最新刊期
      2014 年 第 46 卷 5 期

        水利与土木工程

      • 刘玉玲,郑艳,魏文礼
        2014, 46(5): 1-6. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.031
        摘要：中文摘要: 为了提高氧化沟内水流的混掺能力，降低系统的运行能耗，对卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟的结构进行优化研究。采用数值计算方法求解气液两相流时均方程，辅以RNGk-ε紊流模型封闭时均方程组，自由面的追踪采用VOF(volumeoffluid)方法处理，对六沟道试验氧化沟在曝气推流设备后增设导流板与无导流板2种工况下的水力特性进行研究。通过对比2种工况下的流速分布规律，得出在曝气转盘下游加装导流板时,不会导致氧化沟中上部污泥滞留，并能增大氧化沟底部水流速度，改善沟内垂线上的流速分布。在曝气推流设备后增设导流板来改善水力特性有利于消除氧化沟池底积泥现象，延长水气混掺时间，提高水处理效率。  
        关键词：氧化沟;数值模拟;导流板;紊流   
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      • 2014, 46(5): 7-13. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.032
        摘要：中文摘要: 基于系列模拟试验，研究了强降雨条件下陡坡沟道强输沙在河道交汇区形成的堆积体及其演变特性。结果表明：堆积体的发育过程同沟谷主流位置变化同步，主流变化的次数与雨量呈正相关，与雨强呈负相关。堆积体的长度和厚度与降雨量呈正相关，各纵断面比降变化规律受堆积体附近水流结构（壅水区、回流区及高流速区）的影响，即沿沟口轴向断面的比降最低，左右两侧的断面比降最大。受试验中堆积体为多次发育的影响，沟口纵断面易形成多元堆积体结构。最后，堆积体的特征纵剖面呈楔形，而横剖面多呈现多峰状态。  
        关键词：暴雨;陡坡沟道;强输沙;堆积体;交汇区   
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      • 姜德义,易亮,陈结,任松,张军伟,李银平
        2014, 46(5): 14-21. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.033
        摘要：中文摘要: 以湖北云应地区层状盐岩能源地下储库群建造工程为背景，利用相似理论中的量纲分析法建立建腔期腔内浓度场相似模拟实验平台，对含夹层盐穴建腔期腔内浓度场分布进行系统分析，为含夹层盐穴的形状优化提供理论依据。研究发现：夹层的存在并不改变卤水浓度随时间成指数分布的规律；除边界层外，溶腔内夹层周围卤水浓度在同一水平面上是均匀分布的；当单一短夹层处于进水口上方时，腔内夹层周围卤水浓度在竖直方向上较无夹层时有所降低，而进水口下方的卤水浓度在竖直方向基本能和无夹层腔内卤水浓度相同；当单一短夹层处于进水口下方时，夹层上方的卤水浓度升高且夹层上下方卤水浓度梯度减小；夹层数量增加到2个时，不仅夹层周围的卤水浓度会有相应的变化，腔内卤水浓度也会整体升高；增加夹层的长度，腔内卤水浓度随深度的变化趋势不会改变，但会整体提高腔内卤水浓度。  
        关键词：盐岩;夹层;浓度;相似模拟;形状优化   
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      • 吴斐,刘建锋,边宇,周志威
        2014, 46(5): 22-27. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.034
        摘要：中文摘要: 盐岩蠕变特性是影响能源深部地下储存库长期运营的重要决定因素。利用基于分数阶导数定义得到的Abel粘壶以及带应变触发的Abel粘壶建立新的分数阶导数蠕变模型。通过4个月的盐岩蠕变试验，获得全过程蠕变曲线，基于盐岩蠕变试验数据，对分数阶导数蠕变模型的参数进行拟合分析，确定模型中的参数，并对建立的分数阶导数蠕变模型与西原正夫模型进行对比分析。结果表明：分数阶导数蠕变模型与试验数据吻合得更好，不仅克服了整数阶蠕变模型在初始阶段与试验数据不能很好吻合的弊端，又能反映盐岩全过程蠕变特征。  
        关键词：盐岩;分数阶导数蠕变模型;西原正夫模型;Abel粘壶   
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      • 刘达,廖华胜,李连侠,黄本胜,蒋胜银
        2014, 46(5): 28-34. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.035
