沈阳工业大学学报

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电气工程

潜油永磁直线电机单边磁拉力分析与计算

李德儒

2017, 39(1): 1-5. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.01

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针对圆筒形永磁直线电机的偏心带来极大单边磁拉力、导致动定子之间的摩擦力高达数千牛顿的问题,建立了圆筒形永磁直线电机模型,分析了圆筒形永磁直线电机的结构特点与电机单边磁拉力产生的原因.采用磁路法分析电机偏心时的气隙磁场,利用麦克斯韦张量定理推导出空载下圆筒形永磁直线电机的结构参数和偏心参数与单边磁拉力的关系,并根据推导结果计算出电机单边磁拉力.结果表明,该解析方法具有一定的正确性和准确性.

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电气工程

风电机组Ⅱ区功率与叶片气动载荷协同控制

王湘明,任树平

2017, 39(1): 6-11. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.02

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为了研究风力发电机组在低于额定功率时的最大风能捕获以及叶片的气动载荷,使得风力发电机组在整个生命周期内高效稳定地运行,提出了一种功率与载荷的协同控制方法,通过过渡区预变桨的方式控制风力发电机组功率与叶片气动载荷.采用所提出的功率与载荷协同控制策略在Matlab软件上搭建风力发电机组的仿真模型,计算得出了风力发电机组的功率和叶片气动载荷的数据,结果显示,协同控制策略能够在低于额定风速区域保持功率基本不变的情况下有效减小叶片的气动载荷,由此证明了所提出的协同控制策略的可行性.

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材料科学与工程

类激光熔覆Stellite合金沉积层的组织及磨损性能

张春华,丁燕燕,关锰,谭俊哲,张松

2017, 39(1): 12-16. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.03

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为了进一步提高316不锈钢的表面性能,采用类激光熔覆技术在316不锈钢表面制备了Stellite合金沉积层.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计与销盘磨损试验机,研究了Stellite合金沉积层的微观组织、化学成分、显微硬度及摩擦磨损性能.结果表明,Stellite合金沉积层主要由γ-Co和M₂₃C₆相组成.沉积层组织依附于316不锈钢基体的界面呈外延生长,由界面至表面依次呈平面晶、柱状晶和胞状树枝晶形态,且越靠近表面组织越细小.Stellite合金沉积层的最高硬度可达650 HV.在摩擦磨损过程中摩擦系数随着法向载荷的增大而减小,磨损机制主要为黏着磨损、磨粒磨损和氧化磨损.

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材料科学与工程

Al-6Zn-2Mg-2Cu合金热处理后的拉伸与晶间腐蚀性能

杨林,高菁,陶欣慈,林立,陈立佳

2017, 39(1): 17-21. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.04

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为了研究不同时效处理对Al-6Zn-2Mg-2Cu合金性能的影响,研究了强化固溶后T6和T76时效处理对Al-6Zn-2Mg-2Cu合金硬度、拉伸性能与晶间腐蚀性能的影响.结果表明,强化固溶后与经过T6时效处理的合金相比,T76时效处理后合金的硬度并无明显变化,但合金的抗拉强度下降了4.39%,伸长率则明显上升.经T6和T76时效处理后,合金的晶间腐蚀等级均为4级.两种时效状态下合金腐蚀速率均在0~1.5 h范围内急剧增大,之后开始下降.经过强化固溶与T76时效处理后,合金的抗晶间腐蚀性能得到明显改善.

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材料科学与工程

碳布增强木质层合板的有限元渐进损伤分析

张延林,李秋阳

2017, 39(1): 22-27. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.05

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为了提高复合材料的性能,以碳布增强木质层合板为样板,建立了有限元渐进损伤分析模型.采用Hashin失效准则和BK失效准则作为失效判断依据,并采用退化方法进行了试验分析.利用ABAQUS/Explicit软件进行参数化建模,并对层合板在低速冲击作用下的损伤进行预测分析.结果表明,与0铺层型层合板的分层面积相比,碳布增强型木质层合板的分层面积约减小了50%.冲击接触力的试验值和计算值吻合良好,验证了退化模型的可行性与有限元模型的有效性.

