2011年第34卷第11期文章目次

陈平 , 樊华 , 李俊洪 , 王海云 , 陈海周

2011, 34(11):1-6. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.001

[摘要](2157) [HTML](0) [PDF 7.70 M](1173)

摘要:
针对某1220HC六辊冷轧机带钢和支撑辊表面振纹问题进行了连续跟踪测试。在对轧机固有特性研究的基础上,通过对支撑辊换辊周期内各阶段振动信号的分析与比较,发现在支撑辊使用早期,轧机以568 Hz的第7阶固有振动为主;在稳定轧制阶段,中间辊对支撑辊的相对运动形成支撑辊表面振纹;在支撑辊使用中后期,辊面振纹反作用于轧机,引起轧机强迫振动,进一步加剧振纹的形成,轧机的振动为共振与强迫振动共存。在振纹形成过程分析的基础上,结合振纹纹距与振源的关系,找到了引起轧机第7阶固有频率振动的原因,提出了振纹抑制措施。

2 基于风力机整机气弹稳定性的塔筒结构优化

李俊 , 何玉林 , 刘军 , 董明洪 , 金鑫

2011, 34(11):7-12. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.002

[摘要](1516) [HTML](0) [PDF 6.80 M](1187)

摘要:
基于风力机整机的稳定性,提出了一种研究风力机塔筒结构优化的新方法。该方法以减小系统振动为目标函数,塔筒的直径和壁厚为优化参数,通过强度、变形量及质量等作为约束条件建立优化模型,利用内点惩罚函数法求解此优化问题,最后运用坎贝尔图(Campbell图)对叶片与塔筒耦合的风力机整机系统的稳定性进行分析。应用此方法对某2 MW水平轴风力机塔筒结构进行优化,整机的稳定性能得到很大改善,塔筒质量减少13%,具有一定的理论和工程实用价值。

3 微纳传动系统的BP神经网络非线性控制

林超 , 俞松松 , 程凯 , 崔新辉 , 刘刚

2011, 34(11):13-19. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.003

[摘要](1194) [HTML](0) [PDF 8.38 M](952)

摘要:
对微纳传动系统的动态特性进行了分析,将微纳定位平台简化成等效弹簧质量阻尼模型,应用拉格朗日方法,建立了定位平台的动力学模型。结合压电陶瓷驱动器(PZT)的电容特性,推导了微纳传动系统的总传递函数。利用BP神经网络的自学习、自适应及非线性逼近功能,对该微纳传动系统的PID参数进行在线自整定。结合PID控制简单、实现容易与鲁棒性强的优点,设计了BP神经网络PID(BPNN-PID)控制器,与传统PID控制相比,实现了更高的控制精度和更短的稳态时间,满足了微纳传动系统高精度与快速响应的要求。

4 CVT轿车液力变矩器的整车匹配优化设计

罗虹 , 孙新龙 , 李兴泉 , 李英强 , 王腾腾

2011, 34(11):20-24. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.004

[摘要](1497) [HTML](0) [PDF 6.17 M](972)

摘要:
针对CVT(无级变速器)轿车,提出了一种通过整车匹配优化液力变矩器的方法,即将发动机、液力变矩器和传动系作为一个系统,以整车动力性、经济性为目标进行匹配来优化液力变矩器的参数。这种匹配方法以液力变矩器的循环圆直径为设计变量,选择汽车0~100 km/h加速时间和GB 18352.3—2005循环工况油耗作为整车匹配的评价指标。优化得到了液力变矩器最优的循环圆直径。对某轿车的液力变矩器的循环圆直径优化后,仿真结果表明整车的加速时间和循环工况油耗均有所降低。表明了这种匹配方法对液力变矩器的匹配工作有一定的指导

5 多窗口模式Roberts聚焦评价方法及其应用

尹爱军 , 张焱 , 杨彬 , 秦晓猛

2011, 34(11):25-30. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.005

[摘要](1507) [HTML](0) [PDF 7.10 M](1017)

摘要:
自动对焦是图像测量和机器视觉中的重要技术。分析了自动对焦的基本原理,研究了自动对焦过程中的核心问题,提出了一种基于多区域聚焦窗口模式的改进Roberts聚焦评价函数的自动对焦方法。对图像进行滤波去噪预处理,选取多区域聚焦窗口,利用改进的Roberts聚焦评价函数进行评价,最后采用全局搜索和二分查找相结合的方法进行快速焦点定位。试验结果表明该方法兼顾了灵敏性、稳定性,可快速实现自动对焦。

