当期目录

2012年 第33卷 第7期    刊出日期：2012-07-01

上一期    下一期

论文

电传动履带车冷却系统动态传热状态空间模型

王发成， 王义春， 张承宁， 孙晓霞， 相龙云

2012, 33(7):  769-775.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.001

摘要 ( )   PDF (986KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

热负荷是军用车辆的重要问题，尤其是电传动履带车辆。电传动履带车辆冷却系统设计了3个封闭式循环的水路。根据循环水路中部件的共同点，建立了冷却系统部件动态传热的热容热阻模型，再利用该热容热阻模型，将3个循环水路进行简化，构建了冷却系统动态传热的状态空间模型。对实际冷却系统的动态传热进行循环水降温试验研究表明，该模型可以全面，直观地分析电传动履带车辆冷却系统部件热耦合关系，以及研究稳态工况下热平衡时的冷却系统部件的传热规律，还可以用于冷却系统的故障诊断研究和改良设计。

天然气混氢发动机稀燃极限影响因素试验研究

王欣， 张红光， 姚宝峰， 孙晓娜， 雷艳， 王道静， 白小磊， 葛蕴珊

2012, 33(7):  776-781.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.002

摘要 ( )   PDF (968KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了研究点火提前角、掺氢比、节气门开度、发动机转速、机油和冷却水温度对天然气混氢发动机稀燃极限的影响，在一台点燃式发动机上开展了台架试验。试验转速1 500～3 000 r/min，节气门开度10%～40%，机油温度75 ℃～95 ℃，冷却水温度65 ℃～85 ℃. 试验用燃料掺氢比0～40%，点火提前角条件为稀燃最佳角。结果表明：过大和过小的点火提前角都使发动机的稀燃极限减小；稀燃极限随燃料中掺氢比增加而显著提高；随节气门开度增加略有上升；随发动机转速增加而减小；随机油温度升高先减小后增大；随冷却水温度升高而略有上升。

液力变矩器叶片参数的正交试验优化设计

罗虹， 李英强， 李兴泉， 王腾腾， 孙新龙

2012, 33(7):  782-787.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.003

摘要 ( )   PDF (1557KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在计算流体动力学中，采用正交试验方法对液力变矩器的叶片参数进行优化。研究了优化变量的选择方法。根据一维设计理论并结合计算流场的分布特征，选取对变矩器性能影响显著的叶片参数作为优化变量。采用正交试验方法分别以起动变矩比、最高效率为单目标进行优化，得到最优目标值。在此基础上构建综合目标函数进行优化。对某变矩器优化后起动变矩比和最高效率分别提升了1.5%、7.3%，表明该方法效果较好，具有工程实用价值。

电控喷油器控制柱塞副结构参数设计与优化

王军， 张幽彤， 金毅， 熊庆辉

2012, 33(7):  788-792.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.004

摘要 ( )   PDF (940KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为提高电控喷油器液力响应速度为提高电控喷油器液力响应速度进行了电控喷油器控制柱塞副结构参数设计及优化。简要分析了电控喷油器的工作原理和控制柱塞的作用，提出了电控喷油器控制柱塞副参数的计算方法；针对某型柴油机的喷油器要求，初步计算了控制柱塞副结构参数；引入遗传优化算法，建立以柱塞运动响应时间为目标函数的优化模型，获得了较合理的柱塞结构参数；通过电控喷油器仿真模型计算对比了优化后结构参数的喷油器性能。

斜轴式液压变压器变压比的影响因素分析

李雪原， 苑士华， 胡纪滨， 魏超

2012, 33(7):  793-798.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.005

摘要 ( )   PDF (1379KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

建立了斜轴式液压变压器的排量模型、转矩模型和变压比模型，分别推导出变压比与补油口压力、负载口流量以及油液粘度的导数关系式，在此基础上，得到了这些因素对变压比的影响特性。理论分析与试验结果表明：补油口压力对变压比的作用受配流盘转角的影响，在不同的配流盘转角下，补油口压力的增大可能会提高或减小变压比，也有可能不影响变压比；增大负载口流量会减小变压比，而减小油液粘度会提高变压比；液压变压器变压过程中存在一个最大变压比点，而且负载口流量越大，最大变压比点出现越早。

