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關鍵詞: 股權分置改革; 股權結構; 動態市場效應; 超額收益率; 異常換手率
中圖分類號: F830.91 文獻標識碼: A 文章編號: 1005- 0892 (2007) 05- 0037- 06
收稿日期: 2006- 08- 10
基金項目: “211”工程資助項目( el2003)
作者簡介: 奉立城, 對外經貿大學教授, 華盛頓州立大學經濟學博士, 主要研究方向為中國股票市場; 張忠永, 遼寧工程技術大學講師,對外經貿大學博士生, 主要研究方向為中國股票市場; 許偉河, 福州大學講師, 對外經貿大學博士生, 主要研究方向為中國股票市場。
一、引言
對于信息, 一般可以分為公開信息和私人信息,不管前者還是后者, 一般都具有單一和穩定的市場效應。根據有效市場理論, 市場將對以上兩種信息分別做出立即和緩慢的反應。盡管反應速度有所區別, 但是消息的好壞性都是單一的, 市場反應的正負性也是單一的, 只是反應時間從幾分鐘到幾年不等而已。[1- 3]很少有正負性動態變化的信息出現( 也許一般來講這種信息不能稱其為信息) , 故對它的研究也更少見。但是, 中國進行的股權分置改革中卻出現了這種特殊的事件信息, 盡管它的正負性不定, 但它確實是非常重大的信息, 所以對市場表現的影響非常明顯, 很有必要對之做出特殊而細致的研究。
二、問題的提出
根據中國證監會《關于上市公司股權分置改革試點有關問題的通知》( 后簡稱《通知》) , 股權分置改革的基本程序是: 首先, 上市公司非流通股股東提出股權分置問題解決方案, 在得到有關部門批準后, 真實、準確、完整地公布, 并征求流通股股東的意見, 進行溝通, 最終確定股改方案; 其次, 召開臨時股東大會,對方案進行表決; 最后, 表決如果通過, 則實施方案( 其間有數次停牌和復牌安排) 。從已經完成的股改公司看, 絕大多數都經歷了方案的溝通、修改過程, 而后通過投票表決。但這一過程同時也反映出了一些值得思考的問題。盡管到目前為止, 總體來說非流通股向流通股補償的觀點基本為大家所接受, 但怎樣補償卻并沒有一個理論或實踐的結論。目前, 股改中普遍使用“對價”概念。一般認為, “對價”可以理解為非流通股股東為取得流通權, 向流通股股東支付的相應的代價( 對價) 。但是作為一種權利的代價, 是很難對其進行定價的。當然, 也有不少人提出了對價方案計算公式, [4- 6]不少公司也公布了自己的計算方法。[7]但實際面對股改中的復雜問題時, 這些方法都缺乏牢固的理論基礎, 如實踐中出現的方案需大幅度修改和流行“送3”或“送2、3、4”模式就是這一問題的反映。肖國元(2005)在其系列文章中就指出了對價依據牽強、參數隨意等問題。[8]國資委也出面申明, 對價和上市公司的基本面、市盈率、融資情況、流通股發行價格、國有股東最低持股比例、非流通股股東持股成本等六個方面有關, 而具體什么關系, 并沒有一個權威機構能給出。所以, 對價的制定其實是一個討價還價的博弈過程, 其中涉及股東中不同層次之間的利益關系。由于特殊的投票機制以及利益保護方式的多樣性, 即“手”和“腳”的投票方式, 使得各利益集團間的關系變得非常復雜。如非流通股與流通股、大股東與小股東、不同類別的大股東等利益的沖突與一致性并存、博弈與二次博弈同時展開等, 故結果的不確定性是很顯然的。這種不確定性也就導致市場效應的不確定性,博弈各方下一階段的決策往往是以對方對前一階段博弈結果的反應為依據的, 難以一次性地作出永久性決策, 表現出時而買進, 時而賣出。這樣一來市場就在各方的不斷調整中不斷地波動, 且這一過程在股改初期表現得更加明顯。
對于這一波動的研究, 不僅可以揭示市場波動的效應, 同時可以揭示引發這一波動的原因, 分析博弈各方在股改中的作用和地位, 解釋一些有關誰操縱、一邊倒、誰沒代言人等爭議性問題以及拉票、索賄等現象。
三、方法論及文獻綜述
對于公開信息, 可以用事件研究法進行研究; 對于私人信息, 由于研究較少, 方法也不統一; 而對于第三類不定或動態信息, 根據其動態性, 筆者認為應將事件研究法的思路向動態多截面擴展, 同時結合t 和經過相關系數調整的BMP- t 檢驗分析, 這樣才能揭示其變化特征。同時為了對引起波動的原因進行分析,必須對各截面分別進行多因素回歸分析。由前面的論述已知各類股東的動態博弈是造成這一特殊過程的核心原因, 所以截面上主要進行股權結構同波動的回歸分析。
根據Hotchkiss 和Strickland 等的研究, 股權結構是影響公司股票市場效應的重要因素。[9]Hanery Hansmann研究了股權集中度和股東投資目的及行使股東權力的方式之間的關系。[10]Steven Huddart、Li 和Simerly、SteenThomsen 和Torben Pedersen 對大股東的行為進行了研究。[11- 13]Shleifer 和Vishny 對小股東的搭便車行為做了研究。[14]而對于具體類型的投資者行為及影響的研究有:Charkham對于公司型股東的行為進行了研究, 指出他們的持股目的主要在于獲得技術、產業鏈及進出口等方面; [15]George Karathanassis, Nikolaos Philippas, Efthymios GTsionas 則對基金的短期行為進行了研究。[16]本文主要根據以上文獻中對于股權集中度和幾種類型投資者行為特征的研究, 分析他們在股改過程中對市場效應的動態影響。
四、樣本公司的基本情況
本文從已經結束的兩批試點和前五批股改公司中,按照股改方案類型, 選擇其中只發行A 股、股改方案為純送股, 并且兩個事件點之間的交易日超過5 天的120 家公司為研究對象。這樣可以避免投資者因為對不同方案的偏好和不同方案之間換算心理誤差所引起的市場效應的不同, 同時可以研究方案公布到實施期間市場效應的時間特征。
五、股權結構的市場效應分析
( 一) 股權分置改革的市場效應本文借鑒事件研究法來分析股改的市場效應, 主
要有兩個方面: 一是超額收益率; 另一是異常換手率。并選擇兩個事件點來分析: 一個為股改方案公布后首個復牌日, 討論市場對股改信息的反應; 另一個為股改方案通過, 具體實施的G 股首個復牌日, 討論市場對股改方案的反應。
由于第一個事件點和第二個事件點具有很強的內在關系, 所以選擇相同的估計窗口, 即以第一個事件點為0 時刻( 單位為天) , 估計窗口選為- 190~- 11 天;同時, 由于期間的兩次停牌, 第一個事件窗口選為- 10~- 1 天, 以及方案宣布后首個復牌日到第5 天; 第二個事件窗口從成為G 股后首個復牌日, 即支付對價日到復牌后5 天。
1. 超額收益率的統計檢驗。因超額收益率是用市場模型求得, 故用經調整的BMP- t 檢驗方法: [17- 18]
由表1 統計結果可以看出, CAR- 10、AR0、AR4、CAR5 及GAR0 在1% 的顯著性水平下顯著不為0,GAR3、CGAR5 在5%的顯著性水平上不等于0, 可見股改方案公布的市場效應表現強烈; 而G 股方案實施時,由于從方案公布到實施之間存在交易日, 各方的利益都經過了一定的調整。但GAR0、GAR5 和CGAR5 的標準差顯然較大, G 股復牌后超額收益率的標準差大于G股前進行單側t 檢驗, 其顯著性水平為15%。這說明股改后各股的收益差別又呈擴大趨勢, 股改方案實施過程不同于簡單的分紅送股, 短期的市場自然除權并不能熨平股改方案制定偏差對投資者和市場的影響。不同投資者對于G 股復牌收益的看法各異, 使得交易活躍, 股價波動加大。這一點也反映在對于股改實施日股價或收益計算問題在理論上也存在著爭議上。[19] 這樣一來, 不同投資類型的投資者都依據自己的投資策略, 充分利用對價方案的長期效應和短期效應之間的差異進行投資,使得股價波動變大, 且這種變動和股權結構之間的關系是內在的。
2. 異常換手率的計算。
其中, TRit 為i 股票t 時刻的換手率, ATRit 為異常換手率。累積異常換手率是對異常換手率( CATR) 進行時間的加總。在對G 股支付方案后的換手率GATRit 進行計算時, 基數采用原流通股獲得支付后的流通股, 未包括原非流通股。
由于異常換手率直接由歷史數據統計而成, 故使用常規t 檢驗, 結果見表2。
由表2 可以看出, 異常換手率和超額收益率的統計結果對比非常明顯, 所有交易日的異常換手率都顯著不為0, 而且G 股的超額換手率大于G 股以前的異常換手率進行的單側t 檢驗, 顯著性水平為3%, 說明股改后的換手率效應非常顯著。結合上面超額收益統計結果:G 股的超額收益大多體現出不顯著非0, 說明活躍的交易是以供需同時變大為基礎的。這再次表明不同的投資者對G 股認識的差異, 也從另一個側面表明送股比例的非客觀性, 或者對流通權價之度量的主觀性, 這就成為股權結構可能對對價方案產生重大影響的客觀依據之一。
注: GAR 代表G 股復牌后超額收益率; 10%、5%和1%的臨界值分別為1.658、1.980 和2.省略info.省略); 股票交易數據來源于大智慧。
( 二) 市場效應的股權結構分析
1. 基本原理
根據《通知》中的股改程序, 股權分置改革的過程實際為各種不同類型的股東之間的一個利益沖突和多重動態博弈過程。大體劃分, 有以下三個博弈同時發生。博弈1: 流通股和非流通股的博弈。這是最為核心的一個博弈過程。其特點是: 流通股部分參與; 參與者( 主要為大股東) 要面對非流通股為流通股爭取盡量多的利益, 但同時要考慮自己的特殊利益以及方案公布后中小股東可能的反應, 以保證自己的特殊利益。非流通股股東則充分利用流通股股東的內部分歧, 爭取較低的股改成本; 但同時也要面對送股比例過低被否定時, 再次修改方案可能帶來的多方面損失的風險。博弈2: 大流通股股東和小流通股股東的博弈。LaPorta 指出, 現在世界上大多數大企業的委托問題主要是大小股東之間的委托問題; [20]Dyck、Zingales也指出, 公司的資源和收益并不能在大小股東間按照控股比例進行分配, 大股東可以攫取小股東的利益。[21]在股改過程中, 大小流通股股東利益基本是一致的。但大股東具有表決優勢, 可選的獲利方式也較多, 所以他既可以顧及小流通股股東的利益, 也可以安排其它獲利方式而犧牲小股東; 小股東也有一定的決策影響力, 他可以在用“手”和“腳”投票之間選擇, 進而對投票結果和股價走向產生影響, 給大股東的獲利意圖帶來不確定性。
博弈3: 不同類型的大股東之間的博弈。大股東有長期投資、短期投資之分, 同時也有抗風險能力高低之分, 他們都是股改方案的核心影響力量。根據自身的投資策略, 他們可能選擇彼此合作, 也可能選擇以我為主的策略; 而且, 參與的積極程度和目的也可能出現差異。
以上三種博弈是同時發生的。首先是大股東的決策; 然后小股東根據市場反應對大股東的策略進行推測, 并作出自己的決策; 接著大股東又根據市場反應,觀察小股東和其他大股東的策略, 并作出第二階段的決策。依次類推, 不斷進行著動態博弈; 但隨著時間的推移, 各方的策略變得明顯和穩定, 市場波動減弱。
2. 模型設定及結果分析
根據以上原理, 本文選擇流通股比例、第一流通股比例、十大流通股占流通股比例、十大流通股中第一流通股比例、流通股中非投資公司股東比例、投資公司股東比例和個人股比例作為解釋變量, 來分別反映流通股和非流通股的力量對比、流通股集中度、大流通股東集中度和流通股結構; 選擇CAR- 10~- 1、AR0~AR5、CAR5 和CATR- 10~- 1、ATR0~ATR5、CATR5 為被解釋變量, 反映市場對股改方案的反應; 選擇GAR0~GAR5、CGAR1~5 和GATR0~GATR5、CGATR1~5 為另一組被解釋變量, 反映市場對股改方案實施的反應。由于多重共線性的存在, 建立以下兩類模型:
y=α+βx+ε (7)
其中: y 可為CAR- 10~- 1、AR0~AR5、CAR5 和CATR- 10~- 1、ATR0~ATR5、CATR1~5 和GAR0~GAR5、CGAR1~5 和GATR0~GATR5、CGATR1~5; x 為流通股比例( 模型1) 、
第一流通股比例( 模型2) 、十大流通股占流通股比例( 模型3) 、十大流通股中第一流通股比例( 模型4) 。
y=a1x1+a2x2+a3x3+ε ( 8)
為模型5。其中: y 同上, x1、x2、x3 分別為流通股中非投資公司股東比例、投資公司股東比例和個人股比例。首先研究股改方案公布的市場效應。對模型1~5分別回歸, 結果整理見表3- 4。
