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2018年 37卷 第1期
2018, 37(1): 1-7.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0101
摘要
PDF 780KB
摘要:
采用实验手段研究了小型柴油发电机组的噪声源和噪声特性，对不同频率范围的噪声提出了具体可行的隔声罩结构优化措施。针对结构隔声量，分析板结构质量是影响隔声罩隔声量的主要因素，采用拓扑优化方法进行优化设计，使1 000 Hz频率以下噪声隔声量达13.16 dB （A）；对隔声罩通风口处的声能泄露，确定中高频噪声为噪声控制主要目标，在考虑管道内存在高次波传播的情况下，分析管道隔板位置和大小对传递损失的影响，采用遗传算法设计和优化通风管道结构，减少高次波的传播，使1 000 Hz~3 500 Hz频率范围内噪声传递损失达30.3 dB （A）。通过以上措施，小型柴油发电机组7 m处的噪声降低至60.7 dB （A）。
采用实验手段研究了小型柴油发电机组的噪声源和噪声特性，对不同频率范围的噪声提出了具体可行的隔声罩结构优化措施。针对结构隔声量，分析板结构质量是影响隔声罩隔声量的主要因素，采用拓扑优化方法进行优化设计，使1 000 Hz频率以下噪声隔声量达13.16 dB （A）；对隔声罩通风口处的声能泄露，确定中高频噪声为噪声控制主要目标，在考虑管道内存在高次波传播的情况下，分析管道隔板位置和大小对传递损失的影响，采用遗传算法设计和优化通风管道结构，减少高次波的传播，使1 000 Hz~3 500 Hz频率范围内噪声传递损失达30.3 dB （A）。通过以上措施，小型柴油发电机组7 m处的噪声降低至60.7 dB （A）。
2018, 37(1): 8-12.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0102
摘要:
针对框架结构非线性损伤识别问题，提出一种基于主成分分析的损伤识别方法。利用主成分分析数据压缩和特征提取的特性，首先对结构基准工况响应信号进行处理，提取特征成分，得到主成分模型，然后将结构未知工况响应数据向主成分模型投影，通过构造损伤指标实现对结构非线性损伤的识别。以四层钢框架结构碰撞模型为实验对象，通过螺栓和钢柱构造碰撞非线性损伤源，实验结果表明该方法可有效识别结构的非线性损伤。
针对框架结构非线性损伤识别问题，提出一种基于主成分分析的损伤识别方法。利用主成分分析数据压缩和特征提取的特性，首先对结构基准工况响应信号进行处理，提取特征成分，得到主成分模型，然后将结构未知工况响应数据向主成分模型投影，通过构造损伤指标实现对结构非线性损伤的识别。以四层钢框架结构碰撞模型为实验对象，通过螺栓和钢柱构造碰撞非线性损伤源，实验结果表明该方法可有效识别结构的非线性损伤。
2018, 37(1): 13-18.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0103
摘要:
针对内循环滚珠丝杠副中滚珠与反向器之间碰撞和摩擦易导致反向器失效的问题，以减小滚珠与反向器之间接触碰撞力和摩擦力矩为目标，正弦曲线和五次抛物曲线叠加权重比系数为设计变量，对现有反向器回珠曲线进行优化计算。在获得最优回珠曲线后，建立三维模型并进行多体动力学仿真分析。仿真结果表明：优化后的反向器回珠曲线有效的降低了滚珠与反向器之间的碰撞力和摩擦力矩，滚珠运行更加流畅，滚珠丝杠副的动态性能得到明显改善。
针对内循环滚珠丝杠副中滚珠与反向器之间碰撞和摩擦易导致反向器失效的问题，以减小滚珠与反向器之间接触碰撞力和摩擦力矩为目标，正弦曲线和五次抛物曲线叠加权重比系数为设计变量，对现有反向器回珠曲线进行优化计算。在获得最优回珠曲线后，建立三维模型并进行多体动力学仿真分析。仿真结果表明：优化后的反向器回珠曲线有效的降低了滚珠与反向器之间的碰撞力和摩擦力矩，滚珠运行更加流畅，滚珠丝杠副的动态性能得到明显改善。
2018, 37(1): 19-23.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0104
