沈阳工业大学学报

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电气工程

电工钢片各向异性磁场有限元分析

谢德馨;刘奇林

2010, 32(3): 241-245.

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电工钢片具有不同程度的各向异性磁特性，而传统磁场数值分析方法未能充分考虑这种特性，针对这一问题提出一种新方法予以解决.利用爱波斯坦方圈法测量与轧制方向成不同角度的硅钢片样片磁特性，根据多方向磁特性建立新的磁阻率模型，并采用Fortran自编程序进行了各向异性磁场的有限元分析.为了验证该方法的正确性，制作了一个三相变压器试验模型，通过对模型计算结果和测量结果的比较，证明了所提新方法的可行性.

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电气工程

开关磁通永磁同步电动机设计与静态特性

杨俊友;胡志强;马嫱;邓渊

2010, 32(3): 246-251.

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为了获得较宽的恒功率弱磁调速区域，设计出一台12/10极开关磁通永磁电动机.根据电动机的结构特点、运行原理并结合双凸极永磁同步电动机的设计方法确定电动机主要尺寸的初始值，在Ansoft软件中建立电动机的物理模型，基于有限元法研究电动机在特殊位置下的磁场分布、气隙磁密、静态特性、弱磁特性及结构尺寸变化对转矩的影响.分析结果表明，该电动机弱磁效果明显，定位力矩幅值偏大，改变永磁体磁化方向的长度和转子齿宽可以有效地降低定位力矩，研究结论对电动机的优化设计、分析及控制提供了依据.

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电气工程

巨型水轮发电机励磁电流及影响因素

梁艳萍;郝福刚;孙洋

2010, 32(3): 252-257.

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为了准确地获得空载和额定负载时的励磁电流，在充分考虑直交轴磁场饱和效应的基础上，利用时变电磁场有限元法计算1000MW水轮发电机在空载和额定负载时的励磁电流.分析了励磁绕组尺寸、阻尼条节距比以及磁性槽楔等相关因素对励磁电流的影响，在获得空载和额定负载励磁电流的基础上，提出了励磁绕组尺寸、阻尼条节距比的设计准则，并从电磁设计的角度论证了磁性槽楔应用于1000MW水轮发电机上的可行性.实验结果表明，有限元法可以用于1000MW水轮发电机的励磁电流计算，为工程设计提供了理论依据.

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电气工程

直喷汽油机燃料与空气混合过程的大涡模拟

曾文;宋崇林

2010, 32(3): 258-265.

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为了更为详实地对内燃机缸内流场进行数值计算，通过修改发动机多维CFD计算程序KIVA3V，建立了内燃机缸内冷态流场的大涡模拟（LES）计算模型.利用此模型对直喷汽油机燃料与空气的混合过程进行了详细分析，并与k-ε模型进行了比较.比较结果表明，在喷油过程中，与采用k-ε模型计算相比，采用LES计算时油束燃油质量分数更为均匀；喷油结束后，与采用k-ε模型计算相比，采用LES计算时缸内流场显示了更为复杂的湍流结构，除了能得到有序的大尺度涡团结构外，还能捕捉到大量不规则的小涡团结构，同时油束形状也更为扭曲、拉伸及不规则化.

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材料科学与工程

稀土镨对金属间化合物Mg₂Si组织的影响

李英民;董国升;任玉艳;张坤;包艳青

2010, 32(3): 266-269.

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为了改善金属间化合物Mg₂Si在常温下的组织形态与分布，采用在Al₃₀Mg₂Si合金中添加不同量稀土元素镨（Pr）的办法，研究Pr对该合金中Mg₂Si变质的影响.结果表明：适量的稀土元素Pr能够明显细化Mg₂Si晶粒，改善其形态及其分布.当Pr加入0.2%时能够抑制Mg₂Si树枝晶生长，且能使Mg₂Si相均匀分布.当Pr加入0.6%~0.8%时，Mg₂Si相呈规则多边体形态，且分布更加均匀，组织更加细小，可认为该含量时Mg₂Si组织最完善，稀土Pr变质效果最好.当Pr增加到1.7%时，Mg₂Si相再次呈不规则状，且分布不均匀.

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材料科学与工程

等离子喷涂枪喷嘴能量分布的数值模拟

李德元;韩海玲;钱静娜;董晓强

2010, 32(3): 270-274.

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为了给等离子枪体的设计提供理论依据，利用FLUENT软件对等离子喷涂枪水冷却流动和换热进行了数值建模与计算.由于等离子枪体的热压缩效应主要是靠内部水冷系统完成，理想的水冷系统应该能尽快地将等离子束流所产生的热量带走，因此，对等离子枪体冷却水流场进行了研究，得出了喷嘴的温度场和水流速度场，明确了喷嘴的能量分布.研究结果表明，等离子枪体损失功率的一部分能量集中在阳极斑点，其他均匀分布在喷嘴上.其结论对等离子喷涂枪的设计具有参考价值.

