2010年第33卷第5期文章目次

孙冬野 , 胡丰宾 , 邓涛 , 罗勇

2010, 33(5):1-6. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.001

[摘要](5136) [HTML](0) [PDF 14.00 M](8840)

摘要:
根据湿式离合器摩擦片实际几何尺寸和约束情况，建立摩擦副温度场、应力场耦合模型和对流换热系数模型。应用ANSYS/LS-DYNA软件对摩擦副进行瞬态热结构耦合分析，对过载试验中产生的对偶钢盘热弹性失稳现象进行数值模拟。揭示了热点在对偶钢盘周向和2个摩擦表面上的分布情况，分析了热弹性失稳现象中对偶钢盘应力应变的分布，并对其应力分布规律进行测试。结果表明，局部热点和接触压力有相互促进作用，温度梯度产生的热膨胀和应力集中引起对偶钢盘的翘曲，热弹性失稳导致的热衰退使对偶钢盘破坏失效。

2 复杂机电产品质量特性解耦模型

张根保 , 曾海峰 , 王国强 , 张家为

2010, 33(5):7-15. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.002

[摘要](1731) [HTML](0) [PDF 10.21 M](1294)

摘要:
通过对复杂机电产品质量特性的映射机理和复杂产品质量特性敏感性分析发现，产品功能和结构的耦合，以及映射的不确定性是影响复杂产品质量的重要因素。结合公理设计原理，提出复杂机电产品质量特性解耦设计的思想，给出复杂机电产品质量特性映射过程中的解耦控制模型。该模型把复杂产品质量特性的形成过程转换成各功能域间“Z”字形迭代分解及映射，然后通过对映射矩阵的分析，帮助设计人员识别复杂产品质量特性间的耦合，减少设计过程和产品的功能及物理结构复杂性。最后将模型应用于国内首台零传动滚齿机传动系统设计中，降低了滚齿机传动系统的复杂性，并有效提高了滚齿加工的精度。

3 内燃机机械噪声和燃烧噪声的识别分离

王攀 , 邓兆祥 , 刘永超 , 胡亮

2010, 33(5):16-21. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.003

[摘要](2227) [HTML](0) [PDF 14.25 M](9542)

摘要:
针对内燃机噪声识别问题，建立了数学模型并编制了相应的程序，在程序中加入作用全局阈值的小波变换降噪程序，保证程序的抗干扰性后，实现了燃烧噪声和机械噪声的频谱分离和A计权声功率级计算。以某CG125型摩托车发动机为例，通过构造包含不同干扰噪声的理论算例仿真识别，验证了程序的准确性和实用性。识别结果表明：分离前后的燃烧噪声和机械噪声的频谱吻合良好，A计权声功率级误差均小于0.6 dB。

4 永磁交流伺服精密驱动系统机电耦合试验分析

林利红 , 陈小安 , 周伟

2010, 33(5):22-28. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.004

[摘要](2285) [HTML](0) [PDF 9.73 M](1144)

摘要:
为了研究永磁交流伺服精密驱动系统多因数耦合下的动态特性，构建了以PMAC多轴运动控制卡为核心，以IPC为支撑平台的永磁交流伺服精密驱动系统的试验体系结构。通过软件原型系统，采集了系统在空载和加载运行状态下的电流、转速和转矩等响应信号，并将物理试验研究与理论分析结果进行了对比，验证了永磁交流伺服精密驱动系统机电耦合分析的正确性。研究内容和结果有助于分析设计参数和机电耦合参数对系统性能指标的影响机理和规律，有利于对永磁交流伺服精密驱动系统进行动态设计。

5 双离合器自动变速换挡品质分析与控制

刘振军 , 董小洪 , 秦大同 , 刘永刚

2010, 33(5):29-34. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.005

[摘要](2513) [HTML](0) [PDF 6.60 M](1595)

摘要:
干式双离合器自动变速系统中离合器扭矩控制是换挡品质控制的关键，在分析双离合器自动变速器换挡过程的基础上，建立了换挡过程系统动力学模型，分析了双离合器传递扭矩和切换时序对换挡品质的影响；提出了通过执行机构对换挡过程中干式双离合器压紧力进行控制以实现换挡品质控制的方法。针对一款干式双离合器自动变速车辆，建立了换挡过程系统Simulink仿真模型，对换挡控制特性进行了仿真和实验分析。结果表明，所提出的换挡控制策略较好实现了对换挡品质的控制。

