2013, 36(3):1-5. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.001 CSTR:
摘要:通过螺旋槽和直槽结构的水润滑橡胶合金轴承摩擦学性能对比实验,研究螺旋槽结构对水润滑轴承的润滑特性及泥沙和杂质排泄能力的影响,结果表明螺旋槽结构的水润滑橡胶合金轴承摩擦学性能优于直槽,更容易形成弹性流体动压润滑,降低摩擦磨损,具有良好的泥沙和杂质排泄能力,对延长使用寿命和保护设备正常运行具有很好的作用。
尚会超 , 张力 , 陈江 , 侯建军 , 徐凤雏 , 曾凡镔
2013, 36(3):6-12. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.002 CSTR:
摘要:开展了摩托车发动机动态性能测试方法和试验的研究。在动态台架上,通过改变测功机施加到发动机连接轴上的阻力矩来模拟离合器、变速器及制动器等模型,并根据测试的转动惯量及道路阻力等数据,完成了某款125 mL摩托车整车模型的建立。分别对采用不同惯性质量模型的道路试验进行模拟,并与转鼓试验台上的测试数据进行对比。结果表明,当惯性质量为整车基准质量1.1倍时,其最大车速、滑行距离和5挡超越加速时间的误差都在3%以内,而等速百公里油耗试验,除了车速在35 km/h外,其余误差都在5%以内,模拟结果与试验结果吻合良好。利用驾驶员操作特性模型,研究了不同换挡规律对车辆加速性能的影响。最后,在动态台架上完成了摩托车法规行驶循环的模拟,其具有较高的控制车速轨迹精度的能力。
2013, 36(3):13-19. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.003 CSTR:
摘要:针对目前滚动轴承中多种微弱故障难以准确识别的难题,提出基于高密度离散小波变换和包络谱的滚动轴承复合故障诊断方法。首先对采集的轴承振动信号进行高密度离散小波变换;然后对各尺度上的小波系数和尺度系数进行单子带重构,以消除频率混叠的影响;最后对各子带信号分量进行包络谱分析,并通过滚动轴承各典型故障的特征频率,识别滚动轴承存在的各种故障。将所提方法应用于具有复合故障的滚动轴承的诊断,并与其他常用的诊断方法进行对比,结果表明该方法能有效地实现滚动轴承早期复合故障诊断。
2013, 36(3):20-24. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.004 CSTR:
摘要:研究了一种新型四轮差动全方位移动机器人的路径跟随控制问题。基于运动学模型及人工驾驶的思想,设计了一种异于传统单点跟随控制的新型双点跟随方法,采取前后驱动单元主从控制的模式,将差动单元角速度和速度控制分离,分别设计模糊控制器。最后,对具有代表性的正弦曲线进行路径跟随仿真实验,结果表明设计的路径跟随控制策略可行、超调小、响应快,解决了采用单点跟随控制中出现的高耦合复杂系统问题。
2013, 36(3):25-31. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.005 CSTR:
摘要:为了明确侧翻预警与防侧翻控制所需的侧翻指标和考察侧翻风险因素的影响程度,利用CarSim建立了SUV车辆的整车非线性动力学模型,基于仿真分析方法进行了鱼钩转向侧翻试验设计,并对试验结果进行了数理统计与分析。仿真试验结果表明:侧翻指标方面,轮胎载荷转移率指标在表征车辆侧翻方面具有较高的可信度;车辆的侧滑甩尾和转向能力与侧翻之间的关系取决于路面的附着情况;所提出的新的侧翻风险度量指标适于车辆复杂输入条件下分析了多个侧翻风险因素对侧翻风险的影响。
2013, 36(3):32-36. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.006 CSTR:
摘要:为降低对多轴转向车辆的控制难度,在考虑前轴机械转向对车辆转向性能的影响的基础上,对多轴转向车辆动力学模型进行了改进,将前轴车轮转角隐含到控制变量中;在改进的动力学模型的基础上,利用模型跟踪控制理论结合极点配置方法对多轴转向车辆进行了分析,得到车辆在不同车速情况下的横摆角速度和质心侧偏角的瞬态响应和频域特性。分析结果表明,利用模型跟踪方法对车辆进行控制,能获得较理想的跟踪效果,车辆在高速时瞬态响应没有超调量,响应时间缩短,提高了车辆在高速时的稳定性。
2013, 36(3):37-41. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.007 CSTR:
摘要:提出一种可以减少或避免繁琐实验的、通用的导轨精细有限元建模方法。从分析单个滚珠沟槽的接触特性出发,确定了在不同预紧力作用下单个滚珠的接触刚度;用弹簧质量单元模拟单个滚珠沟槽的接触,在充分考虑滚珠分布的基础上完成了导轨系统的精细有限元建模。详细描述了创建该有限元模型的具体流程以及关键步骤,并以THK公司生产的SHS-35R型导轨为例进行了实例研究。获得了该导轨系统的固有特性,并与解析模型分析结果相比较,二者计算分析结果基本相符,从而证明所建模型的正确性。
