沈阳工业大学学报

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电气工程

基于模糊CMAC神经网络的XY平台交叉耦合控制

王丽梅;孙伟

2015, 37(2): 121-125. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.01

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针对永磁直线同步电机（PMLSM）驱动的XY平台系统的负载扰动、任意加工曲线轮廓误差模型复杂及双轴参数不匹配等会影响加工精度的问题，XY平台单轴采用了能反映人脑认知模糊性和连续性的模糊小脑模型关节控制器（FCMAC）设计速度控制器，在两轴之间采用实时轮廓误差估计模型和交叉耦合控制（CCC）进行轮廓控制器的设计，可同时减小跟踪误差和轮廓误差.FCMAC可准确及时地抑制负载扰动，交叉耦合控制削弱了双轴参数不匹配的影响.仿真结果表明，所设计的XY平台控制系统具有较高的轮廓精度和较强的鲁棒性.

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电气工程

快速刀具伺服系统的模糊自适应滑模控制

刘春芳;杜昭童

2015, 37(2): 126-131. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.02

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针对由永磁同步直线电机驱动的快速刀具直线伺服系统在高频输入信号下跟踪控制精度低的问题，设计了模糊自适应滑模控制算法.算法采用滑模控制进行跟踪，利用模糊自适应控制方法对传统滑模控制器中的不连续控制量进行模糊逼近，同时对实际运行中系统的不确定因素进行补偿，并设计了相应的自适应算法以补偿模糊控制律的不足，从而有效降低抖振.仿真结果表明，算法可以解决伺服系统的高频跟踪问题，具有较快的响应速度，对负载扰动有较强的鲁棒性.

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电气工程

感应加热电饭煲电磁场与漏磁分析

阚超豪;储国良;张家午;马伯

2015, 37(2): 132-137. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.03

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为了研究感应加热电饭煲空间电磁场对其热效率的影响，以一台1 300W感应加热电饭煲为例，利用ANSOFT软件建立样机三维电磁场有限元模型.在其他条件不变的情况下，分别采用两种磁条结构分析比较了样机模型中电磁场与输出涡流功率的分布情况，并且对样机的漏磁情况进行了分析.将实验测得的漏磁、热效率与仿真值进行对比，验证了仿真方法的正确性.有限元法对感应加热电饭煲电磁场与漏磁的分析结果为相关感应加热系统的优化设计、安全使用提供了参考.

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材料科学与工程

典型异质钢接头碳迁移与高温力学性能

李德元;杨金荣;娄建新

2015, 37(2): 138-142. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.04

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针对A102焊接典型异种接头的碳迁移现象以及高温力学性能进行研究，利用由菲克定律推导出的碳扩散理论计算公式对扩散过程进行计算并绘制理论曲线.通过碳的成分分析绘制出实际碳扩散曲线，对熔合线两侧的组织进行观察.结果表明：理论碳扩散曲线与实际碳扩散曲线基本相同.对于A102焊接的15CrMoR珠光体耐热钢与316奥氏体不锈钢异质钢接头而言，熔合线的不锈钢焊缝金属一侧出现增碳层，组织主要为碳化物和马氏体，而15CrMoR热影响区一侧出现脱碳层，组织主要为铁素体.蠕变试件在熔合线脱碳层附近发生断裂，断裂方式为韧窝断裂.

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材料科学与工程

氧化物活性剂增加镁合金熔深机理

刘政军;陆璐;苏允海;张书生

2015, 37(2): 143-147. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.05

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为了研究活性剂对TIG焊焊接电弧形态的影响,采用单组分氧化物活性剂(Cr₂O₃、TiO₂)进行AZ91D镁合金直流TIG焊接,由关系曲线得出Cr₂O₃和TiO₂活性剂的最佳涂覆量分别为2.52和2.65 mg/cm².采用高速摄像技术对A-TIG焊焊接电弧形态进行拍摄和记录,得到了涂覆单一活性剂的焊接电弧形态,并分析了电弧形态的变化机理.对比电弧形态照片可以发现:当无活性剂作用时,焊接电弧呈现出锥形; 当有活性剂作用时,电弧呈现出收缩状态,且TiO₂使电弧收缩的效果最为明显,Cr₂O₃次之.通过理论分析认为,电弧收缩理论和阳极斑点理论是氧化物活性剂增加熔深的主要机理.

