2014年第37卷第8期文章目次

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  • 1  国际齿轮传动研究现状
    秦大同
    2014, 37(8):1-10. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.001
    [摘要](2151) [HTML](532) [PDF 6.82 M](2089)
    摘要:
    介绍了国际上有影响的几个齿轮传动国际会议的情况。以最有影响力的德国国际齿轮传动会议为例,统计分析了近年来国际上齿轮传动的研究内容。讨论了齿轮传动设计、制造和应用中涉及的重点问题,包括提高承载能力、降低振动噪声、提高传动效率、节约制造资源、提高加工效率、避免环境污染等。对国际齿轮传动的主要研究进展和热点进行了综述分析。
    2  压紧机构导向轴结构尺寸设计及有限元校核
    王时龙 王霞 周杰 赵昱 刘健松 孙守利
    2014, 37(8):11-18. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.002
    [摘要](1466) [HTML](480) [PDF 8.87 M](1175)
    摘要:
    针对压紧机构中由于偏载引起的导向轴强度刚度不足等问题,分别利用结构力学中的力法和位移法对压紧机构导向轴进行了结构尺寸设计,推导出了在对称载荷作用下一次超静定结构的设计参数和公式。利用有限元分析软件Abaqus对设计的压紧机构导向轴进行三维接触有限元分析,研究了在满载工况下的应力及变形。结果表明:压紧机构在满载工况时,导向轴的变形较小,导向轴受到的各个方向应力均小于许用应力。研究方法和结果将为压紧机构导向轴的设计提供指导。
    3  汽油/CNG两用燃料发动机控制系统开发
    葛晓成 徐中明 李静波 邹博文
    2014, 37(8):19-24. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.003
    [摘要](1598) [HTML](485) [PDF 6.94 M](1157)
    摘要:
    使用CNG (compressed natural gas)为主燃料汽油为辅助燃料的CNG/汽油两用燃料汽车具有良好的经济性和排放性能,传统的在用车改装采用主从式双ECU(electronic control unit)系统,性能不佳。通过对发动机燃烧和排放理论研究,开发了面向OEM(original equipment manufacture)的单ECU多点顺序喷射的汽油/CNG两用燃料控制方案。设计了λ非对称振荡PI控制算法等天然气特有的控制策略,并进行了发动机台架性能和整车排放试验。结果表明:两用燃料发动机采用单ECU控制时的性能优于采用主从式双ECU系统,且排放低于国Ⅳ限值。
    4  大平面砂轮磨齿的温升分析
    李国龙 彭远志 何坤 刘小旭
    2014, 37(8):25-33. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.004
    [摘要](1989) [HTML](3278) [PDF 10.61 M](6988)
    摘要:
    当前平面工件磨削热模型研究较多,但不能应用于齿轮类曲面零件的磨削计算。为此将移动热源法与映像法相结合,在齿轮渐开线圆弧拟合的基础上,建立了大平面砂轮磨齿加工的解析热模型,可用于磨削时齿轮的温升分布计算。同时,在有限元软件ANSYS中对磨齿过程进行了仿真,并将解析热模型和有限元热模型的准稳态温升分布进行比较分析。结果表明,两者的温升分布只在接触区及其与非接触区的交界处存在一定的误差,总体结果吻合较好。其解析热模型可用于齿轮类曲面工件加工时的温升分析。
    5  利用正弦拟合法的铁磁谐振与单相接地辨识
    姜杰 赵广泉 张肖 单玉青 郭威
    2014, 37(8):34-40. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.005
    [摘要](1317) [HTML](759) [PDF 6.77 M](1083)