2013, 36(3):42-47. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.008 CSTR:
摘要:基于Hertz接触理论,在考虑运行工况引起的接触角变化和离心力的基础上,通过受力分析,建立了滚珠丝杠副的力平衡方程并提出一种计算滚珠丝杠副运转过程中接触变形的方法。以某型号滚珠丝杠副为例,分析了轴向载荷、丝杠转速、接触角和螺旋角对滚珠丝杠副接触特性的影响。分析结果表明,转速增大时丝杠侧的接触变形减小,螺母侧的接触变形增大,两侧接触角的差值增大,当转速增大到一定程度时,螺母侧的接触变形会大于丝杠侧;载荷越小,运转过程中接触角的变化越大,对接触变形的影响也较大;接触变形随接触角和螺旋角的增大而减小。
2013, 36(3):48-52. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.009 CSTR:
摘要:激发镁渣的潜在活性对于镁渣的直接利用具有重要的意义。以镁渣为主要原材料通过掺加少量矿渣及活性激发剂配制胶凝材料并制备镁渣砖,研究了不同激发剂对镁渣胶凝材料活性的影响。结果表明:镁渣单独作为胶凝材料强度很低,与少量矿渣复合28 d抗压强度从1.8 MPa增长到27 MPa以上,NaOH对镁渣-矿渣复合胶凝材料的早期强度具有一定影响,而石膏对后期强度影响较大;80%的镁渣与20%的矿渣外掺5%的脱硫石膏能制备MU20等级的标准砖。
2013, 36(3):53-58. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.010 CSTR:
摘要:以钛酸酯改性沥青阻燃剂BFR-Ti和阻燃增效剂硼酸锌ZB为助剂,以SBS改性沥青为母体制备隧道阻燃沥青,通过氧指数法、烟密度法、锥形量热法和热重分析等方法系统研究了BFR-Ti与ZB协同阻燃SBS改性沥青的燃烧性能,探讨了二者的协同阻燃机理。结果表明, 与SBS改性沥青/BFR-Ti相比,SBS改性沥青/BFR-Ti/ZB体系的氧指数略有上升,烟密度、热释放速率(HRR)、质量损失速率(MLR)以及有效燃烧热(EHC)等指标均明显下降,实际成炭量增加;SBS改性沥青/BFR-Ti具有显著的吸热阻燃机理和凝聚相阻燃机理的特征,SBS改性沥青/BFR-Ti/ZB是以凝聚相阻燃机理为主,兼具协效阻燃和吸热阻燃机理。
2013, 36(3):59-64. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.011 CSTR:
摘要:气隙放电是变压器油纸绝缘局部放电的主要模式,研究其与油中产气规律的相关性对诊断油纸绝缘早期故障的产生及发展具有重要意义。笔者在实验室设计了变压器局部放电模拟实验系统,采用升压法,在60℃油温条件下研究了气隙放电及其发展特征,利用主成分分析方法从29个局放统计算子中提取出6个相互独立的主成分因子;利用相关-回归分析得出了变压器油中产生的6种溶解气体含量与6个局放主成分因子线性相关;拟合得到了6种气体含量与6个主成分的多元线性回归模型,为进一步探讨变压器早期局部放电发展与油中产气规律之间的关系提供了一种新的思路。
2013, 36(3):65-70. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.012 CSTR:
摘要:针对在大功率LED照明中因滤波电解电容导致的驱动电源与LED的长寿命不匹配问题,提出一种有源纹波补偿的Buck型LED驱动电源。介绍了有源纹波补偿Buck电路的拓扑结构及工作原理,建立了该新型电路的小信号模型。通过对小信号模型进行相关分析,得到了输出电流的表达式,并由此得到了输出电流分别关于输入电压及占空比的传递函数。由传递函数一阶因子的幅频和相频特性分析可知,在设计电路时只要选择合适的参数,就可以将输入扰动完全滤除,使得输出电流为直流。最后通过仿真和实验证实了上述新型电路及其小信号模型的正确性。
2013, 36(3):71-76. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.013 CSTR:
摘要:为了能减小放电装置的体积,以应用于便携式仪器,设计了线-筒型大气压直流辉光放电装置,放电间隙仅1.92 mm。它主要由内线电极、外筒电极组成,线电极直径为0.16 mm,筒电极直径为4 mm。观察并说明了从电晕放电向辉光放电过渡的过程。通过放电波形和图像验证了其处于辉光放电状态。推导了利用氮气第二正带系计算振动温度和转动温度的算法,并利用光谱仪(Acton Spectrapro 2500i)采集所产生的等离子体的发射光谱,计算得到该等离子体的振动温度在2 360 K左右,转动温度在830 K左右。将该装置作为离子源应用于敞开式质谱中,实验结果表明,该直流大气压辉光放电形成的等离子体可以很好地离子化甲酸、乙酸、苯酚等物质。
