沈阳工业大学学报

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电气工程

数控机床永磁同步直线伺服系统免疫控制

刘春芳;杜昭童

2015, 37(1): 1-5. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.01

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针对数控机床永磁同步直线电机（PMLSM）伺服进给系统存在的波纹推力扰动、齿槽力扰动、端部效应扰动和其他不确定性扰动的问题，应用免疫反馈系统的免疫性原理在传统PID基础上设计了一种免疫PID控制器.免疫系统在大干扰和不确定性环境中都具有很强的鲁棒性和自适应性，使伺服系统既具有快速响应和设计简单的特点，又结合了免疫控制的抗干扰特性.在MATLAB环境下对永磁同步直线电机数控机床伺服进给系统进行仿真，结果表明，此种控制方案下的PMLSM伺服系统具有更好的控制精度、较快的响应速度和较小的超调量，抗干扰能力更强.

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电气工程

基于对角递归神经网络的汽车主动悬架控制

丁惜瀛;王春强;李琳

2015, 37(1): 6-10. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.02

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为了提高电动汽车行驶平顺性及操纵稳定性，针对电动汽车悬架进行振动分析，建立了七自由度汽车电动主动悬架模型，设计四轮全驱电动汽车电动主动悬架结构及其控制系统.重点针对电动汽车主动悬架特点设计对角递归神经网络（DRNN）控制器，选取车身垂向加速度、悬架动行程和轮胎动行程作为神经网络控制器输入，采用梯度下降法对神经网络权值进行在线调整.仿真结果表明，具有DRNN控制器的电动主动悬架控制效果较PID控制主动悬架和被动悬架有显著提高，有效改善了汽车行驶平顺性及操纵稳定性，也说明所设计的控制策略在电动汽车电动主动悬架控制方面的有效性.

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电气工程

血管介入手术主从导管机器人滑模控制

赵希梅;游健康;刘浩;李洪谊

2015, 37(1): 11-15. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.03

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在微创血管介入手术中，主从遥操作导管机器人系统的通信时延以及参数不确定性很容易导致其稳定性下降，操作性及透明性降低.针对这一问题，建立了主从导管机器人系统的动力学模型，主手端采用滑模阻抗控制，从手端采用终端滑模控制，该控制方式降低了时延对系统操作性能的影响.通过系统轴向运动的仿真结果表明，该系统能够较好地实现从手对主手的位移以及力的跟踪，系统具有较强的鲁棒性和良好的透明性.

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风力发电技术

双馈风机与电网机电扭振互作用可能性分析

汤奕;管永高;张磊;吴熙;吴英俊

2015, 37(1): 16-21. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.04

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为了研究大规模双馈式感应发电机风电场并网是否能引发双馈风电机组与交流电网间的机电扭振互作用问题，分析了双馈风电机组与交流电网间机电扭振互作用的机理，并基于双馈风电机组轴系特性对其与交流电网之间发生机电扭振互作用的可能性进行了探讨.分析得出由于交流输电系统串补度的限制，双馈风电机组与交流电网之间发生机电扭振互作用的条件较难满足，由此引发次同步谐振的可能性很小.通过时域仿真算例验证了结论的合理性.

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风力发电技术

大型风力机主轴承故障信号提取方法

周昊;陈长征;周勃;孙鲜明

2015, 37(1): 22-27. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.05

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针对大型风力机主轴承易发生故障且特征信号难以提取的问题和传统盲分离算法计算量大、收敛性较差的缺点，提出了基于粒子群优化的盲源分离算法.算法根据负熵最大化判据，采用粒子群优化算法对盲源分离过程进行优化，且将该算法成功应用于某风场大型风力机主轴承故障信号的提取中.分析结果表明，该算法可有效分离大型风力机主轴承与其他部件的振动信号，与其他算法相比具有分离精度高、可靠性好等优点，对风力机主轴承的故障诊断十分有效.

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材料科学与工程

12Cr1MoV/304不锈钢焊接接头高温时效碳迁移现象

李德元;娄建新;孔令伟;段思华;崔一哲;张楠楠

2015, 37(1): 28-33. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.06

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针对高温环境下异种钢焊接接头在服役过程中出现碳迁移，进而导致脱碳层在服役中失效的问题，采用电弧堆焊方法研究了12Cr1MoV低合金耐热钢和304不锈钢焊接接头在不同时效时间下的碳迁移问题.研究表明，经高温时效后，焊态区域的组织并未受到影响；在过热粗晶区形成的碳过饱和的上贝氏体和粒状贝氏体组织则发生退化，转变成回火索氏体组织.形成的脱碳层组织以铁素体为主，里面夹杂少量的颗粒状渗碳体，特别是在增碳层出现大量的碳化物，形成类似于马氏体的复杂的不规则组织.经菲克定律推导出的扩散方程计算后，证明碳扩散的理论曲线与实际曲线较为接近，可用于研究碳扩散的迁移机制.

