2011年第34卷第3期文章目次

林超 , 宿新红 , 秦大同

2011, 34(3):1-6. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.001

[摘要](2436) [HTML](0) [PDF 2.07 M](2546)

摘要:
在研究盾构机及行星齿轮机构的基础之上,针对盾构机刀盘驱动系统,提出一种新型盾构机双驱动大功率行星齿轮传动系统,分析了传动系统的原理及其结构；建立了新型传动系统的运动学模型,对该系统的传动特性进行了分析,获得了系统的传动比、系统内部的转速、扭矩的关系和变化规律；通过对比简化实验得到的结果与理论计算得到的结果,其变化规律基本一致,验证了数学模型及分析方法的正确性.双驱动大功率行星齿轮传动系统具有传动比大、承载能力强的特点,能实现低转速、大扭矩输出的功能,满足盾构机的基本工作要求,不仅可取代传统的多个电机同时驱动多个减速器的传动系统,还能实现3种不同型式的盾构机传动系统功能.

2 高速电主轴的电压解耦与负载特性

康辉民 , 陈小安 , 周明红 , 李浩如 , 邢利娜 , 陈文曲

2011, 34(3):7-12. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.002

[摘要](2273) [HTML](0) [PDF 7.11 M](1672)

摘要:
为了研究高速电主轴动态数学模型中耦合回路对高速电主轴负载特性的影响,根据控制理论的不变性原理,在高速电主轴给定电流和反馈电流的偏差处引入外部解耦支路来消除耦合电压的影响,研究解耦后高速电主轴的励磁电流和转矩电流在负载变化时对主轴磁通、电磁转矩以及负载特性的影响方式,并利用高速电主轴性能测试试验平台进行负载特性测试.理论分析和试验结果表明：高速电主轴的解耦效果会直接影响主轴磁通的稳定性和转矩电流对负载的线性跟踪能力,并通过不同频率下机械特性曲线的平行度、电磁转矩脉动程度、主轴的载荷能力、功率因素和效率等特性参数直接体现.因此,可以根据包含上述特征信息的机械特性曲线、功率因素曲线和效率曲线的变化趋势,判断高速电主轴的实际解耦效果,并预测高速电主轴在该控制方式下的动态性能.

3 数控滚齿机热变形误差分析与补偿新方法

王时龙 , 祁鹏 , 周杰 , 杨勇 , 李川 , 康玲

2011, 34(3):13-17. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.003

[摘要](2284) [HTML](0) [PDF 5.89 M](1294)

摘要:
为了对数控滚齿机的热变形误差进行补偿,提高齿轮加工精度,利用聚类回归分析方法,优化选择了热误差补偿过程中的温度测量点.采用最小二乘回归方法建立了热误差模型,实验结果验证,该模型精度高.提出了一种热误差差动螺旋补偿方法,该方法完全采用外部硬件补偿,能够独立地实现对热变形误差的实时补偿.与其他补偿方法对比,该方法不受限于数控系统的开放性,通用性较强.

4 海浪作用下的风力发电机组总体性能仿真

何玉林 , 王磊 , 杜静 , 金鑫 , 韩花丽

2011, 34(3):18-24. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.004

[摘要](3370) [HTML](0) [PDF 8.77 M](2633)

摘要:
为研究海上风力发电机组在复杂多变且环境恶劣影响下整机的工作性能,使用仿真技术进行模拟分析.采用GDW动态入流理论进行风力机气动载荷计算分析,Airy线性波理论进行波浪载荷计算分析,建立风力机传动系统的MATLAB/simulink数学模型及ADAMS多柔体动力学模型,并将MATLAB/simulink控制系统模型同ADAMS进行风力机系统总体性能的联合仿真.对某厂家5 MW海上风力发电机的仿真数据同Bladed软件结果比较表明,该联合仿真方法可以较好地模拟风力机的总体性能.