摘要:
应用任意拉格朗日欧拉法推导了生物瓣膜与血液的耦合方程，并借助压力隐式算子分割算法对血液的动量方程进行离散，得到耦合过程的速度迭代方程。根据Fluent中的压力隐式算子分割算法PISO （Pressure implicit with splitting of operators）对生物瓣膜模型进行动态力学分析，得到了生物瓣膜的变形情况。仿真分析结果显示生物瓣膜的变形主要发生在每片瓣叶的自由边，而腹部的变形较小，而且在瓣膜打开的过程中自由边会出现卷曲。对生物瓣膜使用同样的环境进行脉动流实验模拟，得到了相同的结果。仿真和实验结果证明，该方法可以用在生物瓣膜的流固耦合分析中，同时也为生物瓣膜的进一步优化提供了参考。
应用任意拉格朗日欧拉法推导了生物瓣膜与血液的耦合方程，并借助压力隐式算子分割算法对血液的动量方程进行离散，得到耦合过程的速度迭代方程。根据Fluent中的压力隐式算子分割算法PISO （Pressure implicit with splitting of operators）对生物瓣膜模型进行动态力学分析，得到了生物瓣膜的变形情况。仿真分析结果显示生物瓣膜的变形主要发生在每片瓣叶的自由边，而腹部的变形较小，而且在瓣膜打开的过程中自由边会出现卷曲。对生物瓣膜使用同样的环境进行脉动流实验模拟，得到了相同的结果。仿真和实验结果证明，该方法可以用在生物瓣膜的流固耦合分析中，同时也为生物瓣膜的进一步优化提供了参考。
2018, 37(1): 24-29.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0105
摘要:
当机械臂末端沿期望轨迹运动时，若障碍物影响机械臂末端运动，则末端会与障碍物发生冲突，使其偏离期望运动轨迹。针对这一问题，提出了一种任务优先级轨迹规划方法，使机械臂末端避障后能够继续跟踪期望轨迹。当机械臂末端运动轨迹中含有障碍物时，赋予避障运动作为优先控制，通过计算末端位置增量使机械臂末端产生逃离速度，进而避开障碍物；反之，赋予轨迹跟踪作为优先控制，通过对机械臂期望轨迹与实际位置进行误差控制，达到提高末端轨迹跟踪精度的目的。最后，对冗余机器人进行了仿真及试验验证。结果表明，当障碍物与机械臂末端运动轨迹发生冲突时，基于任务优先级的轨迹规划方法可以使机械臂末端有效地避开障碍物，同时，末端避障后机械臂仍能跟踪到期望轨迹运动。
当机械臂末端沿期望轨迹运动时，若障碍物影响机械臂末端运动，则末端会与障碍物发生冲突，使其偏离期望运动轨迹。针对这一问题，提出了一种任务优先级轨迹规划方法，使机械臂末端避障后能够继续跟踪期望轨迹。当机械臂末端运动轨迹中含有障碍物时，赋予避障运动作为优先控制，通过计算末端位置增量使机械臂末端产生逃离速度，进而避开障碍物；反之，赋予轨迹跟踪作为优先控制，通过对机械臂期望轨迹与实际位置进行误差控制，达到提高末端轨迹跟踪精度的目的。最后，对冗余机器人进行了仿真及试验验证。结果表明，当障碍物与机械臂末端运动轨迹发生冲突时，基于任务优先级的轨迹规划方法可以使机械臂末端有效地避开障碍物，同时，末端避障后机械臂仍能跟踪到期望轨迹运动。
2018, 37(1): 30-35.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0106
摘要:
机械故障中的轴承故障具有强的非线性特征，其故障特征提取具有一定的困难，针对此问题提出了一种基于多脉冲激励法下的Volterra级数核的故障特征提取方法。通过系统的输入输出信号并建立非线性系统的Volterra级数模型，利用时域和频域的低阶核进行轴承所处状态的对比，进而分析是否处于故障状态。以美国西储大学滚动轴承故障为例来验证该算法，应用小波算法和多脉冲激励法进行对比，得出多脉冲激励法能够较为方便准确地提取轴承的故障特征。
机械故障中的轴承故障具有强的非线性特征，其故障特征提取具有一定的困难，针对此问题提出了一种基于多脉冲激励法下的Volterra级数核的故障特征提取方法。通过系统的输入输出信号并建立非线性系统的Volterra级数模型，利用时域和频域的低阶核进行轴承所处状态的对比，进而分析是否处于故障状态。以美国西储大学滚动轴承故障为例来验证该算法，应用小波算法和多脉冲激励法进行对比，得出多脉冲激励法能够较为方便准确地提取轴承的故障特征。