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材料科学与工程

基于铝镁硅合金电阻计算的MИTИCCEH-ΦИЛEMHГ规则修正

刘正;王帆;王峰;毛萍莉;王松伟

2015, 37(2): 148-152. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.06

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为了解决因缺少对合金元素与电阻之间的定性定量研究所导致的当前生产或实验过程依然以简单的实验法来制备所需导线的问题,基于MИTИCCEH-ΦИЛEMHГ规则对电阻率的定义性描述,引入由合金元素引起的缺陷电阻率增值变量,建立合金元素与电阻率的计算模型.结果表明,在相同工艺条件下,对于不同合金成分Al-Mg-Si合金导线而言,其修正规则计算模型计算值与实测值更为吻合,误差率不大于0.5%.因此,此计算模型可以作为优化和预测合金导线成分设计的理论依据.

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材料科学与工程

枪速对热障涂层组织性能及残余应力的影响

李晨希;刘爽;张甲;常新春

2015, 37(2): 153-158. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.07

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为了研究等离子喷涂制备热障涂层（TBCs）时不同枪速对陶瓷面层组织性能和残余应力的影响，在GH4169高温合金基体上采用超音速火焰喷涂（HVOF）NiCoCrAlY粘结层（BC层）和大气等离子喷涂（APS）8YSZ陶瓷层（TC层）.通过对比不同参数样品的微观组织以及显微硬度、残余应力和热震性能差异，研究了枪速对热障涂层的影响.结果表明：枪速过低或过高时，涂层表面残余应力较大，热震性能较低；随着枪速的增大，涂层表面粗糙度逐渐增大，而孔隙率和显微硬度逐渐减小；枪速过低时，涂层出现纵向裂纹，热震失效方式为整体剥落；而枪速较大时，涂层从边缘向中心不断剥落，涂层表面出现白点.

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材料科学与工程

Bi对Al-30%Mg₂Si复合材料组织和性能的影响

任玉艳;刘桐宇;李英民

2015, 37(2): 159-164. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.08

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为了研究铋(Bi)对Al-30%Mg₂Si复合材料显微组织和力学性能的影响,利用原位内生工艺制备了Al-30%Mg₂Si复合材料,并加入不同量的Bi对其细化变质.利用扫描电镜进行显微组织观察,并利用布氏硬度计和液压式万能试验机进行力学性能测试.试验结果显示,稀土Bi的质量分数由0%增加至5%时,初生相Mg₂Si的平均晶粒尺寸先减小后变大,而抗拉强度、硬度和伸长率则先提高后减小; 当Bi加入量约为3%时,初生相Mg₂Si显微组织细化效果最为明显,综合力学性能最好.

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机械工程

可变形履带机器人跨越台阶的动力学分析

陈长征;项宏伟;杨孔硕;叶长龙

2015, 37(2): 165-170. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.09

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针对各种灾难过后复杂的地理环境，设计了一种具有平行四边形结构的可变形履带机器人.为了计算机器人在运动过程中的电机驱动力和地面支持力，对机器人上台阶过程进行了运动分析，利用牛顿欧拉方法建立了其跨越台阶的动力学模型，并对其运动稳定性进行了实验.实验结果表明，机器人能够根据运行环境采取不同的运动方式，具有很强的越障能力，适用于崎岖山路、瓦砾及楼梯等复杂环境.此研究可为机器人的运动控制提供借鉴.

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机械工程

球头刀高速铣削模具钢热力分布3D模拟

张为;程晓亮;郑敏利;王姝淇;吴桐

2015, 37(2): 171-175. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.10

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为了获得球头刀高速铣削模具钢在切削过程中的热力分布状态，为已加工表面的热力形成机制研究提供基础数据，利用基于拉格朗日算法的有限元工艺仿真系统DEFORM，对汽车覆盖件模具钢Cr12MoV的高速铣削过程进行了3D有限元建模仿真.模型模拟了球头刀在倾角为15°时的切屑形成过程，预测的进给方向、跨距方向以及轴向方向的切削力与实验数据相符，在剪切面处模拟所得切削平均温度偏差在10%以内.模具表面切削区轮廓形状与高速铣削产生切屑形貌基本吻合，证明建立的3D模型能够较好地反应切削过程中的热力分布情况.

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信息科学与工程

基于MPU-6050的步态信号采集系统

谷丽华;崔畅;高松巍;许会

2015, 37(2): 176-182. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.11

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针对目前获取步态信号类型比较单一，只采集三轴加速度信息，可供分析的信号来源较少，多传感器组合应用存在传感器之间的轴间差等问题，设计了一种基于数字运动处理器的无线步态采集系统.传感器选择集成三轴加速度和三轴陀螺仪信号的MPU-6050以获得更多的步态信息，确保了无轴间差校准问题.系统主要由微控制器STC90LE52、运动传感器MPU-6050以及无线通信模块 RF1100SE组成.由MPU-6050采集步态加速度和陀螺仪信号，STC90LE52读取数据并通过RF1100SE发送，接收端将接收到的数据通过串口送到计算机中.通过对数据进行分析可知，在步态信号中，重力方向和前进方向的加速度信号周期性较好，而陀螺仪的俯仰角信号周期性优于其他两个轴的信号.

