• 2021年第44卷第4期文章目次
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    • >机械工程
    • 新型高效的悬架架构设计方法

      2021, 44(4):1-9. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.003

      摘要 (635) HTML (1016) PDF 3.17 M (1068) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的悬架架构设计方法使用多体动力学仿真进行大量试错,因此对时间及人力需求高,但效果不稳定。针对该问题建立的新方法首先应用新型解析算法设计悬架硬点,再应用基于ADAMS及MATLAB二次开发的自动化软件设计弹性件。相比传统方法,新方法效率提升约8倍。新方法还包含一套性能参数管控标准,能系统性地判断135项悬架运动学及整车动力学性能参数的优劣,以此指导设计。相比传统方法依靠设计人员经验判断参数优劣,新方法更全面、精准和稳定,更能确保设计质量。

    • 基于智能算法的燃料电池汽车道路坡度估计

      2021, 44(4):10-18. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.006

      摘要 (469) HTML (930) PDF 3.56 M (1104) 评论 (0) 收藏

      摘要:道路坡度是燃料电池混合动力汽车(FCHV)能量管理策略中的重要参数,但精确的道路坡度很难实时获取。因此,提出了一种基于智能算法(长短期神经网络,LSTM)的道路坡度估计方法。通过分析汽车行驶动力模型,选择了合适的行驶参数作为网络输入。同时,比较了该算法与多层感知器(MLP)算法的估计结果,也比较了不同文献中各算法估计结果的归一化均方根误差值(NRMSE)。实车实验结果表明:该方法能在不使用额外传感器的情况下,较准确地估计实时道路坡度,估计结果的RMSE值(均方根误差值)和NRMSE值仅为0.65°和4.6%。

    • 碱性阴离子交换膜燃料电池实验及数值模拟

      2021, 44(4):19-28. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.004

      摘要 (625) HTML (1323) PDF 1.93 M (1113) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对碱性阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)水管理开展了实验及数值模拟工作,使用Tokuyama A201膜制备并组装了实验室规模的AEMFC单电池,建立了一个基于质量守恒、组分守恒及电荷守恒的碱性阴离子交换膜燃料电池二维稳态等温模型,用于研究电池性能及内部水传输机理。通过模型计算分析电池性能及内部水传输和水分布情况,结果表明:计算预测得到的特定参数下的极化曲线趋势与单电池测试的数据吻合良好;电流密度增加会增大水从阳极到阴极的净通量,有利于阴极反应的进行;电池两极均需进气加湿,提高阳极进气湿度可以加快水从阳极到阴极的净迁移,在较高电流密度下阴极进气湿度过低对电池性能影响较大。

    • 基于四目立体视觉的智轨电车参数测量方法与系统

      2021, 44(4):29-36. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2021.004

      摘要 (373) HTML (987) PDF 1.76 M (923) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决当前智轨电车参数测量受限于车身过长、测量精度及效率等问题,通过一种基于四目视觉的立体视觉参数测量方法,研发了一套智轨电车参数测量方法与系统。基于空间向量定义车身平面、车轮转动角、铰接盘夹角及其零度,建立相关角度的视觉测量模型;研究合作标识识别及优化的高精度算法,实现角度精密测量;研发基于client-server(C/S)架构的智轨电车参数测量系统,实现角度快速测量。将参数测量系统应用于中车相应车辆标定中,结果表明该方法快速有效,车轮转向角测量精度优于±0.1°,铰接盘夹角测量精度优于±0.05°,为智轨电车参数的测量提供了一种大视野、高精度、高效率的检测方法。