從表3- 4 可以看出, 對于事前預期CAR- 10~- 1 顯著的因素有流通股比例、十大流通股和投資公司股東;對于CATR- 10~- 1 顯著的因素增加了自然人股東。因為流通股股東越多, 小股東可能越多, 大股東控制局面的自信心越弱, 所以從股改中獲利的把握性較低; 而小股東處于博弈的后發方, 不會輕易提前做出肯定的判斷, 所以流通股比例和收益表現出負相關。而十大流通股則正好相反。其它解釋變量, 比如第一流通股,很難預期它一定能在博弈中獲勝, 所以大多不顯著。特別要注意自然人股東, 雖然他們是大股東, 但是和其他兩類大股東相比, 其抗風險能力最弱, 所以調整最為積極; 但對于收益率影響不明顯, 可能是進進出出不斷調整造成的。這說明大家對于股改并沒有形成一致的觀點, 只有那些在博弈中處于控制地位的參與者才表現出樂觀態度。
股改方案公布, 即T=0, 為該事件的最重要的時刻; 但并非所有因素的顯著性影響都出現在這一天,反而在后續的第3、4 天才表現出來。總體來看, 方案經調整并復牌后, 大股東市場效應總體趨勢為由大變小, 其中基金的效應時間最短, 自然人效應時間最長、波動最大; 小股東反應遲緩, 效應趨勢為鐘形曲線,后面可能波動。這是因為, 從事前的表現可見, 大股東對方案的把握較準確, 所以快速地進行對應的交易,特別是方案溝通的主要對象―――基金, 既有信息優勢,又有專業優勢, 所以交易更果斷。而自然人大股東抗風險能力弱, 又不能輕易地退出, 所以格外小心, 不斷地調整。小股東對對價方案的理解只能從復牌后的市場表現來判斷, 因為十大股東以外的股東比例平均為87.7%, 而參與投票的流通股平均為30.6%, 也就是說, 如果十大流通股股東都參與投票, 那么, 十大流通股東以外的小股東有79.1%不參與投票。他們在和大股東博弈時, 只能根據大股東參與的結果, 進行投資策略選擇, 所以不會立即決策, 感覺差不多時才積極參與; 然后再度觀望, 等待進一步的消息, 故表現出時正時負的邊際效應波動特征。
這種動態博弈的結果便表現出市場反應的反轉,最終對CAR1~5、CATR1~5 大都不顯著。
以上波動效應也可以從參與者的決策動機方面進行分析。模型2 和模型3 反映了流通股的集中程度。如果大股東和小股東的利益達成一致, 或大股東考慮小股東的利益, 則股權集中將有利于流通股利益的統一, 增強方案溝通階段和表決過程中流通股整體的議價能力, 得到更多的超額收益。但是從表3- 4 的回歸結果看, 這兩個因素都不顯著。結合模型4, 可見特別是最有發言權的第一流通股, 不管是占流通股的比例還是占十大流通股的比例, 都不顯著, 說明他們尚且不敢對其他大股東的策略作出肯定的預期, 只能等結果出來再做進一步選擇; 對AR3、AR4 表現出負顯著,說明其他大股東未必和他合作, 即大股東并沒有簡單地選擇流通股的一致利益, 而是充分利用其影響力來實現自己的意圖; 進而可能選擇其它獲利方式, 比如短期投機、安排低價等, 以便全流通后增持控股, 甚至出現拉票、索賄等尋租行為。
對于參與程度最深的大股東, 因為類型不同, 價值取向也不同。這三類大股東的性質有很大差異, 決定了在整個過程中的表現也迥異, 其中自然人投資者秉性和小投資者最為接近。他們投資組合單一, 抗風險力差, 趨向于短期投資。對于非投資公司法人股東,他們的持股目的不簡單是獲得一般投資收益, 還可能有獲得技術、市場和產業鏈等目標, [15]所以一般以長期持有為特點; 從長遠利益出發, 他們一般趨向于爭取最高對價, 態度較堅決, 這一點和小股東類似。最為復雜的是基金等機構投資者。他們好像和小投資者一樣, 只為投資收益; 但是他們資金雄厚, 投資組合復雜, 不僅能分化大多數風險, 而且操作靈活, 對具體股票的收益和風險并不十分在意, [13]所以他們表現出積極爭取、靈活處理的特點。這從流通股的投票率( RV)分析中可以看出:
RV=0.22RLN+0.39RLI+0.21RLP R2=86.0% (9)
(0.00) (0.00) (0.00)
其中: RLN、RLI 和RLP 分別代表流通股非投資公司法人股、投資公司法人股和自然人股。由( 9) 式可以看出, 基金投票的積極性最高, 另外兩類大致相當。但對于對價方案的影響卻如式( 10) 所示:
r=3.80RLN+3.20RLI+3.52RLP R2=96.7% (10)
(0.00) (0.00) (0.00)
基金的貢獻卻最小, 非投資公司股東最大, 自然人次之。這充分說明了三者的特性, 而基金的復雜性使其在股改中表現出過多的短期套利行為。
其次研究股權分置改革方案實施時的市場效應。方案實施的多截面回歸結果見表5- 6。
從表5- 6 可以看出, G 股實施時, 股權結構的各因素的市場反應表現出以下特征: (1)方案實施日大多數因素對收益率表現出不顯著, 而第4、5 天左右卻大多表現顯著, 正負交錯變化。(2)換手率對流通股整體以及大股東內部各因素而言, 表現出影響逐漸減弱,而減弱的速度各異; 對第一流通股和十大流通股而言,卻表現出鐘形特征, 最值出現在第4 天。(3)投資公司股東的收益率市場效應同表3 相反。(4)換手率和收益率之間的對應關系變得模糊。
從以上表現可以看出, 小股東根據方案公布復牌時間段的觀察結果, 在G 股復牌日進行積極交易; 但大股東整體則經過前期調整后, 表現出靜觀小股東反應的特征, 三天后才大量交易。從大股東內部來看,基金作為最具主動性的成分, 前后兩階段都積極交易。而G 股階段效應時間更長, 且效應相反, 說明前后兩階段的策略可能是相反的; 后者第一階段就利用其信息優勢和影響力, 對后階段的交易策略作出了安排。這樣在后續的市場表現中, 可能會帶來小股東的再次波動。換手率的這種鐘形變化及大股東內部個別成分的交易變化, 并沒有得到收益率的相應體現, 說明大小股東對方案的理解存在差異, 同時可能有新的資金
介入, 使得大股東對整體局勢的把握能力也有所降低。所以相對于方案公布而言, 大股東表現出更長的效應時間和波動性。
六、結論與建議
從以上分析中可以得出結論: 股權分置改革方案形成及實施的過程是一個各類股東多方動態博弈的結果, 其人為因素對事件的市場反應有很大影響。股改前, 博弈的相對主動方( 主要為大股東) 的影響力越大( 比如集中度越高) , 正效應越明顯。方案宣布并經調整復牌后, 大股東市場效應總體趨勢為由大變小,其中基金的效應時間最短, 自然人效應時間最長、波動最大; 小股東反應遲緩, 效應趨勢為鐘形曲線, 后邊可能波動。方案實施后, 大小股東的行為及效應有同第一階段相反的趨勢。G 股實施階段的換手率同收益率之間的關系復雜化。
根據以上結論, 筆者提出以下建議: 由于造成以上市場波動的核心原因是對價評估理論的缺失以及大小股東的關系, 因此, 為了盡量減少股改過程中的市場波動, 促進股改的順利進行, 監管部門應對上述兩方面加強管理。首先, 要求股改公司盡量詳細地公布對價方案的制定依據和修改依據, 盡管沒有權威的理論, 但這也能使投資者對方案背后的投資價值有所了解, 最起碼能起到比照作用, 加強市場的經驗學習能力。其次, 加強對機構投資者, 特別是基金的引導, 增強它們對股改順利實現的預期, 從而使它們盡量保持自己應該的長期投資的特性, 而不是把股改當成一次前途未卜的博弈。這樣, 大小股東的利益會最大程度的一致, 從而彌補了中小股東的信息劣勢和參與惰性, 二次博弈的強度就會降低, 市場就會表現出更多的對信息的正常反應特征, 增強市場的穩定性,從而減少股改過程中的市場風險。
參考文獻:
[1]Charles R.Plott and Sunder, Efficiency of ExperimentalSecurity Markets with Insider Information:An Application ofRational- Expectations Models [J]. Journal of Polical Economy, 1982,No.41,Vol.90: 663- 697.
[2]Bradford Cornell and Erik R.Sirri, The Reaction of Investorsand Stock Prices to Insider Trading[J]. Journal of Finance, 1992,VolXLVII,No.3: 1031- 1059.
[3]Ji- chai Lin and Michael S.Rozeff, The Speed of Adjustmentof Prices to Private Information:Empirical Tests [J]. The Journal ofFinancial Reach, 1995,Vol XLLII,No.2: 143- 156.
[4]劉中學. 中小企業板股權分置改革合理對價理論思考[J]. 特區經濟, 2006, ( 1) : 261- 262.
[5]丁志國, 蘇治, 杜曉宇. 股權分置改革對價方案解析[J].財經科學, 2006, ( 1) : 29- 37.
[6]胡松. 股權分置改革的經濟學分析[J]. 江西財經大學學報, 2006, ( 3) : 9- 13.
[7]馬世兵, 徐高林. 股改對價計算依據與公允對價計算原則探討[J]. 現代財經, 2005, ( 10) : 26- 31.
[8]肖國元. 解剖“對價”―――對價規范性[J]. 股市動態分析,2005, ( 41- 42) : 20- 21.
[9]E. S. Hotchkiss and D. Strickland, Does ShareholderComposition Matter? Evidence from the Market Reaction toCorporate Earnings Announcements[J]. The Journal of Finance, 2003,Vol.LVII,No.4: 1469- 1498.
[10]Hansmann H. The Ownership of Firm[J]. Journal of Law,Economics, & Organization, 1988, 4, ( 2) : 267- 304.
[11]Steven Huddart, The Effect of a Large Shareholder onCorporate[J], Management Science, 1993, 39 ( 11) : 1407- 1422.
[12]Li M, Simerly R. The moderating effect of environmentaldynamism on the ownership and performance relationship[J]. StrategicManagement Journal ,1998. 19(2): 169- 179.
[13]Steen Thomsen, Torben Pedersen, OwnershipStructure and Economic Performance in the LlargestEuropean Companies[J]. Strategic Management Journal. Chichester: Jun2000.Vol.21, Iss. 6: 689.
[14]Shleifer A, Vishny RW. A survey of corporate governance[J]. Journal of Finance, 1997,52(2): 737- 783.
[15]Charkham JP. Keeping Good Company: A Study ofCorporate Governance in Five Countries[M]. Clarendon Press: Oxford,1994: 349- 367.
[16]George Karathanassis, Nikolaos Philippas, Efthymios GTsionas, Value Relevance of Institutional Investors [J]. ManagerialFinance, 2004.Vol30,No.10: 45- 63.
[17]Khotari, S. P. and J. B. Warner.Econometrics of EventStudies in: B. E. Eckbo, ed., Handbooks of Corporate Finance:Empirical Corporate Finance[M]. Elsevier/North- Holland, Amsterdam,2005: 1- 173.