2018, 37(1): 36-42.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0107
摘要:
针对最小解熵解卷积（Minimum entropy deconvolution，MED）算法易受强噪声和野值的影响，引出了最大相关峭度解卷积（Maximum correlated kurtosis deconvolution，MCKD）的齿轮箱故障特征提取方法，克服了MED算法的不足。然而凭先验信息选取的故障周期，可能导致MCKD解卷积效果很差，因此提出了MCKD算法的最佳故障周期搜索思路，即在合适的滤波器阶数L下，最佳故障周期的搜索可以限定于理论计算周期左右的某一范围内，使不同步距M关于最佳周期的最大相关峭度达到全局最优，以确保了MCKD算法具有良好的解卷积效果。断齿与局部断齿故障特征提取试验结果佐证了最佳故障周期搜索思路的可行性及其效果。
针对最小解熵解卷积（Minimum entropy deconvolution，MED）算法易受强噪声和野值的影响，引出了最大相关峭度解卷积（Maximum correlated kurtosis deconvolution，MCKD）的齿轮箱故障特征提取方法，克服了MED算法的不足。然而凭先验信息选取的故障周期，可能导致MCKD解卷积效果很差，因此提出了MCKD算法的最佳故障周期搜索思路，即在合适的滤波器阶数L下，最佳故障周期的搜索可以限定于理论计算周期左右的某一范围内，使不同步距M关于最佳周期的最大相关峭度达到全局最优，以确保了MCKD算法具有良好的解卷积效果。断齿与局部断齿故障特征提取试验结果佐证了最佳故障周期搜索思路的可行性及其效果。
2018, 37(1): 43-54.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0108
摘要:
鉴于啮合线与转子型线的一一对应关系，且其能够反映出转子型线的某些重要性能参数，针对传统的"转子法"和"齿条法"设计方法的不足，采用从啮合线推导双螺杆压缩机阴、阳转子型线的啮合线法，并将B样条曲线作为啮合线的组成曲线，实现对转子齿形的局部快捷调整，更加方便控制啮合线的形状。在现有转子型线的基础上，基于B样条曲线设计了一条啮合线，反推出阴阳转子型线，对最终得到的转子型线在不同工况下进行CFD模拟计算，分析其内部流场特性，与传统设计结果进行对比研究，最后通过实验有效验证了模拟结果的可靠性，进一步为双螺杆压缩机的可靠性设计提供了一种新的设计手段。
鉴于啮合线与转子型线的一一对应关系，且其能够反映出转子型线的某些重要性能参数，针对传统的"转子法"和"齿条法"设计方法的不足，采用从啮合线推导双螺杆压缩机阴、阳转子型线的啮合线法，并将B样条曲线作为啮合线的组成曲线，实现对转子齿形的局部快捷调整，更加方便控制啮合线的形状。在现有转子型线的基础上，基于B样条曲线设计了一条啮合线，反推出阴阳转子型线，对最终得到的转子型线在不同工况下进行CFD模拟计算，分析其内部流场特性，与传统设计结果进行对比研究，最后通过实验有效验证了模拟结果的可靠性，进一步为双螺杆压缩机的可靠性设计提供了一种新的设计手段。
2018, 37(1): 55-62.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0109
摘要:
为了提高装载机的工作性能，减小燃油消耗，对不同工况下液力变矩器与发动机的功率匹配与转速感应控制进行研究。根据装载机的作业方式，选择154 kW发动机的最佳工作曲线与340 mm的液力变矩器的主要工况点进行功率匹配。根据装载机的多参数工况识别与工况点的控制原则，对发动机进行转速感应控制。以50型装载机为研究对象，建立分工况转速感应传动系统模型，并与传统方式进行对比计算。结果表明：在铲掘工况下，装载机输出扭矩提高了约25.6%，综合燃油消耗量下降了21.6%；在卸载工况下，综合燃油消耗量从32 g/h下降到8.5 g/h；在行驶工况下，高效经济模式限制了发动机4%的输出功率，综合燃油消耗量降低了7.5%，最经济工况模式限制了发动机30%的输出功率，综合燃油消耗量降低了36.8%。