2013, 36(3):77-81. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.014 CSTR:
摘要:通过亥姆霍兹线圈在中心区域建立正弦均匀的激励磁场,磁场方向近似直线,有助于简化逆问题的复杂度。建立了8通道磁感应测量系统仿真模型,采用滤波反投影算法重构出电导率分布。在滤波反投影算法中,首先用线性插值补充检测数据,然后用Hamming滤波器对数据进行滤波,同时加入窗口滤波器减少了涡流磁场发散对周围线圈的影响。加入不同噪声比的噪声干扰,测试了算法对噪声的抑制能力,实验结果表明该模型下运用反投影滤波算法可以重构出电导率的分布。
2013, 36(3):82-89. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.015 CSTR:
摘要:为解决室内照明调光控制系统中,放置在工作面上的照度传感器易受办公物品、人体活动等遮挡,从而不能使系统准确调光的问题,基于墙面与工作面照度的比例关系模型,提出了室内照度变化传递比的概念以及由墙面设置照度传感器替代工作面照度传感器的方法。该方法的关键是确定当光通量变化时,墙面垂直照度与工作面水平照度间的照度变化传递比。笔者通过仿真和实验手段研究了传感器在墙面上布置时,传感器与被调光源的方位关系对照度变化传递比的影响,得出了适用于办公和阅览场所调光系统照度传递比的两个约束条件。满足该约束条件即可获得室内墙面传感器的有效放置位置及所需数量。通过墙面照度传感器设置方法在教室照明调光控制系统中的应用,证明了该方法的有效性。
李永明 , 柴贤东 , 张淮清 , 庄晓芸 , 郭大勇 , 祝言菊
2013, 36(3):90-95. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.016 CSTR:
摘要:为了准确计算特高压直流双极分裂输电线的电晕损耗,针对分裂子导线之间相互影响,子导线表面电场分布不均导致起晕电压的不同以及子导线位置不同引起的电晕损耗的差异,从电晕机理出发,根据气体自持放电条件判断起晕电压,提出了一种计算特高压直流双极分裂输电线的电晕损耗的较准确方法。利用本方法计算±800 kV合成电场,验证其有效性。研究表明,子导线表面在其所分布的圆的外侧电晕损耗最严重,内侧较轻甚至不起晕;每一极的损耗主要集中在线路内侧的三个子导线上。最后分析了线路参数对电晕损耗的影响,结果表明,子导线半径和极间距是影响电晕损耗的主要因素,工程设计时应该优先考虑。
2013, 36(3):96-103. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.017 CSTR:
摘要:以不同基质的2个反应器为研究对象,考察了有机碳源对单级自养脱氮系统脱氮性能及微生物群落结构的影响,结果表明:在一定的碳氮比范围内,通过控制DO,可以实现创造适合亚硝化菌和厌氧氨氧化菌代谢的好氧和厌氧并存的微环境,提高系统的脱氮效果;2个反应器均存在多种脱氮途径,以不含有机碳源为基质时,系统主要通过亚硝化ANAMMOX途径去除氨氮,而有机碳源的加入,使得系统自养脱氮途径去除的氨氮比例下降,传统硝化反硝化途径得到强化;DGGE图谱统计结果表明,有机碳源的加入,使得系统微生物群落结构更加丰富,其中生物膜表现得尤为明显,也表明生物膜结构更有利于形成一个厌氧与好氧共存的微环境,在一个反应器内实现全部脱氮过程。
2013, 36(3):104-108. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.018 CSTR:
摘要:研究考察了碳源种类葡萄糖、甲醇、乙酸钠、淀粉对磷酸盐生物还原系统除磷效能及磷形态转化的影响。试验结果表明,碳源种类对磷酸盐生物还原系统除磷效能有影响,以葡萄糖为碳源,系统每天外源磷的去除量42.05 mg,明显高于其他3种碳源;以葡萄糖为碳源时,系统污泥中无机磷(Inorg-P)主体成分铁铝结合态磷(NaOH-P)和可还原水溶性磷(BD-P)的转化量较高,为每克干污泥1.67 mg,后续惰性磷(NaOH85-P)转化量较高,整个磷转化过程向着磷酸盐还原菌可利用活性磷发展;以淀粉为碳源时,系统污泥中有机磷(Org-P)转化量最低为每克干污泥2.86 mg,成为整个磷转化过程的限制性步骤;以甲醇和乙酸钠为碳源时,系统污泥中NaOH85-P转化量较低,BD-P难以转化,成为整个磷转化过程的限制性步骤。
