沈阳工业大学学报

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材料科学与工程

热喷涂涂层与电镀层的结合与界面

张忠礼;丁勇;杨国强;沈威威

2011, 33(4): 361-365.

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为提高热喷涂涂层与电铸层间的结合强度，分别选用QAl9-2、Ni95Al5和0Cr25Al5等3种自结合材料做过渡层，沉积在电弧喷涂3Cr13涂层与电铸Ni层之间.结果表明，Ni95Al5过渡层的效果最好，可提高涂层体系结合强度至少一倍，QAl9-2与0Cr25Al5过渡层的效果次之.借助于扫描电子显微镜，分析了热喷涂涂层与电铸层界面的微观组织，研究了过渡层的强化机制.在该涂层体系中，自结合涂层与电铸镍层发生冶金结合，自结合涂层的自由表面为后续沉积的3Cr13涂层提供了极好的机械结合界面，保证了涂层体系的可靠结合.

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材料科学与工程

压力容器封头参数化三维建模方法

张义顺;梁盈;刘海波

2011, 33(4): 366-370.

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为了满足压力容器设计行业的需要，提高压力容器封头、筒体、法兰及弯头等组件的设计效率，采用内嵌在AutoCAD内部的VBA编程工具建立UCS，编写相关函数，增加插入点功能并融合空间坐标系转换技术，利用布尔运算、旋转等方法实现了封头三维建模.利用该参数化建模方法，设计人员只需输入封头的相关数据，便可在任意视角下、任意捕捉点处得到符合要求的三维封头模型.此外，结合AutoCAD三维造型技术，配合VBA编程，可对压力容器其他组件如法兰、弯头等进行参数化建模，这对于开发设计相关行业AutoCAD三维插件具有一定的指导意义.

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材料科学与工程

丙三醇钛直接热分解制备纳米二氧化钛

沈国良;宁桂玲

2011, 33(4): 371-374.

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针对以易水解的一元醇钛盐为前驱物，采用溶胶-凝胶水解法制备纳米二氧化钛时浪费大量溶剂、抑制剂和造成环境污染的问题，制备出一种新型的丙三醇钛盐，并通过直接焙烧丙三醇钛的方法制备了纳米级二氧化钛粉体.运用IR、XRD、DSC、SEM和TEM等手段对制得的丙三醇钛和纳米二氧化钛粉体进行了表征.结果表明，由丙三醇钛直接热分解可制备出具有完整、呈片状结构晶形的纳米二氧化钛，该方法简单可行，污染小、成本低，制得的粉体粒径主要分布在15~50nm范围内.

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材料科学与工程

活塞环表面Cr/CrN纳米多层膜的微观结构

蔡志海;底月兰;张平

2011, 33(4): 375-381.

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为改善发动机活塞环的摩擦学性能，提高其使用寿命，采用多弧离子镀技术在活塞环表面制备了Cr/CrN纳米多层膜.采用x射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、俄歇能谱仪（AES）、纳米硬度仪和CETR摩擦磨损试验机，系统分析了不同调制周期Cr/CrN纳米多层膜的微观结构、成分分布、纳米硬度和抗滑动磨损性能.结果表明：Cr/CrN多层膜由CrN、Cr2N和Cr相组成，在CrN（200）方向上出现择优取向.随调制周期的减小，多层膜的硬度和残余应力增大，当调制周期为80nm时，多层膜的硬度值最高达到21.5GPa；当调制周期为120nm时，H³/E²值达到最高，此时划痕临界载荷值最高.根据摩擦磨损试验结果可知，与电镀Cr和CrN涂层相比，Cr/CrN多层膜具有相对较好的抗滑动磨损性能，其磨损机制主要以磨粒磨损为主，有可能替代原活塞环Cr电镀层.

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材料科学与工程

等离子熔覆铁基堆焊合金显微组织与耐磨性

宗琳;刘政军;高海亮;李乐成

2011, 33(4): 382-386.

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为了提高在严峻工况条件下工作的机械零件的耐磨性，采用等离子熔覆技术，在20g钢表面制备了一系列Fe-15Cr-x-V-0.8C堆焊合金.借助光学显微镜、扫描电镜和x-射线衍射等分析手段研究了合金组织和碳化物形貌.结果表明：堆焊合金显微组织由马氏体、铁素体、少量奥氏体、M₇C₃和VC组成.合金中加入一定数量的V，可诱发基体的马氏体转变，改善合金的耐磨性.随着V的质量分数的增加，VC的数量增加，堆焊合金晶粒显著细化.此外，考察了V的质量分数对堆焊合金硬度及耐磨性的影响.耐磨粒磨损实验结果表明：堆焊合金耐磨性优良，当合金中存在较多数量的硬质相且硬质相分布均匀、晶粒大小适中时，能有效阻止磨粒的显微切削运动，显著提高材料的耐磨性.