一种车用内燃机涡轮增压-燃气发电一体化设计方案

张强，马朝臣，曲荀之

2012, 33(7):  799-803.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.006

摘要 ( )   PDF (1106KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了发展军民用车辆辅机电站技术，针对某型号车用涡轮增压器进行了涡轮增压-燃气发电一体化方案设计，计算并分析了燃气动力发电工作过程热力循环参数，获得了关键部件特性参数对系统性能的影响规律。结果表明：基于内燃机原配涡轮增压器实现燃机发电是可行的，增压器涡轮的效率对燃气动力发电系统的性能影响最大，为后续的样机研制提供了依据。

永磁电动机绕组换接的性能分析与切换电路研究

罗宏浩， 王福兴

2012, 33(7):  804-809.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.007

摘要 ( )   PDF (965KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对在装甲车辆中体积、功率受限条件下，永磁电动机提升低速转矩与拓宽弱磁工作范围难以兼顾的问题，可以采用电动机绕组换接的方法。使用有限元方法分析了电动机绕组分别采用串联和并联连接运行的转矩及弱磁特性，仿真结果说明，绕组采用串联连接可以倍增其输出转矩针对在装甲车辆中体积、功率受限条件下，永磁电动机提升低速转矩与拓宽弱磁工作范围难以兼顾的问题，可以采用电动机绕组换接的方法。使用有限元方法分析了电动机绕组分别采用串联和并联连接运行的转矩及弱磁特性，仿真结果说明，绕组采用串联连接可以倍增其输出转矩但转速范围缩小一半。因此，可以通过绕组切换的方式，在低速时使用串联连接方式提升转矩；而在高速时使用并联绕组扩大弱磁范围，以满足装甲车辆性能指标对传动系统的苛刻要求。进而，构建了一种基于零电流切换的绕组换接电路，实验结果表明，该电路切换过程非常迅速，而且不会产生过大的电压冲击。

液压自由活塞发动机的活塞运动不对称特征研究

吴维， 苑士华， 胡纪滨， 荆崇波

2012, 33(7):  810-815.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.008

摘要 ( )   PDF (1462KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

结合液压自由活塞发动机基本原理，建立了系统分析模型，通过仿真和样机试验结果分析了活塞运动不对称性及其影响因素。研究结果表明：液压自由活塞发动机活塞上止点运动呈现不对称性特征，能量传递特征和活塞受力特征决定了该不对称性是固有的。在上止点附近，气体压力对活塞运动状态起决定性作用，活塞压缩过程越快，对应的膨胀过程也越快。配流阀响应对活塞上止点运动状态影响不明显，不同负载压力形成位置主要影响膨胀过程后期。

交流全电炮控改进型空间矢量脉宽调制

闫之峰， 马晓军， 魏曙光， 王静， 袁东

2012, 33(7):  816-821.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.009

摘要 ( )   PDF (986KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

某在研交流全电坦克炮控系统中，设计了一种软开关三相逆变器-辅助谐振换流极逆变器（ARCPI），然而，传统空间矢量脉宽调制（SVPWM）应用于ARCPI时，会导致ARCPI主开关管在部分状态下不能实现软开关条件。针对此局限性，提出了一种改进型SVPWM，可以最大限度地减少ARCPI主开关管不能零电压开通的次数，同时也能降低一个空间矢量周期内主开关管的工作次数，提高炮控系统的工作效率、净化电磁环境。理论分析和实验波形表明：改进型SVPWM在ARCPI中的应用具有可行性和优越性。

基于1阶Minkowski度量的多重分形谱算法

张胜， 方向， 张卫平

2012, 33(7):  822-825.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.010

摘要 ( )   PDF (928KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对目前广义维数多重分形谱算法运算量大，难以用于预警识别的现状，提出1阶Minkowski度量的多重分形谱算法，并将该算法用于坦克噪声预警识别试验。该方法根据广义维数定义本质，通过简化测度计算，减少运算量。试验表明，该算法在信噪比较低时，预警识别性能高于目前常用的过零率检测方法。

