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    材料科学与工程
  • 材料科学与工程
    李德元;姜力;韩子阳;宋学毅
    2011, 33(3): 241-245.
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    为了解决电弧喷涂锌铝合金制造而成的模具表面硬度低、不耐磨损等问题,需要在锌铝合金表面进行镀层的处理,即通过电镀在模具表面进行铜镀层的制备.通过扫描电子显微镜对锌铝合金涂层和铜镀层进行了孔隙和夹杂物的观察,并测试了锌铝合金喷涂层和铜镀层的显微硬度,对喷涂层和电镀层进行了结合强度的测试.结果表明:通过对锌铝合金模具表面进行镀层处理,消除了模具表面缺陷,使模具的硬度、表面强度、表面光洁度和耐蚀能力都有很大的提高.
  • 材料科学与工程
    张平;李奇;赵军军;马琳;曾庆强
    2011, 33(3): 246-253.
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    为进一步研究高强铝合金搅拌摩擦焊接头的性能,必须对接头中的第二相进行明确表征.采用光学显微镜、扫描电镜及能谱、透射电镜对7A52铝合金搅拌摩擦焊接头第二相的种类、数量、形状、大小、分布进行了观察.结果表明,基材的第二相组成主要为沿轧制方向分布的粗大Al6(Mn,Fe)和Mg2Si,细小的η′相(MgZn2)和η相(MgZn2),其他各区均弥散分布αAl12(Fe,Mn)3Si和Mg2Si.动态再结晶区主要包含T相(Mg32(Al,Zn)49)、Al6Mn、S相(Al2CuMg).热机影响区晶界处连续分布条带状Al6Mn,η相发生粗化,分布在晶粒内部,由原来的长条状破碎成椭球状,晶界有无沉淀析出带.热影响区与基材相比,η′相形貌和分布状况并无明显变化,η相明显粗化;与热机影响区相比,Al6Mn仍然在晶界处呈条带状分布,晶内有S相存在.
  • 材料科学与工程
    吴敏;刘政军
    2011, 33(3): 254-258.
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    为改善无铅钎料组织性能,研究了在0.125T、1250r/min的情况下旋转磁场对Sn3.0Ag0.5Cu、Sn-9Zn钎料组织和显微硬度的影响.结果表明:旋转磁场作用对Sn3.0Ag0.5Cu、Sn-9Zn钎料的物相构成没有影响,但可使钎料构成相的尺寸、形状及分布发生明显变化,其中部分Ag3Sn相发生弯曲,富Zn相变为细小且分布呈一定的旋转状.与未经旋转磁场作用相比,磁场作用后Sn3.0Ag0.5Cu、Sn-9Zn和Sn-9Zn钎料的显微硬度分别提高15.6%和10.2%,达到HV 24.5和HV 19.3.旋转磁场与感应电流间的Lorentz力具有驱动熔体随电磁场运动的趋势,将影响钎料组织凝固及其显微硬度.
  • 机械工程
  • 机械工程
    杨光;王维;刘伟军;钦兰云
    2011, 33(3): 259-264.
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    为增强钛合金的耐磨性能,扩大钛合金的使用范围,以Ti及Cr3C2混合粉末为成形材料,采用CO2激光器进行激光快速成形制备以原位生成TiC为强化相的耐磨涂层.利用光学显微镜和扫描电子显微镜和能谱分析仪等分析手段对涂层的微观组织和相结构进行分析.利用SRV3型摩擦磨损测试仪测试样件在常温时的滑动摩擦磨损性能,用GW/MLMS型高温销盘摩擦磨损试验机测试涂层在500℃下的高温滑动摩擦磨损性能,并分析了磨损机制.结果表明:在常温和500℃条件下涂层与钛合金TC4磨损体积比分别为1/46.6和1/2.86.
  • 机械工程
    李杰;张磊;赵旗;秦春红
    2011, 33(3): 265-269.
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    为了应用有限元法精确求解斜齿轮的弯曲应力,根据斜齿轮啮合原理,提出了斜齿轮啮合接触线确定方法.采用有限元ANSYS软件的参数化设计APDL语言,开发了自动完成斜齿轮三维弯曲有限元建模与应力分析程序模块.以某型货车变速器齿轮为研究对象,建立了相应的斜齿轮三维弯曲有限元模型,通过斜齿轮三维有限元分析与齿轮承载能力计算ISO标准结果比较,说明所建立的斜齿轮三维弯曲有限元模型不但可以准确反映斜齿轮的三维应力分布,而且可以精确求解斜齿轮不同啮合位置的齿根应力.