为了提高装载机的工作性能，减小燃油消耗，对不同工况下液力变矩器与发动机的功率匹配与转速感应控制进行研究。根据装载机的作业方式，选择154 kW发动机的最佳工作曲线与340 mm的液力变矩器的主要工况点进行功率匹配。根据装载机的多参数工况识别与工况点的控制原则，对发动机进行转速感应控制。以50型装载机为研究对象，建立分工况转速感应传动系统模型，并与传统方式进行对比计算。结果表明：在铲掘工况下，装载机输出扭矩提高了约25.6%，综合燃油消耗量下降了21.6%；在卸载工况下，综合燃油消耗量从32 g/h下降到8.5 g/h；在行驶工况下，高效经济模式限制了发动机4%的输出功率，综合燃油消耗量降低了7.5%，最经济工况模式限制了发动机30%的输出功率，综合燃油消耗量降低了36.8%。
2018, 37(1): 63-69.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0110
摘要:
为了提高采煤机螺旋滚筒的截割性能，利用量纲分析法得到了滚筒截割系统的相似准则方程及各参数的相似比；以某型采煤机螺旋滚筒为原型，基于相似理论设计了一种新型大采高采煤机滚筒，并用采煤机滚筒辅助设计软件进行了相似性验证，再将其与缩尺模型进行对比分析。结果表明：相似模型与原型保持着良好的截割性能相似性，其切削面积比原型增加了17%，且基于相似理论的设计方法优于缩尺转换方法，为采煤机螺旋滚筒的快速设计提供了一种新途径。
为了提高采煤机螺旋滚筒的截割性能，利用量纲分析法得到了滚筒截割系统的相似准则方程及各参数的相似比；以某型采煤机螺旋滚筒为原型，基于相似理论设计了一种新型大采高采煤机滚筒，并用采煤机滚筒辅助设计软件进行了相似性验证，再将其与缩尺模型进行对比分析。结果表明：相似模型与原型保持着良好的截割性能相似性，其切削面积比原型增加了17%，且基于相似理论的设计方法优于缩尺转换方法，为采煤机螺旋滚筒的快速设计提供了一种新途径。
2018, 37(1): 70-75.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0111
摘要:
针对精密机床装配过程中导轨基面静变形对几何精度的影响，提出一种预先消除该静变形的方法，即对整机进行静力学分析，获得装配后导轨基面的静变形，通过调整支撑方式使该变形在装配前呈现，便于将此变形提前消除。以一精密卧式加工中心为例，详细阐述了该方法，该方法的关键是通过优化支撑方式获得导轨基面最终静变形。以支撑点的定位尺寸为设计变量，采用正交试验的设计方法选取样本点构建BP神经网络模型，利用遗传算法对支撑位置进行优化，使导轨基面呈现目标变形。结果表明，采用优化后的支撑方式，导轨基面变形和目标变形形状相同，且最大变形分别为7.982 8 μm和8.2 μm，两者之间的误差为0.21 μm，取得了较好的优化效果。
针对精密机床装配过程中导轨基面静变形对几何精度的影响，提出一种预先消除该静变形的方法，即对整机进行静力学分析，获得装配后导轨基面的静变形，通过调整支撑方式使该变形在装配前呈现，便于将此变形提前消除。以一精密卧式加工中心为例，详细阐述了该方法，该方法的关键是通过优化支撑方式获得导轨基面最终静变形。以支撑点的定位尺寸为设计变量，采用正交试验的设计方法选取样本点构建BP神经网络模型，利用遗传算法对支撑位置进行优化，使导轨基面呈现目标变形。结果表明，采用优化后的支撑方式，导轨基面变形和目标变形形状相同，且最大变形分别为7.982 8 μm和8.2 μm，两者之间的误差为0.21 μm，取得了较好的优化效果。
2018, 37(1): 76-80.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0112
摘要:
采用紫铜电极、CuW70在变化的峰值电流（I）、脉冲宽度（ton）电参数下加工8418钢，研究电极材料及电参数对电火花加工表面质量的影响。测得了工件表面粗糙度、微观硬度、白层厚度、微裂纹，结果表明：采用紫铜电极加工时工件表面粗糙度（Ra）及白层厚度（WT）均比采用CuW70时略大，但在精加工放电参数下，电极材料对表面粗糙度的影响区别并不明显。工件表面粗糙度与白层厚度随着峰值电流和脉宽的增大而增大，且峰值电流对白层厚度的增加起主要作用。显微硬度随着与工件表面距离的增大而急剧减小。在低放电能量时，两种电极加工的8418钢表面基本上没有微裂纹，质量较好；在中高放电能量时，紫铜电极加工的工件表面微裂纹的数量比CuW70电极的要多，但裂纹宽度差别不大。
采用紫铜电极、CuW70在变化的峰值电流（I）、脉冲宽度（ton）电参数下加工8418钢，研究电极材料及电参数对电火花加工表面质量的影响。测得了工件表面粗糙度、微观硬度、白层厚度、微裂纹，结果表明：采用紫铜电极加工时工件表面粗糙度（Ra）及白层厚度（WT）均比采用CuW70时略大，但在精加工放电参数下，电极材料对表面粗糙度的影响区别并不明显。工件表面粗糙度与白层厚度随着峰值电流和脉宽的增大而增大，且峰值电流对白层厚度的增加起主要作用。显微硬度随着与工件表面距离的增大而急剧减小。在低放电能量时，两种电极加工的8418钢表面基本上没有微裂纹，质量较好；在中高放电能量时，紫铜电极加工的工件表面微裂纹的数量比CuW70电极的要多，但裂纹宽度差别不大。
2018, 37(1): 81-88.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0113
摘要:
通过分析在线测量系统测量过程中触发式测头测量结果的误差组成元素及其产生的原因，建立了测头标定的数学模型，并通过最小二乘法进行解算，提出通过对测头半径进行补偿来减小测量误差的新方法，该补偿方法综合考虑了实际测量过程中测头预行程误差、测头各向异性、测头偏心误差等影响因素，并利用双线性插值法建立测头半径补偿值与测点法矢方向之间的映射关系，来计算拟合任意法矢方向的半径补偿值。最后通过实验验证，对比补偿前后的测量结果，结果表明补偿后的测量系统测量精度有明显提高。
通过分析在线测量系统测量过程中触发式测头测量结果的误差组成元素及其产生的原因，建立了测头标定的数学模型，并通过最小二乘法进行解算，提出通过对测头半径进行补偿来减小测量误差的新方法，该补偿方法综合考虑了实际测量过程中测头预行程误差、测头各向异性、测头偏心误差等影响因素，并利用双线性插值法建立测头半径补偿值与测点法矢方向之间的映射关系，来计算拟合任意法矢方向的半径补偿值。最后通过实验验证，对比补偿前后的测量结果，结果表明补偿后的测量系统测量精度有明显提高。
2018, 37(1): 89-99.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0114
摘要:
为提高高速冷滚打成形技术的表面质量，对高速冷滚打齿块侧面残余高度的成因进行理论分析和仿真计算。简述高速冷滚打成形技术的基本原理，分析齿块侧面残余高度的影响因素；对齿块侧面残余高度进行数学几何建模计算，得出残余高度的数学关系式；并通过MATLAB对齿侧面残余高度进行几何仿真，研究分析主要成形参数对其影响。在自主开发的冷滚打设备上进行齿块冷滚打试验，对齿侧面残余高度进行测量，验证了几何解析的正确性和精度可靠性。
为提高高速冷滚打成形技术的表面质量，对高速冷滚打齿块侧面残余高度的成因进行理论分析和仿真计算。简述高速冷滚打成形技术的基本原理，分析齿块侧面残余高度的影响因素；对齿块侧面残余高度进行数学几何建模计算，得出残余高度的数学关系式；并通过MATLAB对齿侧面残余高度进行几何仿真，研究分析主要成形参数对其影响。在自主开发的冷滚打设备上进行齿块冷滚打试验，对齿侧面残余高度进行测量，验证了几何解析的正确性和精度可靠性。
2018, 37(1): 100-107.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0115
摘要:
材料应力应变的同步采集和应变快速准确获取是测量材料应力应变曲线测量的关键。为此设计了载荷获取和图像拍摄的同步采集硬件装置和控制方法，有效保证了应力与应变在时序上的精确同步。针对试件表面标识的坐标网格，提出一种基于网格传播的网格图像处理技术实现了网格节点拓扑关系建立和节点坐标的精确定位。再利用双目立体视觉技术对网格三维变形进行跟踪，根据有限应变理论实现应变测量。现场实验结果显示本文的方法与传统方法相比在精度和适应性上具有综合优势。
材料应力应变的同步采集和应变快速准确获取是测量材料应力应变曲线测量的关键。为此设计了载荷获取和图像拍摄的同步采集硬件装置和控制方法，有效保证了应力与应变在时序上的精确同步。针对试件表面标识的坐标网格，提出一种基于网格传播的网格图像处理技术实现了网格节点拓扑关系建立和节点坐标的精确定位。再利用双目立体视觉技术对网格三维变形进行跟踪，根据有限应变理论实现应变测量。现场实验结果显示本文的方法与传统方法相比在精度和适应性上具有综合优势。
2018, 37(1): 108-114.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0116
摘要:
提出一种实现主动转向和直接横摆力矩控制功能的新型电动轮转向系统。介绍了新型电动轮转向系统的系统结构和基本工作原理，并建立了新型电动轮转向系统与整车机电耦合的动力学模型。提出了主动转向（AFS）与直接横摆力矩控制（DYC）的联合控制策略，并基于LQR最优控制理论进行了控制器的设计。为验证所提出的AFS与DYC联合控制策略的有效性，进行了有侧向风作用的极限工况仿真试验。仿真结果表明，所提出的AFS与DYC联合控制策略是有效的，进一步提高了汽车在极限工况下行驶的侧向稳定性。
提出一种实现主动转向和直接横摆力矩控制功能的新型电动轮转向系统。介绍了新型电动轮转向系统的系统结构和基本工作原理，并建立了新型电动轮转向系统与整车机电耦合的动力学模型。提出了主动转向（AFS）与直接横摆力矩控制（DYC）的联合控制策略，并基于LQR最优控制理论进行了控制器的设计。为验证所提出的AFS与DYC联合控制策略的有效性，进行了有侧向风作用的极限工况仿真试验。仿真结果表明，所提出的AFS与DYC联合控制策略是有效的，进一步提高了汽车在极限工况下行驶的侧向稳定性。
2018, 37(1): 115-119.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0117
摘要:
基于EEMD和HT方法的先进性，将其应用于高速列车齿轮箱振动特性分析与故障识别。采用EEMD和HT方法分析了高速列车齿轮箱的振动特性，包括时域和频域特性。通过与连续小波方法的比较，探讨了EEMD和HT方法在高速列车齿轮箱故障识别与诊断中的应用优势。研究工作中得出的结论：1） EEMD和HT方法能较好地识别高速动车组齿轮的故障特征，比常用的连续小波变换具有良好的应用性能。2）有缺陷齿轮箱的振动幅度明显大于普通齿轮箱，其振动特性发生了显著变化。
基于EEMD和HT方法的先进性，将其应用于高速列车齿轮箱振动特性分析与故障识别。采用EEMD和HT方法分析了高速列车齿轮箱的振动特性，包括时域和频域特性。通过与连续小波方法的比较，探讨了EEMD和HT方法在高速列车齿轮箱故障识别与诊断中的应用优势。研究工作中得出的结论：1） EEMD和HT方法能较好地识别高速动车组齿轮的故障特征，比常用的连续小波变换具有良好的应用性能。2）有缺陷齿轮箱的振动幅度明显大于普通齿轮箱，其振动特性发生了显著变化。
2018, 37(1): 120-124.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0118
摘要:
提出一种提高微热压模具加热冷却速率、缩短微热压成型循环周期的方法。在硅片表面使用化学气相沉积CVD的方法制备石墨烯层，利用石墨烯层高电导率、热导率等特性，研究石墨烯层电热耦合作用对模具温度的影响规律。模拟结果表明，硅模具施加电势增加或石墨烯层厚增加，硅片表面平均温度的升高速率增大；当石墨烯层厚为40 nm、施加电压为150 V时，硅片表面由室温升温加热速率可以达到9.87 K/s，模具温度稳定后，微结构处的温度略高于硅片表面其他位置。