6 磁流变阻尼器的有限元参数优化设计

李以农 , 潘杰锋 , 郑玲

2010, 33(5):35-40. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.006

[摘要](2061) [HTML](0) [PDF 5.57 M](1280)

摘要:
磁流变阻尼器结构优化设计是高性能磁流变阻尼器研制及应用的关键技术。在传统磁流变阻尼器设计方法的基础上，将有限元分析方法引入结构优化设计程序中。针对某汽车磁流变阻尼器的设计、开发，建立了优化模型，提出了磁流变阻尼器优化设计计算流程。采用有限元分析软件ANSYS的参数化编程语言APDL(ANSYS Parametric Design Language)，对汽车磁流变阻尼器的结构参数进行了优化。研究结果表明：采用参数化编程语言APDL程序对磁流变阻尼器进行优化设计，结构体积明显减小，磁场分布更加合理，能量利用率增加，阻尼力调节范围满足实际工程需要，优化设计方法是可行和有效的。

7 有限元法分析尖板电极结构的空间静电场分布

汪朝晖 , 廖振方 , 陈德淑

2010, 33(5):41-47. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.007

[摘要](1833) [HTML](0) [PDF 7.95 M](1518)

摘要:
为了研究尖板电极结构的空间静电场分布，基于有限元数值计算方法，分别对完全空气介质和空气介质中掺有液态介质的空间静电场的场强变化进行了深入分析。有限元分析结果显示：空气介质的尖板电极结构的空间静电场是极不均匀的电场，在喷嘴尖端位置，场强迅速增加，达到最大场强值。单颗液滴在空气介质中的存在将引起液滴附近场域的场强发生较大变化；多颗液滴对喷嘴尖端的场强沿垂直方向上有明显的拉伸作用，由于液滴自身的场强叠加效应，它对空间静电场产生了垂直向扩张影响，从而扩大了整个空间静电场的电晕区。

8 机械加工车间现场工具配送方法及实现

宋豫川 , 苏传邴 , 李丹 , 陈德敏 , 刘飞

2010, 33(5):48-54. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.008

[摘要](1894) [HTML](0) [PDF 8.74 M](1330)

摘要:
围绕机械加工制造车间现场管理的问题，研究并建立了一种新的基于动态配送的加工车间现场生产工具的管理方法，形成了一种符合该方法的生产工具现场动态配送计划。在此基础上建立了加工车间现场生产工具动态配送系统的功能树模型和信息模型，开发了相应的信息系统，实现了将车间现场物流和刀具、工装等加工工具进行动态回收和配送，降低了生产工具的库存，提高了加工生产效率，通过企业的实际运行，取得了良好的应用效果。

9 产品本体筛检方法及其在变型设计中的应用

阎春平 , 周青华 , 范辉先 , 刘飞

2010, 33(5):55-61. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.009

[摘要](2047) [HTML](0) [PDF 7.99 M](1236)

摘要:
提出了一种应用于产品变型设计中的本体筛检方法，该方法以完整的产品资源本体视图为基础，将产品的功能需求、结构特征等转化为需求约束，设计人员根据需求约束对产品资源本体进行筛检。针对不同的筛检层次和筛检对象，给出了模式匹配、实例匹配与人工决策相结合、实例推理自动匹配等筛检规则。这种人机结合的半自动筛检方法提高了产品变型设计方案的准确性，增加了设计过程的柔性和效率。开发了一套针对建筑门窗产品的变型设计支持系统，证明所述方法的可行性和有效性。

10 滚齿机网络化故障诊断专家系统的设计及应用

陈国荣 , 鄢萍 , 刘飞 , 易润忠 , 赵静

2010, 33(5):62-71. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.010

[摘要](1839) [HTML](0) [PDF 12.99 M](2857)

摘要:
针对滚齿机生产厂商和用户对提高故障诊断服务质量，降低故障诊断成本的迫切要求，提出了一种滚齿机网络化故障诊断专家系统。探讨了系统的网络化故障诊断运行模式、专家系统的体系结构；分析了系统实现的关键技术，包括系统实现的多源数据采集方法、知识表达和推理机制以及基于P2P（Peer-to-Peer）的网络体系结构，重点研究了基于SPF （System-Phenomenon-Fault）树的滚齿机网络化故障诊断系统的知识表达和推理机制实现方法，包括SPF树的定义、生成方法、树中元件的描述和树干的成长、树的数学描述、自学习过程、SPF树的检索和故障统计方法等。基于上述研究成果的原型系统在某滚齿机生产企业的初步应用表明，系统能够大幅度降低其售后服务成本，提高生产效率。