捷联惯导摇摆基座自对准中圆锥误差补偿算法

王立冬，刘军，鲁军

2012, 33(7):  826-830.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.011

摘要 ( )   PDF (938KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对捷联惯导系统（SINS）在摇摆基座上的自对准误差，提出了减小圆锥误差、提高自对准精度的具体圆锥误差补偿算法。分析比较了四元数四阶龙格-库塔算法、等效转动矢量的二子样、三子样等圆锥误差补偿算法及其理论补偿效果。结合仿真和实验结果得出：自对准误差随算法子样数的增大而降低，子样数增加1，北向对准误差减小近1倍，姿态角的离散度降低；随摇摆幅度的增大和频率的提高，三子样补偿算法的自对准精度接近稳定；综合考虑采样频率、子样数、计算量和对准精度要求，选择三子样圆锥误差补偿算法可以满足SINS摇摆基座下的自对准要求。

水下爆炸冲击波作用下空气背衬平板的运动

唐廷， 朱锡， 韦灼彬， 侯海量

2012, 33(7):  831-835.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.012

摘要 ( )   PDF (935KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

运用一维平面波理论，得到了空气背衬平板对水下爆炸冲击波响应的波动理论公式。通过比较波动理论公式与Taylor公式的计算结果，表明二者在平板波阻抗远大于水介质时具有很好的一致性。但是当平板的弹性模量和密度减小时，Taylor公式的误差增大，而波动理论公式则仍具有很好的精确性。相同质量的平板在相同的水下爆炸冲击波作用下的最大速度与平板的弹性模量和密度成反比，而不同厚度的钢板对相同水下爆炸冲击波响应的计算结果表明，平板的厚度与最大速度成反比，但增加平板厚度并不能达到很好的隔振效果。

水基伪装泡沫传热性能研究

张勇， 马玉中， 蒋晓军， 于坤， 杨立军

2012, 33(7):  836-839.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.013

摘要 ( )   PDF (912KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

水基伪装泡沫具有良好的热红外伪装性能。针对其孔径均匀且多闭孔的结构特点，构建了水基伪装泡沫的单元结构模型，在此基础上，利用等效热阻法建立了传热模型；通过实验制备的水基伪装泡沫样品，验证了该传热模型的合理性；理论分析了发泡倍率和结构因子对水基伪装泡沫有效导热系数的影响，并对发泡机具结构和发泡液配制提出了改进建议。基于等效热阻法的传热模型为研究水基伪装泡沫传热性能、内部结构和制备工艺之间的联系提供了理论基础，对后者的优化具有指导意义。

激光加热温度对冷喷Stellite 6合金沉积层表面特性的影响

骆芳, 孔凡志, 威廉·欧尼尔， 姚建华, 柴国钟

2012, 33(7):  840-846.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.014

摘要 ( )   PDF (9153KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

激光辅助冷喷涂(LCS)工艺是一种新的涂层和制造工艺，它结合了冷喷涂的固态沉积、保持原有粉末成分、高沉积效率优势，能够沉积冷喷涂难以或不可能沉积的材料。以N₂气作为高压载气，在中碳钢基体材料上采用LCS沉积Stellite 6粉末颗粒。采用金相、SEM以及EDX对沉积层进行表征，分析了激光加热的沉积点温度和N₂温度对沉积层的表面形貌、沉积厚度和沉积密度的影响。结果表明：激光加热导致的沉积点温度越高，沉积表面起伏越大，颗粒撞击形成的凹陷越深，粉末沉积层越厚；沉积层的致密度与沉积点温度和N₂温度有关。在氮气压力3 MPa，工件进给速度为15 mm/s的条件下，氮气温度450 ℃，沉积点温度1 100 ℃时，沉积层质量最好。