        摘要：中文摘要: 为了探讨大涡模拟方法是否适用几何体型及水力特性均为复杂的浅水垫消力池水流的模拟，采用大涡模拟方法对浅水垫消力池进行数值模拟计算，得到消力池内的流态、流速、时均压力及脉动压力等水力参数，与物理模型试验得到的数值基本一致，说明大涡模拟方法能较好地模拟具有复杂流动的浅水垫消力池的各种水力特性，该方法可以提供雷诺时均模型不能得到的脉动压力信息，可以采用该模拟方法深入研究该型消力池的水力特性及消能机理。  
        关键词：浅水垫消力池;大涡模拟;流态;时均压力;脉动压力   
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      • 夏林生,程永光,张晓曦,张春泽
        2014, 46(5): 35-41. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.036
        摘要：中文摘要: 水轮机飞逸时会发生一系列由惯性附加力引起的不稳定现象，影响机组安全性。灯泡贯流式水轮机流道较短，纵横尺寸在同一量级，流动3维特性明显，用1维方法描述其过渡过程的误差很大。对灯泡式水轮机飞逸过程进行全流道3维数值模拟，得到了压力脉动、转速、力矩、轴向水推力等过渡过程参数及机组内部流态的演变规律。结果显示，重力场产生的竖向压力梯度分布使转轮承受交变水流作用力，使尾水管涡带断裂致使流动结构复杂化。飞逸过程中，由于转速上升，叶片水流撞击、脱流和尾水管内涡带强度均明显增大，导致剧烈的压力脉动。  
        关键词：灯泡贯流式水轮机;飞逸过渡过程;压力脉动;重力场   
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      • 2014, 46(5): 42-47. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.037
        摘要：中文摘要: 针对碳酸盐类可溶岩地区水电站坝址流场、化学场及固相介质属性等随时间发生改变对工程安全运行造成不利影响等问题，研究了灰岩地区地下水运移过程中各物理场间的相互作用，分析了影响灰岩溶解速率的2个因素，即表面反应控制和扩散迁移控制。在此基础上，建立了单裂隙中的渗流—溶解耦合模型，并进行数值求解。模拟结果表明:在垂直裂隙延伸方向，其溶蚀锋面不为齐整平面，而是呈似“虫洞”状非均一变化，而沿裂隙延伸方向即自上游侧向下游方向溶蚀程度逐渐减轻；通过裂隙的流量呈现随时间逐渐增大的趋势，但变幅不大；根据流量求得的等效水力隙宽，其增幅和增长速率均小于实际平均隙宽；同时，化学场中Ca2+浓度的分布与裂隙开度变化具有相似性，不同时刻上游侧反应速率R均大于下游侧；就反应机制而言，初期均受表面反应控制，随反应进行，位于上游的补给区部位转为受扩散迁移控制，但在下游位置仍受表面反应控制。  
        关键词：灰岩裂隙;渗流—溶解耦合模型;表面反应控制;扩散迁移控制;数值模拟   
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      • 李奇龙,牛争鸣,王捷
        2014, 46(5): 49-57. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.038
        摘要：中文摘要: 为解决高坝泄洪建筑物亟待解决的高速水流问题，提出新型的阻塞旋流泄洪洞。采用试验研究和理论分析相结合的方法，对该类泄洪洞在不同阻塞体型下的流态、泄流量、壁面压强、空腔直径、旋流角和流速等水力特性进行研究，并在此基础上基于准自由涡分布理论对旋流流场进行分析。结果表明，阻塞有利于改善旋流洞内流态，增大壁面压强，可大大减小空化可能性；阻塞使旋流空腔半径减小，旋流角增大，同时阻塞处水流急剧紊动，提高了水流消能率；阻塞可减小泄流能力是其不利之处。依据水流流动的形成机理分析和试验实测流速分布特点，基于准自由涡分布规律对切向流速进行分析，得到相关参数；建立了壁面压强、旋流角、空腔直径、泄流量与切向流速分布参数等水力特性间的关系式和相对轴向流速的计算表达式，并通过试验实测数据验证了旋流准自由涡运动规律的正确性。研究成果可为阻塞旋流泄洪洞的研究与应用提供参考。  
        关键词：阻塞旋流泄洪洞;流速分布;准自由涡;轴向流速   
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      • 韩春秀,周东华,陈旭,廖文远,孙俊玲
        2014, 46(5): 58-65. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.039