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信息科学与工程

基于色彩特征的CAMSHIFT视频图像汽车流量检测

陈向东;李平

2015, 37(2): 183-188. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.12

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针对视频图像中目标车辆尾灯及背景色彩在HSV空间分布上的特点，提出了把车辆尾灯作为跟踪目标，恰当选取色彩特征参数，采用CAMSHIFT目标跟踪算法对汽车流量进行检测的技术方案.研究了基于HSV色彩空间的CAMSHIFT目标跟踪算法在视频图像汽车流量检测中的实现，并用实际拍摄的交通视频图像对该检测算法进行了验证.实验结果表明，本文算法具有较高的准确度，能够有效跟踪以各种速度行驶的车辆，可以较好地应用在汽车流量检测领域中.

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信息科学与工程

抑制电离层Es层杂波的辅助天线设计方案

赵龙;于耕;刘海客

2015, 37(2): 189-193. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.13

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针对高频雷达中电离层Es层杂波的抑制问题，提出了水平极化天线阵列和垂直极化天线阵列两种辅助天线的设计方案.利用电离层Es层杂波信号与目标信号相比具有不同的到达方向和极化方式等特点，使辅助天线阵列对电离层Es层杂波具有一个大的增益，对目标信号有一个小的增益.辅助天线阵列的仿真分析结果表明，辅助天线输出中杂信比的大小会得到显著提高，辅助天线输出中杂信比越高，高频雷达中电离层Es层杂波的抑制效果越好.

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信息科学与工程

基于非下采样剪切波变换的医学图像融合算法

陈贞;邢笑雪

2015, 37(2): 194-199. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.14

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为了解决单一模态医学图像的局限性，提出了一种基于非下采样剪切波变换（NSST）的多模态医学图像融合方法.该方法利用NSST将待融合的医学图像分解成低频系数和高频系数，并利用区域能量加权（WLE）的方法对分解后的低频系数进行融合，使用区域能量和平均梯度加权的方法对分解后医学图像的高低频系数进行融合，采用NSST逆变换重建融合后的图像.选择信息熵、平均梯度和空间频率3个参数作为融合图像的客观评价参数，结果表明，该方法取得的融合结果比离散小波、轮廓波和非下采样轮廓波变换等传统方法更好，计算效率更高.

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建筑工程

边坡稳定制约下土石坝截面优化遗传算法

李南生;杨新;李幸周

2015, 37(2): 200-206. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.15

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为了实现土石坝的截面优化，基于坝体边坡极限平衡状态提出了一种易于施加特性约束条件和进行全局优化搜索的优化遗传算法.建立了以边坡稳定为约束条件的多工况条件下的土石坝截面优化模型，并在Matlab平台上编制了基于极限平衡理论的土石坝坝坡稳定性分析程序以及优化程序，实现了均质土坝在渗流和地震作用等约束下最优截面的搜索.算例结果证明了该优化方法具有一定的有效性和可行性.

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建筑工程

严寒地区C25水工混凝土的抗冻耐久性分析

王海军;王海鹤;魏华;谷长叶

2015, 37(2): 207-211. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.16

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针对严寒地区水工混凝土的抗冻性,研究了水工混凝土在冻融温度变化范围为(8±2)℃~(-17±2)℃和(8±2)℃~(-22±2)℃下的抗冻性能,通过测量试件的质量损失、动弹性模量和抗折强度(即混凝土抗冻性能的评判标准)来评定严寒地区水工混凝土的抗冻性能.实验结果表明,当水工混凝土水灰比为0.5、含气量为5%时,其抗冻标号为F300,满足设计要求; 相同配合比的混凝土在严寒地区时,其抗冻标号为F200,达不到设计要求.严寒地区的最低冻结温度对于混凝土的抗冻性能,尤其是质量和动弹性模量的影响十分显著.