2013, 36(3):109-113. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.019 CSTR:
摘要:闭式换热盘管内的水流量变化影响水源热泵系统的整体性能。建立了水源热泵系统能耗数学模型和最佳水流量计算方法,通过水源热泵系统性能的理论计算,得到热泵系统整体性能系数与冷却水温度及冷却水设计流量百分数的拟合关系式;理论关系式表明,在定机组进水温度工况下,系统COP值在某一循环水设计流量百分数下取得最优值。在长江重庆段建立了闭式江水源热泵试验台,进行了变流量的冬夏季工况实验,实验结果与理论计算结果趋势一致。该计算方法可以为闭式水源热泵系统性能的进一步研究提供参考。
2013, 36(3):114-120. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.020 CSTR:
摘要:采用溶胶凝胶法,以玻璃纤维网为载体负载TiO2薄膜,X射线衍射分析表明,其薄膜中TiO2晶相为锐钛矿型。基于UV/TiO2体系,研究其对太湖源水中藻类胞内有机物(IOM)的降解机制及其影响因素。与腐殖酸(HA)对比研究结果表明, IOM较难被光催化氧化工艺降解,反应60 min时,UV254和DOC的降解率只有33.3%和19.1%,而HA的UV254和DOC降解率分别达到96.6%和57.3%;原因在于IOM主要是由大分子亲水性有机物组成,含有较多的氨基结构,而腐殖酸是强疏水性有机物,含有较多的芳香结构。同时,UV/TiO2体系的光强增强在一定程度上能提高IOM的降解效果;在pH=6.7时,IOM降解率达到最佳。
2013, 36(3):121-127. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.021 CSTR:
摘要:基于SUPG/PSPG稳定化方法,在处理两相流不连续问题时,引入修正扩展有限元方法使混合单元附加形函数满足单位分解原理,给出一种模拟两相流体流动问题的扩展有限元方法。在模拟两相流体流动过程中采用水平集方法捕捉流体运动界面。利用编制的计算程序模拟液体自由晃动问题,数值模拟结果与理论解一致。进一步采用本文方法和有限元方法模拟了溃坝流动问题,并将数值结果与实验结果进行比较,结果表明本文方法更有效。本文方法能够准确捕捉流体运动过程中两相界面的变化,且具有在计算过程中无需进行网格重构的优点。
2013, 36(3):128-134. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.022 CSTR:
摘要:亚硫酸钙的氧化率是衡量高硫煤电厂石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺效率的重要指标。笔者采用集曝气与搅拌为一体的射流曝气技术实现石灰石/石膏湿法脱硫强制氧化以提高氧化率,研究了脱硫浆液射流曝气氧化工作原理。基于ANSYS CFX对脱硫浆液罐的内部流场进行数值模拟实验,确定了浆液混合搅拌效果较为理想的射流曝气器安装方式:将3个射流曝气器垂直于浆液罐壁均布在离浆液罐底部0.8 m的平面上;并在重庆某环保公司进行现场应用实验,测定了在此安装方式下射流曝气器的吸气量,并采用碘量法测定了脱硫浆液中亚硫酸钙的氧化率,应用结果表明:射流曝气器吸气量总量为59.52 m 3/h,满足浆液氧化需气量要求,且浆液经过射流氧化2 h后,亚硫酸钙氧化率达87.6%。
2013, 36(3):135-140. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.023 CSTR:
摘要:对TCr质量分数为2 312 mg/kg的污染土壤进行7轮蒸馏水预浸泡处理,然后再进行无水电解电动修复。污染土壤经过水浸泡、85.4 h和203 h的无水电解电动修复后,TCr去除率分别为45%、67%和84%,表明预浸泡处理可以显著降低铬污染土壤电动修复的负荷。通过采用铁阳极和CuSO4阴极工作液,抑制水的电解,使Fe 2+离子和SO 2-4离子分别替代H +离子和OH -离子进入土壤,可以提高铬(VI)的电迁移数,提高铬污染土壤电动修复的电流效率。
2013, 36(3):141-146. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.03.024 CSTR:
摘要:实际油藏中近井地带渗流为平面径向流,首先建立了二维两相径向渗流方程,得到了相对渗透率比值与流体饱和度关系解析解,然后设计了平面径向渗流实验,并用该解析解对渗流特征进行了分析,并与常规JBN处理结果进行了比照,得到近井地带油水径向渗流新特征。研究结果表明,建立的解析模型,能表征近井地带油水相渗关系,并且平面径向流模型试验结果说明,在近井地带,相对渗透率比值与流体饱和度呈直线关系对应的饱和度区间变小,油水在渗流中呈现出更为复杂的渗流关系,以非线性作用为主。