        摘要：中文摘要: 为获得组合梁徐变应力重分布的计算公式，以一个单轴对称并受到弯矩和轴力作用的组合梁截面为研究对象，采用混凝土徐变的微分本构关系，用内力分配法得到组合梁弯矩和轴力重分布的微分方程组。为避免求该方程组的精确解所需复杂的数学计算，通过有效的简化获得方程组的实用近似解，并通过算例进行精确性验证。计算结果表明：方程组近似解与精确解的误差非常小，能达到合理的计算精度；混凝土徐变对组合梁长期应力影响显著，计算时应得到足够的重视。采用的内力分配法适用性较广，无论是何种荷载形式、结构形式，只要内力能换算成作用在组合梁截面中和轴处的弯矩和轴力，都可以使用该方法。  
        关键词：钢-混凝土组合梁;徐变;应力重分布;内力分配法;实用计算   
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      • 曾磊,吴园园,石峰,胡志文
        2014, 46(5): 66-72. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.040
        摘要：中文摘要: 轴压比是影响结构延性和抗倒塌性能的关键因素。通过12根T形配钢型钢混凝土柱的低周反复加载试验，对破坏形态、滞回特性、延性性能等进行研究；基于界限破坏理论，对T形配钢型钢混凝土柱轴压比限值进行分析。结果表明，在低周反复荷载作用下，T形配钢型钢混凝土柱主要发生弯曲破坏和剪切斜压破坏，具有较好的延性性能；基于试验轴压比和设计轴压比之间的转换关系，提出了T形配钢型钢混凝土柱在不同抗震等级下的轴压比限值，该限值可为T形配钢型钢混凝土柱的抗震设计提供参考依据。  
        关键词：型钢混凝土柱;低周反复加载试验;延性性能;轴压比限值   
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      • 刘克同,汤爱平,MIONKIPatrickKirema
        2014, 46(5): 73-80. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.041
        摘要：中文摘要: 为有效分析风-桥梁的相互作用和研究桥梁的颤振稳定性问题，发展了一种显式求解流固耦合问题的LBM数值模拟方法。将传统大涡模拟的亚格子涡黏性模型——动态Smagorinsky模型（dynamicSmagorinskymodel,DSM）引入多松弛时间格式的格子玻尔兹曼方法(multiplerelaxationtime-latticeBoltzmannmethod，MRT-LBM)中，构造了一种显式运算的大涡模拟方法——MRT-LBM-DSM。采用MRT-LBM-DSM作为流场求解器；将结构视为弹性支撑于流场中的刚体，其运动方程采用Runge-Kutta法求解；利用格子玻尔兹曼方法(latticeBoltzmannmethod，LBM)的移动边界技术更新流固耦合面的位置，实现了流固耦合问题的松耦合分区显式求解。基于提出的LBM流固耦合算法，编制计算程序对GreatBelt东桥的颤振稳定性进行分析。研究表明,由LBM流固耦合算法计算得到的GreatBelt东桥颤振临界风速与试验和其他数值结论吻合良好，初步说明LBM流固耦合算法可以较为准确地预测颤振现象的发生。  
        关键词：颤振;流固耦合;格子玻尔兹曼方法;大涡模拟;颤振临界风速   
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        信息工程

      • 李轶,李传璨,吴文渊
        2014, 46(5): 81-87. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.042
        摘要：中文摘要: 针对带初始输入的2维齐次线性循环的终止性问题进行研究。通过分析该类循环所有非终止点组成集合(即NT集)的性质，将该类循环NT集的构造问题转化为一类非线性优化求解问题，并给出了此类优化问题的数学模型。最终，通过验证该类循环的初始输入是否位于所构造的NT集合内，判定了带初始输入的2维齐次线性循环的终止性,并建立了用来完备判定该类循环终止性的算法。  
        关键词：可信软件;循环终止性;最优化问题;QEPCAD   
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      • 柳翠寅,罗洪礼,李晓峰
        2014, 46(5): 88-95. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.043