11 基于有限元法的XLPE电缆载流量计算及其影响因素分析

王有元 , 陈仁刚 , 陈伟根 , 杜林 , 袁园

2010, 33(5):72-77. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.011

[摘要](2001) [HTML](0) [PDF 5.77 M](1313)

摘要:
根据传热学和有限元基本原理，利用土壤区域划分法，建立了一种基于有限元法的XLPE电缆载流量计算模型,能够按照土壤热阻系数的不同对XLPE电缆周围土壤区域进行划分。根据XLPE电缆的结构参数和周围敷设区域的物性参数分析了XLPE电缆内部各层的温度分布情况，并提出了一种基于二分法来计算电缆载流量的方法。对比分析结果表明，相对于IEC60287中的热路法，该模型不仅计算结果准确，而且能更方便地考虑外界环境因素对电缆载流量的影响。通过实例仿真得出了不同影响因素对电缆载流量的影响规律，为优化电缆敷设方式提供了重要的理论依据。

12 基于启发式搜索和模糊评价算法的配电网故障恢复

周永勇 , 周湶 , 刘育明 , 杨柱石 , 孙才新 , 代姚

2010, 33(5):78-82. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.012

[摘要](2178) [HTML](0) [PDF 4.71 M](1213)

摘要:
为快速恢复非故障失电区的供电，提出了一种基于启发式搜索和模糊评价的配电网故障后多目标快速供电恢复算法。算法首先从寻找有效的联络开关和分段开关开始搜索供电路径，通过潮流计算剔除不符合系统运行约束的开关组合。将恢复步骤分为自馈线恢复、整区恢复、分区恢复、转移负荷恢复和切负荷恢复，考虑了开关操作次数和用户优先级别，得出初始供电恢复方案。然后，引入模糊评价，从最少开关操作次数、负荷转移量、馈线容量裕度和最大电压降4个方面衡量候选方案，并根据实际情况为其赋予不同的权重，通过加权值的大小选择最佳的供电方案作为最终的方案。最后，算例分析证明了所提恢复算法的可行性和高效性。

13 压力对铍/铜/HR-1不锈钢热静压组织结构的影响

李辉 , 康人木 , 周上祺 , 孔纪兰 , 张鹏程

2010, 33(5):83-88. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.013

[摘要](1663) [HTML](0) [PDF 7.99 M](1279)

摘要:
在800 ℃ 下，分别在20、30、40、50 MPa压力下对铍/铜/HR-1不锈钢进行真空热静压扩散连接。利用光学金相、显微硬度计、扫描电镜（SEM）、俄歇电子能谱（AES）和X射线衍射仪（XRD）分析了接头扩散区的微区成分和组织结构；探讨了扩散区成分，组织结构与压力的关系。研究表明：压力的作用将使试样产生动态形变再结晶和扩散性蠕变，也能影响扩散焊区的扩散宽度、晶粒大小和金属间化合物数量；单轴向压力作用下，基材或扩散焊区出现织构；降低铍/铜/HR-l不锈钢接头性能的主要因素是金属间化合物优先沿晶界生成，适当降低压力或缩短热压时间可减少金属间化合物的形成，改善连接性能。

14 连铸热坯表面缺陷图像清晰度控制算法

张兴兰 , 欧阳奇 , 赵立明

2010, 33(5):89-94. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.014

[摘要](2310) [HTML](0) [PDF 6.76 M](1318)

摘要:
连铸热坯表面缺陷机器视觉检测系统中，获得清晰稳定信噪比高的图像是检测能否成功的前提条件。针对当前连铸坯表面缺陷获取图像质量及清晰度问题，提出一种基于聚焦平方梯度及CCD靶面照度参数的缺陷图像质量控制算法。选取连铸热坯表面上的一个标志点作为对象，首先采用聚焦窗口平方梯度函数获得系列离焦平面的清晰度最高图像对象，再通过识别该对象和分析对象的面积损失率获得CCD靶面照度参数，进而获得全局采集图像的质量最清晰点。该算法解决了连铸热坯表面缺陷成像系统中焦平面选择及CCD积分时间控制，具有很好的实用性。同时，该算法也为其他机器视觉工程的图像采集提供良好的指导作用。