    摘要:
    中性点不接地配电网中,电压互感器(PT)引起的铁磁谐振时常发生,导致系统零序电压升高,其现象与单相接地故障相似,容易造成接地选线装置误动。为此提出一种铁磁谐振与单相接地辨识的新方法,该方法以频率50 Hz的正弦函数为模型对零序电压采样数据进行拟合,通过正弦函数的幅值判断零序电压是否为基频量。在零序电压为基频量的情况下,根据基频谐振时系统零序电压波形畸变的特点,计算波形畸变度以区分基频谐振与单相接地。仿真数据表明该方法能够有效辨识铁磁谐振与单相接地。
    6  核磁共振原理的交联聚乙烯电缆热老化行为分析
    邓文东 袁凡宁 李均 陈乙源
    2014, 37(8):41-45. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.006
    [摘要](1429) [HTML](466) [PDF 5.35 M](1171)
    摘要:
    在实际运行过程中,交联聚乙烯电缆(XLPE)在高温的长期作用下,会发生不可逆的破坏,使用寿命缩短。研究从材料学的角度,利用核磁共振分析仪研究XLPE的热老化行为,发现了能表征XLPE热老化规律的特征量—纵向弛豫时间和波峰面积。实验结果表明,波峰面积随老化温度和老化时间增大而减小,且波峰面积与老化时间呈近似线性规律;纵向弛豫时间也随热老化程度增大而下降。此方法为准确监测电缆老化情况提供了重要的应用价值。
    7  建筑外立面水平分隔物下方的开口溢流火焰长度分析
    阳东 赵聪 郭源浩 蒋亚强
    2014, 37(8):46-52. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.007
    [摘要](1736) [HTML](377) [PDF 7.05 M](1196)
    摘要:
    在不同房间火源功率与开口尺寸条件下,研究了水平分隔物对开口溢流火焰结构的影响。通过图像处理的方法对实验获得的溢流火焰视频图像进行了捕捉和量化。利用实验与理论分析相结合的方法,建立了描述水平分隔物下方溢流火焰流动与燃烧状况的数学模型,并确定了水平分隔物下方溢流火焰的质量卷吸系数约为0.12,而其燃烧过剩空气系数约为3.7。基于研究确定的燃烧与流动关键参数,获得了水平分隔物下方溢流火焰长度的预测公式,可为水平分隔物尺寸的确定提供参考依据。
    8  多地铁站冰浆集中供冷系统在不同气候区的适用性
    张旭 王群
    2014, 37(8):53-58. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.008
    [摘要](1382) [HTML](390) [PDF 6.27 M](1198)
    摘要:
    根据冰浆在暖通空调领域的最新研究成果,分析了不同气候区多地铁站冰浆及冰蓄冷集中供冷二次管网的年度费用值,拟合了二次管网单位长度年度费用值与供冷负荷的关系式,基于二次管网的年度费用值分析了冰浆集中供冷系统在各主要气候区的适用性,结果显示广州地区采用多地铁站冰浆集中供冷系统能有效降低二次管网的投资且冰浆集中供冷系统的优势随供冷期的增加、集中供冷服务负荷的增大及二次管网长度的增加而增加。
    9  湖相软土动力特性影响因素敏感性分析
    唐葭 邓宗伟 高乾丰 蒋建清
    2014, 37(8):59-66. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.009
    [摘要](1339) [HTML](326) [PDF 8.30 M](1164)
    摘要:
    考查动应力幅值、振动频率和围压3个因素,进行3因素3水平的正交试验设计,根据正交设计方案进行动三轴试验,研究了循环动荷载下湖相软土的轴向累积应变、动孔隙水压力和动弹性模量等动力特性,并通过敏感性分析探讨了各加载因素对软土动力特性指标影响的显著性。结果表明,动应力幅值对软土轴向累积应变、动孔隙水压力和动弹性模量的影响均十分显著,围压为影响轴向累积应变和动弹性模量的次要因素,而影响动孔隙水压力的次要因素为振动频率。
    10  X60管线钢的本构关系及失效判据
    马廷霞 杨永和 许震 李安军 唐愚