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材料科学与工程

纵向磁场对TIG焊电弧形态的影响

刘政军;陆璐;苏允海;雷康

2015, 37(1): 34-38. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.07

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为了研究外加纵向磁场对TIG焊焊接电弧形态的影响并分析电弧形态的变化机理，在常规的TIG焊焊接过程中施加纵向磁场，利用高速摄像机对焊接电弧形态进行拍摄和记录.实验结果表明，当无磁场作用时，弧柱呈锥形且未发生旋转运动.在外加磁场作用下，弧柱呈收缩状态且沿顺时针旋转.当焊接参数不变时，随着磁场强度的增加，弧柱的收缩程度随之增加.根据磁场的理论公式，可推导出在外加纵向磁场作用下，电弧的旋转半径与磁感应强度成反比.

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材料科学与工程

球墨铸铁轧辊的光纤激光合金化性能

徐国建;李宏利;邢飞;普雄鹰;陈常义;聂丽丽;沓名宗春

2015, 37(1): 39-43. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.08

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为了提高球墨铸铁轧辊的使用性能,采用光纤激光合金化系统对轧辊表面的预置合金层进行激光扫描,在球墨铸铁轧辊表面形成了冶金结合的合金化层.在最佳工艺参数条件下,分析了合金化层的耐磨性能、维氏硬度、冷热疲劳性能和显微组织.结果表明,合金化后的球墨铸铁轧辊的耐磨性能约为基体的3倍,维氏硬度也得到了明显提高,冷热疲劳性能基本相同.合金化层由亚共晶组织构成,亚共晶组织初晶相由马氏体(M)、未分解WC硬质相及共晶组织构成,共晶组织由马氏体(M)与复杂碳化物(WC、Co₆W₆C和Fe₃C)构成.合金化层深度约为0.4 mm且组织细小.

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材料科学与工程

基于ANSYS的颗粒增强镁基复合材料应力场分析

刘贵立;赵明明;董驾潮;谢萌

2015, 37(1): 44-48. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.09

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为了更加符合实际地研究颗粒增强镁基复合材料的应力场分布情况，应用ANSYS有限元软件中的APDL语言建立含有三维随机颗粒的复合材料模型，根据细观力学和有限元理论，对模型在单向拉伸下的应力场进行模拟，分析其应力以及应变的分布情况和复合材料的性能特征，通过ANSYS模拟得到复合材料颗粒中的应力最大而应变最小这一结果.通过改变基体内的颗粒粒径，分析了颗粒粒径对预测应力应变曲线的影响.结果表明，当颗粒粒径到达一定值后，颗粒粒径的减小对复合材料的力学性能影响很小.

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材料科学与工程

铝合金轮毂激光去毛刺工艺

杭争翔;秦立家;徐国建;刘经伟

2015, 37(1): 49-53. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.10

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为了高效去除汽车铝合金轮毂边缘的毛刺，利用2kW光纤激光加工系统对铝合金轮毂进行去毛刺工艺研究，确定了最佳工艺参数.通过光学显微镜对轮毂横断面的宏观形貌进行表征.结果表明，当激光束从轮毂内侧进行扫描时，轮毂的毛刺完全被去除，原有尖边受激光处理后形成了R=0.5mm的圆角.当激光束由外侧进行扫描且激光的入射角较小时，熔融区域的宽度较小.当离焦量为0mm时，毛刺的去除效果较好.激光束的扫描速度对毛刺的去除效果影响不大.相比激光的内侧扫描，激光在外侧扫描时熔融区域的宽度较大.

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材料科学与工程

水镁石/硼酸锌复合阻燃环氧树脂的制备与性能

张爱玲;赵超;常婷;王松;李三喜

2015, 37(1): 54-58. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.11

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针对环氧树脂在添加普通水镁石阻燃剂后力学性能恶化的问题，通过对水镁石的改性和复配制备了一种新型阻燃剂.通过SEM观察水镁石粉体及阻燃环氧树脂断面的表面形貌，利用弯曲强度测试考察阻燃环氧树脂的力学性能，测定氧指数考察其阻燃性能.结果表明，水镁石用量为30%时阻燃EP性能最好.用硅烷偶联剂Ⅰ和Z6173改性，阻燃EP的弯曲强度和氧指数分别为5.21MPa、28.9%和4.82MPa、29.1%.用6份的硼酸锌与硅烷偶联剂Ⅰ改性的水镁石复配制得的复合阻燃剂，其制备成的阻燃EP的弯曲强度和氧指数最高达到4.85MPa和29.3%.