[18]Kolari, J. and S. Pynnonen. Event- Study Methodology:Correction for Cross- Sectional Correlation in Standardized AbnormalReturn Tests[Z]. Working Paper, Texas A&M University, 2005.
[19]張昌宏. G 股定價計算公式探討[J]. 產權導刊[J], 2005,( 1) : 45.
[20]Rafael La Porta, Florencio Lopez- De- Silanes & AndreiShleifer[J], Corporate Ownership Around the World, Apr 1999. Vol.54, Iss. 2: 471- 519.
關鍵詞:DCC-MVGARCH模型;聯動性;股票市場
中圖分類號:F830 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2014)31-0116-05
在全球金融市場中,不同的子市場之間經常存在價格或波動的相關關系,隨著全球一體化程度的不斷推進,這種相關關系日趨緊密。長期以來,中國大陸、香港和臺灣地區的股票市場的發展相對獨立,大陸股票市場的發展起步較晚,但是,隨著大陸股票市場發展的日趨成熟化,大陸股票市場與香港、臺灣股票市場之間的聯系也在逐步加深。
一、文獻綜述
自20世紀80年代開始,國內外學者開始對金融市場的相關關系進行研究。Eun和Shim [1](1989)以1979年12月31日至1985年12月20日期間的1 560筆股票市場日交易資料為樣本,利用VAR模型對美國、英國等9個股票市場價格指數的波動性進行研究,探討了國際股市之間的聯動性。Lee和Kim[2](1993)研究了1987年股災期間12個國家股票市場之間的關系,研究發現股市指數的相關系數值從0.23升至0.39,說明股票市場之間存在相互傳染。Calvo和Reinhart[3](1996)研究了1994年12月墨西哥危機前后新興市場間相關關系的變化情況,研究結果表明,危機后,新興國家之間的相關系數有了比較大的提高,說明了新興國家股票市場之間存在金融傳染。
中國股市聯動性的相關文獻主要體現在兩個方面:一是研究中國股市與外部股市的聯動性,二是對中國股市內部進行聯動性分析。洪永淼等[4](2004)利用風險―Granger因果關系檢驗和GARCH族模型,選取中國內地、香港、臺灣、新加坡、韓國等12個有代表性的股票市場價格指數,分析了中國A股、B股、H股之間,以及中國與世界其他各國股市之間是否存在風險溢出效應。王群勇和王國忠[5](2005)運用向量自回歸模型和多元GARCH模型研究了中國滬市A、B股之間的信息傳遞模式和均值溢出效應,該研究發現滬市A、B股市場之間僅存在A股市場對B股市場僅存在由A股到B股的單向信息的傳遞,這種單向信息傳遞存在的主要原因是市場微觀結構中投資者差異和信息不對稱。谷耀和陸麗娜[6](2006)運用DCC-(BV)EGARCH-VAR的方法分析研究了中國滬、深、港三地股票市場收益與波動溢出效應和動態相關性,這種方法的特點是可以有效克服多個金融市場波動之間的自相關性。用這種方法得到的結論是,香港股票市場的波動會產生對境內股票市場的波動溢出效應。董秀良和吳仁水[7](2008)利用DCC-MVGARCH模型對中國滬深A、B股市場之間的動態相關性進行了考察,研究發現,滬深兩市A、B股之間存在正相關關系,但整體來看,該動態相關系數相對較低,市場分割明顯,但隨著時間變化呈現一體化的趨勢。張兵、范致鎮和李心丹[8](2010)以2001年12月12日至2009年1月23日上證指數與道瓊斯指數的日交易數據檢驗了中美股市的聯動特征,檢驗結果顯示,中國股市與美國股市不存在長期的均衡關系:中國股市對美國股市的波動溢出效應不明顯,在QDII實施之后,美國股市對中國股市具有波動溢出效應,且不斷增強。何紅霞和胡日東[9](2011)采用非對稱BEKK-GARCH模型研究了深圳、香港、臺灣三地股票市場之間的短期波動溢出效應,研究發現中國大陸股市和香港、臺灣股市有雙向的信息傳遞。丁振輝和徐瑾[10](2013)運用GARCH-M模型研究了上海股市和香港股市之間的聯動關系,結果顯示,兩大股市存在相互影響的聯動關系,但是上海對香港股市的影響要強于香港對上海股市的影響。
通過對國內外關于股票市場聯動性的現有文獻進行梳理,發現國內外學者對于股票市場之間的聯動性已經做了很多研究。本文立足于中國,針對2000年以來大陸股票市場與香港、臺灣股票市場之間的聯動性進行研究,以期能為中國股市的政策制定者、監管機構和投資者提供支持。
二、研究方法介紹
為了更準確地研究大陸、香港和臺灣地區股票市場之間波動的相關性,文章利用目前時間序列動態相關性常用的DCC-MVGARCH模型,該模型是由Engle和Sheppard[11](2001)在CCC-MVGARCH的基礎上提出的,它放寬了相關系數為常數的假設,允許相關系數矩陣R隨時間t變動,即相關系數矩陣R具有時變特征。
假設有k種資產,其收益率rt的新息{et}為獨立同分布的白噪聲過程,則動態相關結構可以設定為:
rt=ut+et
et|Ωt-1~N(0,Ht)
Ht=DtRtDt
Qt=(1-■αm-■βn)Q+■αm(εt-mεT t-m)+■βnQt-n
Q=T-1■εtε′t
Rt=diag(Qt)-1Qtdiag(Qt)-1
其中,Ωt-1是rt在時刻t的信息集,Q為標準化殘差的無條件方差矩陣,Rt為動態相關系數矩陣,Dt=diag(hit),hit=ωi+■αipe2 i,t-p+■βiqe2 i,t-q,εt=D-1tet為向量標準化殘差。αm和βn為DCC模型的系數(m和n為滯后階數)。
DCC-MVGARCH模型的估計方法一般通過兩步來實現:第一步,估計要研究的時間序列的單變量GARCH模型,得到條件方差,進而計算出標準化殘差,第二步,采用極大似然方法估計動態相關系數。
三、變量選擇和數據描述
(一)數據來源
文章選取上證綜合指數(SHI)、香港恒生指數(HSI)和臺灣加權指數(TWII)的日收盤價作為研究對象,分別代表大陸、香港和臺灣的股票市場的發展狀況。數據時間范圍為2000年1月1日至2014年6月30日,剔除樣本內股票市場不匹配的情形(節假日導致),最終篩選得到有效配對數據共計3 078個。則股票市場收益率R可表示為:
Ri,t=100×ln(Pi,t /Pi,t-1)
式中,i=1,2,3,分別表示大陸、香港、臺灣的股票市場,Pi,t 為市場i第t期的收盤價。
(二)描述性統計分析
大陸、香港、臺灣股票市場收益率的基本描述性統計(見表1)。標準差結果顯示,大陸股市波動性最大,香港次之,臺灣股市波動性最小,但整體差別不明顯;偏度結果顯示,大陸和香港股市收益率的偏度大于0,是右偏分布,臺灣股市收益率的偏度小于0,是左偏分布;峰度結果顯示三個地區股市收益率序列均呈現尖峰厚尾的特點,J-B統計量結果表明三個股票市場收益率序列均不服從正態分布。
表2顯示了三個地區股票市場收益率的相關系數。全樣本數據的相關系數顯示,大陸股市與香港、臺灣股市的相關系數分別是0.37837和0.20951,顯示出較弱的相關性,而香港與臺灣股市的相關性較強,相關系數為0.53683。為了進一步說明三個地區股市相關性的變化趨勢,分別測算2008年前后的三個地區股市的相關性,結果顯示,大陸股市與香港股市的相關系數從2008年之前的0.20604變為2008年之后的0.52273,大陸股市與臺灣股市的相關系數也從2008年之前的0.08559變為2008年之后的0.36567,這在一定程度上說明了經過近幾年的發展,大陸股市與香港、臺灣股市的聯系在逐步增強。 四、實證分析和結果
(一)平穩性、自相關及ARCH效應檢驗
文章分別對大陸、香港和臺灣股票市場的收益率序列進行平穩性、自相關和ARCH效應檢驗,結果(見表3)。
從表3可以看出,大陸、香港和臺灣股票市場收益率序列均通過了平穩性檢驗,且Ljung-Box Q檢驗結果表明:(1)大陸和香港股票市場收益率序列不存在自相關現象,而臺灣股票市場收益率序列存在自相關現象;(2)大陸、香港和臺灣股票市場收益率平方序列具有顯著的自相關現象,說明收益率序列波動聚集效應顯著。同時ARCH效應檢驗結果表明三個地區股票市場收益率序列存在ARCH效應,根據AIC準則,發現使用GARCH(1,1)模型來估計三個地區股市的收益率序列是比較合適的。
表4中α表示現有信息對下一期波動性的影響力程度,α值越高說明該股票市場對新信息的敏感度越高,參數估計結果顯示,大陸、香港和臺灣股票市場的α值都較低。α+β表示股票市場收益率波動的維持性,用來衡量現有波動性趨勢的消失速度,其值越接近于1,表明波動性趨勢的持續時間越長,由此可知大陸、香港和臺灣股票市場波動性的持續性均較長,且沒有明顯差異。
(二)DCC-MVGARCH模型估計結果
文章利用DCC(1,1)-MVGARCH(1,1)模型分別估計大陸、香港和臺灣股票時間兩兩之間的動態相關性,通過R軟件編程得到三地股票市場動態條件相關系數走勢圖。
圖1顯示的是2000年1月1日至2014年6月30日的大陸股市與香港股市動態條件相關系數的走勢圖,可以發現,大陸股市與香港股市的動態相關系數在多數時間內都大于0,尤其在美國金融危機發生后,大陸與香港股市的動態相關系數呈現出明顯的上升趨勢,且超過了0.5。
圖2顯示的是2000年1月1日至2014年6月30日的大陸股市與臺灣股市動態條件相關系數的走勢圖,可以發現,大陸股市與臺灣股市的動態相關系數呈現出動態上升的趨勢,但其在上升的同時卻呈現較大的波動性。
圖3顯示的是2000年1月1日至2014年6月30日的香港股市與臺灣股市動態條件相關系數的走勢圖,可以發現,香港股市與臺灣股市的動態相關系數存在大幅波動且趨勢不明顯,但相關系數整體較高,大都在0.6附近波動。
五、結論
本文以上證綜合指數、香港恒生指數和臺灣加權指數的日收盤價為研究對象,采用DCC-MVGARCH模型,考察了大陸、香港和臺灣股票市場之間的動態相關性,根據實證結果,可以得到如下結論:
第一,大陸與香港股市之間的聯動性呈現明顯加強的趨勢,尤其在美國金融危機之后,大陸與香港兩地的股市之間的相關性達到了0.5以上,說明經過了證券市場改革和經濟的快速發展之后,中國大陸股票市場與香港股票市場之間的聯動關系正在逐步增強。
第二,大陸與臺灣股市之間的聯動性雖然整體上存在增強的趨勢,但同時卻顯示出較大的波動性。整體來看,大陸與臺灣股市之間的聯動性卻沒有大陸與香港股市之間的聯動性強,其相關系數大都在0.5以下。
第三,香港與臺灣股市之間的聯動性最高,雖然沒有呈現明顯的變化趨勢,但卻表現出較大幅度的波動。
基于本文的實證結果分析可知,中國大陸與香港、臺灣股票市場之間的聯動效應均呈現增強的趨勢,大陸股市正逐步改善以前相對獨立的狀態。這對于政策制定者、監管機構等都具有重要的意義。
參考文獻:
[1] Cheol S.Eun & Sangdal Shim.International Transmission of Stock Market Movements[J].Journal of Financial and Quantitative Analysis,
1989,24(2):241-256.
[2] Lee,S.B.,& Kim,K.J.Does the October 1987 crash strengthen the co-movements among national stocks markets?[J].Review of Financial
Economics,1993,3(1):89-102.
[3] Calvo,Sara & Reinhart,Garmen.Capital flows to Latin America:Is there evidence of contagion effects?[R].Policy Research Working
Paper Series 1619,1996.
