2017年第40卷第12期文章目次

徐中明 , 陶能发 , 赖诗洋 , 梁涛 , 夏小均

2017, 40(12):1-7. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.12.001

[摘要](1087) [HTML](398) [PDF 1.55 M](1541)

摘要:
转向节直接影响汽车的操作稳定性和行驶安全性，为使转向节在实现轻量化的同时满足汽车动力学要求，运用SIMP （solid isotropic material with punishment）密度函数插值模型以及带权重的折衷优化法定义综合目标函数，对某太阳能赛车转向节进行多目标拓扑优化，使其一阶振动频率和静态工况下的刚度达到综合最优值。优化后该转向节的一阶振动频率提高76.87%，静态工况下的刚度提高90.25%，质量减轻44.47%，轻量化效果显著。

2 多轴精密传动实验平台设计及动态特性分析

魏波 , 陈永洪 , 梁栋 , 陈兵奎

2017, 40(12):8-15,34. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.12.002

[摘要](875) [HTML](426) [PDF 1.44 M](1514)

摘要:
传动实验平台的动态特性对精密减速器测试结果的精度和可靠性有重要影响。以自行研制的新型多轴精密传动实验平台为分析对象，基于赫兹接触理论提出了交叉滚子直线导轨结合部刚度的计算方法；根据交错轴减速器测试的实际工况，利用弹簧单元模拟导轨结合部的接触特性，建立了实验平台在极限位置下的动力学模型；在此基础上利用有限元方法进行了理论模态分析，获得了平台的前4阶固有频率和模态振型；最后通过样机测试对平台的动态特性加以验证，得到平台实际工况下的最大振动速度为0.487 mm/s。结果表明该新型传动实验平台满足精密设备的振动标准，具有良好的动态性能。

3 电动车用轮毂电机场路耦合分析

张河山 , 邓兆祥 , 张羽 , 妥吉英 , 杨金歌

2017, 40(12):16-23. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.12.003

[摘要](1263) [HTML](293) [PDF 3.03 M](1163)

摘要:
针对电路模拟法和电磁解析法难以准确计及铁磁材料磁导率非线性的影响，以及磁场有限元法难以分析外电路为非标准正弦激励等问题，采用场路耦合法分析电动车用轮毂电机特性，将电磁场有限元方程与外电路方程联立求解，充分考虑外电路中时间谐波电流等非线性因素对磁场的影响，实现电磁场量和电气量的直接耦合。推导轮毂电机电磁场与外电路耦合离散方程、机械运动方程以及功率损耗方程，计算其负载感应电动势和功率损耗，对比分析磁场有限元法和场路耦合法计算结果的差异，并研究轮毂电机功率损耗密度的分布规律。分别采用磁场有限元法和场路耦合法计算在不同工况运行时电机的效率特性，通过样机实验对比分析，结果表明：场路耦合法计算结果更准确，证明所用分析方法的正确性。

4 轮毂电机驱动电动汽车横摆稳定性控制

李以农 , 胡一明 , 邹桃

2017, 40(12):24-34. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.12.004

[摘要](1082) [HTML](492) [PDF 3.03 M](1753)

摘要:
为了提高轮毂电机驱动电动汽车行驶稳定性，设计了基于直接横摆力矩控制的车辆稳定性控制系统；针对滑模控制存在固有抖振的问题，建立基于模糊滑模控制理论的稳定性控制器；针对车辆质心侧偏角难以测量，建立了结构简单、计算快速的非线性滑模观测器；考虑到转矩分配的实际约束条件和分配器的响应速度，建立了等比例转矩分配器，分配各车轮上的驱动/制动扭矩。最后基于MATLAB/Simulink与Carsim联合仿真平台进行了仿真分析，结果表明该控制器能很好改善车辆的操纵稳定性，并且控制输出更加平顺。

