2013年第36卷第10期文章目次

林超 , 曾庆龙 , 聂玲 , 龚海

2013, 36(10):1-7.

[摘要](1528) [HTML](401) [PDF 2.58 M](1092)

摘要:
为验证高阶椭圆锥齿轮副设计及加工的正确性，针对高阶椭圆锥齿轮插齿包络法加工得到的齿轮实体，提出高阶椭圆锥齿轮齿距误差的三坐标测量法。根据齿轮啮合原理，建立该锥齿轮齿距误差测量评价的数学模型。采用三坐标测量法，通过对高阶椭圆锥齿轮样件的实际测量，分析处理三坐标测量机上获得的坐标点集，从而获得理想元素。经数据处理后可以分析得到非圆锥齿轮的节曲线拟合曲线、单个齿距误差以及齿距累计误差。测量分析结果与理论计算结果基本吻合，表明所建立的高阶椭圆锥齿轮齿距误差评定方法是可行的。

2 考虑主体属性及与任务匹配的产品协同设计效率

邢青松 , 杨育 , 刘爱军 , 于国栋

2013, 36(10):8-15.

[摘要](1208) [HTML](270) [PDF 7.15 M](1122)

摘要:
设计主体的属性特征与设计任务间匹配程度是影响产品协同创新设计效率的重要因素。对设计主体进行属性特征分析、分类和对不同类型组合定量计算，在定义设计任务特征属性的基础上建立以产品协同创新设计总体持续时间最短为目标的效率模型，并设计基于PSO算法的模型求解方法。以某公司风机机舱的协同创新设计为例，验证了考虑主体属性及与任务匹配情况下的产品协同创新可缩短设计周期，提高设计效率。

3 热态重轨表面缺陷机器视觉检测的关键技术

谢长贵 , 谢志江

2013, 36(10):16-21.

[摘要](1595) [HTML](288) [PDF 6.49 M](1389)

摘要:
针对目前热态重轨表面缺陷检测速度慢、精度低的问题，提出一种基于机器视觉的热态重轨表面缺陷检测系统。利用多线阵CCD摄像机采集图像，根据重轨几何特征及其缺陷高频区域特性，对重轨进行了六视角拍摄，然后在图像工作站中进行各种图像处理。系统采用改进的Hough变换提取特征缺陷，针对SVM算法训练速度慢的特点，利用模糊Kohonen神经网络对重轨表面缺陷进行分类。采用上述机器视觉检测关键技术对热态重轨表面进行缺陷识别，提高了检测速度，且正确率在85%以上。

4 相关法动平衡校正中的3σ准则误差处理方法

尹爱军 , 赵磊 , 吴宏钢

2013, 36(10):22-26.

[摘要](1347) [HTML](394) [PDF 5.03 M](1251)

摘要:
在影响系数动平衡方。法中，校正的关键在于振动幅值和相位的准确提取。为了达到更好的动平衡效果，在传统的互相关函数法提取振动信号幅值和相位的基础上，利用3σ统计处理方法，对互相关函数法进行改进，更准确的提取出了振动信号的幅值和相位信息。用改进的方法进行刚性转子影响系数双面动平衡实验，达到了很好的平衡效果。

5 混合动力公交客车自动机械变速器最优换档决策

陈泳丹 , 席军强 , 陈慧岩 , 万帆

2013, 36(10):27-34.

[摘要](1555) [HTML](495) [PDF 9.25 M](1376)

摘要:
混合动力汽车与传统车有很大区别，目前的混合动力AMT多采用传统的单参数或双参数换档规律，难以充分发挥混合动力的优势。基于简化后混合动力系统模型，建立了混合动力客车燃油经济性、排放性最优和换档频率较低的目标泛函，并设计了基于动态规划的新型求解算法。最后得出了在中国典型城市公交循环工况下的最优换档决策序列。在中国典型城市公交工况下分别使用传统双参数和基于动态规划的换档决策进行仿真和实车试验，结果表明混合动力公交客车应用最优换档决策序列后，其燃油经济性有了明显提高，换档次数明显减少。

6 阻抗耦合的双Boost型三相直流侧有源电力滤波器

杜雄 , 张鸿魁 , 周雒维

2013, 36(10):35-41.

