2017年第40卷第10期文章目次

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  • 1  电动车高速轮边齿轮传动动态特性分析与优化
    陈曦 宋朝省 朱才朝 翁燕祥 向超 郭万龙
    2017, 40(10):1-11. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.10.001
    [摘要](971) [HTML](579) [PDF 4.86 M](1362)
    摘要:
    针对某电动汽车高速轮边减速器振动大、噪声强度高等关键问题,建立该减速器齿轮传动系统动态啮合分析模型,对额定功率、最高转速与最大转矩3种工况的各级齿轮副的啮合特性与动态响应进行计算,分析系统振动结构噪声幅值及其分布规律,研究关键重合度设计参数对系统动态啮合性能的影响,基于MASTA提出传动系统宏观几何参数优化方案。研究结果表明:各工况下输出级齿轮副的传动误差峰峰值偏大,高速输入轴轴承处的结构噪声最大;与轴向重合度为非整数设计工况相比,当齿轮副的轴向重合度接近整数时,齿轮副接触线长度变化率较小,啮合过程中接触载荷波动较小,啮合刚度变化率明显降低,齿轮箱各轴承处结构噪声得到明显降低;宏观几何参数优化方案使得各齿轮副动态性能得到一定的提升。
    2  计入粗糙度的深沟球轴承弹塑性接触性能分析
    浦超 杜明刚 孟凡明 张青
    2017, 40(10):12-22. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.10.002
    [摘要](953) [HTML](325) [PDF 10.16 M](1004)
    摘要:
    为揭示表面粗糙度对深沟球轴承弹塑性接触性能的影响,根据该轴承的载荷分布,把滚动体与内滚道接触转变为二次型函数极值问题,并建立考虑表面粗糙度的该轴承弹塑性接触模型,运用半解析法对该模型进行求解,获得了计入表面粗糙度影响的深沟球轴承弹塑性接触性能。数值结果表明:表面粗糙度会使内滚道宽度方向两端处的局部压力减小,同时使内滚道接触压力、von Mises应力、残余应力和残余变形的幅值较光滑情况时增大;同时表面粗糙度导致深沟球轴承中内滚道接触压力和残余变形分布发生波动,易使内滚道次表面产生应力集中,进而影响轴承整体使用寿命。
    3  基于灰色GM(1,4)模型的数控机床热误差补偿技术
    鞠萍华 黄洛
    2017, 40(10):23-29. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.10.003
    [摘要](927) [HTML](337) [PDF 2.26 M](1400)
    摘要:
    为降低机床加工过程中温度场变化对机床加工精度的影响,分析了数控机床生产过程中热源组成及热误差产生机理,根据灰色关联度理论从原设定的8个温度测量点中计算选定4个机床温度关键测量点,建立了灰色GM(1,4)预测模型。该模型搭建了4个关键测温点的温度变化情况与机床热误差值之间的映射关系,能在生产过程通过获取关键点温度实时预测机床热误差值,再通过数控系统将预测值补偿到刀具进给位置,以此形成机床热误差补偿机制。最后,以精密卧式加工中心THM6380为实验对象,检验GM(1,4)模型预测结果与实际热误差值间的差距,拟合残差在±1 μm以内,拟合效果良好。
    4  考虑同时取送货的城市快递共同配送路径优化
    倪霖 刘凯朋 涂志刚
    2017, 40(10):30-39. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.10.004
    [摘要](963) [HTML](653) [PDF 2.17 M](1546)
    摘要:
    针对快递企业的配送车辆在城市配送过程中空载严重的问题,在多家快递企业实施共同配送的前提下,考虑车辆同时取送货对车辆装载率的影响,以配送系统总成本最小化为优化目标,建立考虑同时取送货的城市共同配送路径优化模型,并设计改进遗传算法进行求解,最后通过算例分析验证了模型和算法的实用性与有效性。
    5  FSAE赛车新型曲面前翼尾翼气动优化设计
    周涛 曾忠
    2017, 40(10):40-52. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.10.005