    2014, 37(8):67-75. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.010
    [摘要](1758) [HTML](880) [PDF 8.50 M](1289)
    摘要:
    X60管线钢是石油、天然气输送用的主要钢种,在外界载荷作用下,易发生局部变形或应力集中,而导致屈曲甚至拉裂失效。对其进行力学研究,评价其力学安全性已成为管道风险管理的重要内容之一。其中,本构关系方程是力学研究的基础内容,失效判据则决定了管道生命的周期。通过对比X60管线钢的静力拉伸实验应力应变关系和Ramberg-Osgood本构关系,发现ε≤εP0.2时,Ramberg-Osgood本构方程能够比较准确地反映X60管线钢的拉伸应力应变关系;但当ε>εP0.2时,基于Ramberg-Osgood模型所得理论本构曲线与实验结果有较大的误差。基于此,笔者根据X60管线钢静力拉伸弹性阶段和塑性阶段的不同力学特征,采用插值法对Ramberg-Osgood本构模型做出了修正,提出了X60管线钢在单向拉伸状态下的全局二段式应力应变关系式,该关系式更加准确地表达了X60管线钢的拉伸应力应变关系。考虑到焊缝及热影响区对管道强度和刚度的影响,结合塑性材料基于应力的失效判据和基于应变的失效判据,笔者提出了焊缝影响因子及X60管线钢的应变控制失效准则,建立了基于第四强度理论的管道失效时的临界应力计算方程。
    11  电控可调谐双波段超材料吸波体分析
    王连胜 夏冬艳 吕振肃 付全红
    2014, 37(8):76-82. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.011
    [摘要](1510) [HTML](538) [PDF 8.44 M](1160)
    摘要:
    为实现超材料吸波体吸收频率的智能调控,采用理论分析与模拟仿真相结合的方法,首先设计了一种双波段超材料吸波体,然后在双波段超材料吸波体中加入电流变液,通过改变电流变液外加电场的强度实现了双波段超材料吸波体吸收频率的智能调控。结果表明:双波段超材料吸波体在7.403 GHz和17.511 GHz处出现了两个吸收峰,吸收率分别为99.8%和70%;随着电流变液外加电场强度的增加,吸波体的吸收频率逐渐往低频发生移动,吸收频率调节率高达55%,由此提出了一种智能调控的双波段超材料吸波体。
    12  干冰清洗对混凝土表面损伤影响分析
    任松 师燕滑 姜德义 陈结
    2014, 37(8):83-90. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.012
    [摘要](1694) [HTML](485) [PDF 7.51 M](1380)
    摘要:
    采用KBQX-30DG单管干冰清洗机进行混凝土干冰清洗试验,结果表明清洗效果好,但试块表面会产生孔隙。基于正交试验,研究了清洗过程中的4个因素(干冰流量、清洗距离、清洗时间及喷射角度)对混凝土表面孔隙的影响。运用极差分析法对数据进行处理,结果表明干冰流量对表面孔隙率增长量影响明显,随着干冰流量的增加,表面孔隙率增长量增加,当干冰流量大于1.54 kg/min时,表面孔隙率增长量剧增;喷射角度对表面孔隙率增长量的影响较明显,喷射角度在55°~60°及85°~90°范围内,对表面孔隙率增长量多于喷射角度在65°~70°及75°~80°范围内;清洗距离与清洗时间对表面孔隙率增长量影响不明显。运用线性回归分析及层次分析法得到各因素的权值,通过权值计算得到的各因素对表面孔隙率增长量影响的主次顺序与极差分析相一致。各因素对表面孔隙率增长量的影响为隧道干冰清洗提供了一定的理论基础。
    13  重庆夏季近地面臭氧变化规律及影响因素分析
    刘姣姣 蒋昌潭 宋丹 安贝贝
    2014, 37(8):91-98. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.013
    [摘要](1964) [HTML](3344) [PDF 10.05 M](6993)
    摘要:
    利用重庆市主城区近地面臭氧及前体物、气象因子的连续监测资料,重点分析了主城区夏季典型日臭氧质量浓度时空变化规律,以及臭氧与NO、NO2和CO等前体物及气象因素的相关性。结果表明,近地表臭氧质量浓度具有主城核心区域较低而周围地区较高的空间分布特征;臭氧质量浓度日分布呈“单峰型”,最高小时质量浓度出现在午后16时左右,与太阳辐射强度、温度等气象因素呈显著的正相关关系,同时与NO、NO2和CO等前体物呈负相关关系;高质量浓度臭氧污染易出现在高压天气系统中,即太阳辐射强度大、微风、相对湿度低且气温较高的天气下;臭氧质量浓度升高与大气压下降幅度密切相关,大气压下降超过0.4 kPa时,臭氧质量浓度较高。
    14  季节性剥离露天煤矿内排开拓运输系统优化
    白润才 刘闯 刘光伟 曹博
    2014, 37(8):99-104. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.014
    [摘要](1487) [HTML](349) [PDF 6.72 M](1263)
    摘要:
    针对近水平煤层季节性剥离露天煤矿内排时期运距长,汽车运输成本高的特点,在理论分析与计算的基础上,提出了通过建立临时排土桥优化开拓运输系统的设想,并对临时排土桥的类型与设置条件做出了技术经济分析,给出了临时排土桥参数模型及其优化算法,研究成果在蒙东能源西二号露天煤矿得到了实际应用,结果表明建立临时排土桥优化开拓运输系统的经济效益显著。
    15  结合阈值算法的Chan-Vese模型图像分割方法
    唐治德 田斌
    2014, 37(8):105-110. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.015
    [摘要](1399) [HTML](852) [PDF 6.83 M](1070)
    摘要:
    阈值分割是图像处理中频繁使用的基本灰度变换,把阈值分割方法与Chan-Vese模型进行结合,并用尺度变换的方式加以辅助,以提高Chan-Vese模型的分割速度和效果。实验表明:该方案大大提高了Chan-Vese模型的收敛速度和分割效果,而且重点改善了Chan-Vese模型在图像灰度变化缓慢的边界迭代次数较多、演化速度慢等问题。
    16  可保持最大吞吐量的IEEE 802.11 DCF协议功率控制机制
    张海荣 郭松涛 陈飘
    2014, 37(8):111-118. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.016
    [摘要](1634) [HTML](941) [PDF 8.39 M](1301)
    摘要:
    在无线Ad Hoc网络中使用功率控制不仅可以节省能耗,还能提高网络吞吐量。基于IEEE 802.11 DCF协议,提出了一种新的适用于车辆自组织网络的功率控制算法。该算法根据节点的通信状况,动态地调整接收节点的CTS帧发射功率和发送节点的数据包发射功率,进而根据使网络吞吐量达到最大时的最佳接入节点数目调节RTS帧的发射功率,从而避免冲突,增大吞吐量。仿真表明该算法不仅能降低平均能耗,延长网络生存时间,还能增大网络复用率,提高网络的平均吞吐量。
    17  限制TTL的PREQ广播风暴抑制方案
    游波 牟荣增 阎跃鹏
    2014, 37(8):119-126. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.017
    [摘要](1727) [HTML](430) [PDF 7.63 M](1406)
    摘要:
    在使用混合无线网状网协议(hybrid wireless mesh protocol,HWMP)的IEEE802.11s树状网络中,子节点之间通过洪泛PREQ(path request)来维护路由,会带来严重的PREQ广播风暴问题。为了解决这个问题提出了一种限制TTL(time to live)的PREQ广播风暴抑制方案。该方案设计了一种子节点分级策略:利用HWMP的表驱动路由,根据子节点到根节点的路由跳数将子节点分级,并在网络中同步等级信息。源节点在发送PREQ时不再使用HWMP默认的TTL,而是将PREQ的TTL设置为源节点与目的节点的等级和。理论分析和实验结果表明,该方案限制了PREQ的传输距离,在节点位置固定的静态树状网络中,当源节点与目的节点的等级和不大时该方案在路由开销、回路时延、丢包率和吞吐量上的性能表现都优于HWMP。