5 毛细管节流静压油膜轴承动态特性分析

王勇勤 , 刘志芳 , 严兴春 , 江桂云

2011, 34(3):25-31. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.005

[摘要](2707) [HTML](0) [PDF 7.66 M](2765)

摘要:
针对毛细管节流的径向和推力静压油膜轴承,在对流经轴承各油腔流量模型进行线性化处理的基础上,建立了毛细管节流的静压轴承流量连续性方程及轴承主轴系统动力学方程,推导出毛细管节流的径向和推力静压油膜轴承的传递函数.采用MATLAB软件对毛细管节流的推力静压支承进行了仿真计算,仿真计算结果与广州机床研究所做实验的实测结果进行了详细的对比,有较好的一致性,说明所建模型和所采用方法的有效性.在实验验证的基础上,开展了主轴旋转速度对毛细管节流的推力静压轴承动态特性影响的仿真分析,同时探讨了供油压力、油膜厚度对毛细管节流的径向静压轴承动态特性的影响规律.

6 螺旋锥齿轮切齿调整参数的精确反调

郭晓东 , 张卫青 , 张明德 , 翟庆富

2011, 34(3):32-37. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.006

[摘要](2369) [HTML](0) [PDF 6.29 M](1417)

摘要:
针对螺旋锥齿轮齿形误差难以精确修正的问题,在国产3906型齿轮测量中心上,采用坐标测量法获得了螺旋锥齿轮的齿面形状；提出进行齿深控制的锥齿轮测量齿面切齿调整参数非线性最小二乘优化反调方法,并建立了反调优化的数学模型；采用该方法对磨齿后的某弧齿锥齿轮小轮进行反调计算,结果表明该方法能较为精确地获取锥齿轮副的切齿调整参数.

7 面向车间制造过程的知识管理运行模式及支撑技术

雷琦 , 潘立伟 , 宋豫川

2011, 34(3):38-43. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.007

[摘要](1969) [HTML](0) [PDF 8.51 M](1340)

摘要:
为了实现知识管理与流程管理的有效整合,提高车间制造过程运行效率,在分析制造过程对知识管理的需求基础上,提出一种面向制造过程的知识管理运行模式,并从制造业务层、知识资源层、知识生产层和企业信息化支持层等4方面对知识管理模式进行详细研究.分析了基于本体的制造过程语义描述、知识表达等支撑技术.最后,结合一个应用案例,验证了该运行模式的可行性和有效性.

8 基于参数优化的人工神经网络的AZ31镁合金力学性能预测模型

刘彬 , 汤爱涛 , 潘复生 , 黄光杰 , 毛建军

2011, 34(3):44-49. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.008

[摘要](2692) [HTML](0) [PDF 5.40 M](1303)

摘要:
通过力学性能试验测定了不同退火条件下AZ31镁合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率,并利用人工神经网络技术建立了对应力学性能的预测模型,其中对模型的优化采用了一种新方法,即参数全排列组合训练.结果表明,基于全排列训练得到的最优参数建立的网络模型具有优良的性能,比经传统试探法构建的模型具有更高的平均相关系数和更低的平均误差,因此能更准确地预测AZ31镁合金在不同退火条件后的力学性能.

9 Nd含量对Mg-5.0Y-xNd-0.6Zr合金组织性能的影响

李伟 , 高家诚

2011, 34(3):50-56. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.009

[摘要](1961) [HTML](0) [PDF 10.06 M](1198)

摘要:
采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)和室温拉伸研究了稀土Nd含量对Mg-5.0Y-xNd-0.6Zr（x=0,1.0,1.8,2.6,3.4,4.2,质量分数/%）合金铸锭微观组织和力学性能的影响.结果表明：随着Nd含量增加,合金的平均晶粒尺寸从33.5 μm减小到19.2 μm,基体内固溶的Y和弥散分布的Mg24Y5颗粒减少,晶界上不连续网状分布的β相增多；合金的抗拉强度先增大后减小,而屈服强度先增大后趋于不变,其最大值分别为214.5 MPa和102.8 MPa,延伸率和断面收缩率基本呈直线下降,分别从16.4%和23.8%降低到 4.9%和2.7%；凝固过程中Nd、Y原子在固液界面前沿富集造成成分过冷度增大以及它们对晶粒生长的抑制作用增强是Nd细化合金晶粒的主要机理.