  • 机械工程
    许增金;王世杰;李媛
    2011, 33(3): 270-275.
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    针对某6列往复压缩机出现断轴、烧瓦的现象,利用有限元法对不同典型方案进行模态和动态响应数值模拟,提出了旨在减小轴系固有频率的优化方案.分析结果表明,断轴、烧瓦是轴系扭转共振所致,通过减小轴系各列间轴段直径,使7倍压缩机转速与1阶扭转固有频率比从1.036增加到1.056,共振现象即可消失.该优化方案不仅避免了机组振动,解决了断轴、烧瓦问题,而且还有效地降低了制造成本.
  • 机械工程
    杨静;苏岚;唐荻;江海涛;王辉;林承江
    2011, 33(3): 276-281.
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    为了更有效地控制连退炉内导向辊热凸度和改善带钢的跑偏及瓢曲变形,以单锥度辊为研究对象,运用MARC有限元软件,定量计算了在加热段和快冷段不同导向辊温差时的导向辊热凸度及其对导向辊辊形和带钢应力分布的影响.研究发现:导向辊热凸度随导向辊温差增大呈直线上升的趋势.在加热段,随着导向辊温差的增大,导向辊产生热凸度后的形状分别为双锥度辊、单锥度辊和“M”型辊,带钢张应力和带钢最大应力分布随着导向辊温差的增大而改变;在快冷段,导向辊产生热凸度后变为双锥度辊,导向辊热凸度会影响带钢张应力值和最大应力值,但不影响其分布.
  • 机械工程
    丁海娟;张志航;崔海;郭黎滨
    2011, 33(3): 282-287.
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    针对微细电火花线切割加工表面的微观特殊形貌,研究了该加工表面的支承特性和润滑性能,对微细电火花线切割加工的工程应用具有重要的参考价值.应用截面的二值图求得截面积,绘制微细电火花线切割加工表面的表面支承面积率曲线,应用MATLAB的PDETOOL工具箱得出微细电火花线切割加工单个微坑内的油膜压力场.结果表明,微细电火花线切割加工表面的峰谷分布比较规则,在支承面积率tp=49.228%时,水平截距c=8%,当tp=80%时,c=232%;微细电火花线切割加工表面的峰区材料体积增加迅速,表面具有较好的支承特性;表面越粗糙,表面的支承性能越差,而核心区液体滞留性越好;微坑储存润滑油,显著改善了加工表面的润滑状况;接触表面在油膜压力作用下接触均匀,对冲击压力有缓冲作用,提高了微细电火花线切割加工表面的耐磨性能.
  • 信息科学与工程
  • 信息科学与工程
    高松巍;邵娜;杨理践
    2011, 33(3): 288-292.
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    为了更加准确地评价均匀腐蚀管道的剩余强度,从而科学合理地维护管道并提高管道的利用率,研究了API 579准则评价均匀腐蚀管道剩余强度的方法.以API 579准则为理论依据,对含有均匀腐蚀缺陷管道的剩余强度进行了3个等级的评价,并且通过计算得到了在给定的均匀腐蚀缺陷下管道最大安全运行压力值,该压力值反映了含均匀腐蚀缺陷管道的承压能力.实验表明,API 579准则能够实现对含均匀腐蚀缺陷管道剩余强度的合理评价.
  • 信息科学与工程
    肖汉;吴庆双;冯娜
    2011, 33(3): 293-298.
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    针对图像增强通常需要较大的计算量、用传统方法难于进行实时处理的问题,提出了一种基于图形处理器加速的Wallis变换影像增强方法.借助于图形处理器较强的运算能力,利用CUDA并行计算架构在PC机上实现了快速Wallis图像滤波算法,包括图形处理器(GPU)上任务分解、大规模计算核心的分解方法,结合使用共享存储器、全局存储器对算法进行加速,使用线程块内的共享存储器较好地解决了同一计算子空间的各线程同步问题.对比了CPU和GPU计算Wallis影像变换的时间,结果表明,随着图像分辨率的增大,Wallis并行算法可以把计算速度提高40倍.该方法具有较好的实时性,可大大提高图像增强过程的处理速度,显著地减少了计算时间.
