齿轮强度标准在行业中贯标率较低，使得基于不同标准得到的齿轮产品设计结果缺乏通用性.以应用较广的ISO 10300-2014和ANSI/AGMA 2003-B97标准为对象，研究弧齿锥齿轮接触与弯曲强度计算标准的差别，探讨两种标准中各设计量与修正系数的定义方法、取值及对轮齿强度的影响.设计多组算例比较两种标准下齿形与工作参数对接触和弯曲强度的作用，并通过有限元接触分析对其进行验证.结果表明，由于参数的定义和取值不同，两种标准计算的接触与弯曲强度差别较大.有限元接触分析与两种标准的计算值比较显示，综合考虑材料的疲劳强度极限与齿轮结构强度，结合接触和弯曲强度的安全系数来评估弧齿锥齿轮的承载能力更为合理.  [PDF](1.06 M)(42)

为探究车车角度碰撞下的乘员约束系统参数设计准则，建立了某紧凑型车30°车车角度碰撞有限元模型和MADYMO驾驶区约束系统模型，并对整车模型及约束系统模型进行了验证.对安全带、安全气囊、安全座椅等约束系统各参数进行了灵敏度分析，运用MODEFRONTIER软件对目标车和同伴车约束系统参数进行优化.结果显示，在30°角度碰撞工况中，安全带D环位置及带扣点/锚点位置两个参数对驾驶员头部和胸部损伤影响显著，同时带扣点/锚点位置还对大腿轴向力有着显著的影响，而安全气囊点火时刻、气囊气体质量流率及泄气孔面积、安全带预紧器点火时刻4个参数对目标车和同伴车驾驶员各部位损伤影响都较为显著.优化后，目标车和同伴车WIC值分别减小了33.7%、7.4%，从而使此车型的约束系统在30°角度碰撞中对目标车和同伴车驾驶员的保护效果都达到最好.  [PDF](1.47 M)(28)

研究了在满足频率、强度、刚度约束的前提下，通过尺寸优化实现中国大学生方程式大赛（FSC）赛车车架的轻量化设计.首先，根据FSC规则要求建立车架的有限元模型.其次，设置5种静态特性分析工况、5个重要部位的刚度分析工况与前六阶自由模态分析工况对车架结构进行性能分析，构建以质量响应最小为优化目标，以材料的许用应力、重要部位的许用刚度和发动机的激振频率为约束条件，以车架管厚为设计变量的尺寸优化模型.最后，通过序列线性规划对非线性优化模型进行近似求解，取得了良好的轻量化效果：FSC赛车车架降重5.34 kg，减重15.7 %.  [PDF](3.44 M)(25)

针对通过手动画高质量网格的传统有限元建模方法存在建模周期长的问题，应用网格变换技术，结合开发的一套自动识别并提取标识点的方法，快速地建立了9岁儿童C4-C5颈椎有限元模型.应用材料缩放的方法，获得了9岁儿童颈部材料参数，并参考尸体试验数据，在拉伸、前屈及后伸工况下对模型进行了验证.结果显示，与全部人工识别并提取标志点的方法相对比，该套取点方法节约了2/3～3/4的时间.开发的有限元模型网格质量高，平均几何模型精度误差是0.46 mm.模型仿真输出值与试验值吻合良好，精度达到90%以上.通过该方法开发有限元模型可节省大量的时间，并且模型具有较高的生物逼真度.同时该方法具有较强的适应性，可应用于各类复杂几何的快速有限元建模.  [PDF](2.08 M)(10)

阐述了声发射监测工程陶瓷磨削的研究进展，发现目前对金刚石砂轮磨损监测研究基本上是选取声发射信号均方根（即有效值）进行分析，且金刚石砂轮磨损状态的声发射监测准确率不高.为提高金刚石砂轮磨损状态的声发射监测准确率，设计了氧化铝陶瓷磨削声发射实验，并采用支持向量机建立金刚石砂轮磨损状态的分类模型.分析发现氧化铝陶瓷精密磨削中声发射信号最强频谱能量在30~40 kHz频段.金刚石砂轮轻度磨损、严重磨损钝化和修锐之后的磨削声发射信号频谱有明显不同；而且磨削声发射信号小波分解系数的方差值能够很好地反映金刚石砂轮磨损状态.结果表明采用磨削声发射信号的小波分解系数方差作为支持向量机判别金刚石砂轮磨损状态的输入特征，金刚石砂轮磨损状态分类测试的准确率达100%.  [PDF](1.85 M)(13)