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机械工程

一种基于摩擦吸能原理的气动灭火炮用缓冲系统

赵刚;舒海生;孙春阳;谷云庆;刘少刚

2011, 33(4): 387-393.

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针对气动灭火炮的后坐缓冲问题，给出了一种新型摩擦吸能缓冲系统的解决方案，设计了摩擦吸能缓冲装置的结构.分别运用ADMAS和ANSYS软件进行了气动灭火炮动力学仿真分析和应力应变计算，并与传统弹簧缓冲方案的分析结果进行了对比.结果表明：采用摩擦吸能缓冲方案的气动灭火炮后坐缓冲特性明显优于采用弹簧复进机缓冲方案的传统气动灭火炮，摩擦吸能缓冲方案能够更有效地减小后坐力峰值和位移峰值，并能使气动灭火炮的后坐运动过程更为平稳.

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机械工程

基于改进粒子群算法的加工方案多目标优化

胡艳娟;王义强;王尧;袁修华

2011, 33(4): 394-399.

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针对多个加工方案的选择和优化问题，建立了基于粒子群算法的多目标优化数学模型.以生产成本、生产时间、加工质量和生产利润为主要评价指标，利用层次分析法建立阶梯层次模型，根据决策者对各评价指标的不同要求确定了权重.将该方法应用于某汽车变速器四档中间轴齿轮的加工过程中，采用粒子位置取整操作的编码方式，用改进粒子群算法和层次分析法的混合算法进行求解.实例结果分析表明，多目标优化模型能够简单、有效、客观地根据对评价指标的不同要求选择出最优的加工方案.

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机械工程

基于微分几何法的车辆半主动悬架控制

么鸣涛;管继富;顾亮

2011, 33(4): 400-404.

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为了对某工程车辆半主动悬架进行有效控制，建立了车辆半主动悬架非线性动力学模型.提出了应用微分几何理论并经过非线性状态反馈变换的方法，对半主动悬架非线性系统进行线性化，进而利用线性二次型调节器实现了非线性状态反馈最优控制，并用Matlab/Simulink编程进行仿真实验.仿真结果表明：经过微分几何法线性化处理并应用LQR控制的方法，半主动悬架与被动悬架相比，车辆平顺性有了明显的改善，绝大部分平顺性指标都有10%以上的提升.分析结论可为非线性系统的线性化和车辆悬架半主动控制的研究提供参考.

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信息科学与工程

排水管道超声检测成像方法

杨理践;付汝龙;高松巍

2011, 33(4): 405-408.

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为了将排水管道内超声检测数据以直观的图像形式表现出来，从而全面表征管道内部状况，研究了排水管道内超声检测成像方法、超声检测数据结构和图像构成方法.采用单探头旋转反射镜超声检测管道内部成像的方法，利用Microsoft Visual C++6.0可视化编程软件和OpenGL三维图形标准编写成像软件程序，根据检测数据进行管道内部二维横截面成像和三维内表面成像.实验结果表明，该成像方法绘制的排水管道二维横截面图像和三维内表面图像能够判别管道淤积位置等故障.

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信息科学与工程

基于虚拟机的嵌入式软件仿真测试环境

殷永峰;刘斌;王志

2011, 33(4): 409-415.

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为了提高嵌入式软件的质量和可靠性，提出了一种基于虚拟机的嵌入式软件仿真测试环境.将虚拟机技术引入到嵌入式软件仿真测试领域中，介绍了嵌入式软件仿真测试环境的构成原理，并对虚拟机技术进行了分析，提出一种基于程序移植虚拟机模型扩展的嵌入式软件仿真测试虚拟机（ESSTVM），给出了内存管理和指令系统的设计方案.将ESSTVM应用到航电嵌入式软件系统测试环境AESSTE设计中，研究了该测试环境的体系结构，阐述了测试开发系统及测试执行系统的设计与实现，并对AESSTE的可移植性进行了分析.分析结果表明，该方法能有效提高嵌入式软件测试环境的通用性、可移植性和可维护性.

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信息科学与工程

一种自适应功率优化的无线传感器网络机会路由

岳林;易本顺;肖进胜;方彦军

2011, 33(4): 416-421.