6 时频相关匹配法在信号提纯中的应用

刘小峰 , 李慧 , 柏林 , 彭永金

2011, 34(11):31-36. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.006

[摘要](2060) [HTML](0) [PDF 7.10 M](1019)

摘要:
非平稳信号与噪声之间存在较强的时频耦合,这使得经典的消噪方法难以实现信噪的有效分离。在分析短时傅里叶变换(STFT)、Wigner〖XC半字线.tif,JZ〗Ville时频分布(WVD)、Chirplet时频变换三大时频变换方法的理论基础上,提出了一种采用时频相关匹配进行非平稳信号噪声抑制的算法。该算法将信号的WVD作为模版与STFT能量谱分布互相关处理,得到无交叉项干扰且具有较高时频分辨率的信号时频二维谱(简称为自谱窗WVD)。采用二维最小二乘拟合方法将被分析信号中的有用成分匹配成Chirplet基函数

7 产品设计冲突的粒计算消解模型

李光锐 , 郭钢 , 汤华茂 , 顾斌

2011, 34(11):37-43. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.007

[摘要](1692) [HTML](0) [PDF 7.14 M](1060)

摘要:
针对产品设计约束具有层次性、分布性及动态性的特点,用分布式约束满足问题模型难以进行产品设计冲突消解的问题。将产品设计转化为商空间粒度世界,建立了分层递阶粒计算产品设计冲突消解模型。对产品设计问题进行粒化和划分,通过商映射和粒度合成实现不同层次之间以及不同设计领域之间的映射和回溯,采用分层次、逐步细化的粒计算方法进行冲突消解。这种由粗到细、层层深入、逐层求解的粒计算消解方法简化了分布式动态约束满足问题,降低了问题求解的计算复杂性,具有系统性、整体性和层次性特点。

8 硅对热处理态M2高速钢中共晶碳化物的影响

王维青 , 潘复生 , 吴立志 , 汤爱涛 , 刘婷婷

2011, 34(11):44-49. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.008

[摘要](2412) [HTML](0) [PDF 9.48 M](1065)

摘要:
通过电渣重熔制备不同硅含量的M2高速钢铸锭(硅质量分数分别为0.3%,0.8%,1.6%和2.4%),采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）和X射线衍射（XRD）的方法研究了硅对热处理态M2高速钢中共晶碳化物的影响。研究结果表明,退火态高速钢铸锭中共晶碳化物呈连续或半连续网状分布于枝晶间,随着硅含量的增加,共晶碳化物从片层状M2C变为鱼骨状M6C。在1 165 ℃保温2.5 h的热处理过程中,片层状M2C碳化物分解为MC和M6C碳化物,在后续变形中破碎为细小的碳化物颗粒。0.8%S

9 冷却速率对耐候钢高温力学性能的影响

陈登福 , 宋立伟 , 董志华 , 高兴建 , 王水根

2011, 34(11):50-55. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.009

[摘要](1651) [HTML](0) [PDF 8.24 M](1194)

摘要:
铸坯高温力学性能是铸坯受力过程中决定裂纹产生的关键因素。在Gleeble热/力模拟实验机上模拟测试1.65, 5,10 ℃/s ３个冷却速率下耐候钢Q450NQR1铸坯高温力学性能。在1 050 ℃,3个冷却速率下试样都出现奥氏体动态再结晶;在850 ℃,塑性值都达到最低点,断面收缩率接近23%;随着冷却速率的增大,铸坯易产生裂纹的第III塑性区扩大,且向低温段扩展,塑性凹槽变深;增大冷却速率钢的各种强度降低,但增大到一定程度后强度不再降低;小的冷却速率下,奥氏体晶界上很少析出网状或薄膜状铁素体、微合金的

10 钒氮微合金化控冷工艺开发HRB500E抗震钢筋

陈伟 , 施哲 , 赵宇

2011, 34(11):56-64. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.010

[摘要](1933) [HTML](0) [PDF 12.03 M](1292)