    • 大行程微点胶机构的设计与分析

      2021, 44(4):37-51. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.113

      摘要 (457) HTML (1458) PDF 4.05 M (984) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统点胶系统精度低、点胶速度慢等问题,采用柔性机构设计了基于压电陶瓷驱动的一体化微点胶机构。为补偿压电陶瓷驱动器的行程,采用三级混合放大机构,并分析了位移放大倍数的理论值,得到了机构的位移行程。应用拉格朗日定理对机构的刚度建模,求解理论刚度值,得到了机构的固有频率解析表达式。有限元仿真结果表明,机构放大倍数和刚度的理论值与仿真结果的相对误差分别为8.5%和7.2%,验证了理论模型的正确性。该机构为微量液体自动分配系统的设计提供了一定的思路与技术支持。

    • 超磁致伸缩作动器的磁路优化设计与有限元分析

      2021, 44(4):52-63. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.286

      摘要 (427) HTML (1484) PDF 4.66 M (1135) 评论 (0) 收藏

      摘要:超磁致伸缩作动器(giant magnetostrictive actuator,简称GMA)是一种新型的振动控制驱动器件,但由于其内部磁路复杂,GMA内部磁路中磁感应强度的大小和均匀性会严重影响作动器的工作性能。为解决上述问题,基于静态条件下线性磁致伸缩理论和电磁学原理,采用有限元软件ANSYS对GMA建立有限元模型,系统性地研究了激励线圈、导磁体和导磁内壁所用材料的参数等对磁感应强度的影响。同时,提出以GMM棒中减小磁漏、增大磁感应强度和提高磁感应强度的均匀性为设计原则,将超磁致伸缩棒轴向中心线处磁感应强度的大小和均匀度作为评价标准。对开闭磁路、激励线圈的轴向长度、材料的磁导率、空气间隙和导磁体的半径等参数进行优化设计。研究结果表明,当采用闭合磁路时,磁感应强度的大小和均匀度均得到了很大的提高;并通过磁路优化后,磁感应强的大小增大了0.1 T,均匀度提升了10.27%。

    • >电气工程
    • 辅助槽对内置式永磁同步电机齿槽转矩的影响

      2021, 44(4):64-76. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.106

      摘要 (677) HTML (1910) PDF 4.71 M (1240) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对齿槽转矩带来的永磁电机转矩波动导致振动和噪声的问题,采用开辅助槽的方法抑制齿槽转矩。分析抑制齿槽转矩的原理,通过改变辅助槽的个数、槽深、槽宽、开槽面积和开槽形状,运用Ansoft Maxwell软件对永磁电机建模,利用有限元分析辅助槽对永磁同步电机齿槽转矩的影响。以一台4极36槽电机为例分析的结果表明:当开2个辅助槽,槽深0.7 mm、槽宽1.2 mm、开槽面积为0.84 mm2、槽型为矩形槽时,齿槽转矩的削弱效果最明显,比未开槽时的齿槽转矩减小了75.2%;且开辅助槽前后反电动势变化不大,气隙磁密基波幅值降低,5、7次谐波削弱程度显著,波形畸变率下降至17.78%,电机性能得到改善。

    • 基于5G通信和动态时间规划算法的配电网线路差动保护

      2021, 44(4):77-85. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.112

      摘要 (573) HTML (832) PDF 4.68 M (1101) 评论 (0) 收藏

      摘要:现代配电网中分布式新能源发电装置的接入,使得传统三段式电流保护难以实现。而差动保护需要敷设光纤,其建设、维护成本高,难以大范围应用。通过5G通信的超低时延特性,实现差动保护数据传输通道,有利于解决上述光纤成本高的问题。但5G通信数据传输时延和时延抖动的不确定性,对保护动作判据计算的准确性产生不利影响。针对于这一问题,利用动态时间规划(DTW)算法对电流采样序列时间轴变化具有容差性这一特点,构建基于DTW距离的差动保护判据,消除传输时延和抖动对差动保判据计算的影响。最后通过仿真分析了算法中参数选取对结果的影响,并验证了基于DTW距离的差动保护判据算法的有效性。