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为了解决无线传感器网络不可靠通信链路下通信能效较低的问题，提出了一种自适应功率优化的无线传感器网络地理信息机会路由协议.结合功率控制与地理信息机会路由，通过分析单跳吞吐量与数据传输能耗，建立了相关的转发能效模型，提出一种转发集与发射功率自适应的优化机制，使无线传感器网络能够在保证吞吐量的同时令传输能耗最优.仿真实验结果表明，在不同节点密度条件下，自适应功率优化的机会路由比固定功率的机会路由和传统地理信息路由具有更高的能量效率与传输效率.

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信息科学与工程

一种可检测类型缺陷攻击的SAT改进模型

杨元原;马文平;刘维博;白晓峰

2011, 33(4): 422-427.

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针对现有SAT模型检测器不能检测类型缺陷攻击的问题，提出了一种新的SAT#改进模型.该模型通过在匹配模式下引入无类型变量，并利用无类型消息的概念，解除了SAT模型检测器对未知消息的类型限制，并且在诚实主体重写规则中用无类型消息替换了原来的强类型限制消息.通过增加消息匹配算法，使诚实主体能够接受带有类型缺陷的消息，从而实现类型缺陷攻击的检测.通过对OtwayRees协议进行检测，不仅发现了已有的针对发起者A的类型缺陷攻击，而且发现了新的针对响应者B的类型缺陷攻击，其实验结果证明了SAT#模型具有一定的可靠性.

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信息科学与工程

导航信号模拟器可见卫星同步调度算法

齐巍;常青;洪晟

2011, 33(4): 428-433.

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针对高动态信号模拟过程中可见卫星星座变化问题，提出了一种基于卫星信号模拟器的同步可见卫星调度算法.该算法采用软件无线电体系架构，通过循环可见星判断和同步状态控制逻辑，实时改变模拟通道状态，实现任意模拟通道的同步加星和去星操作，并且能够支持卫星信号模拟器长时间持续稳定地工作，具有信号模拟精度高和算法复杂度低等优点.通过实际测试，将接收机定位结果与同步模拟器仿真数据进行了比对，验证了模拟器输出信号在可见卫星星座发生改变时没有产生明显的阶跃误差，未影响接收机的定位精度.

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控制工程

船舶电站转速-转矩复合的自校正控制

张桂臣;马捷

2011, 33(4): 434-438.

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为了研究船舶电力推进系统（MEPS）中船舶电站与电力推进系统的动态特性及其相互关系，提出了一种与吊舱推进器SSP相结合的柴油机复合控制策略.将电力上的互联推进电机动态特性及发电机负荷特性充分应用于柴油机的转速-转矩复合控制，利用Lyapunov分析法对复合控制权重参数进行在线自校正调节.建立了基于SIMOTION的SSP MEPS实物仿真系统，仿真结果表明，转速-转矩复合控制能实现柴油机平滑的功率与转矩控制，具有较好的动态性能.

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控制工程

基于图论和行为的深空航天器网络编队控制

王楠;徐洁琼

2011, 33(4): 439-444.

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针对深空中航天器网络编队的控制问题，采用基于图论和行为的混合方法得到一种控制器.在设计控制器的过程中，每个航天器被定义了两个相互竞争的行为，其中一个行为定义为该航天器跟随一个预先指定的路径，另一个行为定义为在实现第一个行为的同时达到期望的几何队形，根据这两个行为要求，定义了一个系统误差函数，并给出控制器结构.利用Lyapunov稳定性理论证明了航天器编队系统的误差函数在该控制器作用下的收敛性，数值仿真结果验证了控制策略的有效性.

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建筑工程

基于能量分析的复阻尼模型结构抗震性能

张辉东;王元丰

2011, 33(4): 445-450.

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由于当前动力分析中所使用的阻尼模型无法描述结构内未知的材料非线性能量耗散，基于应力相关复阻尼理论，推导出多自由度复阻尼系统的震动能量方程，研究了复阻尼模型的结构震动响应和材料能量耗散规律，计算了构件和结构的时变材料损耗因子.研究结果表明，在地震总输入能量中，材料阻尼耗能占很大比例，并随时间单调增加，结构的材料阻尼耗能及其变化率、动能、应变能均随着能量输入的增加而增加.通过对损耗因子的计算表明，与传统方法相比，采用时变形式而非常数形式的材料损耗因子能够更精细地体现材料阻尼效应.

