2018年第41卷第2期文章目次

林腾蛟 , 曹洪 , 吕和生

2018, 41(2):1-9. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.02.001

[摘要](1095) [HTML](384) [PDF 21.34 M](1264)

摘要:
为研究修形前后多级行星齿轮箱在复杂激励作用下的振动噪声，以海洋平台升降齿轮箱为对象，建立了耦合4级行星轮系、轴承和箱体的齿轮箱有限元模型，分析了齿轮箱的振动模态；采用静动力接触有限元法求解了修形前后齿轮副的内部动态激励，在此基础上提出了考虑轮齿修形的齿轮箱振动噪声预估方法，利用模态叠加法分别计算了轮齿修形前后齿轮箱的振动响应，并采用声学边界元法对齿轮箱的辐射噪声进行预估。结果表明：修形后4级行星齿轮箱的振动噪声明显降低，对比振动噪声仿真与实测结果，两者吻合良好。

2 高原环境下AMT汽车动力性换挡规律分析

王宇翔 , 林富 , 胡明辉

2018, 41(2):10-20. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.02.002

[摘要](751) [HTML](525) [PDF 10.58 M](1332)

摘要:
针对内燃机汽车性能受高原地区海拔高度的影响，在分析海拔高度的改变对发动机性能影响的基础上，建立整车动力传动系统仿真模型，分析高原环境下AMT汽车动力性换挡规律。通过对最佳动力性换挡规律控制参数进行修正，提出了基于不同海拔高度的动力换挡规律制定方法，并进行了仿真验证。仿真结果表明：在高原行驶环境下，采用所提出的高原环境动力性换挡规律，明显改善了AMT汽车在高原环境行驶时的动力性能，提高了汽车高原环境适应能力。

3 数控机床质量投影寻踪综合评价方法

刘英 , 银刚 , 张根保 , 冉琰

2018, 41(2):21-28. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.02.003

[摘要](1026) [HTML](501) [PDF 1.12 M](1125)

摘要:
针对数控机床质量评价指标多维性问题，提出了基于投影寻踪（projection pursuit，PP）模型的综合评价方法。引入正弦余弦算法（sine cosine algorithm，SCA）计算数控机床质量评价指标的客观权重，结合专家经验利用层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）得到各指标的主观权重，基于最小信息熵原理将客观权重与主观权重相结合得到数控机床质量评价指标的组合权重，最后由投影寻踪投影值算法得出综合评价值。实例研究表明该方法可行。

4 大型双排四点接触球轴承载荷分布影响因素研究

杜静 , 张禄 , 杨显刚

2018, 41(2):29-36. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.02.004

[摘要](644) [HTML](699) [PDF 6.87 M](1172)

摘要:
为充分研究大型双排四点接触球轴承的载荷分布，采用超单元法模拟滚珠滚道接触，用等效梁法模拟螺栓，得到大型双排四点接触球轴承有限元简化模型，并通过与理论模型及经验公式结果对比，验证了该模型的正确性。在此基础上，利用此模型分析螺栓预紧力、安装表面平面度及变桨同步度对轴承载荷分布的影响。结果表明：随着均布螺栓预紧力的增加，轴承最大接触载荷先降低后小幅增加；非均布螺栓预紧力使轴承接触载荷波动加剧；平面度误差会造成轴承接触载荷分布不规则突变；当变桨同步度为负时，轴承的接触载荷增大。

5 不同断裂准则下铝合金冲压成形裂纹扩展模拟

万鑫铭 , 梁宾 , 赵岩 , 郭怡辉 , 周佳

2018, 41(2):37-43. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.02.005

[摘要](1038) [HTML](545) [PDF 14.38 M](1345)