摘要:
为降低HRB500E抗震钢筋生产成本,更好地促进其生产及推广应用,国内某钢厂采用钒氮微合金化控冷工艺试制HRB500E抗震钢筋。采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、闪光焊接、材料试验机及力学性能测试,对该工艺析出强化和晶粒细化强化机理及效果,控冷终止温度和钢筋力学性能匹配关系,钢筋金相组织、焊接、时效及高应变低周疲劳性能进行了研究分析。结果表明:钢中加入适量钒氮合金,V(CN)析出量占总钒量的66.67%,微合金析出强化效果明显;控冷后终止温度控制在680～710 ℃,钢筋强度具有25 MP

11 可控拉深筋对高强度板盒形件拉深性能的影响

周杰 , 华俊杰 , 田飞 , 阳德森

2011, 34(11):65-71. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.011

[摘要](1359) [HTML](0) [PDF 8.89 M](1007)

摘要:
应用模拟仿真技术,结合正交实验设计方法,通过6种不同形状的拉深筋和3种不同的拉深筋运动轨迹的高强度板盒形件的拉深成形模拟仿真,研究了可控拉深筋对高强度板盒形件拉深性能的影响。以极限拉深深度为评价指标,分析结果数据,得到轨迹二拉深筋上升—静止—下降为最优运动轨迹,并且3种可控拉深筋运动轨迹的指标均比固定拉深筋的大,证明可控拉深筋能够改善高强度板的成形性能。其中直球头拉深筋的改善效果比斜球头显著,但斜球头比直球头具有更好的极限拉深高度,并通过极差分析得到其主要影响因子为拉深筋前后的高度。最后通过成形力分析,解

12 复合型缓凝剂对脱硫建筑石膏水化进程的影响及缓凝机理

彭家惠 , 王祖润 , 刘进超 , 谢雪梅

2011, 34(11):72-76. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.012

[摘要](2506) [HTML](0) [PDF 6.24 M](1680)

摘要:
研究了复合型缓凝剂P粉对脱硫建筑石膏水化进程、液相离子浓度与过饱和度及二水石膏晶体形貌的影响,结合扫描电镜对其缓凝机理进行了分析。结果表明:P粉能抑制脱硫建筑石膏的早期水化,使其水化放热减缓,早期水化率降低,凝结时间延长;P粉对二水石膏晶体形貌影响较大,并且使二水石膏晶体尺寸明显增大;P粉通过多种途径对石膏产生了缓凝作用,其中羟基羧酸钙盐钙离子的电离对早期半水石膏的溶解起到一定的阻碍作用,延缓了晶核的形成,同时羧基和羟基组成的基团的选择性吸附抑制了晶核的生长,另外蛋白质也对石膏起到了胶体包裹的作用,抑制了

13 不对称电网故障下双馈风电机组低电压穿越方案比较研究

李辉 , 廖勇 , 姚骏 , 刘刃

2011, 34(11):77-86. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.013

[摘要](1638) [HTML](0) [PDF 10.84 M](1277)

摘要:
相比于对称电网故障,不对称电网故障在实际电力系统运行中发生的概率更大,其对双馈风电机组(DFIG)的“有害”影响也更大。首先分析了不对称电网故障下双馈风电机组的瞬态特性,继而结合仿真,研究了双馈风电机组各种低电压穿越(LVRT)技术方案在严重不对称电网故障下的运行特性。在此基础之上,对不同的低电压穿越方案进行了深入分析研究,阐述了其运行特点,并进一步探讨了各种低电压穿越方案的经济性,为工程实现各种低电压穿越方案奠定基础。

14 考虑环网柜接线方式的城市中压配电网规划

颜伟 , 李振文 , 余娟 , 赵霞 , 赵理

2011, 34(11):87-93. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.014

[摘要](2055) [HTML](0) [PDF 7.66 M](1420)

摘要:
在全电缆敷设方式下的城市中压配电网中,由环网柜组成的电缆环网应用广泛。合理确定环网中环网柜的位置和数量,可以优化网络结构并减少不必要的主缆开断。为此,结合地理信息,建立了环网柜接线方式下对环网的环网柜的位置和数量,以及与其相关的环网间公共负荷的归属的优化新模型。根据该模型特点选用遗传算法进行求解,并设计了多信息矩阵级联的编码方法和相应的遗传操作。实际算例的仿真分析说明了所提模型和算法的有效性和实用性。

15 可调直流母线电压永磁电机矢量控制策略

王明渝 , 肖达正

2011, 34(11):94-99. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.015

[摘要](1734) [HTML](0) [PDF 9.27 M](1731)