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材料科学与工程

烧结气氛对Al₂O₃/SiC纳米复合陶瓷显微组织的影响

韩亚苓;杨亮;梁正奇

2010, 32(3): 275-278.

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为了提高氧化铝陶瓷的抗热震性，将具有热导率高、热膨胀系数低的SiC加入到Al₂O₃中，通过无压烧结工艺，在有气氛保护和无气氛保护条件下分别制备出氧化铝基抗热震陶瓷.采用扫描电子显微镜（SEM）对陶瓷进行组织结构分析，结果表明：在气氛保护条件下烧结的 Al₂O₃/SiC〖JP〗复相陶瓷气孔比无气氛条件下烧结的明显减少，复相陶瓷基体内部气孔显著降低.这样的显微组织有利于缓解热应力和提高强度，对提高陶瓷的抗热震性具有重要的作用.

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材料科学与工程

半固态浆料制备过程的电磁-热-流体数值模拟

王承志;刘凤国;张玉妥;袁晓光

2010, 32(3): 279-284.

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为了优化半固态浆料制备工艺，针对低频电磁搅拌半固态浆料制备系统，建立了电磁-热-流体数学模型，并在给定的定解条件下，利用ANSYS软件进行了电磁场、流场以及温度场的耦合数值模拟.结果表明，磁感应强度的径向分量大于切向分量，因此，电磁力的切向分量远大于径向分量，并且电磁力随励磁电流强度和频率的增加而增大；浆料速度的切向分量远大于径向分量，边界无滑移使得浆料切向速度近似呈抛物线分布；电磁搅拌使得浆料外半径处的温度梯度加大，而内半径附近出现了等温区，并据此给出了电磁搅拌有助于制备等轴细晶半固态组织的一个物理解释.

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材料科学与工程

大气中熔融Zn/Al₂O₃陶瓷涂层界面反应机理分析

王赫莹;李德元;孙学雁;曹辉

2010, 32(3): 285-289.

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为了分析熔融Zn/Al₂O₃陶瓷涂层界面反应产物及其反应机理，在大气气氛中测定了熔融Zn/Al₂O₃陶瓷涂层的润湿角.通过扫描电镜（SEM）、x射线衍射仪（XRD）、能谱仪（EDS）等手段，分析了润湿表面及断面组织形貌、润湿后Al₂O₃陶瓷涂层表面相结构及其微区成分.结果表明：熔融Zn/Al₂O₃陶瓷涂层的润湿角较大，约为138°，随着润湿时间的延长，润湿角减小到约131°，并基本保持不变；熔融Zn/Al₂O₃陶瓷涂层在润湿过程中，界面处产生了物质迁移和成分变化，生成3ZnO47Al₂O₃、4ZnO11Al₂O₃和ZnO/Al₂O₃等类似尖晶石结构的锌铝化合物.这表明熔融Zn/Al₂O₃陶瓷涂层间发生了反应性润湿.

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材料科学与工程

等离子喷涂Al₂O_3p/NiCrBSi涂层组织与性能

韩耀武;孙大千;谷小燕;李洪梅;宣兆志

2010, 32(3): 290-295.

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为了研究粉末结构对复合材料涂层组织与性能的影响规律，采用双路送粉方法、高能球磨团聚粉末及包覆混合粉末等离子喷涂制备Al₂O_3p/NiCrBSi 复合材料涂层.利用激光共聚焦扫描显微镜（LCSM）、扫描电子显微镜（SEM）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、x射线衍射仪（XRD）及冲蚀磨损试验机等研究了涂层的微观组织和抗冲蚀磨损性能.结果表明，复合材料涂层主要由αAl₂O₃、γAl₂O₃、γNi、Ni₃B、CrB、Cr₂B、M₇C₃和M₇C₃相组成， Al₂O₃增强体颗粒分布于基体层片间或层片内.粉末结构对涂层的组织与性能具有明显的影响，采用包覆混合粉末制备的Al₂O_3p/NiCrBSi 复合材料涂层结构致密，具有更高的抗冲蚀磨损性能.

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机械工程

剃齿刀精确修形技术

蔡安江;郭师虹;董朝阳;杨选文

2010, 32(3): 296-299.

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针对标准渐开线剃齿刀剃出的齿轮会产生“齿形中凹”这一工艺难题，提出一种剃齿刀精确修形方法.对端面啮合角及剃齿刀实际修形位置曲率起始点的计算进行了研究，推导出剃齿刀修形位置计算公式，形成了剃齿刀精确修形技术.生产实践表明，该技术克服了现有剃齿刀修形技术的不足，通过计算能够较准确地确定剃齿刀修形的具体位置，不仅有效地消除了剃齿“齿形中凹”现象，而且提高了剃齿加工齿形的精度和被剃齿轮的传动质量，较好地满足了各领域齿轮传动技术的发展要求.