        摘要：中文摘要: 针对机载实时融合需求，提出了基于CS域的图像融合框架，并提出基于NSCT分解的压缩感知图像融合算法。算法采用服从高斯分布的测量矩阵，对经NSCT分解的图像的高频子带系数进行量测得到比高频子带系数更稀疏的测量值，对测量值采用最大值融合规则得到融合测量值，采用子空间追踪SP算法对测量值进行重构得到近似精确的方向子带融合系数，逆变换融合的高频与低频子带系数得到融合图像。通过多组图像融合实验，比较融合评价指标和算法消耗时间，证实本文算法在保证融合质量的同时有效地提高了运算效率，有利于满足机载实时性应用需求。  
        关键词：图像融合;压缩感知;稀疏表示   
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      • 李新胜,刘宇
        2014, 46(5): 96-103. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.044
        摘要：中文摘要: 为了将3D模型的虚拟图像与可见光图像（实图）配准融合以增强信息的互补性，将虚实融合问题变成经典的多模态图像精确配准问题后，继而提出了一种基于边缘信息全局最优匹配的图像精确配准算法。该算法首先将虚实图像通过惯导装置粗配准；然后基于相位一致性模型提取3D模型图像与可见光图像视觉相似的边缘结构；最后采用模拟退火算法搜索求解在边缘配准度最大对应的空间变换模型的最优参数值。4组实验结果表明，本文算法能够充分利用图像间的相近似的边缘结构和模拟退火算法得到配准变换参数，有效地实现多种多模态图像的精确配准。  
        关键词：虚实配准;多模态图像;图像配准;模拟退火;相位一致性   
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      • 黄戈,李晓峰
        2014, 46(5): 104-109. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.045
        摘要：中文摘要: 针对没有任何几何和拓扑信息的散乱点云，提出一种全自动点云数据配准算法。针对待配准的2组点云数据，首先通过局部最小二乘曲面拟合，估计每个点的法向和曲率，其次计算点云的扩展高斯图（EGI）和复扩展高斯图（CEGI），然后根据EGI和CEGI利用球面调和函数计算旋转欧拉角，构造相关函数，通过Fourier变换估计平移向量，完成粗配准，把粗配准结果作为新的初始位置，采用最近点迭代算法（ICP）进行精确配准，从而实现2组散乱点云的精确配准。实例分析表明该算法配准速度较快，效果良好。  
        关键词：散乱点云数据;法向;曲率;EGI;3维旋转群;Fourier变换   
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      • 喻琇瑛,何大可,吴汉舟
        2014, 46(5): 110-115. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.046
        摘要：中文摘要: 为满足实际应用中对于安全高效代理盲签名的需要，基于双线性对映射提出了一个新的无证书代理盲签名方案。方案中对相关参数进行预先计算，并作为系统公开参数发布，签名生成过程无须进行双线性对的运算，与现有同类算法比较，具有更高的计算效率，在实际应用中更具优势。在随机预言机模型和双线性Diffie-Hellman困难性假设下，证明了本文方案在2类攻击者适应性选择消息攻击和身份选择攻击下是存在不可伪造的。  
        关键词：无证书;代理盲签名;随机预言模型;双线性对   
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      • 胡赛,熊慧军,陈治平,赵碧海
        2014, 46(5): 116-120. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.047
        摘要：中文摘要: 考虑蛋白质相互作用网络的不可靠，构建不确定相互作用网络，提出一种名为EPU的关键蛋白质识别算法。算法采用期望稠密度作为评判一个子图能否预测为关键模块的准则，预测的模块将用于关键蛋白质识别；通过蛋白质在关键模块中出现的概率频率对蛋白质评分，分值越高，成为关键蛋白质的可能性越大。实验结果显示，EPU算法性能优于其他的关键蛋白质识别算法，是一种有别于现有方法的新型关键蛋白质识别算法。结果表明，不确定性数据管理理论有助于提高算法对蛋白质相互作用网络中噪声的鲁棒性。  
        关键词：不确定网络;关键蛋白质;蛋白质相互作用;预测   
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      • 张海涛,王斌君,张洪涛
        2014, 46(5): 121-126. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.048