10 Nd对AJ61镁合金微观组织及腐蚀性能的影响

杨艳 , 彭晓东 , 武同 , 谢卫东 , 魏群义 , 陈刚

2011, 34(3):57-63. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.010

[摘要](2022) [HTML](0) [PDF 8.38 M](1226)

摘要:
采用真空熔炼、氩气保护的方法制备了AJ61-xNd镁合金,研究了稀土元素Nd对AJ61镁合金微观组织的影响规律.采用静态失重法、极化曲线法研究了AJ61-xNd镁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为.实验结果表明：随着Nd的加入,合金中出现Al2Nd、Al3Nd新相,合金晶粒得到细化,当Nd的质量分数为0.5%时合金晶粒最细.稀土元素Nd的加入显著降低了AJ61合金的腐蚀速度和腐蚀电流,提高了AJ61镁合金的平衡电位和腐蚀电位,显著改善了合金的耐腐蚀性能.在本实验范围内,当Nd质量分数为0.5%时,实验合金的耐腐蚀性能最好.

11 高钛型高炉渣流变特性模拟实验

白晨光 , 黄润 , 邱贵宝 , 于要伟 , 潘成 , 毛磊

2011, 34(3):64-68. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.011

[摘要](1919) [HTML](0) [PDF 5.48 M](1365)

摘要:
高钛型高炉渣流变特性是影响钒钛磁铁矿高炉冶炼的重要因素,其对炉渣的排放、渣铁分离,甚至炉缸的寿命有重要作用.该研究采用高浓度的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）悬浮液模拟高钛型高炉渣体系,用NXS-11A型同轴圆筒旋转黏度计测量其表观黏度,研究了温度、颗粒体积分数及颗粒粒度等因素对悬浮液表观黏度的影响.结果表明：温度和颗粒体积分数对悬浮液的表观黏度影响明显,颗粒粒度对悬浮液表观黏度影响较弱.在较宽的颗粒浓度范围内悬浮液符合Bingham塑性体,并得到了表观黏度与温度和体积分数的二元函数关系式.

12 钢包长水口形状对中间包内钢液流动特性的影响

文光华 , 黄永锋 , 唐萍 , 祝明妹

2011, 34(3):69-74. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.012

[摘要](2589) [HTML](0) [PDF 7.58 M](1411)

摘要:
通过物理模拟实验研究了在不同的中间包液位时使用喇叭形长水口和直通形长水口对单流板坯中间包内的流体流动特性的影响.实验结果表明：使用喇叭形长水口后的RTD曲线峰值较低,波动较小,流场较稳定,而且不存在短路流；使用喇叭形长水口后更有利于延长流体在中间包内的开始响应时间、平均停留时间和活塞流平均停留时间；中间包内的死区体积较小,活塞流体积较大,而且活塞流与死区体积的比值也更大.因此,在中间包液位上升时,使用喇叭形长水口后包内的流动模式组成更合理,这更有利于保证中间包内钢水的质量.

13 应用精准设计原理的全板带型钢厂炉机匹配模型

贺东风 , 芦永明 , 徐安军 , 田乃媛

2011, 34(3):75-81. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.013

[摘要](2498) [HTML](0) [PDF 7.25 M](1086)

摘要:
应用精准设计原理,依据产品大纲,在细分钢种和规格的基础上,提出了全板带型钢厂单条生产线炉机匹配的多目标数学规划模型.模型以投资少、炉机产能差距小、转炉实际作业率高以及连铸机加权平均拉速水平高为优化目标.通过改进的分层序列法对模型进行求解,在单一生产线的基础上进行组合,提出了炼钢厂转炉-连铸区段炉机整体配置方法.基于国内某新建钢厂的产品大纲,利用模型验证了其炼钢车间的设计是较优的设计方案.

14 转底炉处理冶金粉尘工艺的锌钾钠脱除及烟气形成

王静松 , 杨慧贤 , 佘雪峰 , 曾晖 , 丁银贵 , 薛庆国

2011, 34(3):82-88. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.014

[摘要](2425) [HTML](0) [PDF 7.17 M](1708)

摘要:
转底炉直接还原处理钢铁厂冶金粉尘过程中,Zn、K、Na等元素的脱除及烟气形成过程对转底炉工艺实施效果影响很大.采用高温管式炉模拟转底炉工艺条件,用钢铁厂含锌粉尘制成内配碳球团,进行直接还原实验研究,并收集实验过程产生的烟气和二次粉尘,对烟气中的气体成分以及烟气中的二次粉尘进行化学成分、微观结构以及物相组成分析.研究证明：Zn的脱除率可以达到98%,K、Na、Pb的脱除率分别达到80%、88%和85%；烟气中N2、CO、CO2的体积分数分别为71.4%、14.5%和14.1%；烟气中二次粉尘主要物相为ZnO、KCl、 Zn5(OH)8Cl2H2O、PbO和NaCl,二次粉尘中ZnO含量高达80%,可作为二次锌资源加以利用.在此基础上分析了转底炉直接还原过程中Zn、Pb、K、Na脱除和烟气形成机理.