[4] 洪永淼,成思危,劉艷輝,汪壽陽.中國股市與世界其他股市之間的大風險溢出效應[J].經濟學(季刊),2004,(3):24.
[5] 王群勇,王國忠.滬市A、B股市場間信息傳遞模式研究[J].現代財經―天津財經學院學報,2005,(6):25-29.
[6] 谷耀,陸麗娜.滬、深、港股市信息溢出效應與動態相關性――基于DCC-(BV)EGARCH-VAR的檢驗[J].數量經濟技術經濟研究,
2006,(8):142-151.
[7] 董秀良,吳仁水.基于DCC-MGARCH模型的中國A、B股市場相關性及其解釋[J].中國軟科學,2008,(7):125-133.
[8] 張兵,范致鎮,李心丹.中美股票市場的聯動性研究[J].經濟研究,2010,(11):141-151.
[9] 何紅霞,胡日東.大中華區股市波動溢出效應實證研究――基于多元非對稱BEKK-GARCH模型[J].重慶科技學院學報(社會科
學版),2011,(10):139-143.
[10] 丁振輝,徐瑾.上海和香港兩地股市聯動性研究――基于GARCH模型的分析[J].金融發展研究,2013,(5):20-25.
[11] Robert F.Engle & Kevin Sheppard.Theoretical and Empirical properties of Dynamic Conditional Correlation Multivariate GARCH[R].
關鍵詞:驅動橋;輪邊減速器;小波包分解;失效故障
中圖分類號:TN911.23 文獻標識碼:A 文章編號:1005-2550(2016)02-0020-05
Vibration Analysis And Fault Monitoring Of The Drive Axle In The Bench Test
FEI Ming-de, WANG Jian-hua, CHEN Yong-hua
( DongFeng commercial vehicle technology center, Shiyan 442001, China )
Abstract: In order to finding out the vibration sources of the drive axle and monitoring the failures, the energy ratio changes of the band wavelet packet and the power spectrum were analysed based on the drive axle vibration signal sampled on the test bench. This paper introduced the method of the wavelet packet decomposition, the reconstruction algorithm and the practical application.
1 前言
在驅動橋總成開發過程中,常常需要進行驅動橋總成齒輪疲勞試驗[1],以考核驅動橋是否滿足設計要求。在試驗時,分別按1/4Mp、1/2Mp、3/4Mp三種負荷由小到大進行走合試驗。正式試驗按滿負荷Mp進行,直至齒輪失效為止,時間段按驅動橋主減速器輸入軸每轉一周為一個循環計數,計算其循環次數。驅動橋齒輪的失效形式有輪齒斷裂、齒面壓碎、齒面嚴重剝落和齒面嚴重點蝕。在實際的臺架試驗中,試驗人員常常以驅動橋齒輪的斷裂、壓碎為驅動橋完全失效的判斷標準。
以往監測驅動橋齒輪失效的方式主要以人工方式為主,由試驗人員手持金屬棒在驅動橋橋殼或支撐座上聽取驅動橋異響,以辨別驅動橋失效與否。這種人工辨別故障模式既依賴于試驗人員的經驗,也不安全,存在安全隱患,同時也是不可靠的。
2 驅動橋齒輪失效故障監測原理
當驅動橋齒輪箱發生故障時,其振動的頻率與能量分布肯定會發生變化,所以振動是驅動橋故障特征的載體。故可在驅動橋主減速器橋殼上安裝三軸向振動傳感器來監測齒輪失效故障發生與否。驅動橋齒輪箱一般為多軸系統,結構復雜,在工作過程中由于存在多對齒輪和滾動軸承同時工作。同時伴有陪試箱和電機的振動,頻率成分多且復雜,各種干擾較大。在驅動橋輕微失效故障階段,由故障振動所引起的頻率與能量變化常常淹沒在嚙合振動與噪聲之中,通過齒輪箱的異響辨音,很難分辨出故障。而在失效故障晚期,由故障振動產生的能量則非常大。我們可以利用這一特點進行驅動橋齒輪失效故障的監測。
3 小波包分解
小波分解是一種信號的時間-尺度(時間-頻率)分析方法,具有多分辨率分析的特點,而且在時頻兩域都具有表征信號局部特征的能力,很適合于探測正常信號中夾帶的瞬態反?,F象并展示其成分。但它只對信號的低頻部分進行分解,故在高頻部分的分辨率較差。而小波包不僅對信號的低頻部分分解,同時也對信號的高頻部分進行分解,在高低頻段具有同樣的頻率分辨率,我們可以利用小波包分解將振動原始信號分解到不同的頻段中。當驅動橋齒輪出現故障時,不同頻率成分的幅頻特性就會發生變化,相同頻段內信號的能量會有較大的差別。由于振動信號各頻段的能量中包含豐富的故障信息,某種或幾種頻段成分的改變即代表了某種故障,故可利用基于小波包頻段能量變化來監測驅動橋的失效故障。
3.1 小波包的分解和重構
對采樣信號進行三層小波包分解,分解結構見圖1:
圖1中,節點(0,0)表示原始信號,節點(i,j)表示第i層第j個節點(i=0,1,2…,7),每個節點代表一定的信號特征。其中節點(0,0)代表原始信號S,節點(1,0)代表小波包分解的第一層低頻系數,節點(1,1)代表小波包分解的第一層高頻系數,其它以此類推。
離散信號按小波包基展開時,包含低通濾波與高通濾波兩部分,每一次分解就將上層i的第n個頻段進一步分割變細為下層i+1的第2n與2n+1兩個子頻段。離散信號的小波包分解算法為[2]:
小波包的重構算法為:
上面 hk 為小波低通濾波器系數,gk 為小波高通濾波系數。
3.2 各頻段能量的計算和頻段劃分
由于經過小波包分解得到的帶寬完全相同,為了直觀判斷不同頻段能量的變化,可以分別作出各個小波包不同頻段信號能量 EDi 在總能量 E 中
所占比例的直方圖。其中: ,
式中dik 表示各節點離散點的幅值大小,n表示離散信號的總個數,xi 表示原振動信號。
小波包分解的實質是把信號逐層分解到不同的頻段上。如果原信號數據點數足夠多,頻段劃分得足夠精細,根據Naquist采樣定理,對于采樣頻率為 fx 的數據,小波包分解的頻段寬度Df 與分解層數i及采樣頻率 fs 滿足關系式 。由此可見,適當分解層數可以得到所需頻段寬度及各頻段起、止頻率,因而可以分離原信號中的有用成分。同時由于各頻段具有一定的寬度,因而對原信號中的頻率無需精確定位,對頻率漂移有一定的適應能力[3]。
4 診斷實例
試驗對象為一新開發的小速比輪邊減速驅動橋,試驗在一電封閉驅動橋設備上進行。其主減速器輸入軸由一500 Kw的電機提供動力,兩邊輪邊減速器各由一280 Kw電機進行試驗加載。利用一型號為356A16的PCB三軸向加速度傳感器來采集振動信號。將測點布置于驅動橋主減速器橋軸承座上,信號放大器為四通道的482C16調理器(帶ICP電源)。信號經放大后,由研華USB4711A采集模塊進行實時采樣,用Delphi7.0開發的小波包程序對數據進行失效故障診斷分析。
對驅動橋這樣的旋轉件而言,其采樣周期盡可能為驅動橋主減速器輸入軸旋轉周期的整數倍,以防能量泄漏。采樣頻率 fs =N×n/60,N為采樣點數,在本試驗中為4096個點,n為驅動橋的輸入軸轉速。每隔一定時間采樣一組數據,對采集到的振動原始信號進行5層小波包分解,小波函數選擇db5,為計算方便,小波包數據延拓為零延拓,即數據邊界之外的數據都取零。
在1/4 Mp和1/2 Mp小負荷工況下(Mp為12573 N.m),主輸入轉速為220 r/min工況下,以Y軸振動為例,實際的振動采樣波形、功率譜、小波包能量頻段圖如圖2所示(軟件放大倍數為10):
(a)Y軸振動信號
(b)Y軸功率譜圖
(c)Y軸小波包能量直方圖
圖2 小負荷工況下振動信號、功率譜及能量比直方圖
上圖(b)功率譜圖表明,功率最大的二個頻率分別在77Hz和183Hz附近,計算可以知道,驅動橋主減速器輸入軸轉速為220r/min,主減速器主錐齒齒數為21。故主減速器的嚙合頻率為:220/60×21=77 Hz。主減速器軸承滾動體數目為Z為17,節徑D為109.078 mm,滾動體直徑d為18.177 mm,接觸角a為28°48'39",根據軸承滾動體特征頻率計算公
式: ,計算可知軸承
滾動體特征頻率為10.767Hz,183Hz為其倍頻。因此在臺架驅動橋試驗小負荷工況下,采樣得到的振動以主減速器輸入端軸承滾動體振動為主,以主減速器的嚙合振動為輔,而試驗臺體的振動相對比較微弱。 (c)圖表明,在采樣頻率為220×4096/60 =15 018 Hz時,小波包能量主要聚集于低頻段0(0~469 Hz)。這同驅動橋的嚙合振動頻率(77 Hz)和軸承的滾動體特征頻率(183 Hz)是相符合的。
在負荷為1/4 Mp,主輸入轉速為528 r/min,輪邊減速器控溫在110 ℃~130 ℃工況下進行100 h的疲勞試驗。其試驗后期功率譜圖及小波包頻段2的變化趨勢如下圖所示:
(a)試驗后期功率譜圖
(b)頻段2小波包能量比變化趨勢
小波包頻段2變化趨勢
由上圖(a)可知,在試驗后期,振動主要在2000 Hz處。驅動橋的主減速比為1.238,輪邊減速器太陽輪的主齒數為40,太陽輪的嚙合振動頻率為528/1.238/60×40,計算得出其頻率為284.329 Hz,2 000 Hz為其倍頻。故此頻率為輪邊減速器的嚙合振動頻率。圖(b)表明這個輪邊減速器的嚙合振動的小波包能量比趨勢逐漸增強,振動加劇,同時2 000 Hz處有邊頻帶的出現??梢耘袛噍嗊厹p速器太陽輪有磨損現象產生,拆檢后發現輪邊減速器太陽輪輪齒有輕微磨損現象。
而在大負荷工況下(3/4 Mp~Mp),由于載荷的增大,引起試驗臺體的強烈振動和激振,將驅動橋本身的振動完全抑制和淹沒,采用傳統的時域和頻域分析方法來監測驅動橋的失效故障已不可能。此時驅動橋正常采樣的振動信號和小波包能量頻段如圖3所示(軟件放大倍數為1):
(a)Y軸振動信號
(b)Y軸功率譜圖
(c)Y軸小波包能量頻段圖
由上圖(b)可知,大負荷下采樣得到振動波形,其頻率較為分散。圖(c)小波包能量主要聚集在中高頻段,這同小負荷工況下的小波包能量聚集在低頻段是完全相反的。大負荷下的振動主要反映的是機械臺體的振動以及其引起的激振現象。而驅動橋本身的振動已完全被壓制和淹沒。
以一輪完整的負荷為Mp的驅動橋齒輪疲勞試驗為例,在整個試驗周期內直至驅動橋的一邊輪邊減速器完全失效,其峭度因子在30~120范圍內波動,均方根值在0.15~0.25范圍內波動,趨勢不明顯,無法監測驅動橋的失效故障④。這主要是時域反映的是試驗臺臺體的振動,而不能準確反映出驅動橋齒輪失效故障引起的振動變化趨勢。頻域的功率譜圖同樣也不能,反映在其頻譜圖上的頻率非常分散。
一輪完整負荷為Mp的齒輪疲勞試驗小波包能量比在頻段0的趨勢如下圖(a)所示,損壞形式如圖(b)所示:
(a)
(b)
及輪邊減速器損壞形式
很明顯,在試驗前期,頻段0所占的能量比低且平穩。在驅動橋輪邊減速器發生斷齒及齒輪壓碎完全失效時,在小波包頻段0的能量比發生了急劇的沖擊波動。而在驅動橋完全失效前,小波包能量比在頻段0大約有幾分鐘的沖擊波動現象表明,輪邊減速器的齒輪已有輕微的斷裂或壓碎現象產生,導致振動能量比在低頻段0的聚集,但相較完全失效時的波動稍低一點。但產生的金屬碎片隨后沉積于輪邊減速器的腔體內,沒有影響驅動橋的“正?!边\行。根據這一現象,可以計算出驅動橋的疲勞試驗時間長度大約為10.8h。而在以前,這輪驅動橋的試驗疲勞時間通常計算為大約14.7h,這為設計人員提供了準確的試驗數據。這種小波包能量比在驅動橋發生失效時在頻段0的劇烈波動,可同時提醒試驗人員及時停止試驗,保護試驗臺架。在多輪次的此類試驗中,無論是主減速器輪齒斷齒,亦或輪邊減速器斷齒,均會出現頻段0的能量比沖擊現象出現,實現提前預警。而采用傳統的有量綱或無量綱時域診斷方法,或頻域的功率譜診斷,只有在試驗臺架出現明顯的斷齒時(人耳可辨別的噪聲),功率譜曲線和時域曲線才會出現明顯的變化,預警時間大幅縮短,此時診斷意義不大。
5 結論
(1)小負荷低轉速工況下,在試驗臺架上監測驅動橋得到的振動以主減速器輸入端軸承滾動體振動為主,而以主減速器的嚙合振動為輔。
(2) 在小負荷高轉速工況下,結合小波包能量比趨勢及功率譜圖,可以監測齒輪箱的磨損現象。
(3)在大負荷工況下(9 000 N.m以上),監測到的振動信號更多的表現為試驗臺臺體的振動,而驅動橋本身的嚙合振動及軸承振動已被試驗臺體的振動壓制和淹沒。這時采用傳統的時域或頻域分析方法已不能監測到驅動橋齒輪的失效故障信息。而采用小波包能量比則可以明顯監測到失效故障的產生。特別的是可以幫助試驗人員準確地紀錄驅動橋齒輪疲勞試驗時間,并計算其準確循環次數。
參考文獻:
[1]QCT/T 533-1999 汽車驅動橋臺架試驗方法[S].