    [摘要](1407) [HTML](1539) [PDF 9.80 M](1690)
    摘要:
    通过优化设计大学生方程式赛车的空气动力学套件,可有效提高赛车的性能。在满足大学生方程式汽车大赛(FSAE)设计规则的前提下,率先采用曲面翼设计理念,优化设计了重庆大学方程式赛车的前翼和尾翼。结合翼形分析软件Profili与Xfoil,进行详细的翼型选型与攻角确定。基于计算流体力学的三维流场数值模拟,优化了赛车的前翼和尾翼。对比多种造型策略,确定了新型减阻曲面翼造型,选用"直主翘襟"尾翼和箭状曲面前翼的空气动力学套件。优化后的赛车整车负升力系数提升至1.68,负升阻比提升至1.91。
    6  羰基铁粉形貌对吸波性能的影响
    杨芾藜 侯兴哲 郑可 杨平安 余淼
    2017, 40(10):53-59. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.10.006
    [摘要](1123) [HTML](817) [PDF 4.44 M](1668)
    摘要:
    由于羰基铁粉具有温度稳定性好、吸收频带宽、可设计性强等优点,从而得到了广泛的研究与应用。对两种参数基本一致,但形貌各异的羰基铁粉(球状和树枝状)进行了电磁吸波性能测试,用以研究形貌对羰基铁粉电磁吸波性能的影响。实验结果表明,形貌对羰基铁粉的电磁吸波性能有非常大的影响。相比于球状羰基铁粉,树枝状羰基铁粉的最大反射损耗增加了94%,达到-47.14 dB。同时,对应于最大反射损耗的频率从球状羰基铁粉的11.88 GHz移动到树枝状羰基铁粉的6.44 GHz。这是因为树枝状形貌有利于形成不连续网络、增加对入射微波的漫反射、还可以带来更多的界面电荷极化,从而增强对电磁波的吸收强度。此外,本研究表明各向异性结构是提高介电常数和介电损耗获得轻质宽带吸波剂的有效途径。
    7  大转动惯量负载用感应电机转子起动温升分析
    韩力 雷艺 汪同斌 王世洪 章丽桥 熊颖丹
    2017, 40(10):60-69. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.10.007
    [摘要](966) [HTML](507) [PDF 2.85 M](1023)
    摘要:
    大转动惯量负载用感应电动机是发电厂用于拖动风扇磨煤机旋转的专用感应电动机。由于风扇磨煤机的转动惯量大,使得拖动其旋转的电动机具有转动惯量大、起动电流大、起动时间长等特点,导致该种电动机起动过程的转子发热问题尤为突出。为了提高大转动惯量负载用感应电动机的起动可靠性,以一台国内最大容量的大转动惯量负载用感应电动机为研究对象,采用分点计算与曲线拟合的方法,建立了起动过程中转子铁耗、铜耗以及转子表面散热系数随转速变化的计算模型,利用有限元法对其起动过程中转子部件的损耗和温升进行了计算与分析。结果表明,该电动机的起动时间长达48 s,在起动过程中转子铁耗、铜耗以及表面散热系数均随转速而变化,起动完成后转子最高温升达到141.1 K。
    8  取向硅钢常化过程析出物和组织演变规律
    周博文 李光强 朱诚意 侯若谷
    2017, 40(10):70-78. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.10.008
    [摘要](866) [HTML](471) [PDF 4.99 M](1117)
    摘要:
    使用透射电镜(TEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)对取向硅钢热轧板常化过程中析出物和组织的变化进行了研究。结果表明,热轧及常化过程中都有大量细小的析出物析出,其中热轧板中主要是MnS和少量MnS与AlN的复合析出物;常化板中主要是AlN和少量MnS与AlN的复合析出物;且常化板中析出物数量比热轧板中析出物的数量高1~2个数量级,平均尺寸减小约16 nm。热轧板的组织沿着厚度方向存在较大不均匀性,高斯织构主要存在于热轧板次表层的变形组织中,且强度约为2;常化热处理后试样厚度方向组织的均匀性变大且次表层可以得到细小均匀的晶粒组织,高斯织构依然存在于试样次表层但强度减小约为0.8。
    9  Zn掺杂锐钛矿TiO2的电子结构及光学性质的研究
    谢奉妤 高家诚 王宁
    2017, 40(10):79-86. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.10.009