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材料科学与工程

薄板激光搭接焊缝的强度评价

李阳,韩晓辉,张双楠,刘峰,蔡桂喜

2017, 39(1): 28-33. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.06

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针对列车车体上激光搭接焊缝需要进行强度评价的问题,采用试验和数值模拟相结合的方法研究了焊缝强度的影响因素和评价方法.采用ANSYS软件进行数值模拟,验证了断裂位置从焊缝向薄板转移的现象.结果表明:当焊缝宽度小于两板中的最小板厚时,焊缝宽度和拉剪力呈近似线性关系;当焊缝宽度超过最小板厚时,拉剪力达到最大值后不再随焊缝宽度的增加而增加;焊缝熔深和板间隙对拉剪力的影响不明显.根据建立的焊缝宽度和拉剪力关系,实现了通过无损检测焊缝宽度来评价焊缝强度的目的.

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机械工程

基于表面质量的小型精密零件切削工艺优化

余斌,潘江如,黄勇,尹君驰

2017, 39(1): 34-37. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.07

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为了提高小型精密零件在切削过程中的表面加工质量,以小型精密零件的表面粗糙度为目标函数,设计并实施了一系列小型精密零件的切削加工试验.采用单因素试验法分析了切削深度、切削速度及供给量等工艺参数对目标函数的影响,运用多元线性回归分析法建立切削工艺参数与目标函数的关系模型,从而获得最佳工艺参数组合并进行试验验证.结果表明,切削速度与切削深度对表面粗糙度为负向影响,供给量为正向影响,经优化参数组合加工工件的表面粗糙度均匀性较好,产品表面质量得到了较大改善.

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机械工程

稠油火驱二次点火主控因素及点火策略

梁金中,鲁笛,黄小雷,高忠敏

2017, 39(1): 38-42. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.08

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为了实现火驱开发过程中熄火油层再次燃烧,保障火驱开发效果,通过一系列室内物理模拟实验和油藏数值模拟计算,开展包括点火温度、通风强度、地下含油饱和度分布、结焦带等影响二次点火的主控因素的研究,给出了合理的二次点火温度和通风强度的范围,同时结合注气井地下空气腔规模给出了不同条件下启动油层二次燃烧的点火策略.结果表明,电点火温度应控制在450 ℃以上,点火期间通风强度应维持在10 m³/(m²·h)以上,对于需要注燃料油进行二次点火的注气井,燃料油的用量不低于已燃区空气腔体积的2/7.

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信息科学与工程

油气管道特殊部件的漏磁检测信号特征分析

杨理践,郭天昊,高松巍,刘斌

2017, 39(1): 43-47. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.09

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针对油气管道特殊部件的结构特点,分析了管道磁化后产生的磁场特征.基于管道漏磁内检测原理及麦克斯韦方程,采用Comsol有限元仿真软件对管道特殊部件与缺陷进行仿真,以漏磁信号轴向分量B_x所占的通道个数、B_x正负峰值出现的先后顺序、B_x幅值以及轴向长度作为分析判别管道特殊部件与缺陷的依据,对管道特殊部件上存在缺陷的整体漏磁信号B_x分量进行特征分析,缺陷信号B_x在补板信号B_x内侧且极性相反时视为补板缺陷.结果表明,该方法在判别管道特殊部件存在缺陷方面具有一定的可行性.

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信息科学与工程

基于多核处理器的低能耗任务调度优化算法

刘亚秋,陈雨佳,景维鹏,王鹍

2017, 39(1): 48-54. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.10

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针对多核处理器的高性能所带来的高能耗问题,对TL-DVFS算法中任务迁移开销问题进行了分析,提出了一种基于TL面的节能调度算法ITL-DVFS.该算法在不增加算法时间复杂度的前提下,通过对堆进行操作,有效地减少每个TL面初始时刻任务的迁移开销.结合全局动态电压频率调节技术,在TL面的初始时刻和偶发任务释放时刻动态调节多核处理器的电压频率.结果表明,ITL-DVFS可以有效地减少任务的迁移开销,在负载达到某一值后,可有效降低处理器功耗.

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信息科学与工程

基于镜像源方法的室内声场脉冲响应仿真

郭莹,闫美辰

2017, 39(1): 55-60. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.11

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针对基于室内声场脉冲响应描述声场音质特性时其精确度不高的问题,以经典镜像源方法为核心,讨论了基于变换频域和反射系数的改进算法.以矩形空间为具体实例,给定接收点和声源位置,并利用计算机仿真室内声场脉冲响应.在不同参数条件下,对各个算法进行了分析,估计了能量衰减曲线和房间混响时间.结果表明,基于变换频域和反射系数的改进算法具有更高的准确性和可靠性.