[2]劉明才著,小波分析及其應用[M].北京:清華大學出版社,2005.96-97.
[3]張兢,路彥和.基于小波包頻帶能量檢測技術的故障診斷[J]. 微計算機信息,2006,22(1):202-204.
關鍵詞:蒙古秘史;被動語態;語用功能;語篇
中圖分類號:H212 文獻標識碼:A 文章編號:1673-2596(2016)11-0053-02
《蒙古秘史》作為一部蒙古族現存最古老的歷史文學典籍,它不僅被視為蒙古族文學史上的瑰寶,也被當作研究古代蒙古語的重要文獻資料,為此一直是眾多蒙古學者關注的焦點。原文中的被動語態相對于現代蒙古語被動語態其使用數量之多及使用范圍之廣都比較特殊,全書有被動句三百余例,語料豐富,形式多樣,在一定程度上展現了中世紀蒙古語被動語態的全貌。關于《蒙古秘史》被動語態的研究從20世紀60年代開始一直源源不斷。鮑培、多弗爾、吉仁尼格、呼日勒巴特爾、嘎日迪、斯琴、小芍嗇?、握尲?、斯欽朝克圖等學者主要從句法層面對《蒙古秘史》中的被動語態進行了句法結構和語義方面的研究并取得了可喜的成果。基于從語用學視角研究的欠缺,本文在前人探索的基礎上,以語用學為理論指導,從蒙古語自身的特點出發,試圖在語篇層面上考察《蒙古秘史》被動語態的語用特征。
一、《蒙古秘史》被動語態
《蒙古秘史》是中世紀蒙古語目前流傳下來的最完整、最可靠的文獻。原文中的被動語態相對于現代蒙古語被動語態其使用數量之多及使用范圍之廣都比較特殊?,F代蒙古語被動語態是從古代蒙古語被動語態演變而來的。從句法結構上看,現代蒙古語被動語態部分地保留了中世紀蒙古語被動語態的特點。現代蒙古語被動語態結構中施事賓語以與格來標記,受事主語以主格來標記。但在《蒙古秘史》中的被動語態施事與受事的格助詞標記尚未統一,這一點嘎日迪、斯欽朝克圖和烏力吉均有詳述,對此,本文不做探討。蒙古語被動態動詞以“-Gda/-gde,-ta/-te~-da/-de”詞綴來表示,從澳洲學者羅依果(Igor de Rachewiltz)編著的《蒙古秘史索引》①中的統計結果看,被動語態總次數337個,其中被動語態“-Gda/-gde”形式為262個,“-ta/-te~-da/-de”形式為75個。斯欽朝克圖在“比較中世紀與現代蒙古語被動語態的特點”一文中對關于中世紀蒙古語被動語態與現代蒙古語被動語態的使用情況列出了明確的數據。其中《蒙古秘史》原文中被動語態總次數為369個,現代版本中的總次數為173個,不及物動詞被動語態在原文中為37個,在現代版本中為14個。②學者們對中世紀蒙古語不及物動詞詞干后面帶的“-Gda/-gde,-ta/-te~-da/-de”詞綴是否屬于被動語態方面表述不一。嘎日迪在1987年發表的“中世紀蒙古語‘-Gda/-gde,-ta/-te~-da/-de’形式”文中指出“不及物動詞+-Gda/-gde,-ta/-te~-da/-de”形式不屬于被動語態,并將這種結構命名為“受動態(üyiledügden kürtekü keb)”。③烏力吉在其碩士論文中詳細解析了中世紀蒙古語不及物和及物動詞及被動語態的關系,指出嘎日迪提出的“受動態”其意義終究隱含著被動意義,為此“不及物動詞+-Gda/-gde,-ta/-te~-da/-de”結構屬于被動語態。④斯欽朝格圖在“論蒙古語動詞語態的特點”一文中將被動態分為了外被動態和內被動態或中動態。⑤從歷時語言學和認知語言學的原型范疇理論來看的話,學者們所提出的受動態或中動態的本質意義都表示被動意義。為此,本文認為“不及物動詞+ -Gda/-gde,-ta/-te~-da/-de”結構屬于被動語態。
二、《蒙古秘史》被動語句的語用分析
被動語態是人類日常語言中的一種特殊的句式,它是人類語言最基本的語言范疇。人們常常通過被動語態來敘述解釋實際的概念和現象。語用語言學指對語言本身語用問題的研究,即研究語言結構和語用意義之間的聯系,回答語言怎樣被人們使用達到交際的目的?!睹晒琶厥贰繁粍泳涞恼Z用分析有助于我們更好地理解中世紀蒙古語被動語態的本質、運用規律及作者的主觀性。就《蒙古秘史》被動句而言,其語用功能可以概括為以下幾個方面。
(一)突出和強調被動者
通常先進入腦海的信息相對其它成分更加影響讀者或聽話人。主動句中,施事者位于句首,然而在被動句中,受事者在句首,為此在知道施事者的情況下,為了突出強調被動者,使用被動語態使被動者成為讀者或聽話人關注點。例:
(1)h?i′elün-üjin gējü newükderün tuqlaju(《蒙古秘史》,§73)
訶額侖夫人(他們)被撇下遷走的時候
例(1)中,講述了也速該把阿禿兒死后,泰亦赤兀惕氏帶著隨從百姓撇下訶額侖夫人母子遷走的事件。訶額侖夫人是受事者,結合上下文我們很容易得知施事者為泰亦赤兀惕氏,本小句為了突出訶額侖夫人當時孤殘的情況而采用了不及物動詞被動語態。
(二)突出施事者
在現代蒙古語中通常為簡化或不需要提供施事者的情況下使用被動語態,但在《蒙古秘史》中有時被動語態也用于突出施事者,此時施事者位于句首。例:
(2)tatar irgen-e bariqda′a bi(《蒙古秘史》,§53)
被塔塔兒部人擒住了
(3)tatar irgene-e oyisulaqda′a bi(《蒙古秘史》,§68)
被塔塔兒人暗害
例(2)講述的是,俺巴孩合罕親自送女兒出嫁的途中,塔塔兒軍捉住俺巴孩合罕,把他送到了阿勒壇合罕處。俺巴孩合罕臨死時說此話一方面是告誡后人警惕塔塔兒部落,另一方面,傳話給子孫一定要為他報仇,為此,此處用被動語態強調害俺巴孩合罕的人不是別人,正是塔塔兒部落的人。例(3)同上。
(4)tenggiri qajar-a gücü nemekdejü(《蒙古秘史》,§113)
由天地給增添力量
(5)tenggeri-de ese ta′alaqdaba bida(《蒙古秘史》,§143)
上天不愛護我們
天,蒙古語叫“tenggeri”。蒙古人崇拜和信仰“長生天”?!睹晒琶厥贰分杏涊d成吉思汗的根源奉天命而生的孛兒帖赤那和他的妻子豁埃馬闌勒;朵奔蔑而后,阿闌豁阿所生的3個兒子為上天的兒子。其后,成吉思汗一生的業績都歸功于天力。為此,因為上天增添力量,所以才打勝仗,雖然例句(4)(5)都是被動句,但是也把施動者“tenggeri”放在了句首,突出強調施動者,弱化受動者。
(三)為達到客觀公正的效果
語言是人們表達思想和交流的工具,是一個復雜的系統。語言的表達分為主觀性和客觀性。通常的語境下,用主動語態表達客觀的內容符合交際常規也容易被人們接受。在《蒙古秘史》中作者特別注重用被動語態客觀地表達所發生的事件。例:
(6)nere ügei ker ükü[k]deküi qarsu ke′ejU(《蒙古秘史》,§80)
與其這樣無聲無息地死去,不如走出去吧
(7)jilda boldaju manaqar qatqulduya ke′ejü icuju(《蒙古秘史》,§142)
天色已晚,咱們明天廝殺吧!
(8)büri-b?ik?i ulus-un b?ik?i belgütei-ye niru′u-ban ququldaju üküba(《蒙古秘史》,§140)
國之力士不里孛闊就被別勒古臺折斷脊骨而死
例(6)中,使用被動語態“ükü[k]deküi(被死)”,客觀地表達這里指的死不是指生老病死,而是指泰亦赤兀惕人包圍密林使成吉思汗置于死地。例(7)中,用被動語態表達休戰的客觀原因是天色已黑。例(8)中,不里孛闊不是自己不小心折斷了脊骨,而是被別勒古臺折斷了脊骨。以上均使用被動語態使文章的語言表達客觀明確,易懂。
(四)突出行為本身或被動行為產生的結果
有時施事者和受事者都不重要,重要的是事件的發生,影響到故事情節的繼續發展。此情況下,在特定的上下文里使用被動語態強調動作本身。例:
(9)Tenggeli-ben ququra[q]daju(《蒙古秘史》,§101)
車軸(被)斷了
本來車軸斷了是件很平常的事情。但在此,因為車軸斷了,所以孛兒帖夫人和豁阿黑臣沒能逃脫三姓篾兒乞惕人追逐,在整個故事情節中“車軸斷了”起著舉足輕重的作用。為此,在這里用被動語態突出了“車軸斷了”這一事件。
(五)為表達作者的“主觀性”
《蒙古秘史》是一部記述蒙古民族形成、發展、壯大之歷程的歷史典籍,主要以成吉思汗艱難地崛起并統一蒙古高原的歷史事件為主線。為此,全文圍繞黃金家族而寫,從文中很容易觀察到作者的“主觀性”。“主觀性”是指在話語中含有作者“自我”的表現成分,即作者講述一段話語的同時表明自己的立場、態度和情感,從而在話語中留下自我的印記。⑥例:
(10)sarta′ul irgen-e eye-dür-iyen ese oroqdaju(《蒙古秘史》,§265)
當(我們)被回回不肯議和時
(11)elsen oroqdaju cinggis-qahan ya′u ber anu ese k?indeba(《蒙古秘史》,§176)
(成吉思汗)被降順后,成吉思汗對他們絲毫無犯。
例(10)中,如果回回與成吉思汗軍團議和的話,成吉思汗軍團不會攻打回回,雙方都避免戰爭。但回回不肯議和,為此,作者用不及物動詞被動語態表示成吉思汗不愿打血戰,在被動的情況下不得已出兵與回回打仗,表達了成吉思汗的政治道德觀,也體現了說話人對句子命題的一種主觀意識和言外之意。
綜上所述,《蒙古秘史》中被動語態的使用非常廣泛,被動語態不僅有語篇的結構重組功能,在語用上還有突出行為本身或行為產生的結果而使其達到客觀公正的效果、突出施事者、強調被動者、表達作者的“主觀性”等功能。通過以上簡單的分析,使我們對《蒙古秘史》被動語態在語篇中的巧妙運用有了一個基本的了解,由此可見,從語用學的角度對蒙古語被動語態進行研究很有必要。
注 釋:
①(意)羅依果.蒙古秘史索引[M].美國布盧明頓:印第安納大學出版社,1972.