提出一种提高微热压模具加热冷却速率、缩短微热压成型循环周期的方法。在硅片表面使用化学气相沉积CVD的方法制备石墨烯层，利用石墨烯层高电导率、热导率等特性，研究石墨烯层电热耦合作用对模具温度的影响规律。模拟结果表明，硅模具施加电势增加或石墨烯层厚增加，硅片表面平均温度的升高速率增大；当石墨烯层厚为40 nm、施加电压为150 V时，硅片表面由室温升温加热速率可以达到9.87 K/s，模具温度稳定后，微结构处的温度略高于硅片表面其他位置。
2018, 37(1): 125-131.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0119
摘要:
以S580B钢为研究对象，利用高速液压伺服材料试验机开展了其在中、低应变率范围的动态拉伸试验。提出了一种借助静态标定试验来间接测量动态载荷的方法，通过数字散斑相关方法测量应变场，获得了不同应变率下的真实应力-应变曲线，试验结果显示此材料具有明显的应变硬化效应和应变率敏感性。基于试验数据，采用Johnson-Cook模型拟合得到了S580B钢的动态本构方程，以其作为试验件有限元仿真的材料参数，仿真结果验证了拟合的动态本构方程能够较为准确地表征S580B钢的动态力学特性。
以S580B钢为研究对象，利用高速液压伺服材料试验机开展了其在中、低应变率范围的动态拉伸试验。提出了一种借助静态标定试验来间接测量动态载荷的方法，通过数字散斑相关方法测量应变场，获得了不同应变率下的真实应力-应变曲线，试验结果显示此材料具有明显的应变硬化效应和应变率敏感性。基于试验数据，采用Johnson-Cook模型拟合得到了S580B钢的动态本构方程，以其作为试验件有限元仿真的材料参数，仿真结果验证了拟合的动态本构方程能够较为准确地表征S580B钢的动态力学特性。
2018, 37(1): 132-137.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0120
摘要:
通过引入广义坐标与广义动量，在Hamilton体系下建立了空间绳系卫星系统的动力学方程；在保守体系下，分别采用经典Runge-Kutta方法和辛Runge-Kutta方法离散方程，比较了两种方法在能量保持方面的优劣，重点分析了辛算法在长时间数值仿真中的优势；最后，采用辛算法进行数值求解，研究了J2摄动和光压摄动对轨道半径、真近点角、姿态角以及绳弹性变形的影响。结果表明J2摄动和太阳光压对绳系卫星系统的影响明显。
通过引入广义坐标与广义动量，在Hamilton体系下建立了空间绳系卫星系统的动力学方程；在保守体系下，分别采用经典Runge-Kutta方法和辛Runge-Kutta方法离散方程，比较了两种方法在能量保持方面的优劣，重点分析了辛算法在长时间数值仿真中的优势；最后，采用辛算法进行数值求解，研究了J2摄动和光压摄动对轨道半径、真近点角、姿态角以及绳弹性变形的影响。结果表明J2摄动和太阳光压对绳系卫星系统的影响明显。
2018, 37(1): 138-147.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0121
摘要:
采用有限元仿真的方法分析了连接孔垂直度误差对连接区层间应力的影响规律，基于层间失效准则对垂直度误差影响接力学性能进行了预测并试验验证。结果表明：垂直度误差影响螺栓与连接件之间的接触关系，造成连接区应力分布不均匀；螺栓在带有垂直度误差的连接孔中预紧时会发生位姿调整，其中以螺栓杆挤压孔壁为主；层间剪应力随垂直度误差的增加而增大，是造成分层失效的主要原因；适当提高螺栓预紧力有利于缓解垂直度误差带来的不良影响。
采用有限元仿真的方法分析了连接孔垂直度误差对连接区层间应力的影响规律，基于层间失效准则对垂直度误差影响接力学性能进行了预测并试验验证。结果表明：垂直度误差影响螺栓与连接件之间的接触关系，造成连接区应力分布不均匀；螺栓在带有垂直度误差的连接孔中预紧时会发生位姿调整，其中以螺栓杆挤压孔壁为主；层间剪应力随垂直度误差的增加而增大，是造成分层失效的主要原因；适当提高螺栓预紧力有利于缓解垂直度误差带来的不良影响。
2018, 37(1): 148-151.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0122