[摘要](1309) [HTML](282) [PDF 8.28 M](1258)

摘要:
针对三相不可控整流桥，提出一种基于阻抗耦合的三相直流侧有源电力滤波器的拓扑结构及其控制策略，该滤波器由阻抗网络和不对称双Boost电路构成。控制策略采用平均电流控制，分别采用前沿和后沿调制方法来获取两个Boost电路的开关信号。与一般的直流侧有源电力滤波器相比，减少了1个有源开关和1个电容，可以降低成本，而直流侧也不再存在电压不平衡的情况。最后通过仿真验证了该拓扑结构的正确性和有效性。

7 新能源转换系统功率模块驱动可靠性分析与试验

徐盛友 , 陈民铀 , 冉立 , Peter Wyllie

2013, 36(10):42-47.

[摘要](1352) [HTML](489) [PDF 6.93 M](1337)

摘要:
目前推挽结构的功率模块驱动可通过减小驱动电阻将导致开通、关断时间的缩短，但同时也将导致开关过程中IGBT功率器件电流、电压热应力的增加，从而使功率模块可靠性降低。对此，在分析功率模块失效机理和热模型的基础上，提出一种基于dSPACE的分段控制算法，通过软件和硬件结合分段控制功率模块开、关断速度。通过实验揭示了功率模块的表面温度变化规律，得出表面温度变化的指数曲线，并证明了该控制方法具有良好的驱动和保护功能，在缩短开关时间的同时可以有效抑制电压、电流应力的增加，并能有效减少新能源转换系统中输出电压和电流的谐波、提高电压利用率和波形质量，使新能源转换系统可靠性得到提高。

8 三维电阻抗成像中混合正则化算法

何为 , 李冰 , 徐征 , 冉鹏 , 黄薏宸

2013, 36(10):48-53.

[摘要](1548) [HTML](458) [PDF 7.59 M](987)

摘要:
为解决三维电阻抗成像(electrical impedance tomography，EIT)逆问题的病态性和改善重建图像质量，在对比研究Tikhonov正则化和一步牛顿法(Newton’s one-step error reconstructor，NOSER)的基础上，提出基于这2种算法的混合正则化算法。采用归一化均方距离判据和归一化平均绝对距离判据，为判断重构图像和原始图像的差异提供一种量化的客观标准。仿真计算和物理模型实验结果表明：混合正则化算法与Tikhonov正则化、NOSER正则化相比，不仅降低了雅克比矩阵的条件数，使逆问题由病态转为良态，还提高了目标物体的空间分辨率，有效改善了图像质量。该混合正则化算法对三维EIT的图像重构是有效的、可靠的。

9 可变信息标志选址方法

徐志 , 关宏志 , 严海

2013, 36(10):54-60.

[摘要](1276) [HTML](400) [PDF 8.87 M](1188)

摘要:
主要讨论可变信息标志的宏观选址问题。在Probit分配模型的基础上，可变信息标志选址方法通过对随机误差项的讨论，确定提供道路信息条件下交通流分配情况。不同的分配情况，会带来不同的路网运行结果。采用BPR函数和HCM 2000的交叉口延误计算方法评价路网的运行情况，明确了可变信息标志选址计算流程，以4×4节点的棋盘状路网作为算例路网，进行可变信息标志选址的算例计算。在该方法的基础上讨论了信息覆盖范围对路网运行情况的影响以及信息准确度对路网运行情况的影响。结果表明：随着信息覆盖范围的扩大以及信息准确度的提高，路网总期望出行时间有减小的趋势。

10 泥饼工况下盾构刀盘热力耦合分析

谭青 , 吕丹 , 夏毅敏 , 刘文华

2013, 36(10):61-66.

[摘要](1335) [HTML](300) [PDF 7.41 M](1155)

摘要:
由于在渣粘土质中盾构刀盘中心泥饼的形成造成刀盘出现热损伤等失效，研究了在泥饼作用下刀盘在盾构掘进过程中的热应力耦合问题，得出刀盘在泥饼作用下的温度场和热应力耦合场分布规律。利用Solidworks和ANSYS软件建立了盾构刀盘三维有限元模型，结果表明：泥饼形成时，温度在短时间内急剧升高，导致热应力在同一时间内急剧增大到168.2 MPa，最大热变形达到3.1 mm，并且刀盘中心出现了翘曲现象。

11 感应电能传输系统环流抑制方法

戴欣 , 王霄 , 王智慧 , 唐春森 , 孙跃

2013, 36(10):67-73.