②斯欽朝克圖.比較中世紀蒙古語被動語態與現代蒙古語被動語態[J].語言文學,1992,(12):39-48.
③嘎日迪.中世紀蒙古語“-qda/-qde~-da/-de”形式[J].語言文學,1987,(3):31-40.
④烏力吉.《蒙古秘史》中的-gda形式[D].內蒙古大學,2000.12-17.
⑤斯欽朝克圖.論蒙古語動詞語態的特點[J].民族語文,2011,(2):47.
⑥沈家煊.語言的“主觀性”和“主觀化”[J].外語教學與研究,2001,(4):268.
參考文獻:
〔1〕喬瑪.蒙古秘史(新轉譯并注釋)[M].烏蘭巴托,2011.
〔2〕嘎日迪.中世紀蒙古語“-qda/-qde,-da/-de”形式[J].語言文學,1987,(3).
〔3〕何兆熊.語用學概要[M].上海:上海外語教育出版社,1989.
〔4〕何自然.語用學概論[M].長沙:湖南教育出版社,1987.
〔5〕黃國文.語篇分析概要[M].湖南:湖南教育出版社,1988.
〔6〕黃國文.語篇分析的理論與實踐[M].上海:上海外語教育出版社,2001.
【關鍵詞】移動噴漆室;室體剛度
近些年來,我公司在多家機床廠成功推廣并應用了移動噴漆室,移動噴漆室與常規的固定式噴漆室相比,在設備利用率、生產操作和經濟成本等方面都具有優勢[1],但是移動噴漆室增加了行走機構,室體移動過程中的晃動對室體與室體的對接、室體與風管的對接精度均有很大影響,所以移動噴漆室室體需要有較大的剛度,以減小室體移動過程中的晃動。模態分析是各種動力學分析的基礎,通過對結構進行模態分析,可以得到結構的固有頻率和振型,找出結構剛度較小的方向,采取一定的結構改進措施,增加結構剛度。所以本文利用ANSYS軟件對移動噴漆室室體骨架進行模態分析,找出室體骨架剛度較小的方向,并通過添加斜支撐來提高室體骨架的剛度。
1、室體骨架的有限元模型
移動噴漆室室體主要由室體骨架和由自攻釘固定在骨架上的巖棉板組成,由于巖棉板附著于骨架之上,對室體剛度影響較小,所以室體骨架的剛度大小就反映了室體剛度的大小,本文在此只分析室體骨架的剛度。下圖是室體骨架的三維模型:
圖1.室體骨架的三維模型
室體骨架主要由大量各種規格的方管及型鋼焊接而成,是一個整體,所以在ANSYS分析時可以將室體骨架作為一個整體來考慮。由圖可知,室體骨架是個大型復雜的結構,另外由于方管長度最大的有8m多,而方管壁厚只有4mm,長徑比很大,所以在ANSYS中如果用三維實體建模并進行劃分網格計算求解的話,會導致模型單元數量過多,計算時間太長,甚至難以計算求解。所以本文在此建模時用線替代方管,選用梁單元beam188來進行單元網格劃分,并設定其截面形狀為方管截面尺寸,這樣能大大減少模型的單元數量[2],降低計算量,縮短求解時間。室體骨架的有限元模型如下圖所示:
圖2.室體骨架的有限元模型
模型建立后需要設定材料屬性,室體骨架所用方管的材料均為Q235,所以設定模型的材料屬性為:楊氏模量為210GPa,泊松比為0.3,密度為7850kg/m3。
設定材料屬性后進行模型的網格劃分,采用beam188單元,劃分后單元數為76278個,節點數為76296個。
網格劃分后添加約束條件,限制室體骨架底部14個關鍵點的自由度,然后添加一些必要的設置后即可進行模態分析。
2、求解分析
此處分析結構固有頻率和振型和可以不考慮阻尼的作用,所以這是一個線性分析問題,在分析線性問題時,通??梢杂霉逃蓄l率及其振型來定性結構在載荷作用下的動態響應,但結構的動態響應往往取決于相對較少的前面幾階振型,因此只需要計算前面幾階振型就可以近似的模擬結構的響應。本文在此只計算室體骨架的前三階固有頻率。
ANSYS中求解完成后,通過后處理程序可以提取室體骨架的前三階固有頻率及其振型圖,如下表所示:
表1 前三階固有頻率及振型
階數 頻率 振型圖 振型
1 4.08HZ 室體骨架沿長度方向進行整體的左右晃動
2 7.23HZ 室體骨架沿寬度方向進行整體的前后晃動
3 8.43HZ 室體骨架沿水平面方向進行扭轉晃動
固有頻率與結構的剛度成正比,固有頻率越高,結構剛度越大。由上表可以看出,室體骨架沿長度方向的固有頻率較小,剛度較小,容易發生晃動變形,影響室體的運行,而室體骨架沿寬度方向的剛度及水平面內的扭轉剛度相對較大,所以需要在室體骨架長度方向上添加一定數量的斜支撐,以此提高室體骨架沿長度方向的剛度。
本文在此比較三種支撐添加方案對室體骨架剛度影響:
1. 室體底部下端梁處添加斜支撐;2. 動壓層處添加斜支撐;3.動壓層與室體底部下端梁處均添加斜支撐。如下圖所示:
圖3.斜支撐添加方案
對以上三種方案分別在ANSYS中進行模態分析后可以得到其前三階固有頻率,如下表所示:
表2 前三階固有頻率
階數 方案1 方案2 方案3
1 4.48 4.50 5.06
2 7.25 7.15 7.17
3 8.71 8.37 8.75
由上表可以看出,方案1和方案2均能將室體骨架的一階固有頻率提高10%左右,而方案3將方案1和方案2進行了結合,能將室體骨架的一階固有頻率提高20%,提升效果十分顯著。
3結論與展望
(1)本文利用ANSYS有限元分析軟件對移動噴漆室室體骨架進行了模態分析,找出了室體骨架剛度較小的方向,并通過添加斜支撐的方法將室體骨架的一階固有頻率提高了20%,提高結構剛度,減小了室體晃動。
(2)通過此次的研究,為噴漆室室體的結構設計提供了重要的依據,具有一定的實用價值。下一步的研究方向可以是室體結構的重量優化,室體骨架大量使用150*100規格的方管,導致室體骨架的重量高達6噸多,可以考慮采用規格較小的方管來降低室體骨架的重量,并通過添加斜支撐的方法提高室體骨架的剛度,以達到降低成本的目的。
參考文獻
關鍵詞:金屬切削; 受迫振動; 快速傅立葉變換;實驗模態分析
中圖分類號:TG5文獻標識碼: A
Evaluation Of Dynamic Characteristics Of Cutting System By Experimental Modal Analysis
Guo Wenwu , Zheng Dan, Liu Yinfeng
(Qiqihar Heavy CNC Equipment Corp. Ltd. ,Qiqihar 161005, CHN)
Abstract: There are approximately two reasons that result in chatter marks in metal cutting. One is forced vibration which is independent of the system of the cutter and workpiece, the other is self-excited vibration between the cutter and the workpiece. This article mainly studies the former. When the machine tool is cutting, or it is working without cutting, there are some periodic and non-harmonic interference sources that can cause vibration.
Using LMS Vibration Analysis System (Belgium) test the natural frequency of the system, using ONEPRO MVP-2C spectrum analyzer(France) gather time domain and frequency domainsignal, integrate with experimental modal analysis to diagnose.
Keywords: Metal cutting; Forced Vibration; FFT;Experimental Modal Analysis
背景
位移干擾型強迫顫振的理論
在切削深度小且不產生再生顫振的狀態下進行精加工時,由電動機、軸、軸承、聯軸節、齒輪、泵、皮帶等產生的強迫振動所激起的,或者通過基礎傳來的外來振動所激起的很小的顫振有時也會損害加工表面的質量。無論切削深度怎樣小,這種顫振也是不可能避免的。實際上,即使切削深度為零(不切削)只做空轉,刀具和工件之間也仍有振動位移產生。由于這種振動位移可看成是輸入系統的干擾,因而稱為位移干擾型強迫顫振。如圖1所示,被考察的振動系統由下列兩部分組成,即是由承受切削力的變動而產生振動位移的機械結構和由于刀具與工件之間的振動位移而產生交變切削力的切削過程組成的。這種情形下,不管切削是否進行,強制地激起的振動位移總是作為干擾而加到刀具與工件之間的。
振動是在空轉時已經產生了的,即使開始切削,由于振源的激振力沒有變化,因此在刀具與工件之間產生的相對振幅也不變。但是如果在切削過程中切削力與振幅以相同的頻率ω周期性地變化,則和
同時產生的機械結構的彈性變形,也就加在刀具和工件之間的相對振動上,令這一后加的分量為,其變化頻率也是。和都取刀具離開工件的方向為正,切削中在刀具與工件之間產生的相對位移等于二者之和,即
(1)
上式不是簡單的加法,而是考慮相位的向量加法。