5 信息系统脆弱性被利用概率计算方法

柴继文 , 王胜 , 梁晖辉 , 胡兵 , 向宏

2017, 40(12):35-42. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.12.005

[摘要](898) [HTML](662) [PDF 1.24 M](1342)

摘要:
针对现有信息系统风险评估工作中对脆弱性的评估未考虑各脆弱性间的相关性，评估结果受到较多人为主观因素的影响，提出"被利用难易程度"和"被选择概率"两个指标将现有对脆弱性的"被利用难易程度"评价转换为更为科学的"被利用概率"评价，并用贝叶斯网络的正向推理计算脆弱性节点的累积"被选择概率"。通过理论和实验分析，与相关的研究成果相比，提出的脆弱性被利用概率计算方法更准确、合理。

6 CaF₂强化红土镍矿自还原过程中金属相聚集长大行为

薛正良 , 肖承鹏 , 杭桂华 , 熊天宇 , 谢煜程

2017, 40(12):43-51. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.12.006

[摘要](821) [HTML](465) [PDF 2.85 M](1179)

摘要:
针对高镁高硅型中低品位红土镍矿，采用煤基自还原-细磨-磁选工艺制备镍铁粉，研究了内配碳比对红土镍矿中铁、镍氧化物自还原的影响，CaF₂对红土镍矿自还原过程中氧化物的还原、金属相的析出及聚集长大的影响规律。研究表明在CaF₂作用下通过降低内配碳比可抑制氧化铁的还原，从而获得镍品位较高的镍铁粉，但相应牺牲镍的回收率；CaF₂能与红土镍矿中高熔点的硅酸盐脉石通过固相反应生成低熔点的透闪石（Ca₂Mg₅（Si₄O₁₁）₂F₂），使硅酸盐矿物结构由岛状转变为链状，提高硅酸盐矿物反应活性，促进镍、铁氧化物的还原；通过降低红土镍矿脉石相的熔化性温度，CaF₂能明显强化红土镍矿自还原过程中金属相的析出、聚集和长大，促进镍铁与脉石的有效分离，从而大幅度提高镍铁粉中镍和铁的品位及金属元素的回收率。

7 植物绝缘油击穿放电故障特征气体分析

蔡胜伟 , 王飞鹏 , 陈程 , 范帆 , 陈江波 , 文刚 , 李剑 , 相晨萌 , 王吉

2017, 40(12):52-58. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.12.007

[摘要](877) [HTML](363) [PDF 1.26 M](1103)

摘要:
对山茶籽植物绝缘油和矿物绝缘油两种变压器用油进行击穿放电故障试验，采用油中溶解气体分析方法测量并分析两种绝缘油放电故障所产生的油中溶解气体，分析并对比两种绝缘油纯油及油纸击穿产生气体的种类及百分含量。结果表明：两种绝缘油在击穿故障后均产生H₂、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂、CO及CO₂这7种特征气体；随击穿故障次数的增加，植物绝缘油中溶解气体总量呈增加趋势，并且山茶籽植物绝缘油中CO和CO₂溶解气体含量大于矿物绝缘油；在两种绝缘油中，C₂H₂的含量在总烃中始终是最高的，这说明与矿物油相同，C₂H₂是山茶籽植物绝缘油电击穿故障的主要特征气体。

8 工业纯铁电解制备高纯铁

黄红兵 , 彭其春 , 邱文涛

2017, 40(12):59-70. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.12.008

[摘要](1163) [HTML](482) [PDF 1.64 M](2401)

摘要:
以工业纯铁为原料，运用正交设计对电解制备高纯铁的影响因素进行研究，以电沉积速率、电流效率、电解铁纯度及外观为指标，确定各因素的显著性及最佳组合方案。用ICP-AES、扫描电镜（SEM）对电解铁纯度及其主要杂质元素进行分析，通过退火还原对杂质氧进行分析提纯，并采用NaoH溶液浸出电解铁片，测量浸出液中SO₄^2-浓度。结果表明：溶液Fe²⁺浓度50 g/L，pH值为4，电解温度25℃，电流密度100 A/m²，是电解制纯铁实验的最佳因素组合。在该工艺参数下，电沉积速率为0.549 g/h，电流效率达到89.2%，电解铁纯度达到99.98%以上；电解铁退火还原后氧元素含量大大减少，浸出液中硫酸根的量大约为30 mg/L，且结合实际电解条件可知，氧和硫的主要存在形式为铁的氧化物和硫酸亚铁。