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建筑工程

表面内嵌FRP筋抗剪加固T形混凝土梁参数影响

张延年;付丽;刘新;李朝阳;郑怡;熊卫士;沈小俊

2015, 37(2): 212-218. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.17

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为了研究不同参数对表面内嵌FRP筋加固梁抗剪性能的影响规律，对6根采用不同FRP筋类型、间距以及不同加固方式的FRP筋加固梁进行受剪性能试验.结果表明，该方法能够很好地改善加固梁的受剪性能，提高梁的极限承载力.未粘U箍和FRP筋间距小的加固梁更易发生剪切破坏.加固方式对加固梁跨中位移无明显影响，FRP筋类型和FRP筋间距对加固梁跨中位移影响显著.表面内嵌FRP筋不能提高试验梁的纯弯段开裂荷载，但能显著提高弯剪段开裂荷载.FRP筋类型、间距以及加固方式对加固梁的极限荷载影响显著.由于CFRP筋弹性模量高，故CFRP筋的应变小、利用率低；不粘贴U箍加固梁中FRP筋应变大于粘贴U箍加固梁；FRP筋间距越大，FRP筋的应变越大，利用率越高.

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建筑工程

高效利用CFRP加固预裂混凝土梁

徐凌;宇翔;邸振禹

2015, 37(2): 219-224. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.18

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为了更有效应用碳纤维布进行结构加固，对6根不同配筋率的预裂钢筋混凝土梁进行CFRP加固加载试验，研究了在采用半包粘贴CFRP加固方式时，不同配筋率和不同碳纤维布层数对梁的极限承载力恢复程度、破坏形态和裂缝开展情况的影响.分析结果表明，碳纤维布在很大程度上提高了试验梁的整体刚度，改变了加固梁的破坏形态，采用半包式粘贴纤维布能较好地限制碳纤维布与混凝土之间的剥离，使之恢复到预裂时的极限承载力，满足正常使用要求.

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建筑工程

尾矿砂塑性混凝土的力学特性

黄杰;孟晋;陈四利;刘同瀛

2015, 37(2): 225-230. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.19

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针对塑性混凝土具有弹性模量低、抗渗性及塑性变形特性良好等特点，利用尾矿砂配置了不同尾矿砂砂率和不同水泥掺量的塑性混凝土，对尾矿砂塑性混凝土试件分别进行了立方体抗压强度、轴心抗压强度以及弹性模量等试验.利用极差分析探讨了砂率和水泥掺量等对尾矿砂塑性混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度以及弹性模量的影响，得到了立方体抗压强度、轴心抗压强度以及弹性模量随砂率和水泥掺量的变化规律.试验结果表明，尾矿砂塑性混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度随砂率的增加而降低，随着水泥掺量的增加，其立方体抗压强度和轴心抗压-强度均逐步增大，弹性模量在砂率为50%处达到最大，随着水泥掺量的增加其弹性模量也逐步增大.

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化学工程

SO^2-₄/TiO₂-HZSM-5固体超强酸催化合成TMPOT

李三喜;徐妍如;王松

2015, 37(2): 231-235. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.20

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为了制备具有较高酯化率和抗乳化性能的三羟甲基丙烷油酸酯(TMPOT),采用溶胶凝胶法制备了SO^2-₄/TiO₂-HZSM-5固体超强酸催化剂,用于催化合成三羟甲基丙烷油酸酯,探讨了酸醇摩尔比、催化剂用量、反应时间、反应温度和不同种类催化剂对产物酯化率和抗乳化性能的影响.结果表明,SO^2-₄/TiO₂-HZSM-5固体超强酸催化剂的催化活性较高.当酸醇摩尔比为3.1∶1、催化剂用量为反应物总质量的2%、反应时间为8 h、反应温度为200 ℃时,三羟甲基丙烷油酸酯的酯化率高达97.6%,对产物进行抗乳化性能测试时所需的油水分离时间为5 min,且抗乳化性能较好.

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化学工程

904L不锈钢在5 g/L H₂SO₄溶液中的腐蚀行为

张艳;李倩;张媛

2015, 37(2): 236-240. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2015.02.21

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为了研究904L不锈钢在5 g/L H₂SO₄溶液中的腐蚀行为,采用动电位极化测试、电化学阻抗测试(EIS)和X射线光电子能谱(XPS)研究其腐蚀行为,并分析其钝化膜的组成.结果表明,904L不锈钢极化后会发生自钝化,钝化区间为-0.2~0.6 V,电荷传递电阻为4 801 Ω/cm²,表明904L不锈钢具有较强的耐蚀性能.X射线光电子能谱(XPS)研究表明,钝化膜主要成分为Cr₂O₃、CrOOH、Cr(OH)₃等化合物.因而904L不锈钢在5 g/L H₂SO₄溶液中可以表现出良好的耐蚀性能.

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