這些外在的感染源中,電機和液壓裝置的振動比較常見,本文主要討論電機的振動,電機的振動是多方面的。機械方面的原因有:轉子的不平衡,電機內的軸承振動,定子和轉子不圓、軸心不重合等。電磁方面的原因有:電源電壓不穩,三相輸入電壓不平衡,定子和轉子之間的氣隙不均等。通風方面的原因有:風扇不平衡,通風管道的振動等。本文討論的電機為西安泰富西瑪電機有限公司的型號為Z4-250-41B V1直流電動機,功率為55KW。表現為電機安裝不對中,引起滑枕振動,導致空轉時,滑枕也在振動。在基礎理論書籍中介紹的簡諧激振,是一種周期性激振,其周期,但簡諧激振不僅是周期性的,還是諧和的,是周期性激振的最簡單情況。實踐中,還經常碰到這樣的激振,它雖然是周期的,但卻不是諧和的,激振隨時間的變化規律不能僅用一項正弦或余弦函數表達出來。電機安裝的不對中的往復慣性力就是一種典型的非諧周期性激振力。解決這類問題的有效方法是將非諧周期性激振展開成傅里葉級數,然后利用疊加原理。
可見,一個非諧周期函數可分解為一系列頻率成整倍數關系的簡諧函數之和,或者說一個非諧周期性激勵是由一系列簡諧激勵組成,而且這些簡諧激勵的頻率成諧波(整倍數)關系。式中稱為基頻,稱為倍頻。假設一個單自由度系統受到非諧周期性激振力作用時,運動方程可寫為:
根據疊加原理,線性系統同時受到若干個激振的作用時,可分別計算各個激振的響應,然后疊加。故可得n次諧波的復頻響應為下式:
系統對周期性激振的響應也是周期性的,響應的周期與激振的周期相同。如果激振的某次諧波分量的頻率等于系統的固有頻率,則系統也發生共振。
內容
機床動態特性的研究主要分為三方面問題:
1)固有特性問題
固有特性主要是指系統的固有振動頻率,還有模態振型和阻尼等,測定機床系統的固有特性問題,一是為了避免機床工作時發生共振,二是為對機床的進一步分析打下基礎,進一步分析就是響應問題,包括瞬態響應、穩態響應等。
2)動力響應問題
振動系統在受到外部激勵時,系統將產生響應(振動),使結構承受動態力,導致構件的疲勞損壞;但對于機床來說,更重要的是振動響應可能引起過大的動態位移,影響機床的加工質量,甚至是正常工作。因此研究響應問題是基本任務之一。
3)動力穩定性問題
動力系統在一定的條件和運轉狀態下,可能會產生自激振動。自激振動不以外部激勵為必要條件,而是主要由系統本身動態特性決定的。例如切削的自激振動,在導軌副上的低速爬行,都屬于自激振動,對機床的危害極大,所以研究機床穩定性的目的就是確定發生自激振動的臨界條件,保證機床在充分發揮其性能的條件下而不出現這種自激振動。
下面是詳細研究機床振動特性特性的一些具體指標
1)位移、速度或加速度等振動量的時間歷程;
2)靜剛度或靜柔度;
3)指定頻率范圍內的動柔度或動剛度的幅頻特性圖、相頻特性圖或幅相特性圖;
4)各階固有頻率及阻尼比;
5)各階主振型;
6)各階模態的模態柔度;
7)機床結構以某些模態振動時的能量分布情況。
下圖1為,電機底座處的FFT圖:
圖1 電機底座處FFT頻譜
電機的基頻為15.87Hz,也就是952.2rpm,二倍基頻和三倍基頻分別為31.74Hz、47.62Hz。下圖3為該滑枕伸出同樣長度條件下前后方向的固有頻率和振型,用比利時的LMS振動分析系統測試,用錘擊法測試,鑒于是多組件級測試,結合部阻尼較大,用PolyMax方法識別,如下表1:
表1 滑枕前后方向的固有頻率和阻尼比
其中前三階的模態參與分別為29.978%、40.582%、15.180,而后三階的模態參與為個位數,對該機床的影響較小。其中前三階的特征向量(振型)如下圖2:
圖2 滑枕前后方向振型
而滑枕的左右方向的前五階固有頻率分別為表2:
表2 滑枕左右方向的固有頻率和阻尼比
前三階的模態參與分別為:69.441%、9.036%、8.861%。那么就重點考慮第一階固有頻率對機床的影響,它的振型為左右搖擺。
由圖1知道電機的三倍基頻為47.62Hz,而滑枕的前后方向的第二階固有頻率為42.443Hz,阻尼比為5.37%,那么在該階的動力放大因子β:
式中,為激振頻率ω與系統固有頻率之比,簡稱為頻率比;ζ為阻尼比;β為動力放大因子。確定系統在其工作條件下的動力放大因子是動力分析的重要內容之一。也就是評估對載荷的動態放大,如果一個結構所承受的載荷接近其某階固有頻率,那么動態放大系數會對小阻尼結構一個顯著的放大,可能幅值比同等靜載荷高出幾階。例如飛機結構著陸時的動響應遠超過靜載;塔科馬海峽大橋的摧毀載荷就是由動響應造成的,俄伏爾加河大橋的蛇形共振等。
當阻尼比為0時。當頻比為1,唯一放大系數將趨于無窮,如圖8,隨阻尼比由0變到1過程中,位移放大系數最大值不再在頻比為1時取得,而是向左移動。當頻比在1附近時,位移顯著放大,動力效應顯著,為共振區。越往兩端,動力效應越不明顯。圖3說明了頻率比和阻尼比對放大系數的影響。
圖3頻率比、阻尼比對放大因子的影響
計算得該階下,β等于3.7。這樣結合靜剛度,和動態切削力,就可以對切削效果有一個預估。
圖4 阻尼比為5.37%,頻比為0.89
展望
機床設計,應該從加工工藝開始設計,工件的工裝、大件剛度等,都要從工件要求的精度開始計算和設計,每一步計算都要轉換為數學模型,借助現代科學的計算軟件進行計算、優化,從本質上研究機床設計,才有可能跟上發達國家的腳步,涉及本文的研究,可以考慮動態切削力的測試,切削時刀具處的時間歷程等,為機床的設計提供逆向數據。
參考文獻
關鍵詞:發動機;臺架耐久試驗;功率下降;診斷
前言
內燃機的工作指標主要有動力性指標(功率、轉速、扭矩)、經濟性指標(燃料和油消耗率)、動轉性指標(冷起動性能、噪聲和排氣品質)、和耐久可靠性指標(大修或更換零件之間的最長運行時間與無故障長期工作能力),本文主要分析試驗時動力性指標功率下降原因。
1.耐久試驗
耐久試驗:為了對所開發的發動機進行全面的強度、磨損、劣化等的耐久性評價,在開發初期和最后必須實施標準耐久試驗。但是,有特殊考察項目也需進行相應的耐久試驗。
1.1標準耐久運轉規范見圖1,整個耐久運轉時間450h,相當于整車運行20萬公里。
圖1 標準耐久運轉循環圖
備注:
a. 縱軸轉速(%)以相對額定輸出功率轉速比率表示。
b. 帶燃油切斷裝置(FC)的發動機為FC轉速,不帶FC的發動機為紅色區域開始的轉速。
c. 110%轉速超過FC轉速時,以FC轉速為上限。
2.功率簡介
發動機功率是衡量發動機動力性能的重要指標,分為指示功率和有效功率;
指示功率一般用于研究、計算等,有效功率一般用于試驗、使用等。發動機的有效功率是在工廠和試驗室利用測功機和轉速傳感器來進行測量有關數據,之后用下式計算得來的;
Ne=M×N/9594.5(KW)
式中:M:發動機扭矩(N*m)
N:發動機轉速(r/min)
3.484Q******功率下降原因分析處理
3.1故障現象
海馬484Q450小時耐久考核時,運行至180小時(R1工況6000轉100%負荷),額定功率由于100KW逐漸下降到94KW,超出允許下降范圍值
484Q額定功率要求
機型
最大功率
允許下降范圍
功率范圍
484Q
102KW
5%
102~96.7KW
3.2影響試驗484Q發動機功率下降的原因分析
3.2.1配氣機構(充氣效率)對功率的影響:
(1)VVT系統故障造成進氣量不足排氣不凈影響功率。
(2)氣門間隙過大:縮短了進排氣門時間,改變正常的配氣相位,使發動機因進氣不足,排氣不凈造成功率下降。氣門間隙過?。簹忾T關閉不嚴造成漏氣,功率下降。
3.2.2正時不正確改變正常的配氣相位從而造成功率下降
3.3燃油供給系
3.3.1燃油供給裝置:
(1)燃油調壓閥的損壞造成壓力過高或過低影響噴油量造成功率下降
(2)燃油噴嘴堵塞造成噴油量下降
3.3.2空氣供給裝置:空氣濾芯堵塞造成進氣量不足影響功率。
空氣流量計傳感器損失造成ECU計算噴油脈寬有誤從而影響功率。
3.3.3排氣裝置:整車三元催化器堵塞或排氣調壓閥關過?。ㄔ囼炇覍S茫┰斐杀硥焊?,排氣阻力大造成排氣不凈及機械損失過大,從而影響功率下降。
3.4點火系
3.4.1發電機故障造成電泄電壓低從而影響驅動噴油器及點火線圈等工作不良造成功率下降。
3.4.2點火線圈故障造成缺缸工作或燃燒不完全,使功率下降。
3.4.3火花塞故障造成點火不良燃燒不好功率下降
3.5其它方面因素影響功率下降
3.5.1燃燒室密封性:活塞環和氣缸套的磨損,氣門與座密封不嚴等造成漏氣,使功率下降。
3.5.2測功機故障:測量的扭矩變小,使PUMA系統計算顯示功率變小。
3.5.3機械損失增大:泵氣損失、摩擦損失、能量損失使有效功率變小。
3.5.4閉環控制:爆振傳感器或氧傳感器故障造成推遲點火或加增減噴油量。
3.5.5燃燒室積炭嚴重,影響燃油與空氣的混合質量,機體溫度異常使功率下降。
3.5.6壓縮比:氣門下陷、軸承頸的磨損造成間隙過大,造成燃燒室空間增大等。都會引起壓縮比變小,使之壓縮終了壓力減少,功率下降。
4.故障排除
針對上述故障現象,查看PUMA監控數據情況:噴油量由35KG/H升到40KG/H 其它影響功率的參數:排壓,燃油壓力,電泄電壓等正常,結合PUMA監控參數及功率影響的因素進行分析排除,確定影響功率下降的原因是由于噴油過濃引起影響下降,根據上述分析功率下降的因素中最終確定空氣流量計或氧傳感器故障,使ECU控制噴油過濃,拆下空氣流量計發現測量頭異物附著造成測量有誤,更換全新空氣流量計后,發動機功率恢復正常。
5.結束語
進行試驗時,出現故障要保持清晰的思路,根據發動機的現象分析影響故障的因素結合PUMA系統監控發動機的數據變化,確定影響故障的主要因素,并進行從易到難的排除方法對故障進行排除。
參考文獻:
[1]發動機臺架耐久試驗規程.海馬汽車發動機試驗室技術文件.