[摘要](1319) [HTML](294) [PDF 8.84 M](1284)

摘要:
感应电能传输技术是一种利用磁场耦合来实现电能以无接触的方式进行传输的技术。在系统中，由于开关管在谐振电容电压非零点切换会导致环流的出现。环流使谐振电容电压波形发生畸变，EMI增强，开关管损耗增大，严重影响系统的稳定性和传输效率［6］。通过分析指出谐振频率变化是环流产生的原因。通过分析开关管在谐振电压过零点之前和过零点之后切换时环流的特点以及开关频率与谐振频率之间的关系，提出一种通过实时检测环流方向，动态调节开关频率与谐振频率一致，以保证开关管在谐振电容电压过零点切换，从而抑制环流。给出了以FPGA芯片为载体的环流抑制系统的设计方案。通过搭建硬件电路验证了该控制方法的有效性。

12 应用本体领域构建FDI效应模型

刘渝琳 , 刘渝妍 , 赵卿

2013, 36(10):74-81.

[摘要](1168) [HTML](326) [PDF 10.00 M](1054)

摘要:
本体作为语义基础被广泛应用于信息检索、人工智能、语义网络和知识管理等领域。针对目前评价体系模型构建中存在的静态性弊端，在研究中借鉴了软件系统框架的复用思想，利用本体领域概念进行领域规约及模型映射，将评价体系模型的构建与本体分析相结合，并首次将其应用于FDI效应模型的构建中，这对于社会学领域具有借鉴意义，同时也为构件库如何合理的自适应并装配所需构件提供了探索性的方法和路线。

13 高效的遗传蚁群组合算法在QoS路由上的运用

叶仕通 , 万智萍

2013, 36(10):82-88.

[摘要](1238) [HTML](413) [PDF 7.08 M](1206)

摘要:
针对现有遗传蚁群算法中算法融合不佳与系统易出现拥塞现象等问题，根据遗传算法与蚁群算法不同时期的优点,提出了一种高效的遗传蚁群组合算法。该算法通过根据遗传算法的群体代价关系，提出了新的融合机制；为缓解系统最优化后所产生的节点负载压力，引入了防拥塞的赏罚机制。实验结果表明，该算法能够在保证系统传输效率的同时有效的防止数据丢包现象，与传统算法相比具有高效率、低耗能以及防丢包等优势。

14 彩色可视传感阵列基元匹配快速定量算法

罗小刚 , 刘静静 , 侯长军 , 霍丹群 , 法焕宝 , 杨眉

2013, 36(10):89-93.

[摘要](1063) [HTML](341) [PDF 5.74 M](1187)

摘要:
在彩色可视传感阵列传统处理方法中，存在着数据量大，人工分析困难、种类浓度识别难以同一次实现等问题，针对这些问题，考虑到同类气体饱和响应阵列点位置一致性的特点，提出一种彩色可视阵列基元匹配快速定量识别算法。该算法首先采用设置经验阈值消除冗余量，进行去噪和特征提取，减少人工分析量；然后进行基于二值化基元图模板匹配的定量分析种类识别，减少计算量，增加气体识别效率和精度；最后，综合模糊逻辑和神经网络2种人工智能方法的优点，建立彩色传感阵列气体浓度识别的自适应模糊推理系统。算法优势在于将不同气体的种类和浓度检测分开进行，解决了种类、浓度同时识别时可能出现特征数据交叉感染导致错误识别的问题。基元模板匹配分析结果显示，氨气、氯气和二氧化硫3种气体分类识别结果准确率达100%，利用模糊神经网络方法对氨气浓度识别率准确度较高，误差在5%以内。

15 铝合金屋面系统抗风连接受力性能分析

罗永峰 , 郑祥杰 , 郭小农 , 李德章 , 胡众

2013, 36(10):94-100.