15 超声成像系统的动态孔径控制方法

王平 , 许琴 , 王伟明 , 何为 , 陈民铀

2011, 34(3):89-93. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.015

[摘要](2408) [HTML](0) [PDF 5.95 M](1721)

摘要:
动态孔径控制技术是超声成像系统的一个重要环节,良好的动态孔径控制技术能够有效地改善图像质量.在深入分析超声信号的合成波束分布规律的基础上,提出一种能够消除聚焦波束扫描死区的动态孔径控制方法.该方法根据探头阵元数对探测区域进行均匀的区域分割,计算得到完全覆盖相邻两条扫描线之间区域的聚焦波束在该深度下所需的波束宽度,再根据不同探测深度的波束宽度反推该深度下所需的孔径大小.该方法不受探头参数特性改变,以及探测对象变化的影响,在超声成像系统具有普遍适用性.仿真成像表明：采用该动态孔径控制方法能够有效提高超声图像的整体质量.

16 H.264中基于边缘方向检测的帧内预测模式选择算法

刘晓明 , 高燕 , 仲元红 , 田雨 , 吴德松

2011, 34(3):94-98. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.016

[摘要](1898) [HTML](0) [PDF 5.29 M](1412)

摘要:
运动估计是H.264中最为复杂的部分,帧内预测是运动估计的重要内容.H.264中帧内预测模式众多,大大增加了编码的复杂度.在帧内预测中,一般是通过率失真优化或者相关特性来减少选择预测模式,但复杂度还是较高.针对此问题,提出了一种改进的基于边缘方向检测的帧内预测模式选择算法.该算法利用方向检测方法来检测模式选择方向上像素的相关性.测试结果显示,本算法在保证视频质量的前提下减小了计算复杂度,大大提高了编码速度.

17 酒店建筑用能特性及节能措施分析

郝斌 , 喻伟 , 李现辉

2011, 34(3):99-104. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.017

[摘要](2039) [HTML](0) [PDF 5.67 M](1705)

摘要:
为探讨酒店建筑的用能特性,首先在对三峡库区城市14家典型三星级以上酒店年用电量及空调系统运行调研的基础上,分析了三峡库区城市酒店类建筑的能耗特点；其次,在已有的调研数据的基础上,分析了节能技术在三峡库区城市公共建筑空调系统中的应用状况；最后,提出了降低酒店建筑能耗可行的节能措施,通过实测分析了变水量系统的节能潜力.

18 高架式轻轨车站人员疏散仿真分析

刘方 , 翁庙成 , 陈飞 , 廖曙江

2011, 34(3):105-109. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.018

[摘要](2329) [HTML](0) [PDF 5.82 M](1367)

摘要:
为研究轻轨车站内人员安全疏散过程,制定车站人员疏散方案及优化建筑设计,进一步完善以功能单元为基础的精细网格区域疏散模型与疏散仿真软件.把楼梯视为一个独立的空间单元,将其划分成精细网格,进行网格疏散；加入人员移动余值的概念,使人员运动的连续性与网格模型的个体化优势结合起来.针对重庆市高架式轻轨车站特点进行实地调研,通过问卷调查及现场观测得到了轻轨乘客的一般特性参数及对火灾的反应特性,测试不同类型人员正常行走速度与经验推荐值基本相同.采用改进的区域网格疏散仿真程序对轻轨车站进行了人员疏散仿真研究,将疏散仿真结果与实地观测结果进行了对比,仿真计算与实测的疏散时间基本一致,验证了程序的正确性.