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信息科学与工程

步态识别的小波去噪质量评价方法

涂斌斌,谷丽华,许会

2017, 39(1): 61-66. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.12

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针对步态加速度信号由于采集信号包含大量尖峰或突变等高频噪声,导致在步态分析、周期划分和特征提取方面存在困难的问题,提出了一种利用小波去噪质量评价来对加速度信号小波去噪的最优参数进行选择的新方法.根据质量评价指标的几何和物理意义,使用评价指标值来指导小波去噪最优小波分解与重构层数的参数选择.当评价指标值取最小值时,其对应分解层数为最优分解层数,采用的小波基函数为最优小波基函数.结果表明,本文方法在步态识别领域可以为步态信号小波去噪选择最优小波基函数和分解层数提供理论依据.

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信息科学与工程

基于N-Gram算法的数据清洗技术

马平全,宋凯,纪建伟

2017, 39(1): 67-72. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.13

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针对数据库中存在的大量相似重复数据,对相似重复记录的属性结构以及产生原因进行了分析,采用N-Gram算法对数据记录进行计算,得到代表每条记录属性的键值,即N-Gram值.依据该键值将数据库中的数据记录进行排序处理,建立有序的数据库,并对其中的数据记录进行相似度计算.运用排列合并的清洗思想对识别出来的相似重复数据记录进行清洗,实验结果表明,N-Gram算法有效提高了相似重复数据记录的查全率和查准率.

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信息科学与工程

基于李代数的人体手臂惯性动作捕捉算法

刘丹,王鑫,片锦香

2017, 39(1): 73-77. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.14

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为了实现实时人体手臂动作捕捉,提出了一种利用惯性传感器实现人体手臂动作捕捉的方法.利用惯性测量单元(IMU)解算出的四元数信息,得到手臂腕部、肘部和肩部关节点的位置.将惯性数据通过蓝牙无线通信方法传到上位机.采用具有毫米级动作捕捉精度的OptiTrack光学动作捕捉设备,得到人体手臂的位置数据,并将其作为基准位置数据.将IMU坐标系下解算出的位置信息变换到OptiTrack坐标系下进行对比.结果表明,该方法适用于自由活动环境下的动作跟踪,具有较高的动作捕捉精度.

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信息科学与工程

基于多传感器信号传输网络的TCP增强方法

哈乐,房立金

2017, 39(1): 78-82. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.15

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为了解决多传感器信号传输中端到端TCP协议存在的如高丢包率、带宽不稳定、动态拓扑以及存在由于多信号同时传输产生拥堵,导致网络传输性能降低等问题,提出了一种基于多传感器信号传输网络的传输控制协议M-TCP.M-TCP采用了一种基于瓶颈节点信息反馈的新的流量控制机制,取消了慢启动探测网络带宽阶段,在连接建立后便采用较理想的发送速率进行数据传输,成功避免了传输振荡.结果表明,M-TCP在数据吞吐量、丢包率和传输延迟等方面具有较大优势,能够很好地提升传输网络的传输性能.

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控制工程

不确定转子系统动力特性的区间分析方法

方勃,张洁洁,高宇飞

2017, 39(1): 83-87. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.16

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为了研究含不确定参数转子系统的动力特性,提出一种非概率区间分析方法对转子系统进行分析.基于区间数学和区间摄动理论,建立转子系统固有频率的计算公式,用区间分析方法得到了固有频率随系统参数的变化关系,得出了转子临界转速的变化范围.该方法降低了传统的概率分析方法对不确定参数信息的过分要求,为解决含有不确定参数的转子系统的动力特性问题提供了一个新途径.数值算例证明了本文所得结果的有效性,与传统概率方法比较,区间分析方法具有精度高,计算量小等优点.