    18  “伞”型双阻带超宽带单极天线的设计
    吕虹 夏新升 吴东升 平兰兰 于永林
    2014, 37(8):127-131. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.018
    [摘要](1497) [HTML](924) [PDF 6.40 M](1206)
    摘要:
    为克服无线通信中系统间的相互干扰,基于天线频段抑制技术,设计一款具有双阻带特性的新型超宽带单极子天线。采用加载、开槽等技术,使其在2.6~14.6 GHz频带内回波损失小于-10 dB。通过在接地板和辐射贴片上开槽,使其在IEEE802.16的3.3~3.6 GHz、C波卫星通信系统3.7~4.2 GHz、IEEE802.11a的5.15~5.825 GHz频段内驻波比大于2。仿真与测试结果表明,该天线具有良好的抑制功能,并且结构简单,体积小。
    19  陟槽型激活函数细胞神经网络稳定点研究
    王平 韩琦
    2014, 37(8):132-137. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.019
    [摘要](1661) [HTML](335) [PDF 5.99 M](1261)
    摘要:
    细胞神经网络稳定点研究可以为联想记忆提供理论支持,但是,以往没有对陟槽型激活函数的细胞神经网络进行研究。陟槽型激活函数是包含单位型增益型激活函数,因此其应用范围更广。文章主要研究了使用陟槽型激活函数的细胞神经网络中细胞平衡点数量的范围,通过研究细胞神经网络参数之间的关系,获得了一些网络稳定的充分条件,根据这些条件以及细胞神经网络的输入和输出能够得到细胞神经网络的权值范围,并且可获得该网络每个细胞平衡点数量的范围,得出其值小于2 δ。最后,通过数值模拟证明文中提出的理论是有效的。
    20  复杂网络独立集的免疫策略分析
    黄斌 赵翔宇 吴春旺
    2014, 37(8):138-143. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.020
    [摘要](1581) [HTML](494) [PDF 5.88 M](1131)
    摘要:
    根据独立集的概念,提出了新的复杂网络的免疫策略,免疫一个独立集中度数最大顶点的免疫方法,称为独立集的目标免疫。当独立集中免疫节点度数和等于全网络的目标免疫节点度数和时,独立集的目标免疫策略比全网络的目标免疫更加有效,并从网络结构的角度阐明这一结果出现的原因。随后比较了独立集中的随机免疫策略与全网络的随机免疫策略,实验结果表明对独立集的随机免疫并没有去掉更多的高度数节点。对于经典的SI传播模型,所有节点都只有两种状态:易染状态和感染状态。在复杂网络免疫策略的研究中,SI传播模型与SIR、SIS传播模型相比较,使用SI传播模型对于免疫策略的研究将更加有利。
    21  RSSI修正的WSN定位算法
    武时龙 张万礼 杨小莹
    2014, 37(8):144-150. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.08.021
    [摘要](1700) [HTML](368) [PDF 8.09 M](1037)
    摘要:
    为了解决DV-Hop 算法误差较大的问题,提出了一种基于RSSI修正的WSN定位算法 RMDV-Hop (RSSI Modified DV-Hop)。该算法限制最大传播跳数,并对跳数为1的锚节点利用RSSI值修正其跳数值,取RSSI值较大的前N个锚节点作为参考锚节点,利用参考锚节点的平均每跳距离误差进行加权处理未知节点的平均每跳距离,最后用总体最小二乘法计算未知节点的坐标位置,实现RMDV-Hop定位算法的全面改进,以提高定位精度。仿真结果验证,改进算法的定位精度和稳定性都比原始算法有了明显的提高。

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