        摘要：中文摘要: 为了解决一般检测算法在短文本查询上效率较低的问题，基于可拓学的方法构建特定领域可拓知识库并定义一种新的菱形推理模式，提出了基于可拓知识库的概念查询扩展算法，通过概念间的可拓关联性及可拓推理来处理短文本中敏感信息检测问题，并通过实例验证了算法的可行性。实验证明该算法克服了短文本自身长度较短、描述概念能力弱的问题，可减少相关信息的遗漏，该算法提高了文档敏感信息检测的准确率与召回率。  
        关键词：短文本;可拓知识;敏感信息;查询扩展;知识库   
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        电气工程

      • 王渝红,张彪,李兴源,张超,徐瑞林,文一宇
        2014, 46(5): 127-132. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.049
        摘要：中文摘要: 针对电力系统网络结构复杂以及外部系统网络参数完全未知等特点，提出一种基于边界节点量测信息的两端口网络等值方法，以对外部系统网络进行等值简化。该等值方法所需的量测信息为系统潮流计算得到的边界节点电压相量、有功功率和无功功率，利用确定的外部系统等值模型与边界节点量测信息之间的等式约束关系，经数值迭代计算得到外部系统模型的等值参数。通过IEEE 14节点系统实例对比等值前后系统的短路水平、潮流分布及系统动态特性变化情况，验证了所提等值方法的正确性及其工程实用性。  
        关键词：等值简化;边界节点;量测信息;潮流计算   
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        发布时间：2023-11-14
      • 高红均,刘俊勇,魏震波,李丹,黄山
        2014, 46(5): 133-138. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.050
        摘要：中文摘要: 随着风电并网容量的逐渐增大，其自身的随机性和波动性给电网带来了较大的消纳难度和安全性问题，同时在调度模型中网损的忽略可能导致机组发电出力不足。针对上述问题，建立了基于网损迭代的日内经济调度滚动修正模型。滚动调度修正过程根据最新预测信息，并结合之前时段制定的调度计划进行相应调整。网损迭代过程考虑网损分布，然后进行经济调度，每次迭代过程进行交流潮流计算、支路潮流安全性校核，并更新系统网损。此外，针对调度阶段不收敛和支路潮流越限情况，制定了松弛机组出力限值和添加附加约束的调节策略。最后，通过算例仿真验证了提出的模型的有效性和正确性。  
        关键词：经济调度;风电;安全约束;网损迭代;滚动修正   
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      • 肖俊,李兴源,张英敏,林桥
        2014, 46(5): 139-147. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.051
        摘要：中文摘要: 针对传统最小电压降落法在判断换相失败时准确性不高的问题，提出了新的换相失败判据。为了明确故障阻抗对换相失败的影响，分别通过2种方法即灵敏度分析法和节点阻抗矩阵法详细分析了故障阻抗与换相电压的数学关系。基于这2种换相电压分析方法，分别给出当地换相失败和同时换相失败时的临界故障和临界耦合阻抗的求解方法。仿真分析表明：改进的换相失败判据准确度很高；由2种换相电压分析方法所得到的换相电压表达式也具有一定的准确性。最后，详细分析了交流故障、负荷特性以及系统参数对换相电压的影响，并得到了一些具有指导意义的普遍结论。  
        关键词：多馈入直流系统;换相失败;换相电压;判据;交流故障;影响因素   
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      • 佃松宜,吴璋,蒲明
        2014, 46(5): 148-155. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.052
        摘要：中文摘要: 针对固体氧化物燃料电池（solidoxidefuelcells,SOFCs）中的气体供应系统进行自适应滑模控制研究，实现氢气与氧气的分压恒定且相等来保护电解质不受损伤，从而达到延长电池寿命、保护电堆、稳定输出电压的目的。建立了考虑系统内部参数摄动与外部不确定干扰等因素的SOFCs气体分压动态模型，并针对该模型中干扰上界未知的情况设计了自适应滑模控制器。将遗忘因子和修正算法引入对干扰上界的估计中，解决了传统自适应滑模控制器中参数估计值恒增的问题。通过引入边界层，在控制律中用饱和函数替代符号函数以减小抖振。仿真结果表明，设计的自适应律在干扰上界存在较精确的先验信息时能够达到较好的控制效果，对干扰的抑制作用明显，加入边界层后系统抖振得到削弱。  