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材料科学与工程

钨掺杂α-FeOOH制备及染料废水降解

张丽清;郭子睿;周华峰;颜佩洋;冯盼盼

2015, 37(1): 59-63. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.12

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针对现今水污染问题,采用空气氧化法在碱性条件下制备了α-FeOOH和钨掺杂α-FeOOH来降解污水中的染料.利用傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和光电子能谱仪等对样品的形貌和结构进行了表征.以α-FeOOH作为Fenton反应的铁源并与过氧化氢形成Fenton体系,考察该体系对染料甲基橙和酸性铬兰k溶液的降解性能.结果表明,在最佳条件下,当加入钨掺杂α-FeOOH时,甲基橙和酸性铬兰k的降解率分别达到99.8%和81.0%; 同样条件下,当加入无掺杂α-FeOOH时,甲基橙和酸性铬兰k的降解率只有75.2%和61.3%.

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信息科学与工程

基于确定网络的多级物流网络优化设计

刘艳秋;焦妮;李佳

2015, 37(1): 64-68. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.13

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针对已存在的多级物流配送网络没有充分考虑配送节点的可能状态的问题，根据一段时期产品的需求量不同等特点，通过动态调整节点关闭状态，以最小化企业物流网络的总体费用为优化目标，构建了可描述带能力约束的多级配送网络设计问题的优化模型.根据物流配送网络设计问题的特点，基于模拟退火算法思想，结合该模型对算法做出了改进，并使用改进后的模拟退火算法对模型进行求解分析.算例的计算结果表明，该优化方法运算快捷，所求结果合理，是解决相关物流问题的一种有效方法.

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信息科学与工程

考虑成本与要素关系的信息安全风险分析模型

赵刚;宫义山;王大力

2015, 37(1): 69-74. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.14

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针对信息安全风险评估问题，提出了同时考虑风险要素关系和控制措施作用及成本的风险分析模型.与现有研究成果相比，该风险分析模型的优势在于充分考虑威胁和脆弱性等风险要素相互关系的基础上，更加注重控制措施对威胁和脆弱性等风险要素的影响关系，同时考虑风险处理时控制措施的成本，为风险评估提供更加客观、准确的风险分析方法和有效的控制措施选择与优化策略.案例分析结果表明，利用该多目标决策风险分析模型能够有效地量化风险评估要素间的影响关系，依据控制措施的有效程度和合理成本提供客观、准确的控制措施优选排序，提高风险评估的准确性，从而为信息安全风险管理提供科学的决策依据.

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信息科学与工程

明亮区域的暗原色先验算法

崔宝侠;贾冬雪;段勇

2015, 37(1): 75-79. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.15

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针对暗原色先验算法在处理含有大面积明亮区域的有雾图像时，复原图像会产生严重色彩偏移的不足，提出了一种基于像素点的透射率修正方案.在分析暗原色先验去雾原理以及复原图像色彩偏移成因的基础上，对去雾模型进行推导，使用暗通道亮度与大气光数值接近度及像素通道间数值接近度作为明亮区域判定机制，得出更具普适性的透射率求取方法.明亮区域采用容差机制纠正错误估计的透射率，非明亮区域仍采用原透射率求取方式，并首次将改进算法应用到雪天模糊图像清晰化中.实验结果表明，改进算法使去雾图像清晰自然，可有效修正色彩失真.

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信息科学与工程

直接三维ECT传感器灵敏度计算

王伊凡;颜华;孙延辉

2015, 37(1): 80-86. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.16

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针对采用传统方法获取直接三维ECT传感器灵敏度分布计算时间较长的问题，提出了一种基于电场强度的灵敏度近似计算方法来获取三维ECT传感器灵敏度分布，并通过灵敏度预处理提高重建图像质量.仿真结果表明，传统计算法和近似计算法获得的灵敏度矩阵和对应的重建结果均很接近，但近似计算法的计算时间只是传统计算法的1.5%，灵敏度预处理可使重建质量略有提升.两种灵敏度计算法均可用于三维ECT重建，近似计算法在计算时间上有显著优势.

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信息科学与工程

脱丙烷塔的工艺模拟及优化

李青芮;李平;张鹏

2015, 37(1): 87-91. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.17

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针对某石化公司气体分馏装置能耗大的问题,以脱丙烷塔为研究对象,运用流程模拟软件SimSci/PROⅡ对脱丙烷塔进行了稳态模拟.选取Soave-Redlich-Kwong状态方程建立模拟模型,采用Fenske估算方法和改进的内外层迭代算法进行求解.模拟结果表明,建立的计算机模型与实际生产情况相符合.在模型基础上对脱丙烷塔进行灵敏度分析,研究进料温度、塔顶压力和塔顶回流量对装置运行的影响,并对其工艺参数进行优化,优化后的参数不仅能保证装置的产品质量,还能降低装置的能耗,提高工厂的经济效益.