關鍵詞:動態比較優勢 比較優勢衰減 經濟轉型 擬合預測
一、動態比較優勢
(一)動態比較優勢理論
日本著名經濟學家筱原三代平提出了以時間為序列的動態比較成本理論,即從一個時間點到另一個時間點的比較優勢的變化結果來考察成本問題。該理論實質上是一種靜態比較理論,采用的方法是比較靜態分析,即研究外生變量的影響方式,以及分析比較與不同外生變量對應的內生變量的差異。動態分析是在引進時間變化序列的基礎上,研究不同時點上變量的相互作用在均衡狀態的形成和變化過程中所起的作用,考察在時間變化過程中的均衡狀態的實際變化過程。筱原三代平僅僅是考慮到了不同時間點的差異狀況,而最終又歸結為以最后一個時間點為起點的靜態比較優勢理論,該理論局限于結果的再次比較,而沒有考慮到變動的過程。
(二)動態比較優勢理論的內在支點
1.比較優勢衰減。隨著時間的推移,不同經濟體之間的互相模仿和學習,以及各地區間經濟聯系的加深,原有的比較優勢會呈現逐步減弱的趨勢,也就是說,比較優勢隨著經濟發展會不斷衰減。延緩衰減的可行辦法就是,向區域優勢產業注入更多的其它區域不易模仿、學習和替代的要素,或構筑獨立的經濟運行模式。例如,科學和技術為核心的知識文化的注入,區域體制、機制的革新,運行模式的變革是區域經濟持續發展的關鍵所在。另一個簡捷有效的辦法是靜態比較優勢動態化。它可以有效保持區域優勢,甚至在特定階段強化區域的經濟優勢,保持區域持久的競爭優勢。
2.動態比較優勢的測度模型。按照區域經濟發展對某類優勢經濟要素的依賴程度差異,針對差異的存在和比較的必要,提出優勢彈性概念。所謂優勢彈性是指區域經濟發展對某種類別經濟要素的依賴程度,亦即對不同區域同類、同質經濟要素對特定區域經濟貢獻程度的體現和比較。
運用特定要素的比較優勢對經濟的貢獻(A1,A2,…An),考察特定經濟優勢對區域經濟增長持續貢獻的能力和趨勢。其中地區經濟增長為(G),動態比較優勢指數為(E):
Ea=An-An-1/Gn-Gn-1………………………(1)
對要素的重要性進行加權處理,區域綜合動態比較優勢的簡單模型為:
Ep=Ea×ka+Eb×kb…En×Ln/Ea+Eb+…En………………………(2)
其中En,是第a種比較優勢的貢獻指數,Eb是第b種比較優勢的貢獻指數,依此類推,Ea,Eb…En分別為Ea,Eb…En的權重,En為區域經濟比較優勢的總體水平。該模型的經濟意義在于,通過對不同比較優勢對區域經濟貢獻率的時間序列比較,測算特定比較優勢對區域經濟貢獻的變化情況――動態比較優勢指數,即(1)式,以此為基礎對區域的不同比較優勢進行加權處理,以得出區域動態比較優勢的總體水平,即(2)式,成為綜合動態比較優勢指數,總體上說明區域動態比較優勢的綜合水平。必須指出,該模型尚需大量實證資料的驗證,有待進一步修正和完善。
二、內蒙古中部地區區域經濟轉型及其動因
(一)經濟轉型
1.經濟轉型主要理論。理論界對經濟轉型的認識非常寬泛,主要按照以下邏輯理解。一指經濟制度的轉變,即一國的基本經濟制度發生改變,比如蘇聯和東歐劇變就屬于這一類型,是一種根本性變革;二指經濟體制轉變,經濟運行的基本方式變更,例如中國從傳統的計劃經濟一統天下向社會主義市場經濟的轉變,建立起以市場為資源配置基本方式的經濟體制;三指經濟增長方式轉型,主要是由粗放型經濟增長,向以集約型經濟增長方式轉變;四指經濟結構轉換,包含兩個層面,從靜態看,經濟區域或者經濟體系的主要構成要素的比例發生重大變化,也就是說經濟體系的內在要素配比發生重大變化,如由工業比重較高的產業結構,逐步向現代服務業為主導的方向變化。動態看,經濟結構是經濟主體經過長期經濟過程形成的支撐區域經濟運行的骨干框架,以及展開經濟運行的路徑,它凝結經濟活動中價值的創造過程,是有序列,有組織,有特定架構的區域運行機制。五是指經濟發展的戰略轉變,直接體現為區域經濟發展戰略的改變。
2.經濟轉型。理解思路和框架設計的差異,以及社會制度、文化理念的差異造成了對經濟轉型理解的分歧。綜合多種觀點,筆者認為:經濟轉型是經濟主體主導的,以經濟體制、經濟增長方式、經濟結構變革為主要內容,在結構、機制、效能等方面發生的經濟系統變革。據此,經濟轉型主要由三個方面形成:第一,經濟轉型主要包括經濟體制、經濟增長方式、經濟結構三個層面;第二,經濟系統的機制、功能、效率將得到大幅提升;第三,經濟主體主導經濟轉型過程。
(二)區域經濟轉型的內在動因――區域動態比較優勢
動態比較優勢由經濟要素的復雜組合而成;可以通過開發靜態比較優勢,注入新內涵形成;通過生產流程和管理創新形成。筆者看來,挖掘動態比較優勢,就是運用變化、發展、科學判斷的方法來分析、組合、創造、消亡既往經濟運行過程中的靜態比較優勢,并通過創造性的方法深刻挖掘區域內符合未來經濟發展趨勢的內生的動態比較優勢,為區域經濟發展提供持續和不竭的發展動力。運用比較優勢衰減理論及其模型可以判斷區域動態比較優勢水平,為區域經濟規劃提供科學參考。動態比較優勢必須符合經濟轉型目標的需要,符合經濟發展的整體趨勢,區域經濟轉型必須著力挖掘區域內部所擁有的綜合比較優勢,運用動態比較優勢理論,發現和創造區域動態比較優勢,為區域經濟轉型創造要素和制度條件,區域動態比較優勢成為經濟轉型的內在動因。
三、內蒙古中部地區區域動態比較優勢
(一)區域靜態比較優勢分析
靜態比較優勢主要指現有資源優勢和產業構成。內蒙古
中部地區形成的主導產業和經濟發展模式實際上就是對已經具備的資源優勢的發揮和運用。因此,經濟中的靜態比較優勢就體現為當前內蒙古中部地區的所謂優勢產業。相對優勢產業包括:第一類:以煤炭資源為基礎和核心的產業類別,包括煤炭產業、化工產業、電力產業。具體有煤炭的出產、運輸、銷售;煤化工、煤液化、煤轉油;火力發電為基礎的電力輸出;第二類:冶金產業、機械裝備產業、材料產業等產業類別;第三類:包括以稀土材料為代表的新材料和以生物、信息為核心的新技術;第四類:農畜產品加工類。這些優勢的根基在于資源型產業,隨著資源優勢的衰減,經濟發展必定不可持續。
(二)遴選區域動態比較優勢
1.遴選標準。按照現代經濟五個方面的發展趨勢,即,一是形成內生拓展性經濟體系或區域經濟;二是形成環境友好型(人與自然和諧共生)經濟發展模式;三是形成高新技術產業為主導的產業結構;四是形成工業化為根基,信息化、數字化為主導的虛擬經濟發展模式;五是深化經濟體系的競爭與合作。五大標準代表世界經濟未來發展的方向,反映了未來人類的共同需求,共同描繪了區域經濟轉型的目標模式,是區域經濟轉型必須遵循準則。
動態比較優勢不僅局限于資源分布以及主導產業,遴選內蒙古中部地區區域動態比較優勢必須考慮以下方面。其一,現代經濟中,對經濟發展的貢獻大小并非完全取決于民族經濟主體人數的多寡,也并非取決于經濟主體的分布狀況,人口的整體素質是區域動態比較優勢的核心。還必須考慮到,政治體制,產業政策,民族文化,區位特色等多方面因素。動態比較優勢是多種條件的有機結合。其二,多元文化的碰撞與交融激發出文化的活力,加強了文化對經濟的影響,成為動態比較優勢的內在核心。其三,區域經濟發展源于區域優勢的發揮,從而合力獲取區域優勢所帶來的經濟效益。關鍵在于如何把握區域的動態比較優勢與市場的適應性上。其四,必須符合區域產業結構的完整性與系統性,區域產業結構是圍繞區域動態比較優勢建立起來的相互關聯的緊密整體。區域產業結構的完整性和系統性,首先取決于地區專門化產業與輔助配套產業之間是否協調。其次取決于地區專門化產業與區域內非專門化產業部門是否協調。區域經濟發展的最終落腳點在于提高區域內居民的經濟利益。形成內蒙古中部地區整體的綜合比較優勢,取得規模效益。經濟整體的動態比較優勢才能權利推動經濟轉型。
2.內蒙古中部地區動態比較優勢遴選思路與結果。按照動態比較優勢理論,結合內蒙古中部地區經濟發展實際,區域動態比較優勢的篩選過程與結果如下:第一類,煤炭產業和電力產業以及低端化工產業不符合環境友好型經濟增長,經濟增長代價巨大,所以應該逐步削減規模。尋求其替代產品(新興能源)的開發與大規模應用,因此新能源行業將逐步成為區域動態比較優勢。有代表性的風能、太陽能、生物能源。第二類,冶金產業、機械裝備產業、材料產業作為支撐區域經濟的關鍵產業,具有承上啟下的作用。這類產業在國際和國內市場上競爭趨于激烈,產能過剩和產品結構問題突出,利潤率逐步下降,增速趨緩。這些產業在創造財富的同時,還同時產生大量副產品,經濟增長的代價沉重。因此,應該以集約生產為模式,注入擁有高附加值的產業高端,經過篩選,冶金產業、機械裝備產業、材料產業的高端――新工藝、新裝備、新材料,符合動態比較優勢的判別標準。第三類,以稀土資源為依托的高新技術和新材料研發,儲量的壟斷性占有高附加值,符合經濟發展趨勢的體要求。第四類,農畜產品加工類。生產方式與經營方式的集約化是農畜產品加工類能夠符合要求的必然出路。現代生態農畜產業,這是完全符合可持續發展要求的產業類別。
內蒙古中部地區區域動態比較優勢集中體現于以下方面:
有機整合的多元文化,區域的動態開放的多元文化,在該區域經濟發展的過程中,一個重要和核心的優勢要素就是區域的多元文化,區域聚合了蒙古族游牧文化,中原農耕文明,聚集了穆斯林文化,同時囊括多樣文化形態。多種類型文化通過人們的經濟交流和生活民俗文化交流,形成了以多民族文化交互的極具活力的多元綜合文化系統,成為區域動態比較優勢的文化內核。
動態城市經濟結構的互補性,從烏蘭察布、鄂爾多斯、包頭到呼和浩特,城市經濟結構具有明顯互補特性,形成了一個完整的城市經濟關聯路徑,四個城市的經濟聯系起來看,具備形成完整城市經濟鏈條的空間和潛力。按照主導產業的關聯性來看,烏蘭察布處于經濟鏈條的最上游,鄂爾多斯次之,接下來是包頭,處于高端的是呼和浩特,區域經濟整合和發展的主攻方向,這顯然符合現代經濟發展的規模化和集群化的要求。
畜牧經濟是區域經濟競爭潛力最大的經濟方式和生活方式,從發展趨勢來看,畜牧經濟是最符合經濟發展本質的經濟形態,它發展的可持續性強,副產品極少,綜合效益高,是內生拓展型的經濟形態,符合人類發展的最高目標――自由和諧發展。這種經濟形態的存在自然為今后區域經濟形態的豐富留存了珍貴樣本和發展空間,為人類儲備了最符合發展本質的經濟形態和生存方式。
四、內蒙古中部地區區域經濟轉型與動態比較優勢互動
(一)區域動態比較優勢與經濟轉型的擬合預測
擬合預測是建立一個模型去逼近實際數據序列的過程,適用于發展性的體系。建立模型時,通常都要指定一個有明確意義的時間原點和時間單位。而且,當時間趨向于無窮大時,模型應當仍然有意義。將擬合預測單獨作為一類體系研究,其意義在于強調其唯“象”性。一個預測模型的建立,要盡可能符合實際體系,這是擬合的原則。動態比較優勢與經濟轉型的擬合在實質上就是將動態優勢與目標模式匹配。經濟轉型寓于經濟運行中,經濟轉型結果是區域經濟發展的目標模型,經濟轉型過程必須符合和發揮經濟發展過程中所具備的動態比較優勢。只有內蒙古中部地區區域動態比較優勢作用發揮與區域經濟轉型過程全面擬合,經濟轉型的預期目標才能完全實現,從發展趨勢來看,雙方的關聯程度越高,說明經濟轉型的結果就越好,說明經濟轉型過程中,動態比較優勢發揮的程度就越高,經濟的效率與活力就越明顯。
(二)動態比較優勢是區域經濟轉型的主要根據
動態比較優勢是經濟運行的根基。內蒙古中部地區區域動態比較優勢包括符合未來產業發展趨勢的文化產業、符合城市經濟有機聯系的動態發展的經濟結構條件、有機整合過程中的多元文化、符合人類發展本質的畜牧經濟形態,它們共同構成了區域綜合動態比較優勢,是區域經濟轉型的主要動力和最大資本。城市經濟之間在總體來看,處于產業的不同位置,因此,城市經濟之間具備很強的互補性和吸引力,為經濟轉型的目標――形成區域經濟高度關聯的有機經濟體系――提供了具有很強擴展空間的經濟條件。經濟轉型必須依靠文化轉型的實現,文化的轉型是經濟轉型的先行者,它能夠表現出區域經濟主體對于經濟轉移的總體預期和意愿,區域內所具備
的不斷整合過程中的多元文化,必然激發出經濟轉型的內在動力,為經濟轉型提供思想和意識文化條件。畜牧經濟形態經濟價值雖然有限,然而,考慮到人類的發展模式的多樣性,畜牧經濟必將對區域經濟轉型將產生潛在而深刻影響。
(三)區域動態比較優勢與經濟轉型的互相促動
動態比較優勢并不是孤立存在,經濟轉型是動態比較優勢的整合運用過程。內蒙古中部地區區域動態比較優勢構成一個具有很強活力的動態有機體系,各要素之間高度關聯,形成的是區域綜合動態比較優勢。資源型產業的高端化、經濟結構的動態調整、文化的多元有機整合。歸結起來,經濟要素的優化,經濟結構的調整,形成經濟轉型的物質條件;多元文化整合為區域經濟轉型創造了思想和文化基礎,說明區域經濟轉型是由區域經濟主體主動選擇生存和經濟發展方式的過程;畜牧經濟形態對現代工業經濟為主體的經濟轉型的過程與結果的調整與修正,對工業和信息化經濟的正常運行提供了外在保障。它們共同構成區域經濟轉型實現的主要條件,成為經濟轉型的內在動因。
然而,經濟轉型的過程當中實際上就蘊含著動態比價優勢的豐富過程,使得動態比較優勢體系也在不斷的調整內容、結構、功能,所以經濟轉型對與區域動態比較優勢起到了促進作用,動態比較優勢在轉型過程中得到了從內涵、外延、從內容、結構到功能的全面更新。動態比較優勢系統的優化過程與經濟轉型過程相互促動,必然對區域經濟轉型的過程與結果產生重大影響。雙方在互動過程中,共同完成經濟轉型的預期目標。
五、發揮區域動態比較優勢,推動內蒙古中部地區經濟轉型