摘要:
针对电动汽车电力驱动系统中采用固定直流母线电压的驱动方式存在直流电压利用率低、电机电流纹波大的不足,研究了适用于电动汽车的可调直流母线电压永磁电机矢量控制策略。根据逆变器参考电压矢量幅值,采用双向DC/DC变换器实时调节直流母线电压的方法,改善矢量控制系统整体性能。最后利用MATLAB对永磁电机新型矢量控制策略进行了仿真,仿真结果表明可调直流母线电压永磁电机矢量控制系统能有效地提高直流电压利用率,减小转矩脉动,改善电机电流波形,减小电机电流总谐波畸变率,证明了该控制策略的有效性和可行性。

16 庆大霉素/水杨酸/壳聚糖复方纳米粒的制备及体外释放

季金苟 , 郝石磊 , 刘玮琦 , 吴丹君 , 徐溢 , 陈际达

2011, 34(11):100-104. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.016

[摘要](2152) [HTML](0) [PDF 6.01 M](1270)

摘要:
通过壳聚糖与三聚磷酸钠的离子交联作用制备了具有拮抗庆大霉素耳毒性功效的庆大霉素/水杨酸复方壳聚糖纳米粒。用紫外分光光度计、纳米粒度仪和Zeta电位仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪等考察了壳聚糖纳米粒的粒径、zeta电位、形态、载药能力及体外释放行为。结果显示复方纳米粒为球形,平均粒径为40 nm;庆大霉素与水杨酸的包封率分别为(91.24±0.24)%和(80.75±0.15)%,载药量分别为(34.15±1.02)%和(38.35±0.48)%;在体外释放试验中,庆

17 钻孔抽放瓦斯流固耦合分析及数值模拟

司鹄 , 郭涛 , 李晓红

2011, 34(11):105-110. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.017

[摘要](1326) [HTML](0) [PDF 6.03 M](1577)

摘要:
钻孔抽放瓦斯是中国利用和治理煤层瓦斯最主要的方法。随着开采深度的加深,地应力场等因素对瓦斯渗流的影响越来越明显。基于对煤层瓦斯一系列的假设的基础上,考虑了地应力、煤层瓦斯压力变化对煤体骨架产生的变形的影响,推导出了孔隙率、渗透率的表达式。运用多孔介质渗流的基本定理和流固耦合的基本理论得出了瓦斯流固耦合控制方程。运用多物理场耦合分析软件对钻孔抽放下的瓦斯渗流场进行了模拟分析。得到了钻孔抽放条件下瓦斯压力的分布、不同的埋藏深度下以及不同的钻孔参数（抽放负压、钻孔半径）对瓦斯渗流场的影响。分析模拟结果可以对现场

18 不同含氮量煤层气氮膨胀液化流程优化与性能分析

高婷 , 林文胜 , 顾安忠 , 辜敏

2011, 34(11):111-116. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.018

[摘要](1211) [HTML](0) [PDF 7.45 M](880)

摘要:
针对高含氮量的煤层气液化,构建了适用于小型液化装置的氮膨胀液化流程。为考察煤层气中氮含量对液化流程的影响,分别以一定的液化率和甲烷回收率作为限定条件,通过HYSYS模拟计算对不同氮含量（0~70%）下的液化流程进行优化,并以单位产品液化功耗为主要指标,比较各种条件下的系统性能。结果表明,煤层气液化流程的性能随含氮量的变化而改变,但并非单调变化。

19 高压水射流割缝揭穿煤层关键参数研究

张建国

2011, 34(11):117-121. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.019

[摘要](1237) [HTML](0) [PDF 5.64 M](1005)

摘要:
针对高瓦斯低透气性煤层石门揭煤过程中瓦斯抽采难的现状,提出了高压水射流割缝提高煤层透气性方法。在理论分析射流轴向速度的分布规律基础上,得出射流冲击力与煤体力学性质耦合作用关系;通过分析煤体颗粒运动、受力状态,得出钻孔倾角、水量与煤体颗粒流速之间的关系;基于连续损伤力学分析出煤体产生损伤破坏的临界值,确定了高压水射流割缝煤体有效半径;并将该技术在平顶山某矿-380 mS4〖KG-*6〗石门进行现场试验,试验结果表明钻进工程量减少了38.2%,瓦斯预抽率提高了2.86倍,预抽时间缩短了57.1%,预抽面积增加