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机械工程

端部约束悬臂输流管道的非线性动力学特性

包日东;金志浩

2010, 32(3): 300-305.

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针对悬臂端受线性弹簧支承和扭转弹簧约束的约束悬臂输流管道，采用分岔图、相平面图、Poincare截面和Lyapunov指数等非线性振动的数值仿真方法，研究其在自激-参数激励-外激励联合激励作用下的非线性动力学特性，分析系统出现周期和混沌运动响应的参数条件，揭示其通向混沌的途径，探寻各参数对输流管道振动特性的影响规律和各参数之间的相互制约关系.数值仿真结果表明，管道系统随质量比、端部约束刚度和管道粘弹性系数的不同，分别呈现周期、概周期、阵发性和混沌运动多种响应形式，系统通过倍周期分岔或阵发性进入混沌，通过倍周期倒分岔脱离混沌.

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机械工程

气体作冷却润滑剂的绿色切削试验

张悦;孙泰礼;由颖;李启东;吴博;韦茵;韩荣第

2010, 32(3): 306-310.

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为实现绿色切削，研究了无污染、无危害的冷却润滑技术.采用氮气、氧气、二氧化碳气、氩气及过热水蒸气作冷却润滑剂，进行了单因素切削试验.试验结果表明，这些气体冷却润滑剂可以减小切削变形、切削力，降低切削温度，改善加工表面形貌.根据试验结果和冷却润滑作用机理分析可知，气体在切削中具有一定的冷却润滑作用，同时具有来源广泛、无毒害和污染、不用回收处理等绿色特点，故气体具备绿色切削的潜力.

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信息科学与工程

管道漏磁内检测装置的磁路优化设计

杨理践;崔益铭;高松巍;孔丽新

2010, 32(3): 311-315.

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为了提高管道漏磁内检测装置的检测精度，针对漏磁检测装置的测量节部分，利用克希柯夫方程以及MATLAB软件对磁路进行优化设计.选择95A型霍尔传感器、Q235钢、N42型钕铁硼和铜制钢刷搭建管道漏磁内检测装置的测量节部分，并在含有线型和圆孔型标准伤的钢管内进行实验.根据采集到的漏磁信号对缺陷进行重构，实验结果表明，检测精度满足管道漏磁检测装置的设计要求，能够检测到深度是管壁厚度的10%、直径为1.5mm的圆形缺陷，验证了磁路优化设计的正确性.

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信息科学与工程

基于Bresenham算法的整数反走样椭圆生成算法

牛连强;邵中;吴澎

2010, 32(3): 316-320.

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针对目前尚不存在实用的整数反走样椭圆生成算法问题，利用修改的Bresenham算法，提出了一个完全利用整数运算实现的像素级反走样椭圆逐点绘制算法.该算法根据Bresenham算法中的误差控制参数产生候选点与理想直线间的精确距离，舍弃作用微小的高阶小量，利用整数比较法或查表法计算最近的两个像素的亮度.新算法将Bresenham椭圆生成与反走样统一在一个框架下，反走样绘制仅在Bresenham基本生成算法基础上进行局部调整.分析结果表明，该方法结构简单，且因为仅使用整数基本运算实现，因此具有快速的生成速度和较高的显示质量.

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信息科学与工程

基于动态优先级的实时Java垃圾回收策略

王溪波;尹振中;于戈

2010, 32(3): 321-325.

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针对通用平台下Java虚拟机垃圾回收器（GC）的不定期启动问题，提出了一个周期性提升GC优先级、提前调度GC的解决方案.该方案把优先级按任务的重要程度分两个等级：关键线程和非关键线程，通过计算垃圾回收的时机即计算出垃圾回收的周期上限T_GC，在任务运行最长不超过T_GC的时间内提升GC的优先级为非关键线程的最大值，从而使GC在不影响关键线程的情况下能提前回收内存中的垃圾，使虚拟机的内存处于非饱和状态.理论分析和实验结果表明，该方法可以提高通用环境下Java关键线程的实时性及执行的可预测性.

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信息科学与工程

面向LDSS的回程配货网点SOFM选址建模方法

张树山;裴彬;高大新;董莹

2010, 32(3): 326-330.

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针对我国第三方物流企业回程配送作业效率普遍不高的问题，从物流企业回程物流设施网络构建角度出发，运用人工神经网络自组织理论，分析了回程配货的特点，构建了回程配送网点SOFM选址模型.结合实例进行方法应用，运用Witness仿真软件对所建立的模型在有无回程配货网点的两种情景下进行仿真分析，验证了科学合理的回程配货网点可以支持企业提高运送效率并减少运作成本，具有一定的可行性，为构建LDSS提供了理论基础准备.