为了研究超声辅助对2219铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响，采用超声辅助搅拌摩擦焊方法对3 mm厚2219-T87铝合金板进行对接焊试验.对接头进行微观组织分析、力学性能测试、三维应变测试、断口扫描及XRD实验分析.结果表明，在搅拌摩擦焊接过程中加入高频超声振动，焊缝抗拉强度提高了8.48%，断裂应变提高了9.25%，同时有效改善了焊接接头微观组织的上下不均匀性，增大了焊缝底部横截面尺寸，对焊缝底部缺陷有明显的抑制作用，且通过XRD试验，发现在搅拌摩擦焊过程加入超声后，由于焊接温度的下降，使得强化相 θ ″相与θ ′相长大聚集程度下降，同时粗大的θ 相粒子聚集程度降低，使焊缝综合力学性能得到提高.  [PDF](2.91 M)(16)

为了实现在设计阶段对系统摩擦力矩的合理预估，提高执行器性能预测的准确性，以行星齿轮滚珠丝杆式电子机械制动执行器为研究对象，分析系统摩擦的主要来源及其对执行器性能的影响；建立执行器系统动力学模型和摩擦力矩模型，将理论计算与实验相结合，对模型参数进行了辨识，基于理论计算和实验辨识结果的对比分析讨论了两者存在差异的原因；同时分析摩擦模型参数对制动间隙消除时间和最大制动夹紧力的影响，各部件摩擦对系统摩擦力矩的影响及其随转速和载荷的变化规律，以及紧急制动过程中执行器产生的摩擦能耗.结果表明：影响制动间隙消除时间的摩擦主要来源于电机和滚珠丝杆；影响制动夹紧能力的摩擦主要来源于滚珠丝杆、电机和推力轴承，随着制动夹紧力的增加滚珠丝杆和推力轴承对系统摩擦的影响增大，而电机的影响显著降低；紧急制动过程中，执行器产生的有效力矩传递比仅为73.56%，摩擦能耗高达48.1%.  [PDF](1.97 M)(17)

针对缸内直喷汽油机高压油泵工作噪声较大和高压油轨压力动态响应较慢的问题，通过对高压油泵溢流阀驱动电流的优化和泵油量控制策略的设计，使高压油泵工作噪声降低，动态响应时间缩短，当节气门开度由20%增大至50%、目标轨压由6.5 MPa 阶跃至9.3 MPa时的动态响应时间仅为4 s，表明该方法可行，对整个发动机燃油喷射控制系统的优化具有参考价值.  [PDF](2.10 M)(20)

针对外径28 mm的C系列碟簧，利用微机控制电子试验机进行静力加载试验，得到碟簧不同工况下的载荷-位移特性曲线.基于ABAQUS有限元软件，建立了相应碟簧的有限元模型，进行不同位移载荷下的数值模拟计算，利用实验数据对数值计算结果进行检验并修正，修正后模型的计算结果与实测结果吻合良好.在此基础上，对开发的非标开槽碟簧建立有限元模型，计算得出了不同开槽位置和不同开槽方式下碟簧的载荷-位移特性曲线和刚度-位移曲线，系统分析了不同开槽位置和开槽方式对碟簧载荷变化范围、刚度变化速率、刚度变化幅度、负刚度区域大小和最大等效应力的影响.本研究对非标开槽碟簧的设计和作为负刚度元件在减隔振装置上的应用具有一定的参考价值.  [PDF](2.53 M)(15)

使用传统有限元方法对裂纹扩展问题进行分析时，裂尖奇异性是首先必须要面对的问题，其次裂纹扩展的方向、长度与模型的网格密切相关.本文通过建立一个不完全依赖于网格的模型来分析裂纹扩展问题，利用相互作用积分方法来求解裂尖参数，积分方法可以一定程度上消除奇异性影响，从而避免了裂纹尖端的奇异性对网格划分的苛刻要求.采用相互作用积分法则求解裂纹尖端的应力强度因子，由最大周向拉应力理论来判断裂纹的扩展方向.模拟裂纹扩展的过程中，只对涉及扩展区域的网格进行重新剖分来获得最终的扩展路径以保证计算的精度.最后通过I型裂纹扩展、带孔板裂纹扩展及受压裂纹扩展等几个典型算例与参考文献进行对比，证实了本文方法具有良好的可靠性，并展示了在多种破坏模式下方法的适用性.  [PDF](1.12 M)(10)