19 开式地表水源热泵系统取水能耗限值确定方法

王勇 , 韩传璞 , 李文 , 范维

2011, 34(3):110-115. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.019

[摘要](2317) [HTML](0) [PDF 5.65 M](1523)

摘要:
对于开式地表水源热泵来说,取水能耗是决定系统节能性的关键因素.在水源热泵机组能耗模型、取水能耗模型等的基础上建立了开式地表水源热泵系统的能效比耦合模型,并得到了基于节能率的地表水源热泵系统的不同取水温度和不同取水能耗下的耦合限值.通过实际案例,计算得到了地表水源热泵系统不同取水温度下以及不同系统方式下的系统节能率,建立了开式地表水源热泵系统取水能耗限值方法.

20 水泥生产能源消耗内含碳排放量分析

刘猛 , 李百战 , 姚润明

2011, 34(3):116-120. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.020

[摘要](2789) [HTML](0) [PDF 5.59 M](1841)

摘要:
基于生命周期理论,根据能源内含阶段的能源消耗碳排放情况,提出能源消耗碳排放内含系数量化能源内含阶段碳排放,结合中国现有统计年鉴数据,计算得到2005—2007年部分能源消耗碳排放内含系数,煤炭和石油产品为1.04~1.08,天然气和火电约为1.4和3.1.通过对中国3种水泥产品生产过程能耗分析,熟料烧成和煤炭消耗分别为过程和能源种类碳排放大户,从水泥生产碳排放量看,PI525和PO425水泥比PS325水泥高50%和35%,通过计算,3种水泥产品生产二氧化碳排放量为295.4~445.6 kg/t水泥.

21 2-氨基-4-(4-甲氧基苯基)-6-(哌啶-1-基)-3,5-二腈基吡啶的三组分合成与表征

李元祥 , 吴峰

2011, 34(3):121-125. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.021

[摘要](2007) [HTML](0) [PDF 5.46 M](1265)

摘要:
在甲醇溶剂中,以丙二腈、4-甲氧基苯甲醛、哌啶为原料,常温下经三组分一锅法合成得到了未见文献报道的新化合物2-氨基-4-(4-甲氧苯基)-6-(哌啶-1-基)-3,5-二腈基吡啶,收率40%.其化学结构经过1H NMR、MS及单晶衍射进行表征.

22 主动减压超前支护结构关键问题分析

王培勇 , 刘元雪 , 冉仕平 , 张正波

2011, 34(3):126-131. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.022

[摘要](1587) [HTML](0) [PDF 5.85 M](1021)

摘要:
针对边坡工程中超前支护结构未充分发挥岩土体自身抗剪能力的问题,通过对支护结构与边坡体耦合作用机理的分析,提出了一种主动减压超前支护结构型式,主要由柔性填料和超前支护结构组成.柔性填料的设置和厚度是主动减压超前支护结构设计的两个关键问题.一方面,柔性填料的设置在支护施工时要保证主动减压超前支护结构两个组成部分互不影响；另一方面,柔性填料的设计厚度要能保证边坡岩土体充分发挥自身抗剪能力,使得边坡体下滑推力由目前超前支护结构独自承担向超前支护结构和岩土体共同承担转变,此时超前支护结构承受的推力最小,从而达到主动减压的效果.最后以工程实例说明了柔性填料厚度的计算过程,得到了比较合理的计算结果.

23 灰岩地区人工挖孔桩施工安全综合动态模糊评价

何现启 , 张清 , 朱自强 , 鲁光银 , 柳群义 , 李建慧

2011, 34(3):132-137. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.023

[摘要](2047) [HTML](0) [PDF 5.94 M](1384)

摘要:
在分析人工挖孔桩施工特点的基础上运用综合评价系统理论,建立了科学、及时、动态的安全评价体系,并运用模糊层次法对施工安全进行了全面评价,安全评价结果为一般,与实际情况吻合,实践证明将模糊层次法用于人工挖孔桩施工安全评价是可行的,且能取得很好的效果.

24 基于摄动有限元法的结构动力响应鲁棒优化

陈世嵬 , 蹇开林

2011, 34(3):138-142. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.03.024

[摘要](2121) [HTML](0) [PDF 4.76 M](1366)

摘要:
在传统的静力学鲁棒优化设计基础上,考虑时间参数,通过摄动有限元法处理系统中存在的不确定性因素,用Newmark方法做时程分析,将鲁棒优化设计方法运用在动力响应优化问题中.通过一个门形框架算例,与传统的优化设计结果相比,显示了鲁棒优化设计方法的优越性,设计的结果能使结构具有更稳定的性能.

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