15 多极边界元法在轧件矫直变形分析中的应用

桂海莲 , 黄庆学 , 马立峰 , 田雅琴

2010, 33(5):95-99. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.015

[摘要](2394) [HTML](0) [PDF 5.58 M](1307)

摘要:
采用多极边界元法分析矫直过程中轧件的变形情况。对不同矫直力下几何中心层上下部分的塑性变形区的变化规律进行分析，着重讨论中性轴上节点的塑性变化。通过算例分析表明，当矫直力为250 kN时，中性轴上节点的塑性变形比相邻两侧的塑性变形小，随着矫直力的增大塑性变形差异逐渐消失，当矫直力达到500 kN时形成一个相对平缓区。同时在矫直力作用下中性层会发生偏移，这是矫直过程中压弯量给定不准确的重要原因之一。这些结果通过有限元法是无法模拟得到的。

16 磁流变液铁磁颗粒的动力学分析

李海涛 , 彭向和

2010, 33(5):100-104. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.016

[摘要](2866) [HTML](0) [PDF 6.83 M](1589)

摘要:
分析磁流变液铁磁颗粒的受力和运动特点对研究磁流变液微观机理至关重要。基于磁偶极子理论，比较全面地分析了磁流变液中的铁磁颗粒在外加磁场作用下所受到的力，并对这些力进行了比较。同时，研究了颗粒可能的运动方式。分析结果表明，磁力、载液的粘性阻力和颗粒间的排斥力是颗粒的主要受力，平动是颗粒的主要运动方式。并通过数值模拟手段，得到磁流变液在磁场作用下的链柱状微结构，从而证明该动力学分析的有效性。

17 天府三汇一矿地应力场三维有限元分析及其分布特征

许江 , 彭守建 , 陶云奇 , 杨红伟

2010, 33(5):105-113. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.017

[摘要](1821) [HTML](0) [PDF 11.71 M](2204)

摘要:
重庆天府三汇一矿位于华蓥山帚状褶皱带的收敛端，属地应力相对集中地带，矿区的煤与瓦斯突出不但发生的次数多，突出强度也大，且正在?傻拿翰憔敉怀雒翰悖愿们蛟加αΤ〉娜植脊媛裳芯靠晌缶杓萍懊河胪咚雇怀鑫Ｏ招郧蛟げ馓峁┎慰家谰荨Ｔ谑占阋豢蟮刂首柿系幕∩希⑵鹑邢拊扑隳Ｐ停肁NSYS大型通用有限元软件采用弹塑性有限元法对该矿初始地应力场进行数值模拟。根据模拟结果，分析了三汇一矿地应力场的三维分布特征，并对K1煤层的地应力分布进行了分析。

18 泥石流冲击特性模型试验

陈洪凯 , 唐红梅 , 鲜学福 , 张玉萍

2010, 33(5):114-119. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.018

[摘要](1793) [HTML](0) [PDF 4.92 M](1619)

摘要:
针对沟谷泥石流，建立了泥石流冲击试验模型，选定0.3~0.8 cm、0.8~15 cm和1.5~3.0 cm等3种固相粒径组和0.02、0.08、0.16、0.20、0.25等5种固相比，拟定了15种水石流试验工况；实施了40余组模型试验，采用Fastcam-ultima1024型高速摄像机、HS200型动态应力传感器和多通道动态应变仪等测试仪器获得了85 000多个测试数据。试验结果表明，低固相比时，泥石流脉动特征显著，泥石流阵流特性随着固相比增大逐渐显现，且随着泥石流中固相颗粒粒径增大，出现初始阵流的时间提前；随着固相比及固相颗粒粒径的增大，泥石流冲击力具有非线性增加趋势；泥石流沟口的平均流速随着固相比增大具有降低趋势。成果可为系统实施不同浆体粘度及不同固相比泥石流冲击特性试验及理论研究提供科学借鉴。

19 CTMA插层改性膨润土对甲基橙的吸附特性

任建敏 , 傅遍红 , 吴四维

2010, 33(5):120-125. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.019

[摘要](2186) [HTML](0) [PDF 5.55 M](1173)