    [摘要](925) [HTML](343) [PDF 4.42 M](940)
    摘要:
    采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理对Zn掺杂锐钛矿TiO2进行了结构优化,并对掺杂前后的能带结构、电子态密度和吸收光谱进行了计算。研究表明:Zn掺杂锐钛矿TiO2体系为间接带隙半导体,在价带顶部引入了杂质能级,杂质能级主要由O-2p轨道和Zn-3d轨道贡献,杂质能级的引入增强了TiO2对可见光区的响应,增大TiO2的光吸收范围。实验结果表明:Zn掺杂使锐钛矿TiO2吸收边红移,并能增强TiO2的光电效应,可用于材料的光阴极保护。
    10  固溶热处理对一种第三代镍基单晶高温合金组织及高温持久性能的影响
    方向 赵云松 张剑 杨振宇 姜华 杨岩 陈昊 吴庆辉 骆宇时
    2017, 40(10):87-98. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.10.010
    [摘要](939) [HTML](541) [PDF 4.28 M](1683)
    摘要:
    研究了固溶热处理对一种Re含量为6.5%(质量分数)的第三代单晶高温合金组织及持久性能的影响,实验结果表明:合金铸态下存在明显的凝固偏析,枝晶间区域存在大量的(γ+γ')共晶组织。固溶过程中,共晶组织在1 335℃以上开始快速溶解,但难熔元素,尤其是Re元素的偏析需要在1 360℃以上才能有明显改善;经过1 365℃固溶后疏松含量增加至0.21%(体积分数),接近铸态下疏松含量的5.2倍。铸态及经1 360℃和1 365℃固溶热处理后合金的持久性能测试结果显示:固溶热处理显著改善了合金的持久性能,且固溶温度越高,持久性能越高。在高温持久加载过程中,铸态合金的裂纹主要沿枝晶间分布,在(γ+γ')共晶组织处萌生;当固溶温度较低时,且枝晶干处析出了较多的TCP(topologically close-packed)相,未能充分降低Re元素的偏析可能是导致枝晶干处TCP相大量析出的主要原因;当固溶温度较高时,TCP相析出量较少。
    11  大豆秸秆生物炭对废水中Ni(II)的吸附性能
    向文英 李宁 邓国斌 谢冰冰
    2017, 40(10):99-107. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.10.011
    [摘要](810) [HTML](347) [PDF 3.56 M](983)
    摘要:
    为了能以更有效更经济的方法去除废水中的Ni(Ⅱ),选用成本低廉的大豆秸秆制备生物炭作为吸附剂,研究了炭化温度、溶液pH、吸附剂投加量、溶液温度、Cd(Ⅱ)质量浓度对吸附效果的影响,得到了最佳的吸附条件,开拓了去除重金属镍的新方法,同时研究了生物炭对Ni(Ⅱ)的吸附动力学和吸附等温线。实验表明,大豆秸秆生物炭对Ni(Ⅱ)有较好的吸附性能,Ni(Ⅱ)质量浓度为20 mg/L,炭化温度为500℃,pH为7,投加量为0.2 g,室温为25℃,Cd(Ⅱ)质量浓度为0为最佳吸附条件。吸附反应符合准二级动力学方程。吸附等温线符合Langmuir模型,25℃时饱和吸附量为14.38 mg/L。扫描电镜分析显示,炭化使得秸秆孔道结构增多,表面粗糙程度加剧,比表面积增大,从而提高了吸附性能。
    12  典型层状热储地热水富集特征研究——以观音峡背斜东翼为例
    吕玉香 谭林 张中举
    2017, 40(10):108-114. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.10.012
    [摘要](863) [HTML](339) [PDF 1.39 M](1324)
    摘要:
    观音峡背斜为典型的层状热储构造。利用背斜南东翼已成功实施的11口地热井资料,采用对比研究、相关分析等方法,揭示了层状热储地热水富集特征:热储埋深越大,岩溶发育程度越弱,地热水越贫乏;热储埋深越大,热储盖层隔热保温效果越好,地热水水温越高;层状热储含水层厚度愈厚,岩溶发育程度越强,地热水越富集;热储含水层厚度愈厚,岩溶裂隙越发育,地热水水温越低;"渐变型"层状热储地热水富集程度相对较好,地热井平均出水量2 136.75 m3/d;"急变型"层状热储地热水富集程度相对较差,地热井平均出水量584.93 m3/d。

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