铝合金薄壁圆柱壳切削稳定性研究

林滨， 陈东， 韩植林， 张宝兴， 张磊

2012, 33(7):  847-851.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.015

摘要 ( )   PDF (1129KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

对于圆柱壳的加工，由工件材料的性能和结构特点，可知其相对刚度较低，加工工艺性差，易变形，在加工中易产生振动。再生型切削颤振是机床切削振动的主要原因。在现有文献的基础上研究了圆柱壳再生型切削颤振系统极限切削宽度随机床主轴转速变化的规律，并通过动态测试实验、模态实验和动态切削力实验，对切削系统的动力学参数进行识别，最终得到了圆柱壳切削系统稳定性极限图，并在传统稳定性的基础上提出严格稳定区的概念。

复杂工件夹紧力作用区域的规划算法

秦国华， 郭西园， 叶海潮， 鲁宇明

2012, 33(7):  852-856.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.016

摘要 ( )   PDF (969KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在机械加工过程中，工件受到切削力、切削扭矩等外载的作用，这将破坏工件定位时所获得的合理位置，甚至会导致生产事故的发生。因而必须对工件施加合理的夹紧力以保证其在整个加工过程中具有稳定性。为此，以工件稳定性为核心，提出了复杂形状工件的夹紧力作用区域确定算法。基于虚功原理和线性规划技术，建立了工件稳定性的判定算法；基于表面网格离散化方法，按照一定方向逐次分析各个节点处的工件稳定性，建立了夹紧力作用区域的确定算法。该方法不仅能够验证夹紧力大小的可行性，而且还能够用来指导夹紧力作用点位置的合理设计。

一种新型涵道飞行器的设计与气动特性研究

蔡红明， 昂海松， 段文博

2012, 33(7):  857-863.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.017

摘要 ( )   PDF (2703KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

涵道飞行器可以悬停、垂直起降和前飞，且安全性高、结构紧凑、噪声低。针对涵道飞行器一般只能以直升机模式低速前飞，设计了一种能以飞机模式快速前飞的新型可倾转有翼微型涵道飞行器。该涵道飞行器设计固定机翼，且涵道外形设计综合考虑了低速飞行和快速飞行的性能要求。然后采用数值模拟和风洞实验的方法研究了它在不同飞行模式下的气动特性。研究结果表明：该新型微型涵道飞行器不仅可以悬停、垂直起降和以直升机模式低速前飞，而且能以飞机模式快速前飞涵道飞行器可以悬停、垂直起降和前飞，且安全性高、结构紧凑、噪声低。针对涵道飞行器一般只能以直升机模式低速前飞，设计了一种能以飞机模式快速前飞的新型可倾转有翼微型涵道飞行器。该涵道飞行器设计固定机翼，且涵道外形设计综合考虑了低速飞行和快速飞行的性能要求。然后采用数值模拟和风洞实验的方法研究了它在不同飞行模式下的气动特性。研究结果表明：该新型微型涵道飞行器不仅可以悬停、垂直起降和以直升机模式低速前飞，而且能以飞机模式快速前飞并在整个飞行包线中具有良好的气动特性。

基于贝叶斯法的变速箱集中项修过程能力分析

陈春良， 石文华， 吕会强， 叶红兵

2012, 33(7):  864-869.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.018

摘要 ( )   PDF (952KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

对比了贝叶斯理论方法和传统经典方法应用于变速箱集中项修的不同结果，验证了贝叶斯理论方法应用于部件集中项修过程的实用性和合理性。在对变速箱换件修理流程进行分析的基础之上，确定了集中项修作为整个流程的关键过程。根据集中项修过程中均值和方差随环境而变的实际情况采用了贝叶斯原理，把质量特性的均值和方差作为服从相应分布的随机变量，利用先验分布及历史数据求出后验分布的贝叶斯估计，再进一步应用统计过程控制（SPC）技术分析关键过程能力，给出了过程能力指数的贝叶斯估计及其97.5%置信下限，并与经典理论方法进行了对比分析。对比分析的结果表明，贝叶斯方法分析集中项修过程能力比传统经典方法更加合理、准确。