        关键词：固体氧化物燃料电池;气体分压;自适应滑模控制;遗忘因子;边界层   
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      • 邹伟,刘玉生
        2014, 46(5): 156-160. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.053
        摘要：中文摘要: 对含未知参数且输出带有不确定性的Lipschitz非线性系统，提出了一种自适应观测器的设计方法。当该系统输出的不确定性部分满足Lipschitz条件时，给出了系统观测器的结构形式，通过黎卡提方程和矩阵不等式的求解给出观测器增益矩阵的选取方法和参数估计的自适应律，基于Lyapunov方法证明系统的状态估计误差是一致有界的。仿真结果验证了提出的自适应观测器设计的有效性。  
        关键词：输出不确定性;Lipschitz;自适应观测器;黎卡提方程;矩阵不等式   
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        发布时间：2023-11-14

        材料科学与工程

      • 余江,熊平,刘建泉,苏子艺,王慈,贾璐
        2014, 46(5): 161-167. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.054
        摘要：中文摘要: 以建筑垃圾、污泥或河道底泥等固体废弃物为基料，通过探讨烧成条件、固相（包括骨料和玻璃碎片）、动物发泡剂、膨润土对于发泡陶瓷板发泡情况以及吸水率、显气孔率、密度、抗压强度等性能指标的影响，确定了比较理想的配方和烧成工艺条件，原料配方（质量百分比）为：建筑垃圾、污泥混合骨料∶废玻璃碎片∶动物发泡剂∶膨润土 = 70%∶20%∶（5%~7%）∶（5%~7%）；烧制工艺条件为：预热温度700 ℃，预热时间40 min，烧成温度1 200 ℃左右，烧成时间30 min。获得了最佳发泡陶瓷性能指标:吸水率1.62%，显气孔率70.12%，抗压强度5.12 MPa，体积密度0.48 g/cm3,产品性能达到甚至优于国家相关标准。所研制的具有防水、保温性能的高强轻质发泡陶瓷板，不仅摆脱了原材料的限制，使得成本大幅降低，同时还将固废资源化，改善环境。  
        关键词：发泡陶瓷板;动物蛋白发泡剂;污泥;建筑垃圾;发泡   
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        发布时间：2023-11-14

        机械工程

      • 王家序,汪正炜,蒲伟,周广武,何涛,张渝爽
        2014, 46(5): 168-174. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.055
        摘要：中文摘要: 使用有限元法研究滤波减速器轮齿上开槽对滤波减速器轮齿的动力学性能和传动性能的影响。通过对滤波减速器齿上不同开槽形状进行有限元对比分析，结果显示直槽对轮齿力学性能有很好的改善作用。在此基础上分析了直槽的槽深、槽宽、应力释放孔大小和应力释放孔与直槽的倒角大小对轮齿力学性能的影响以及不同载荷下轮齿应力分布情况。研究结果表明:在滤波减速器齿上开直槽，当槽深大于轮齿模数的3倍，应力释放孔和倒角的半径大于槽宽的10倍，槽缝宽度不超过轮齿模数的1/10时，其接触应力、弯曲应力和冲击振动较小。  
        关键词：齿上开槽;槽型;接触应力;弯曲应力;有限元法   
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      • 王秋晓,温科,何彬
        2014, 46(5): 175-180. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.056
        摘要：中文摘要: 提出了一种双主轴双工位四转台结构的新铣床，采用滑台的纵向进给和工件转台的周向进给形成极坐标下的切削轨迹，利用工位转台的回转运动构成加工与装卸2个工位，每个工位可同时铣削2个飞轮的外圆弧段；针对双主轴的对称式布局和两相互干涉的切削力对主轴箱同时作用，易引起振动，在ANSYS平台上分析了双主轴系统的模态和谐响应动力学特性，优化了双主轴结构参数；阐述了一种新的极坐标直线插补算法，实现了外圆弧段的连续加工。工艺实验表明：加工精度为0.02 mm，表面粗糙度为Ra 0.8，加工效率为300～400 件/h。  
        关键词：双主轴;动态特性;极坐标;圆弧段   