摘要:
用十六烷基三甲基铵(CTMA) 阳离子对钠基膨润土通过离子交换进行插层改性，采用X射线衍射(XRD)和红外光谱( IR)对CTMA改性膨润土结构表征，在100%的离子交换下，其d001比钠基膨润土增大7.54，红外光谱显示CTMA改性膨润土的-OH伸缩与弯曲二振动强度明显低于钠基膨润土。用甲基橙水溶液为染料废水模型物，考察了CTMA改性膨润土对甲基橙的吸附特性，对吸附实验数据运用相关数学模型拟合，得出该等温吸附平衡符合Langmuir与Freundlich二吸附模型，整个吸附过程更适合准二级动力学；通过计算不同温度各热力学参数ΔG0、ΔH0和ΔS0，证实该吸附过程为一自发的放热物理吸附。

20 几种复合墙体构造的热工性能数值分析

王厚华 , 庄燕燕 , 吴伟伟 , 吴宏伟

2010, 33(5):126-132. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.020

[摘要](2399) [HTML](0) [PDF 6.84 M](1629)

摘要:
鉴于夏热冬冷地区的气候特点，针对内外保温形式、保温厚度、保温材料、主体墙不同的情况，建立物理数学模型，计算材料及墙体构造特性，采用Fluent软件模拟对比分析不同构造墙体的热工性能，并将内外壁面温度（夏季）进行对比。模拟结果表明：在同一温度波连续作用下，墙体外壁面平均温度与墙体构造基本无关；对比热惰性指标和传热系数相同但保温形式不同的墙体构造，外保温墙体比内保温墙体温度波衰减度大，延迟时间更长，内壁面温度波动幅度小，抵抗室外温度波变化能力强，热稳定性更好；对比主体墙材料相同但保温材料不同的墙体构造，说明热惰性指标和传热系数并不能完全用来综合评价保温隔热效果，温度衰减倍数大的材料节能性能更好。

21 FRP片材加固梁的剪应力分析

陈俊 , 昌永红

2010, 33(5):133-138. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.021

[摘要](1848) [HTML](0) [PDF 5.25 M](1390)

摘要:
目前关于FRP片材加固梁的界面剪应力研究大都假定FRP片材与混凝土梁之间的粘结是完全的，且粘结胶的厚度都是均匀的。实际中，混凝土梁与FRP片材界面的胶有不均匀性和非连续性性质，已有的关于界面粘结剪应力分布的成果和粘结破坏模式成果不能完全反映这种情况下FRP片材加固梁的性能。考虑混凝土受压的非线性性能和钢筋对梁的作用后，推导了FRP片材下加固梁粘结部位的剪应力通用计算公式，并将计算结果与有限元分析相比较，结果表明两者的吻合程度良好。

22 城市垃圾制备陶粒配方及焙烧条件优化分析

黄川 , 姚雪燕 , 王里奥 , 黄晶

2010, 33(5):139-144. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.022

[摘要](2833) [HTML](0) [PDF 5.21 M](1230)

摘要:
以城市有机生活垃圾为原料，采用三叶回转窑烧制成陶粒，是一种有效的垃圾资源化处置方式。试验研究了以垃圾、黏土和粉煤灰为原料烧制陶粒的最佳原材料配比和最优焙烧条件，结果表明，1）烧制陶粒的最佳原材料配比（干混合比）：垃圾15.38%，黏土14.85%，粉煤灰69.77%；2）最优焙烧条件：窑预热温度500 ℃，烧成温度1 190 ℃，烧成温度保持时间4 min。以最优试验方案制得的陶粒堆积密度为605 kg/m3，筒压强度为3.0 Mpa，吸水率为11.0%，软化系数为0.93，满足GB/T17431.1—1998规定的普通轻集料700级的技术要求；陶粒浸出毒性实验表明浸出液中各项重金属含量均远低于GB/T 5085.3—2007规定的浓度限值，具有环境安全性。

23 模糊综合评判在矿山地质环境中的应用

唐建新 , 徐宁霞 , 康钦容

2010, 33(5):145-150. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.05.023

[摘要](2071) [HTML](0) [PDF 5.29 M](1389)

摘要:
针对丘陵山区复杂的地质情况，构建了矿山地质环境影响程度的模糊综合评判指标体系；并引入弱模糊一致矩阵结合层次分析法确定权重，解决了传统AHP很难满足一致性检验的问题；依据矿山特殊地质条件，将地质环境影响程度划分为三个等级构建模糊综合评判表，确定各影响因子的隶属度；运用模糊综合评判方法，建立矿山地质环境影响程度的二级模糊综合评判模型。通过该模型在实际矿山中的应用，模型评估结果与实际结果显示的滑坡、地面沉降等地质灾害影响程度吻合性较高。

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