摘要:
基于LMS Virtual.Lab Motion平台建立了前起落架摆振刚体动力学模型，并利用落震试验进行初步校核；其次在PATRAN中对起落架关键部件进行柔性化处理，建立前起落架摆振多体动力学模型；然后进行摆振工况仿真，识别出工作模态，并从时域和频域两个角度与飞行试验结果反复对比，不断修改更新模型，完成模型标定；最后用模型扩展试验包线，验证了起落架在整个包线范围内的稳定性。
基于LMS Virtual.Lab Motion平台建立了前起落架摆振刚体动力学模型，并利用落震试验进行初步校核；其次在PATRAN中对起落架关键部件进行柔性化处理，建立前起落架摆振多体动力学模型；然后进行摆振工况仿真，识别出工作模态，并从时域和频域两个角度与飞行试验结果反复对比，不断修改更新模型，完成模型标定；最后用模型扩展试验包线，验证了起落架在整个包线范围内的稳定性。
2018, 37(1): 152-157.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0123
摘要:
飞机结构强度试验受外界条件作用较明显，试验误差可能发生较大变化。强度试验采用的经典PID控制器，该控制器对误差控制能力有限，难以有效降低试验控制误差。为了解决这个问题，提出一种闭环补偿控制技术。在对控制参数优化技术、PID自适应技术及开环补偿控制技术研究的基础上，深入分析了外界因素对试验的影响机制，设计了一种闭环补偿控制算法，此算法可以根据试验精度的变化控制器输出信号进行实时补偿。补偿控制算法可能导致试验控制系统出现稳定性的问题，所以利用赫尔维茨稳定性判据对该方法的稳定性进行了证明。同时设计了两个结构试验工况对本方法进行物理验证。试验结果表明：本文控制方法对于改善试验控制精度是合理有效的，并在将来有更为广泛的应用价值。
飞机结构强度试验受外界条件作用较明显，试验误差可能发生较大变化。强度试验采用的经典PID控制器，该控制器对误差控制能力有限，难以有效降低试验控制误差。为了解决这个问题，提出一种闭环补偿控制技术。在对控制参数优化技术、PID自适应技术及开环补偿控制技术研究的基础上，深入分析了外界因素对试验的影响机制，设计了一种闭环补偿控制算法，此算法可以根据试验精度的变化控制器输出信号进行实时补偿。补偿控制算法可能导致试验控制系统出现稳定性的问题，所以利用赫尔维茨稳定性判据对该方法的稳定性进行了证明。同时设计了两个结构试验工况对本方法进行物理验证。试验结果表明：本文控制方法对于改善试验控制精度是合理有效的，并在将来有更为广泛的应用价值。
2018, 37(1): 158-164.
doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2018.0124
摘要:
以某型国产涡桨飞机为研究对象，基于统计能量法（SEA），以VA-One软件为计算平台，通过计算比较某型涡桨飞机客舱在加单侧声载荷情况下的声压级，对不同声学处理工况下客舱壁板的隔声性能进行了对比研究。结果表明，采取声学处理比无声学处理的客舱声压级最高可降低约27 dB （A）；比较4种声学处理所对应的客舱声压级，结果表明，方式1、方式2和方式3这3种声学处理方式对应的客舱声压级差别很小；增加阻尼材料C3202-25（方式4）比未使用阻尼材料（方式1、2、3）客舱声压级可降低约0.4~0.5 dB （A）。因此，在壁板上使用阻尼材料是一种有效的声学处理方式。
以某型国产涡桨飞机为研究对象，基于统计能量法（SEA），以VA-One软件为计算平台，通过计算比较某型涡桨飞机客舱在加单侧声载荷情况下的声压级，对不同声学处理工况下客舱壁板的隔声性能进行了对比研究。结果表明，采取声学处理比无声学处理的客舱声压级最高可降低约27 dB （A）；比较4种声学处理所对应的客舱声压级，结果表明，方式1、方式2和方式3这3种声学处理方式对应的客舱声压级差别很小；增加阻尼材料C3202-25（方式4）比未使用阻尼材料（方式1、2、3）客舱声压级可降低约0.4~0.5 dB （A）。因此，在壁板上使用阻尼材料是一种有效的声学处理方式。