摘要:
使用自主研发的金属板材摩擦系数测试设备，在不同拉速、不同压力条件下，测试了6016铝合金板材在冲压成形过程中的变摩擦系数值和平均摩擦系数值。建立了铝合金板材胀型实验数值模型，模型中输入平均摩擦系数来考虑摩擦边界条件，分别选取成形极限图以及临界厚度减薄率作为铝合金板材断裂准则，采用有限元法对数值模型进行了求解计算，并对数值模拟计算结果进行了实验验证。对比分析发现，采用成形极限图作为模型断裂准则计算时，裂纹起裂位置及区域与实验结果有较大差异；采用临界厚度减薄率作为模型断裂准则计算时，裂纹起裂位置及形貌与实验结果吻合度较高。证明了本文研究所得的临界厚度减薄率准则可以用于预测铝合金板材在冲压成形过程中裂纹的产生及扩展问题。

6 富矿粉烧结配矿优化研究

张琦 , 刘然 , 王小艾 , 孙艳芹 , 刘小杰 , 吕庆

2018, 41(2):44-52. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.02.006

[摘要](848) [HTML](465) [PDF 2.83 M](1408)

摘要:
为了降低烧结成本，减少烧结过程能源的消耗，同时提高烧结矿质量，针对某钢铁公司富矿粉烧结进行优化配矿实验研究。选用南非富矿粉、巴西卡粉与南非精矿粉1、2进行了烧结配矿优化研究。结果表明：最优配矿方案为6^#，其中巴西卡粉、南非富矿粉、南非精矿粉1配比为15∶70∶15。其利用系数为2.66 t/（m²·h），转鼓指数为63.39%，RI、RDI_+3.15分别为70.06%和51.30%，熔滴性能总特性S值为1419 kPa·℃。

7 用于TDLAS甲烷检测的激光器电流驱动与温控系统

姜建国 , 赵宇 , 刘松斌

2018, 41(2):53-60. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.02.007

[摘要](849) [HTML](745) [PDF 9.63 M](1681)

摘要:
为了满足激光器在甲烷气体检测中对输出波长稳定的需求，自主设计以STM32F103RCT6为微处理器核心的电流驱动系统和温控系统，包括信号发生电路、滤波电路、温度采集与控制电路等，运用信号发生芯片生成锯齿扫频信号、正弦调制信号、直流偏置信号，把他们叠加作为激光器注入电流，同时对激光器整体构建二级制冷系统，通过温度和电流的调谐使激光器发出的波长在甲烷气体吸收峰1 653.72 nm附近扫描，以使气体充分吸收。经验证，整个系统工作稳定，可持续工作时间超过36 h，温度误差为±0.008℃，电流驱动误差≤0.09 mA，波长误差在千分位，满足设计需求。

8 变压器植物、矿物绝缘油的微生物降解机制及差异

陈江波 , 王飞鹏 , 蔡胜伟 , 李剑 , 何妍 , 文刚 , 陈程 , 范帆 , 吴俐亚 , 刘芮彤

2018, 41(2):61-68. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.02.008

[摘要](892) [HTML](433) [PDF 2.77 M](1331)

摘要:
采用《快速生物降解性：密闭瓶法实验》的方法，研究了菜籽植物绝缘油（RDB）、FR₃变压器绝缘油（FR₃）和25^#变压器绝缘油的微生物降解性能。实验结果表明：RDB、FR₃和25^#变压器绝缘油的微生物降解率分别为98.87%、99.57%和37.73%。根据《新化学物质危害评估导则》（HJ/T 154—2004），说明RDB和FR3属于易生物降解的化学物质，而25^#变压器绝缘油属于难生物降解的化学物质。造成植物绝缘油与矿物绝缘油降解差异主要是因为构成物质的种类不同、不饱和化学键的含量不同。而植物绝缘油之间的降解差异研究甚少，笔者从水解动力学的角度，揭示不同植物绝缘油降解差异性的机制。

9 基于Morphing方法的断层面重构

刘光伟 , 宋佳琛 , 白润才 , 李鹏

2018, 41(2):69-77. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.02.009

[摘要](737) [HTML](484) [PDF 8.38 M](1457)

