分析的正确性。





基于二元疲劳失效判据的非线性疲劳损伤累积模型及其强度退化研究
朱顺鹏;黄洪钟;谢里阳;
2008, 19(22):  0-2724. 
摘要 ( )   PDF (4271KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
二元疲劳失效判据认为疲劳破坏是由损伤程度和当前作用应力这两个量共同决定的，由此观点出发定义了非线性损伤，并建立了与载荷状态有关的非线性损伤累积模型，推导了在多级加载下的递推公式。经两种金属材料的疲劳试验数据验证表明，用该模型预测疲劳寿命,其结果是令人满意的。从疲劳过程本质上是材料静强度不断退化的过程的观点出发，建立了基于二元疲劳失效判据的非线性强度退化模型，将模型应用于两级及多级载荷下的剩余寿命估算，结果表明，所提出的剩余强度退化模型是合理可行的。





钛合金整体结构件高效插铣工艺实验研究
任军学;田卫军;姚倡锋;姜振南;
2008, 19(22):  0-2649. 
摘要 ( )   PDF (3911KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
针对钛合金整体结构件粗加工的插铣和侧铣工艺，从切削力、切削稳定性、切削温度等方面进行了切削实验和分析对比。实验结果表明，在相同切除率条件下，插铣的轴向切削力略大于侧铣的轴向切削力，而插铣作用力仅为侧铣的1/3%；随着切削深度的增加，插铣刀具的振动比侧铣刀具的振动小，且切削过程稳定;
插铣的切削温度要比侧铣的切削温度低。最后，以TC4钛合金整体叶盘通道开槽为例，进行了插铣验证。验证结果表明,插铣切削过程稳定，效率比侧铣提高了近1倍，刀具成本仅为侧铣的13%。
车辆工程
CVT传动系虚拟试验系统研究
周云山;蔡源春;张飞铁;刘金刚;
2008, 19(22):  0-2724. 
摘要 ( )   PDF (1338KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
CVT传动系虚拟试验系统利用整车道路滑行试验和发动机台架试验的数据，分别建立了道路负载模型和发动机模型。根据负载模型和发动机模型，通过控制变频交流电机，动态模拟道路负载和发动机工作。对装备CVT和NJ376发动机的某国产轿车进行了模拟试验，结果证明CVT虚拟试验系统为CVT开发提供了有效的试验平台。
串联式混合动力城市客车动力系统研究
吴森;曹正策;
2008, 19(22):  0-2771. 
摘要 ( )   PDF (3745KB) ( )  
相关文章 | 计量指标
基于某一公交线路运营试验和车辆运行数据，对串联式混合动力城市公交车WG6120HD各项行驶参数进行了对比分析，得出了城市公交混合动力系统的工作特点。针对该公交线路，采用线路能量平衡和发动机动态功率跟随控制策略来满足线路总能量需求和车辆瞬态功率供给的要求。该策略将能量和功率分开管理，并通过动态耦合，有效协调了公交车功率配置高和平均需求功率低之间的矛盾。运营试验表明：该混合动力系统运行可靠，控制策略合理有效。

上一期    下一期