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建筑工程

早龄期混凝土力学性能试验及其单轴本构模型

徐仲卿;袁泉;杨振坤;王梦梦;王冬雁

2015, 37(1): 92-96. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.18

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为了研究早龄期混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、静力受压弹性模量以及单轴受压应力-应变曲线的规律，进行了系统的加载试验和试验数据分析.总结了早龄期阶段力学指标随龄期的变化规律以及与立方体抗压强度之间的换算关系，通过拟合相关参数，提出了分段式的受压应力〖CDF*3〗应变全曲线拟合公式，拟合结果与试验数据吻合较好.试验结果表明，早龄期C40混凝土的强度和弹性模量随着龄期非线性增长，7d是增长变化的分界时点；随着龄期的增长，峰值应变减少，脆性变大；早龄期C40混凝土的单轴受压应力-应变曲线与充分养护龄期混凝土形状相似.

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建筑工程

土工合成材料界面应变软化特性的一种本构新模型

李明飞;郑效峰;那达慕;栾宇;宁宝宽

2015, 37(1): 97-101. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.19

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在土工合成材料工程的数值研究中，根据土工合成材料界面的力学特性，构建合理有效的本构模型是提高数值计算可靠性的关键.针对部分土工合成材料界面存在的应变软化特性，提出了一种新的本构模型.以剪应力峰值为分界点，将剪应力-剪切位移曲线前后两部分分别进行模拟.剪应力峰值前，采用Clough和Duncan双曲线模型进行模拟；剪应力峰值后的应变软化阶段，以剪应力峰值为原点，用另外一条倒置的双曲线进行模拟.通过系统的公式推导描述了模型的构建过程，给出了应变软化阶段界面剪切刚度计算表达式.通过对界面直剪试验结果的模拟初步验证了模型的拟合能力.

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建筑工程

CFST柱和RC柱偏压性能比较

杜闯;陈烜;郭蓉;纪美静

2015, 37(1): 102-108. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.20

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为了研究钢管混凝土柱在偏压荷载下的力学性能，对已有的偏压荷载钢管混凝土柱进行了有限元模拟，并与试验结果进行了比较.在此基础上，分别模拟了同等条件下钢管混凝土柱和钢筋混凝土柱的受力性能，对比分析了它们的破坏形态、承载力、挠度变形等力学性能.研究结果表明：相同条件下，钢管混凝土柱比钢筋混凝土柱更具有延性，钢管混凝土柱轴力比钢筋混凝土柱高约25%，弯矩高约40%；最大荷载时，钢管混凝土柱跨中截面的挠度为钢筋混凝土柱的1.67倍，极限荷载时为2.30倍；钢管混凝土柱和钢筋混凝土柱承载力随着偏心率的增大而减小，与构件性质无关.长细比对构件破坏性质有明显影响.

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建筑工程

大坝廊道无线传感器网络节点铺设方法

陈娟;徐力生;徐蒙;张帆

2015, 37(1): 109-115. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.21

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为了满足灌浆工程中智能化监控的要求，了解无线传感器网络在复杂环境下灌浆数据传输的质量情况，对2.4GHz无线信号在大坝灌浆廊道中的传播特性进行了研究.利用现场实验测试网络性能，指出廊道环境、数据传输时延、多跳跳数及采样率对节点能耗和无线传感器网络链路质量的影响，并提出基于信号强度的、动态n值的线性节点铺设方法.该方法在链路质量降低情况下可通过铺设冗余节点和测试丢包率等方法调整节点位置，使链路快速得到恢复.通过能耗分析、丢包率测试、定位误差测量等实验对动态n值相对于固定n值在数据传输网络中的性能进行了分析.实验证明：在恶劣施工条件下，基于信号强度、动态n值的线性节点铺设方法适用于灌浆廊道通信.

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建筑工程

TRD工法水泥土墙现场取芯的三轴渗透试验

陈晨;赵文;庞宇斌

2015, 37(1): 116-120. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.01.22

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为提高TRD工法在国内的应用水平，通过对天津市某基坑项目TRD水泥土墙进行现场取芯，在实验室内进行三轴渗透试验，得出水泥土墙在不同水泥掺入比条件下的芯样渗透系数曲线、不同养护龄期条件下芯样的渗透特性关系和不同土层条件下的芯样渗透系数对比，并分析产生上述曲线关系的原因，得出满足基坑止水要求的水泥经济掺入比和合理的养护龄期，给出了不同龄期下TRD水泥土墙渗透系数与水泥掺入比的经验公式.结果表明，TRD工法优于传统的SMW工法.

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