20 煤田火区挥发燃烧机理分析及实验

曲志明 , 周心权 , 李唐山

2011, 34(11):122-127. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.020

[摘要](1514) [HTML](0) [PDF 6.35 M](934)

摘要:
根据煤田火区挥发燃烧的特点,建立了煤田火区挥发燃烧数学模型和物理模型,用解析方法对数学模型中的控制方程进行求解,得出了在相对静止高温环境中煤层挥发燃烧速度、挥发份组分含量、燃烧火焰温度等参数的解。根据解析的结果,煤田火区挥发燃烧火焰的温度是按挥发份的低热值计算的绝热燃烧温度。在实际的火区中,由于自然对流或强迫对流的作用,真实温度要比绝热燃烧温度低。实验研究发现,在外界加热过程中,不仅发现受热面受到外界的升温影响最大,而内部受到外界影响较小,而且发现在外界温度升高达到一定的程度后,受热面温度会超过外界温度持

21 浸没式膜生物反应器处理微污染水的工艺强化

宋正国 , 张永吉 , 曾果 , 邓慧萍 , 周玲玲

2011, 34(11):128-132. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.021

[摘要](1655) [HTML](0) [PDF 6.16 M](990)

摘要:
对比了单独膜与膜生物反应器(MBR)对微污染原水的处理效果,并研究了投加氯化铵、葡萄糖和粉末活性炭等强化措施对MBR处理效果的影响。结果表明,单独膜工艺对CODMn和氨氮去除率只有16%和5%;而以粉末活性炭为生物载体的MBR工艺对CODMn和氨氮去除率提高到35.3%和44.5%;提高原水有机物浓度和氨氮浓度对CODMn和氨氮去除效率提高作用有限;更换10%的PAC后,提高了MBR对CODMn的去除效果,其去除效率可由原来的35.3%提高到50% 。

22 光伏发电系统的碳值分析

张改景 , 龙惟定 , 苑翔

2011, 34(11):133-140. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.022

[摘要](1732) [HTML](0) [PDF 9.00 M](2314)

摘要:
基于能值分析理论和碳足迹分析法,提出了碳值的概念,以此为基础建立了可再生能源利用系统的碳值分析方法,并建立相关系统分析模型和评价指标如CO2回收期、产出投入能值率、CO2减排能值转换率,这些指标可以全面的评价可再生能源利用系统在节能和减排方面的能力,并应用此方法对光伏发电系统的节能减碳能力进行了分析评价,并对中国的太阳能资源光伏利用潜力进行了初步的评价。

23 三峡库区紫色土坡耕地小流域氮收支估算及污染潜势

郭劲松 , 刘京 , 方芳 , 孙军益 , 孙志伟 , 杜立刚

2011, 34(11):141-147. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.023

[摘要](2296) [HTML](0) [PDF 7.09 M](1176)

摘要:
为了解三峡库区氮素收支情况,进行污染潜势评价,对三峡库区典型紫色土坡耕地（新政小流域）进行了调查分析,结果表明,小流域氮输入量为918.26 kg/(hm2·a),输出量为569.46 kg/(hm2·a)。化肥氮是小流域氮输入的主要来源,占氮输入总量的57.63%;作物收获是小流域氮的主要输出方式,占氮输出总量的36.22%;小流域氮损失负荷为258.77 kg/(hm2·a),气态氮损失是流域氮损失的主要形式,占流域损失氮总量的65.11%;流域氮养分平衡指数为3.4,氮素盈余负荷为348.80 kg

24 序批式深床人工湿地处理效能分析

何强 , 龙熙 , 周健 , 覃光旭

2011, 34(11):148-154. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.11.024

[摘要](1702) [HTML](0) [PDF 10.30 M](1595)

摘要:
针对连续流人工湿地脱氮效率低、占地面积大的问题,提出序批式深床人工湿地DSCW(deep sequence constructed wetlands),考察了湿地深度、填料粒径及运行工况对其处理生活污水效能的影响。研究结果表明,当深度由0.5 m增加至2 m时,深度对处理效能影响不显著;序批式运行工况对处理效能影响显著,在温度为20～25 ℃,运行工况为进水8 min－反应12 h－出水8 min－闲置12 h的条件下,床深为2 m的DSCW系统对生活污水COD、NH+4-N、TN、PO3-4-P去除率分

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