研究简报

基于神经网络的内置式永磁电动机弱磁区最佳电流相位曲线拟合

罗宏浩， 廖自力

2012, 33(7):  870-874.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.019

摘要 ( )   PDF (956KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对电传动系统中内置式永磁(IPM)电动机内部磁场的非线性问题，提出采用BP神经网络拟合电动机弱磁区的最佳电流相位曲线。分析了IPM电动机每安培电流最大转矩/电流控制的原理，并进一步在考虑逆变器输出电压和电流限制的基础上，指出了IPM电动机在弱磁区产生最大转矩的条件。构建了用于完成IPM电动机弱磁区转速和电流幅值与最佳相位角之间非线性映射的BP神经网络。计算和仿真结果表明，该神经网络的拟合结果与有限元方法（FEM）计算结果的最大误差不到1°.

面向过程的虚拟训练动态评价方法研究

焦玉民₁， 王强₁， 苏凡囤₁， 徐婷₁， 苏京₂

2012, 33(7):  875-880.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.020

摘要 ( )   PDF (1072KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为解决虚拟训练过程中动态评价难的问题，在静态评价基础上，引入时序因子，构建了虚拟训练动态评价模型，在该模型中，使用时间步长和事件步长相结合的方法建立了由对象、时间、指标组成的三维排序评价矩阵；将有序加权算子(OWA)和权重评判函数相结合，提出了面向虚拟训练过程的时序平均加权函数，使用该函数对三维排序评价矩阵进行求解，完成了面向虚拟训练过程的动态评价。最后，将该方法应用于某型工程机械虚拟训练系统中，实现了虚拟训练过程的训练效果动态评价及评价过程的可视化。

复杂产品内部结构装配正确性X射线自动检测系统的研究

韩跃平， 韩焱， 王黎明， 潘晋孝

2012, 33(7):  881-885.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.021

摘要 ( )   PDF (1653KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了解决无损检测领域内结构体快速识别的问题，综合多目视觉检测技术与CT检测思想，研究了一种基于单相机的X射线在线自动检测某复杂机械产品内部结构装配正确性的系统，并将其应用于实际生产检测线。采用硬件三点定位与局部区域积分投影求后向差分极值点相结合的方法实现目标的快速定位；提取产品全方位序列图像的分层面混合投影主分量熵作为识别特征；采用BP神经网络的并行运算能力实现对产品的快速分类识别。除上下料外，检测过程全部实现了计算机自动控制。大量实测统计表明，系统误判率≤4.5%，无漏判，平均检测速度小于5 s.

单人/多人虚拟维修训练开发平台

徐晓刚, 欧立铭, 邵承永

2012, 33(7):  886-891.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.022

摘要 ( )   PDF (2942KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

目前舰员级维修培训存在实装少、故障设置困难、训练手段单一等不足。针对此问题，文中根据舰员级维修工作的需求，构建了适应基层部队需要的虚拟维修训练开发平台。平台采用包围盒和几何约束相结合的方法解决穿越问题，运用关键帧技术进行虚拟人运动控制，构建了基于Agent的网络通信机制，建立了多角色协作机制，采取了复合的并发冲突控制方案解决多人协作中的冲突问题。平台满足了实时计算的要求，场景设计、维修流程设计、维修动作行为设计、操作指示等相关工作设置简单、快捷，不同类型装备应用证明本平台具有较好的通用性，可用于多种虚拟维修训练系统的快速开发。

可用度约束条件下装备健康管理信息测试周期优化研究

杨述明， 邱静， 刘冠军， 杨鹏

2012, 33(7):  892-896.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.07.023

摘要 ( )   PDF (934KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对传统测试周期设计没有考虑装备健康状态和可用度约束对周期决策影响的问题，研究了面向装备健康管理的测试周期优化模型。在装备健康状态退化模型基础上，提出了控制限维修策略。基于此，建立了以更新周期内费用率最小为优化目标，以装备使用可用度为约束条件，以测试周期为决策变量的非线性权衡优化模型。基于更新过程实现了测试周期优化设计。仿真结果表明，所提模型能有效指导贮存模式装备测试周期优化设计，具有一定的工程应用价值。