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      • 张友谊,王晓川,胡东
        2014, 46(5): 181-187. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.057
        摘要：中文摘要: 从提高射流利用率出发，在后混合磨料水射流切割系统中添加高分子聚合物（PAM），主要通过使用粗糙度轮廓仪考察大理石加工面粗糙度变化特征，进而揭示PAM浓度影响切割质量的机理及规律。结果表明，PAM溶液与纯磨料水射流所对应的加工面粗糙度沿切深方向变化均表现为在初始段略微减小后即显著上升。进一步研究还发现，PAM浓度在c≈400 mg/kg时才具有明显的减阻效果使得加工面粗糙度显著降低，且在c≈600 mg/kg时由于聚合物黏弹性应力与大量小尺度涡旋能级匹配实现最大限度减阻，由此可获得最佳的表面质量。此外，不同PAM浓度对表面粗糙度的影响程度随靶距或切割速度的增加显著提高，利用此特性可优化水刀工作参数以提高其加工效率。切缝宽度测试结果表明，其值沿切深方向在c≈ 600 mg/kg处收缩最小，这说明合适PAM浓度确能有效改善射流结构特征，达到提高射流切割能力之目的。  
        关键词：磨料水射流;高分子聚合物;减阻;切缝宽度;表面粗糙度   
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      • 黄沁元,殷鹰,赵越,赵秀粉,殷国富
        2014, 46(5): 188-194. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.058
        摘要：中文摘要: 针对目前磁瓦内部缺陷采用人工音频识别存在的问题，使用双谱分析已知内部缺陷情况的磁瓦在跌落撞击试验中产生的音频信号，其结果表明内部缺陷会影响双谱的峰值分布。根据这个规律，提出一种归一化双谱3切片分析方法用于磁瓦内部缺陷的检测。该方法首先提取归一化双谱上3个特定方向的切片；其次按照峰值分布与内部缺陷的映射关系，将每个切片划分成若干频率区域，并对各区域进行分类；然后通过对不同种类的区域最大峰值比较与计算，建立识别内部缺陷的阈值。最后，验证试验对方法的有效性进行了评估，取得了97%以上的识别正确率。试验结果表明,双谱分析在磁瓦内部缺陷音频检测中具有较好的实用性。  
        关键词：双谱;音频检测;磁瓦;内部缺陷   
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      • 胡茶根,殷国富,曾定洲,李堂明
        2014, 46(5): 195-200. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.059
        摘要：中文摘要: 汽车车身焊接夹具设计具有结构复杂、个性化需求明显等特点，设计时需要大量借鉴以往的设计方案。为提高汽车焊装夹具方案设计的效率，提出一种基于设计知识可拓重用的多层实例推理方法。通过对各类焊装夹具设计的特征分析，建立了基于知识重用的焊装工位信息模型，构建了基于基元模型的车身夹具方案设计知识库。给出焊装夹具方案的知识可拓重用模型，采用基于基元模型的多层实例推理和基于基元特征重用的相似度计算方法，由内而外检索出由形状特征和装配特征组成的相似焊装工位实例，通过映射获得了最佳夹具实例。以某车型后地板总成工位为研究对象，验证了该方法的有效性。  
        关键词：焊接夹具;基元模型;焊装特征;可拓重用;多层实例推理;相似度   
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      • 2014, 46(5): 201-208. DOI: 10.15961/j.jsuese.2014.05.060
        摘要：中文摘要: 针对数控高速加工时微小线段拐角过渡的平滑问题，建立基于2次有理Bézier形式的圆锥截线拐角过渡矢量模型，推导3种类型的园锥截线过渡曲线的最大轮廓偏差和最大曲率计算公式，提出一种微小线段间圆锥截线拐角过渡的插补算法。算法可在满足轮廓加工精度和相邻小线段长度的条件下选择圆锥截线的权因子，确定圆锥截线拐角过渡曲线的类型；根据数控系统的动态响应能力、弓高误差和过渡曲线多步转接的要求，确定拐角曲线过渡的最大加工速度；进一步提出通过修改圆锥截线的权因子实现拐角曲线的加工速度与各直线段路径的进给速度衔接过渡的前瞻处理方法。与圆弧拐角过渡的对比结果表明，算法可有效提高微小线段间的拐角加工速度，缩短数控加工时间。  
        关键词：高速加工;微线段拐角;圆锥截线;插补算法   
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