  • 信息科学与工程
    李国敬;苏晓曦;温涛
    2011, 33(3): 299-302.
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    针对以往组密钥交换协议中存在的计算效率和安全性方面的问题,提出一种基于Weil配对的口令认证组密钥交换协议.将三叉逻辑密钥树结构与Weil配对相结合,使用简单的点乘运算和双线性配对运算来替代复杂的求幂运算,经过3轮通信来完成组密钥的建立和认证过程,实现安全的密钥交换.实验结果表明,该算法降低了逻辑密钥树的高度和复杂性,进一步提高了计算效率.在安全性方面,能够抵抗在线和离线字典攻击等一系列干扰,具有向前安全性.
  • 信息科学与工程
    张宇献;刘春芳
    2011, 33(3): 303-307.
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    针对纺织浆纱生产中,产品规格、原料状况和工况环境等难以实现操作参数的优化设定问题,提出了基于数据模型的操作参数设定方法.利用已有的生产操作参数及上浆率数据建立浆纱上浆率预测模型,将上浆率指标作为输入,操作参数作为输出建立神经网络逆模型.通过该神经网络逆模型计算出满足期望上浆率指标的操作变量设定值,并利用上浆率预测模型验证所计算出的操作变量设定值.实验结果表明,所提出的基于数据模型的操作参数设定方法是有效的.
  • 信息科学与工程
    孙岩;赵春晖;江凌
    2011, 33(3): 308-314.
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    为使融合后的图像在尽可能保持原图像光谱信息的同时,有效提高空间细节信息,提出了一种新的基于非下采样Contourlet变换(NSCT)和主成分分析(PCA)的全色图像和多光谱图像融合算法.对多光谱图像进行PCA变换得到主元分量,将处理后的主元分量与全色图像进行NSCT分解,针对低频子带系数选择提出了一种基于窗口与局部方差相结合的融合策略;在高频子带系数选择上,提出了基于区域线性相关测定的融合策略.进行非下采样Contourlet逆变换和PCA逆变换,得到具有高空间质量的多光谱图像.实验结果表明,提出的算法在保留光谱信息和提高空间细节信息的综合性能上有所提高,能够取得较好的融合效果.
  • 信息科学与工程
    刘亮;张彦仲;邵定蓉;李署坚
    2011, 33(3): 315-320.
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    为了研究载波频率偏移(CFO)对单载波频域均衡(SC-FDE)系统的影响,分析了迫零(ZF)、最大合并比(MRC)、最小均方误差(MMSE)均衡方案下,CFO引起的星座图畸变以及干扰的类型和特点.推导了信干噪比(SINR)损失的理论表达式,并基于数值分析和蒙特卡洛仿真分别获得了SCFDE系统不同频偏下的SINR和比特误码率(BER)性能曲线.与相同条件下的正交频分复用(OFDM)系统进行比对分析,结果表明,频率选择性衰落信道下SCFDE系统在相位旋转、干扰和SINR损失的综合影响下呈现出对频偏敏感的特性,高阶调制的情况下其敏感程度与OFDM系统相当.分析结果和结论对于高速无线通信系统的设计具有一定的参考价值.
  • 信息科学与工程
    邓盛川;于德亮;齐维贵
    2011, 33(3): 321-325.
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    针对传统的供热调度缺乏对未来供热量进行有效估计这一问题,提出一种基于乘积季节ARIMA模型的供热负荷预报方法.将乘积季节ARIMA模型引入供热负荷预报,通过分析供热负荷数据其固有的趋势和周期性,建立适宜的季节性ARIMA模型,预测未来24小时的供热负荷.采用大庆地区某热力站的供热数据进行建模和仿真预测,其结果的最大误差为3.14%,日预报平均误差为1.45%.实验结果表明,给出的预报结果真实可靠,能够满足供热工程的实际需求,其预报值将成为供热负荷调度和节能的重要依据.
  • 控制工程
  • 控制工程
    花文华;陈兴林
    2011, 33(3): 326-330.