摘要:
为提高稀疏数据条件下断层面形态重构的准确性和光滑性，通过对断层面建模数据分析与优选，提出基于Morphing方法构建相邻稀疏断层线的过渡曲线，同时基于CD-TIN重构平稳光滑断层面的方法。以Morphing方法基础理论，分析了断层线数据特征点对应关系，采用距离二分法实现了特征点匹配；参照有限外推法，确定了断层尖灭位置；采用拉格朗日插值方法对断层线节点曲线进行趋势外推，实现相交断层面切削；最终实现了稀疏数据下断层面的光滑构建。通过对比Kriging插值方法和Morphing方法生成的断层面模型形态，结果表明：Morphing方法生成的断层面形态平滑自然，可以更好地还原断层弯曲细节。

10 页岩声发射RA值及其分形特征的试验研究

顾义磊 , 王泽鹏 , 李清淼 , 房局 , 廖帅

2018, 41(2):78-86. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.02.010

[摘要](1024) [HTML](524) [PDF 3.64 M](1271)

摘要:
对页岩进行常规三轴压缩条件下的声发射试验，得到其声发射RA值时间序列，并利用MATLAB编程计算其关联维数，得到分形维数与时间的耦合关系，采用分形理论对其进行分析，以研究页岩在常规三轴压缩破坏过程中的微观机制及其分形特征。结果表明：1）页岩在常规三轴压缩破坏过程中的裂纹为张剪复合裂纹，并以剪切裂纹为主，张裂纹主要出现在峰值强度前后，并且随着围压的升高，张裂纹数量明显减少，这说明围压能够抑制张裂纹的产生。2）页岩声发射RA值在时域上具有自相似特征，具有分形特征，其分形维数演化模式为：上升—突降—波动。3）声发射RA值的分形维数在初期上升，表明岩石内部先是微小裂纹无序扩展，并融合贯通成破裂面，此时分形维数突降，表明裂纹沿破裂面有序地扩展，岩石产生宏观裂纹，预示着岩石即将发生破坏，因此可以将分形维数的首次突降作为岩体失稳破坏的前兆。

11 基于改进遗传算法的露天矿运输路径优化

柴森霖 , 白润才 , 刘光伟 , 曹博 , 刘鹏 , 戴林

2018, 41(2):87-95. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.02.011

[摘要](612) [HTML](586) [PDF 3.33 M](1313)

摘要:
为克服露天矿以等效运距为权重进行路径优化的现实不可行性，建立以时变运输功最小化为优化目标的路径优化模型，用以描述道路网络的随机波动性。首先建立了时变运输功计算模型，并进一步提出基于随机过程的最优化概率模型；最后从改造遗传算法入手，进一步提高解的收敛速度。实验结果显示，较之传统的静态路径规划算法，文中算法不仅能快速获得低能耗的最优化路径，而且能大幅度的提高解的收敛速度，进一步压缩整个运输系统实际工程中的费用成本。算法在实际调度过程中具有更高效的优化效果。

12 不同注源气体置换-驱替煤层甲烷突破时间的差异性分析

杨宏民 , 鲁小凯 , 陈立伟

2018, 41(2):96-102. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2018.02.012

[摘要](767) [HTML](568) [PDF 1.15 M](1159)

摘要:
煤层注气促抽瓦斯是近年来逐步发展起来的强化抽采技术，注气突破时间是该技术的重要参数之一。突破时间是指注源气体从煤层一端注入到另一端检测出该组分所需的时间，它与注源气体的吸附性、渗透性有着密切的关系。为了研究渗透和吸附对注气突破时间的影响规律，利用含瓦斯煤层注气模拟实验装置，进行了煤层注He，N₂和CO₂置换-驱替CH₄的实验室模拟实验。实验结果表明，不考虑煤对气体吸附性的纯渗流条件下，N₂和CO₂纯渗流突破时间极短，仅为总突破时间的5.93%和0.28%，表明气体吸附性能是引起总突破时间差异的主要因素；另外，随着注源气体吸附性增强，其总突破时间大幅度增加，He，N₂和CO₂的总突破时间分别为0.92，14，246 min。实验结果结合理论模型计算分析得出：注源气体吸附性越强，总突破时间越长，注气初期的置换效应越明显，但随着注源气体的吸附不断趋于饱和，其驱替效应逐渐增强。

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