[摘要](1012) [HTML](297) [PDF 8.16 M](1154)

摘要:
以某航站楼工程为背景，对目前常用的咬边连接式铝合金屋面结构系统进行了抗风承载力数值模拟分析。提出了两步分析法，有效地克服了面板与支托接触分析带来的困难和不便。通过对屋面结构系统各构件的抗风性能数值分析，得到了这种屋面连接系统的失效模式，并获得了该屋面结构系统的抗风极限承载能力以及抗风失效时各构件材料强度的利用效率。研究结果可为铝合金屋面设计提供参考和依据。

16 边坡变形破坏演化特征的数值分析

唐晓松 , 郑颖人 , 唐辉明

2013, 36(10):101-113.

[摘要](1262) [HTML](462) [PDF 25.22 M](1019)

摘要:
边坡的破坏失稳是一个渐进累积的过程。在外部环境作用下，随着应力的升高，坡体内某些部分达到屈服，滑动面逐渐形成，直至完全贯通，随着塑性应变继续增大，边坡最终发生整体破坏。传统的分析方法无法显示坡体的受力、变形和滑动面贯通与破坏的全过程，而采用有限元强度折减法则可以定量显示变形破坏与滑动面发生发展的全过程。文中根据岩土性质和坡体构造对边坡进行了分类。分析不同边坡安全系数条件下各类边坡的变形图和塑性应变云图，可以看到坡体的变形趋势和坡体内滑动面随稳定安全系数的降低逐渐扩展、贯通，直至破坏的全过程，从而直观地揭示了边（滑）坡的破坏机理，为边（滑）坡的防治提供有效依据。

17 光伏辐射板型PV/T系统的电热冷性能

尹宝泉 , 王一平 , 朱丽 , 崔勇 , 黄群武

2013, 36(10):114-119.

[摘要](1488) [HTML](402) [PDF 8.10 M](1113)

摘要:
提出了一种基于单晶硅太阳能电池的电热冷联产光伏辐射板，将起集散热作用的辐射板与单晶硅光电池组件耦合，通过辐射板管路内流体循环，降低电池工作温度，一方面提高电池发电效率，同时回收利用余热；另一方面，夜间通过辐射制冷方式，获得冷量，从而实现电热冷联产。通过实验测试分析，光伏辐射板同比PV组件发电效率可提高8%～16%，且集热效率达到45%左右，制冷能力为40～80 W/m 2。

18 不同本构模型对计算防渗墙应力的影响

陈镠芬 , 朱俊高 , 何顺宾 , 伍小玉 , 殷建华

2013, 36(10):120-125.

[摘要](1139) [HTML](936) [PDF 6.13 M](856)

摘要:
利用平面有限元对某深厚覆盖层上的高土石坝防渗墙进行应力分析，研究防渗墙混凝土采用线弹性本构模型和非线性弹性本构模型时计算的应力差异，并对比了相同防渗墙高度不同坝高和同一坝高不同防渗墙高度下2种模型对防渗墙应力的影响。分析表明，2种本构模型计算的防渗墙应力变化规律相同，但弹性非线性模型计算的应力比线弹性模型计算结果小。在低应力情况下两者计算值接近，在高应力情况下两者计算值差异较大。防渗墙最大应力随坝高和防渗墙高度的增加而增大，2种模型计算的最大应力的相对误差也随着坝高和防渗墙高度增加而显著增大，且呈线性增大趋势。对坝高或覆盖层厚度较大的情况，防渗墙应力较大，宜采用非线性模型进行计算。

19 结构整体效应对RC框架结构屈服机制的影响（一）：数值分析

王素裹

2013, 36(10):126-132.

[摘要](1122) [HTML](320) [PDF 9.47 M](1042)

摘要:
建立3个钢筋混凝土空间框架模型分别代表实际的带楼板空间框架结构、设计采用的纯杆计算模型和考虑部分板筋参与作用的设想计算模型，采用ABAQUS进行仿真模拟，通过考察各模型在侧向荷载下的屈服机制、塑性铰开展情况、梁柱钢筋应力对比和板筋应力情况，研究现浇楼板和结构整体效应对框架梁端抗弯能力产生的影响。研究表明，现浇楼板的存在使得实际带楼板框架结构与设计采用的纯杆空框架模型屈服机制不一致；梁端抗弯能力发生超强的原因不仅在于现浇楼板板筋的参与作用，还在于整浇后的结构整体作用；采用有效翼缘宽度考虑板筋作用时，取为6倍板厚不能全面概括实际框架的受力情况，应考虑结构整体效应、侧移等因素的影响。

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