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控制工程

全方向康复步行训练机器人的跟踪控制

孙平,刘博,杨德国

2017, 39(1): 88-93. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.17

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针对全方向康复步行训练机器人在跟踪运动过程中x轴、y轴和方向角各轨迹之间存在强耦合的问题,提出了速度跟踪控制器设计方法,从而使全方向康复步行训练机器人能同时实现各个方向理想的跟踪效果.在全方向康复步行训练机器人动力学模型和运动学模型的基础上,采用输入-输出线性化方法,通过模型解析推导出四轮转速与其驱动力间的解耦状态方程,设计速度跟踪控制器,实现速度的解耦控制.将速度控制器与非线性反馈控制律相结合,可以实现对运动轨迹的跟踪.仿真实验表明,本文方法具有一定的有效性,解决了传统跟踪过程中不能同时实现运动速度和运动轨迹跟踪的问题.

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控制工程

网络入侵失稳控制时最优节点选择

高华

2017, 39(1): 94-98. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.18

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针对网络入侵失稳控制时最优节点选择方法一直存在选择不准确、误差大的问题,提出基于能量融合信道均衡与控制簇头竞选的节点选择方法,并应用于入侵后网络失稳控制中.建立无线传感器网络的数据传输和节点分布模型,对网络失稳后的WSN信道进行均衡控制,根据簇头竞选结果控制每代节点的定位误差,降低节点在遭到入侵后的错误选择概率.结果表明,采用改进的选择方法可以提高节点的通信覆盖率,降低了节点的死亡率,提高了失稳控制性能,保障了网络的安全稳定.

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控制工程

海量网络数据传输能耗优化方法

陶洪建,张艳红,汤峰

2017, 39(1): 99-103. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.19

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针对传统方法对海量网络数据传输能耗进行优化时存在传输能耗估计不准确、不适合大范围使用的缺陷,提出一种新的海量网络数据传输能耗控制优化方法.通过建立网络数据传输模型,对网络数据节点能耗进行计算.选取合适节点对网络数据进行参数设计,利用分段曲线压缩算法对采集的数据进行压缩传输,结合剩余能量实现海量网络数据传输能耗的优化.结果表明,在不同数据传输距离和数据量条件下,与传统方法相比采用改进算法可以很大程度降低海量数据的传输能耗,改进算法具有的能耗优化效果具有一定的实用性.

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建筑工程

聚丙烯纤维增强混凝土拉压比试验

张延年,董浩,刘晓阳,郑怡

2017, 39(1): 104-108. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.20

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针对聚丙烯纤维对混凝土强度和拉压比影响的问题,采用标准试验方法,对不同纤维掺量和不同纤维长度的混凝土进行立方体抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验.结果表明,聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的预测模型与试验结果吻合程度较高;聚丙烯纤维混凝土拉压比在纤维掺量为0~0.1%之间递增,在纤维掺量为0.1%~0.25%之间递减;6 mm聚丙烯纤维混凝土拉压比与基准混凝土拉压比相比略有下降,12 mm聚丙烯纤维混凝土拉压比比基准混凝土提高了5.5%,聚丙烯纤维可以显著改善混凝土脆性破坏形态,提高混凝土韧性.

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建筑工程

超声波法检测混凝土裂缝注胶质量

宋福春,王彬

2017, 39(1): 109-115. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.21

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为了研究混凝土构件的裂缝注胶质量,进行了超声波法检测试验.根据裂缝所处位置的具体情况,分别采用了单面平测法和双面斜测法进行检测试验,通过将实际声时与理论声时进行比较,并辅以波形和波速对注胶质量进行判断,得出了单面平测法和双面斜测法测得的实际声时与理论声时的差别.结果表明,超声波在裂缝及裂缝表面抹胶情况下传播路线基本一致,在相同测距情况下,当灌缝混凝土实测声时与完好混凝土理论声时差在5%以内时,认为混凝土灌胶已密实.

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建筑工程

CRB550级高强箍筋在梁构件中应用的可行性分析

万海涛,汪一帆,张瀚文,杨琳

2017, 39(1): 116-120. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2017.01.22

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为了证明采用较小直径的高强箍筋能替代较大直径的普通箍筋在梁构件中应用的可行性,设计了配置CRB550级高强箍筋和HPB235级普通箍筋的混凝土梁构件,进行低周往复加载试验,从荷载-位移骨架曲线、应变能力、承载能力和破坏形态等性能指标方面进行了对比分析.结果表明:CRB550级高强箍筋混凝土梁构件在试验的相应抗震指标方面和HPB235级普通箍筋混凝土梁构件相似;CRB550级高强箍筋具有与普通箍筋相当的承载力水平和变形能力水平,可以满足抗震性能的要求.

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