    • >环境科学与工程
    • 化学淋洗对土壤团聚体稳定性及其重金属赋存形态的影响

      2021, 44(4):86-96. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.285

      摘要 (303) HTML (906) PDF 4.14 M (848) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究重金属在土壤非均质体系中的淋洗特性,分别考察了3种化学淋洗剂乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸和三氯化铁(FeCl3)等对粒径为0.25~2.00 mm、0.05~<0.25 mm和<0.05 mm的土壤团聚体淋洗过程中团聚体结构、重金属Pb和Cd质量分数及其赋存形态影响。结果表明,不同粒径团聚体中重金属的淋洗效率存在显著差异(P<0.05),小粒径(<0.05 mm)的团聚体上Pb和Cd具有更高的淋洗效率。淋洗后较小粒径团聚体上残渣态Cd所占比例升高,但有效态的Pb所占比例增加。淋洗后团聚体的平均直径分别减小了77.25%、80.98%和49.15%,团聚体解体可能增加土壤对Pb和Cd的专性吸附能力。淋洗剂FeCl3相较于EDTA和柠檬酸,对水稳性团聚体具有较低的结构破坏作用,同时具有较好的重金属淋洗效果,有利于土壤后续的安全再利用。

    • 空气污染与呼吸系统疾病发病率的关系分析

      2021, 44(4):97-106. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.297

      摘要 (623) HTML (1248) PDF 436.04 K (1168) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于2013年1月至2018年12月重庆市某医院45 380个呼吸系统疾病确诊病例的微观数据,使用该医院多种呼吸系统疾病确诊量作为呼吸系统疾病发病率的代理变量,与中华人民共和国生态环境部公布的城市空气质量月度报告中的重庆市各类空气污染物的月均浓度指标进行匹配,使用计数数据泊松回归模型定量分析了城市空气质量与各类呼吸系统疾病发病率之间的统计关系。研究发现:空气污染是呼吸系统疾病发病的重要诱因,PM2.5月均质量浓度增加1 μg/m3,支气管哮喘、慢性支气管炎、上呼吸系统感染、社区获得性肺炎、肺气肿、慢性阻塞性肺疾病平均确诊病例数量将提高约0.2%至1.1%。

    • >计算机技术·材料工程
    • 基于深度学习的交通拥堵检测

      2021, 44(4):107-116. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.298

      摘要 (897) HTML (2267) PDF 3.42 M (1347) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对交通拥堵检测,提出一种利用深度学习中卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)对交通拥堵图像进行检测的方法。首先,使用基于TensorFlow框架设计了含有三层卷积层的神经网络分类模型。其次,利用道路拥堵与非拥堵图片对分类模型进行训练,并进行评估。最后,利用训练完成的模型进行道路拥堵检测,与多种深度学习分类模型分类方法进行对比实验,表明该卷积神经网络模型能够更有效地进行拥堵检测,检测准确率达到了98.1%。

    • Mg-8Zn-4Al-(0~1)Sr镁合金铸态组织中的第二相研究

      2021, 44(4):117-128. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.111

      摘要 (444) HTML (1383) PDF 7.57 M (881) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过扫描电镜观察(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)以及差热分析(DSC)等实验手段,系统地研究了添加微量Sr元素(质量分数0 ~1%)对铸态Mg-8Zn-4Al(ZA84)镁合金组织中的第二相种类的影响,并阐明了第二相形成与演变的内在机理。实验结果表明:未添加Sr元素的铸态Mg-8Zn-4Al合金组织由Q准晶相和少量Mg32(Al,Zn)49相组成。添加Sr元素后,合金铸态组织中均存在Al4Sr和Mg32(Al,Zn)49相;其中Al4Sr相随Sr含量增加而增加,Mg32(Al,Zn)49相随Sr含量增加而减少。在Mg32(Al,Zn)49相中Sr元素以未固溶和固溶两种形式存在,其中未固溶Sr元素的Mg32(Al,Zn)49相具有相对较高的Zn原子浓度和较低的Al原子浓度。相关结果将为第二相析出强化型Mg-8Zn-4Al合金的高强化与耐热化设计提供必要的理论支撑。

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