针对不带并联电抗器的超高压输电线路上发生的两相短路故障，提出一种自适应分相重合闸方法.搭建两相短路故障分析电路模型，推导出瞬时性故障下不同阶段选跳相端电压的时域表达式，分析选跳相端电压特性.研究发现，瞬时性故障二次电弧熄弧时，选跳相断路器两端电压的相角差由-120°突变到180°，且熄弧后恢复电压中出现明显的衰减直流分量.利用选跳相端电压的上述特征，提出了二次电弧熄灭时刻捕捉判据，实现了超高压输电线路上的自适应分相重合闸，并通过仿真验证了分析结果的正确性及所提方法的有 效性.  [PDF](594.44 K)(23)

针对OFDM电力线通信中噪声抑制方法依赖于脉冲噪声特征参数及脉冲噪声稀疏度的问题，提出一种基于压缩感知和虚警概率的宽带电力线脉冲噪声抑制算法.该算法利用OFDM零子载波观测脉冲噪声投影，采用基追踪降噪方法对脉冲噪声进行粗估计，并设计基于虚警概率的自适应脉冲噪声检测门限，根据门限得到粗估计的脉冲噪声支撑集，在支撑集上通过最小二乘方法对脉冲噪声幅度进行重构，接收信号减去估计的脉冲噪声可得到去噪的OFDM信号.仿真结果表明，提出的算法在未知脉冲噪声稀疏度的情况下可以对噪声信号进行重构，算法的性能优于传统压缩感知及非线性去噪方法，能可靠有效的对宽带电力线脉冲噪声进行抑制.  [PDF](514.28 K)(7)

针对传统的混沌优化算法对初始值敏感、搜索精度低和收敛速度慢，以及和声搜索收敛不稳定、处理多目标优化问题时适应性差等不足，研究了一种多目标并行混沌与和声搜索混合优化算法（MOCOHSA）.MOCOHSA利用并行混沌优化的全局搜索能力与和声搜索算法的局部搜索能力，并在和声搜索中引入自适应操作，在解决多目标优化问题时表现出良好的搜索速度和收敛性能.对8个多目标优化测试函数的优化计算中，该算法表现出比其它多目标优化算法更好的性能.算法最后用于解决卫星热管设计问题.  [PDF](1.36 M)(14)

快速准确的可靠性评估技术对提高配电网运行水平至关重要.本文在传统配电网可靠性评估基础上，针对具有快速转供功能的含分布式电源配电网，提出了一种基于负荷分类的可靠性评估方法.该方法基于概率和抽样方法确定系统运行状态及故障或失效发生地点，将配电网分为不同类型的负荷进行分析，并考虑了含分布式电源情况下的网络重构和负荷转供等功能.该方法有效地简化了传统可靠性评估过程的复杂性,提高了分析效率，能应用于配电网的实时可靠性评估.采用改进的IEEE-RBTS Bus6系统验证了所提模型及方法的可行性.  [PDF](727.82 K)(21)

针对电力系统稳定器PSS4B的结构特点，将一种混合粒子群优化算法应用于PSS4B的参数整定.通过RTDS的模拟量输入输出板卡与NES6100型励磁调节器构成半实物仿真系统，在RTDS实时数字仿真平台上建立了单机无穷大模型.在实测发电机励磁系统无补偿相频特性基础上，经参数优化整定后依次进行了PSS4B临界增益试验、负载阶跃响应试验、短路扰动试验和反调验证试验，试验结果表明经优化的PSS4B在不同频段上均能够较好地抑制功率振荡，同时具有优良的抑制反调效果.  [PDF](1.01 M)(10)