9 膜蒸馏技术应用于海水淡化的技术分析与研究进展

郑涛杰 , 陈志莉 , 杨毅

2017, 40(12):71-78. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.12.009

[摘要](958) [HTML](1752) [PDF 901.98 K](1860)

摘要:
介绍了膜蒸馏的原理与影响膜蒸馏通量的相关因素，总结了膜蒸馏方法应用于海水淡化的优势与劣势，对膜蒸馏的分类进行了介绍。针对膜材料发展与蒸馏过程中的膜污染相关问题进行了探讨，对国内膜蒸馏海水淡化技术发展前景进行了展望。

10 过硫酸盐对有机废水COD_Cr测定的干扰及消除

曾晓岚 , 黄永周 , 张玉 , 罗万申 , 李仲 , 丁文川

2017, 40(12):79-86. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.12.010

[摘要](1104) [HTML](1017) [PDF 1.21 M](1883)

摘要:
采用过硫酸盐高级氧化技术处理有机废水时通常用化学需氧量（COD）表征处理效果，使用重铬酸钾法测定COD时，残余的过硫酸盐对测定结果存在干扰。考察了过硫酸根（S₂O₈^2-）对COD_Cr干扰情况，分析干扰机理并提出消除干扰的措施。结果表明，水样中残留的S₂O₈^2-作为还原剂使COD_Cr测定值高于实际值，S₂O₈^2-对不同水样COD_Cr测定干扰程度也不同，在低（0~150 mg/L）、高（0~1 500 mg/L）2种量程的COD_Cr测定组中，S₂O₈^2-与COD_Cr之间分别呈现显著的线性关系，线性关系分别为y=36.120 2x+0.571 1（R²=0.997 9），y=45.171 6x+38.031 6（R²=0.998 4），1 g的S₂O₈^2-对COD_Cr变化值的贡献在低、高质量浓度水样体系中分别为36.120 2 mg和45.171 6 mg。在COD_Cr标准溶液体系以及实际废水体系中，线性方程计算的△COD_Cr1（S₂O₈^2-引起的COD_Cr的变化值）与△COD₂（COD_Cr测定值与原水COD_Cr的差值）占原水COD_Cr的百分比在10%以下。通过扣除过硫酸盐引起的COD_Cr变化后的数值能较准确的反映水体实际COD_Cr，可用于消除过硫酸盐活化技术处理有机废水时S₂O₈^2-对COD_Cr测定的干扰。

11 矿井突水水源判别的改进ESN神经网络模型

李垣志 , 牛国庆 , 张轩轩

2017, 40(12):87-96. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.12.011

[摘要](900) [HTML](464) [PDF 1.10 M](1008)

摘要:
针对水化学特征相似的水源类型，采用传统的预测模型难以准确判别。运用水化学成分分析法和FCM聚类分析法对26个典型的水源样本进行相似度分析，并提取了4个相似度较高的水源样本作为待测样本，将其载入一种基于阻尼最小二乘正则化方法的GA_ESN判别模型，并与改进的GA_BP和标准GA_ESN模型的判别结果进行对比。结果表明：改进的GA_BP判别模型效果最差，预测准确率只有50%；标准GA_ESN模型的回判准确率和预测准确率均达到100%，但其判别精度对模型的复杂程度要求较高，且易出现过拟合问题；而改进的GA_ESN判别模型能够弥补上述模型的不足，不仅简化模型训练过程，还能提高水源的判别精度。因此，该模型可作为一种快速有效判别矿井突水来源的新方法。

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