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建筑工程

基于状态观测器的结构振动预测控制

刘彦辉;谭平;周福霖;杜永峰;闫维明

2011, 33(4): 451-455.

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针对结构振动控制时滞问题及反馈控制对结构全状态的需求，提出了一种基于状态观测器的序列最优预测模态控制算法.根据反馈的结构响应，通过状态观测器观测估计结构的全状态，通过序列最优预测模态控制算法计算实时控制力，将反馈的结构响应和计算的控制力作为输入，考虑控制系统的时滞，设计径向基神经网络（RBFNN），形成基于状态观测器的序列最优预测模态控制器.对一带分布参数实际隔震的330kV电压互感器进行地震响应控制，仿真结果表明，基于状态观测器的序列最优预测模态控制算法，在无时滞的情况下与基于状态观测器的序列最优模态控制算法控制效果相当，在有时滞的情况下能有效克服时滞对最优预测控制算法的影响，控制效果良好.

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建筑工程

某钢框架结构的抗震加固及动力时程分析

李敏锋;金国芳;阳洋;吴毅彬

2011, 33(4): 456-461.

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为了改善某未按图施工的平面不规则钢框架结构房屋的抗震性能，采用局部增设钢支撑对其进行抗震加固.利用SAP2000软件建立空间模型，对该钢框架结构按现状及加固后两种工况进行动力时程分析，探究其在各种地震工况作用下的抗震性能，研究结构的顶层位移反应、层间位移分布和基底剪力分布的影响.分析表明，优化后的加固方案使结构体系抗震变形得到控制，扭转效应明显减少，为类似工程的抗震加固提供了参考.

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建筑工程

冻融循环条件下粉煤灰对混凝土渗透性的影响

汪振双;王立久

2011, 33(4): 462-467.

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为了分析冻融循环条件下粉煤灰对混凝土渗透性的影响，试验采用粉煤灰等量替代水泥掺量的10%、20%和30%，水胶比为0.42和0.35，对不同掺量粉煤灰混凝土进行了冻融循环试验和交流电渗透性试验，并与普通混凝土进行了对比.试验结果表明，当水胶比为0.42时，随着粉煤灰含量的增加，混凝土的抗渗透性能提高，而抗冻性能降低；当水胶比为0.35时，随着粉煤灰含量的增加，混凝土的抗渗透性能提高，而抗冻性能先提高后降低，存在一个最佳值.冻融循环后，混凝土的渗透性明显增大，可以用冻融循环后混凝土渗阻损失率来表征混凝土的抗冻破坏程度.

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化学工程

水中环丙沙星的UV及UV/H₂O₂光化学降解

郭洪光;高乃云;张永吉;隋铭皓

2011, 33(4): 468-475.

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针对传统工艺难以去除水中抗生素微污染的问题，采用UV工艺对水中残留的环丙沙星（Ciprofloxacin，CIP）进行降解试验，研究其氧化降解速率，分析了初始反应物浓度、反应液pH值、H₂O₂投加量、水中不同阴阳离子对环丙沙星去除率的影响.试验结果表明，随着反应物初始浓度的升高，UV降解CIP反应速率降低，反应物初始浓度从1mg/L增加至20mg/L时，降解速率常数由0.0322min^-1降低至0.0147min^-1，降解最适合条件发生在中性pH值下；在UV/H₂O₂系统中，H₂O₂投加浓度存在最佳值，为1mg/L；阴阳离子对UV降解环丙沙星的影响不同，阴离子体系反应降解常数顺序依次为NO^-₃>SO^2-₄>CO ^2-₃，阳离子体系反应降解常数顺序依次为Ca ²⁺>Mg ²⁺>Cu ²⁺.

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化学工程

水平管降膜厚度的电导探针测量方法

侯昊;毕勤成;马红

2011, 33(4): 476-480.

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为测量水平管降膜分布参数，从而揭示降膜的流动特性，根据气液两相介质的电导特性，设计出一种测量水平管降膜厚度的电导探针系统，利用该系统进行了水平管周向不同位置液膜厚度分布规律的实验研究.结果表明，水平管降膜厚度的电导探针测量方法不仅切实可行，而且还能实现大角度范围测量，可扩展应用于垂直结构外部气液两相流动参数的分布测定.此外，管外液膜厚度随管间距的增加而减小，而且液膜波动加剧.与实验数据对比，发现Nusselt公式可以用来预测圆管上半周的液膜厚度，但下半周的数值明显偏大.在不同工况下，最薄的液膜并不是出现在β=90°的单点处，而是在β=90°~115°的区域内.

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