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    针对频率随机且初始相位未知的正弦机动目标,采用多模型自适应估计方法构建相应的成员滤波器,以实现对于机动频率的辨识和相关状态的估计.考虑到估计延迟等多种因素作用下,拦截导弹加速度无法达到最大容许值,从而不能充分发挥其性能,提出了一种有界控制修正增益制导策略.基于Monte Carlo试验法进行了仿真,结果表明,所给出的多模估计方法可以实现目标机动的有效辨识和状态估计,有界控制修正增益制导策略也具有较好的目标拦截性能.
  • 控制工程
    陈艳;周林;刘强;武剑
    2011, 33(3): 331-337.
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    为解决当前太阳能光伏发电系统中最大功率点跟踪(MPPT)问题,采用遗传算法编码技术与模式搜索相结合的MPPT算法,利用遗传编码灵活、随机、采用并行搜索机制且不受适应度函数连续可微影响的特点进行粗搜索.当外界条件发生变化时,其自适应的特点使得粗搜索的范围迅速调整,在此基础上采用模式搜索增强细搜索功能,旨在从速度和精度两方面提高算法搜索性能.仿真及实验表明,与传统爬山法和单一遗传算法控制相比,该方法不但能够克服MPP振荡带来的功率损失,而且能够提高跟踪效率,当外界条件改变时,仍然能够表现出快速稳定而且准确的跟踪效果.
  • 控制工程
    刘树博;赵丁选;尚涛
    2011, 33(3): 338-342.
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    针对传统鲁棒控制器脆弱性比较明显的情况,研究了控制器增益存在摄动时的非脆弱H2/广义H2静态输出反馈控制问题.以双线性矩阵不等式(BMI)组的形式给出了非脆弱静态输出反馈控制器存在的充要条件,给出了基于差分进化算法(DE)与线性矩阵不等式(LMI)的新型求解方法,并依据此方法设计了主动悬架非脆弱H2/广义H2静态输出反馈控制器.仿真结果表明,非脆弱H2/广义H2控制器具有良好的非脆弱性和鲁棒性,证实了所提方法的可行性与有效性.
  • 建筑工程
  • 建筑工程
    黄浩;何敏娟;周淑容;崔佳
    2011, 33(3): 343-348.
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    为了定量认识轻型木桁架体系性能优于单榀桁架性能这一现象,采用随机抽样模拟的方法对轻型木桁架体系的系统效应及其影响因素进行了分析.分析过程以轻型木桁架体系的三维有限单元模型为基础,在ANSYSPDS平台中对3种结构布置的桁架体系考虑不同的规格材及齿板节点性能统计特征后进行反复抽样,以应力比及整体变形为指标对系统效应系数进行定量计算,得出的应力比系统效应系数在1.05~1.27之间,变形系统效应系数在1.12~1.29之间.通过对影响系统效应的参数进行分析表明,轻型木桁架体系的系统效应主要受破坏模式、体系体量大小、边界支承条件和规格材弹性模量及强度相关性的影响,分析结论为编制轻型木桁架设计标准提供了参考.
  • 建筑工程
    刘林林;屠永清;叶英华
    2011, 33(3): 349-354.
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    为了对钢管混凝土L形柱的力学性能和工作机理进行分析,将钢管对混凝土不均匀的约束作用简化为侧压相等的约束.考虑截面形状对侧向约束的影响,对Mander约束混凝土本构模型进行修正,建立了核心混凝土的本构关系.应用有限元软件ABAQUS对3个轴压短柱试件进行了模拟分析,并将计算结果与试验结果进行了对比,在此基础上探讨了构件中钢管对混凝土的约束机理.计算结果表明,该本构关系能较好地适用于对钢管混凝土L形柱轴压性能的非线性分析,钢管对混凝土的约束效应主要集中在L形截面阳角处.
  • 建筑工程
    刘艳华;梁力;任庆新;白义奎
    2011, 33(3): 355-360.
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    为了探讨橡胶粉取代率和橡胶粉粒径对矩形钢管橡胶混凝土力学性能的影响,进行了8个矩形钢管橡胶混凝土轴心受压短柱的试验研究,比较了设计规程(如美国ACI(2005)和AISC(2005)、日本AIJ(2008)、英国BS5400(2005)、欧洲EC4(2004)及中国CECS(2004))对矩形钢管橡胶混凝土强度承载力的适用性.结果表明:橡胶粉取代率和橡胶粉粒径均对矩形钢管橡胶混凝土力学性能影响显著,上述各设计规程计算获得的强度承载力与试验结果相比均偏于安全,可为实际工程提供参考.