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信息科学与工程

基于MIMO-SVR的供热负荷日预报方法

张永明;邓盛川;李沛岩;齐维贵

2010, 32(3): 331-335.

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针对城市集中供热系统中提前24小时的日负荷预报方法具有较大误差问题，提出了一种基于多输入多输出支持向量回归（MIMO-SVR）的供热负荷日预报方法.该方法利用MIMO-SVR的多输出特性通过一步预报直接获得24小时的日负荷预报.通过对某热力站实际供热负荷数据进行仿真研究，结果表明，MIMOSVR日预报的平均相对误差为2.47%，较多输入单输出支持向量回归（MISO-SVR）预报精度高，能够满足供热工程的应用需要.

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建筑工程

玻璃采光顶预应力索桁架支承体系动力特性

杨立军;吴晓;叶柏龙;罗佑新

2010, 32(3): 336-341.

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为了提供玻璃采光顶预应力索桁架支承体系抗风和抗震研究的理论基础，寻求其动力特性主要影响因素及影响量，采用连续化理论研究了其动力特性.以圆形平面玻璃采光顶预应力索桁架支承体系为例，考虑温度变化及几何非线性影响，基于动力学理论建立了该体系非线性振动方程.通过Galerkin方法，将偏微分方程转化为常微分方程，并采用LP法及KBM法对常微分方程进行了求解.结合算例讨论了温度变化、振幅、外激励等因素对玻璃采光顶预应力索桁架支承体系非线性振动的影响.算例表明，预应力索桁架支承体系固有频率随着温度的升高而减小，其自振频率随着振幅发生变化，非线性振动呈现“硬弹簧”特性，非线性自振频率高于线性振动频率，在简谐荷载激励下的稳态振动是稳定的周期运动.

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建筑工程

基于小波变换的地震波时变功率谱估计

白泉;鲍文博;金生吉

2010, 32(3): 342-348.

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为进一步认识地震动的非平稳特性，基于小波变换提出一种估计时变功率谱的方法.利用小波变换的带通滤波特性，结合时变功率谱的物理意义，从能量的角度推导各频带上小波系数与时变功率谱密度函数的关系，从而通过地震动信号的小波系数估计时变功率谱.利用基于小波变换的估计时变功率谱方法，针对实测和模拟地震动信号进行时变功率谱估计，并与基于傅里叶变换估计的功率谱进行了比较验证.结果表明：该方法正确、可行，它将原有的频率-幅值的二维认识提高到频率-时间-幅值的三维认识，解决了傅里叶变换估计功率谱缺乏时间信息的问题.

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建筑工程

岩体中软弱夹层影响爆炸波传播规律的数值分析

田振农;张乐文

2010, 32(3): 349-354.

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为了模拟岩体中软弱夹层对爆炸波传播衰减的影响，在块体离散元的基础上改进了数值计算方法（包括基本方程、求解步骤、能量耗散等效模式），使其适合模拟爆源的特点、岩体中软弱夹层的性质以及应力波的传播衰减规律.用该方法建立了含软弱夹层岩体和爆源的数值模型，对岩体中软弱夹层影响爆炸波的传播衰减规律进行了数值试验.结果表明：软弱夹层前后爆炸波的振动速度峰值差别很大，存在量级上的差别；软弱夹层与爆源的距离对应力波衰减的影响很大，而夹层厚度影响较小；在两组软弱夹层之间的质点振动持续时间明显延长.数值模拟不仅给出了爆炸波经过软弱夹层的透反射关系，而且描述了不同情况下质点振动的基本形式，可为实际工程提供参考.

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建筑工程

单层索网玻璃幕墙的风振响应分析

蔡建国;冯健;曹华兵;黄利锋

2010, 32(3): 355-360.

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为了研究玻璃面板对单层索网玻璃幕墙结构在脉动风荷载作用下的影响，在阐述玻璃与索网共同工作机理的基础上，利用自回归法模拟得到的风速时程，对是否考虑玻璃面板作用的两种索网模型进行了时程分析.通过参数分析讨论了玻璃面板厚度、拉索截面积以及拉索初始张拉力等因素对脉动风荷载作用下的玻璃面板与索网协同工作的影响.结果表明：是否考虑玻璃面板对节点挠度有较大影响，但是对拉索索力的影响较小.索网节点的最大挠度随着玻璃的厚度及拉索的初始张拉力增大而不断减小，拉索截面积的变化对挠度的影响不明显.而拉索的索力主要取决于拉索截面积和拉索的初始张拉力，索力随着拉索截面积的减小以及拉索初始张拉力的增加而增大.

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