为解决印刷等行业在薄片计数上的难题，提出了一种基于机器视觉的计数测量方案.采用最新的高分辨率的CMOS相机和百万像素、低畸变的定焦镜头搭建图像采集系统.针对低对比度叠层薄片检测难题，提出了一种局部直方图均衡化和基于双高斯二阶导的线状增强相结合的算法.算法主要分为以下几部分:首先，获取采集平台采集的薄片图像，为提高算法速度，只选取采集的部分图像作为处理区域，并通过小波去噪对其进行预处理;接着，利用局部直方图均衡化对预处理后的图像进行对比度增强;然后，在水平和竖直方向分别用双高斯二阶导数和均值滤波器处理，得到线状增强后的薄片检测结果;最后，对薄片检测结果进行峰值检测计数，并将检测结果实时显示出来.实验证明,此计数测量方法对多种类型的薄片（包括纯白的0.05 mm的薄片）的计数误差都小于0.01%,而且可以节省大量人力和物力，值得被推广和运用.  [PDF](3.34 M)(10)

电感式磨损颗粒在线监测传感器的研究所面临的主要瓶颈是传感器灵敏度与孔径之间存在矛盾，灵敏度较高的传感器一般采用微流道结构（孔径＜1 mm），最大允许流量小；而大孔径的传感器其灵敏度较低.为满足重型机械磨损状态在线监测的需求，研究了大孔径（7 mm）的电感式磨粒监测传感器灵敏度提高方法.提出使传感器工作于全谐振状态，其中激励线圈工作于并联谐振状态，感应线圈工作于串联谐振状态，共同增强颗粒引起的传感器输出感应电动势.检测机理上建立了交变磁场中金属颗粒对磁场的扰动模型，考虑了颗粒在交变磁场中的涡流效应，提高了模型的实用性.实验表明谐振原理极大地提高了传感器的灵敏度，实现了直径75 μm铁磁性颗粒和220 μm非铁磁性颗粒的有效检测，初步满足了重型机械设备初期异常磨损阶段的在线监测需求.  [PDF](1.08 M)(13)

为支撑以风光为代表的高比例可再生能源发电并网，集成风电场（Wind Power Plant，WPP）、光伏发电站（Photovoltaic power station, PV）、燃气轮机（Convention Gas Turbine，CGT）和抽水蓄能电站（Pumped Storage Power Station，PHSP）为多电源系统（Multi-power Hybrid System，MPHS），建立了基于鲁棒随机优化理论的风光燃储随机调度优化模型.首先，介绍了多电源系统的基本构成，建立了多电源出力模型；然后，以系统运行经济效益最大化和输出功率波动最小化作为优化目标，确立多电源系统调度运行多目标模型.同时，为克服不确定性给系统带来的影响，提出了基于预测功率的风光不确定性刻画方法，转换含不确定性变量的约束条件为可反映决策者风险态度的约束条件，建立MPHS随机调度优化模型；最后，选取装机容量为9.6 MW风电场, 6.5 MW光伏发电机组和3台CGT机组以及和1座上水库等效容量为10 MW·h构造仿真系统.算例结果表明：1）MPHS系统能充分利用不同能源发电互补特性，实现系统整体运行结果最优；2）PHSP能优化调整自身运行行为，为风光并网提供更大的容量空间；3）鲁棒系数的引入能能为不同风险偏好型决策者提供调度决策工具，在追逐经济效益最大户的同时最小化运行风险水平.  [PDF](1.32 M)(17)

为了应对大规模设计中逻辑信号级输入激励空间爆炸的问题，针对总线系统提出了一种高层次结构化激励生成算法和相应的功能覆盖率模型.首先将总线系统抽象成通用有向二分图模型，然后建立相应激励的高层次数学模型，由此提出一种通用的层次化输入激励空间等价类划分算法和对应的高层次功能覆盖率模型，最后基于树的搜索提出了2种结构化激励生成算法.上述方案成功应用于IME-Diamond SoC的总线系统的功能验证中，实际结果表明，相比代码覆盖率，高层次功能覆盖率模型的揭示功能Bug能力更强，而且相对于传统的随机生成，结构化的激励生成能够将覆盖率收敛所需的激励数减少96%.  [PDF](878.42 K)(13)

提出一种新型全数字鉴相器结构.该结构消除了亚稳态影,并通过采用特殊的延迟链结构,大大减少了模块的面积.将此结构应用于一款65 nm low leakage工艺下工作频率在100 ~400 MHz的全数字DDR接口模块,总面积4 298 μm2, DLL面积2 350 μm2.芯片的测试结果验证了设计的准确性,与传统的结构相比本模块面积较小，且由于其全数字电路的特点具有较好的可移植性.  [PDF](2.73 M)(13)