机械工程学报

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王先逵

. 2002, 38(8): 1-8.

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从社会发展、科学技术物化、工业支柱和制造系统等方面论述了制造技术的永恒性。从制造技术概念的扩展、制造技术的综合性、信息技术、工具、精密工程和纳米技术等方面分析了现代制造技术的特点。最后，从传统技术与高新技术关系、结合行业产品需要、创新、体制改革、现代制造技术发展方向、世界制造中心前景和人才培养等方面阐述了制造技术面临的机遇与挑战。

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双电层对润滑薄膜厚度与压力的影响

黄平;黄柏林;孟永钢;温诗铸

. 2002, 38(8): 9-13.

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利用修正的Reynolds方程对在不同金属–陶瓷(Fe和Cu及陶瓷材料A12O3，Si3N4、ZrO2和SiO2)水润滑中的双电层的影响进行了分析。通过数值计算，分别对流体润滑、弹流润滑的线、点接触的情况做了计算。计算结果表明：在膜厚较薄(几十纳米)时，双电层电势对润滑膜的厚度有较明显的影响，使最小膜厚明显增加，随着膜厚的增加这种影响将迅速减弱。而双电层的存在对润滑膜的压力分布影响不大。

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柔性机器人的协调操作及其逆动力学控制算法

窦建武;余跃庆

. 2002, 38(8): 14-18.

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柔性协调机器人系统是一个含柔性机器人内部各杆之间，运动协调约束条件和动力协调约束条件之间，柔性机器人与负载之间，以及柔性机器人之间高度耦合的复杂非线性系统，无论在动力学建模，还是控制算法方面都要比刚性协调机器人困难得多。通过对刚、柔性机器人协调操作系统本质特性的比较，利用有限元法和Lagrange方程建立了柔性协调机器人系统的动力学模型，并以系统逆动力学任务为目标，提出了通过校正机器人名义刚性运动来达到提高系统位姿控制精度的预测校正控制算法，成功给出了平面两3R柔性臂机器人协调操作刚性负载的仿真算例。

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内流道形状对溢流阀气穴噪声影响的研究

冀宏;傅新;杨华勇

. 2002, 38(8): 19-22.

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从流场控制的角度，研究了溢流阀内流道结构对气穴及气穴噪声的影响。采用流场数值仿真和流动显示试验，获得了溢流阀主阀流道内的压力和气穴分布图像，仿真结果中的低压区与试验结果中气穴区基本吻合。此外，对两种溢流阀主阀流道结构进行了噪声测试和对比分析。结果表明，具有环形槽的主阀芯结构能有效抑制气穴和气穴噪声。这项研究对于以降低噪声为目标的溢流阀流道结构优化设计具有一定的指导意义。

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双钝体涡街流量计流体振动特性的试验研究

彭杰纲;傅新;陈鹰

. 2002, 38(8): 23-26.

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研究了双钝体旋涡脱离的流体动力学特性以及利用双钝体增强流体振动的最佳组合结构。给出了多种钝体组合结构的斯特劳哈尔数的试验结果，表明双钝体结构具有常定的斯特劳哈尔数。用50 mm口径涡街流量计进行的试验证明，双钝体组合在一定的条件下能获得理想的旋涡重叠，从而增强流体的振动。在钝体的轴对称点上，还观察到强度和频率相同，相位相差180°的流体振动点，利用优化的双钝体结构和差动传感技术，研制出小流量灵敏度和抗干扰性能很好的新型旋涡流量计。

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锥阀阀口气穴流场的数值模拟与试验研究

高红;傅新;杨华勇;築地徹浩

. 2002, 38(8): 27-30.

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采用 RNG k-ε湍流模型数值模拟了锥阀阀口的气穴流动。运用工业纤维镜与高速摄像机等组成流场可视化试验系统，多方位地观察了阀口附近的气穴现象，对其进行数字图像处理后，获得了气穴流场的分布信息，与仿真结果比较，吻合良好，表明RNG k-ε湍流模型能有效地描述锥阀等液压元件的阀口气穴流动。同时采用涡流式位移传感器、激光位移器和数字应变测量仪等构成的检测系统，研究了气穴流场诱发的阀体与阀芯振动。

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基于单开链单元的三平移并联机器人机构型综合及其分类

杨廷力;金琼;刘安心;沈惠平;罗玉峰

. 2002, 38(8): 31-36.

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以单开链支路为单元，揭示了并联机器人机构结构组成的某些规律，提出了三平移并联机器人机构型综合的一种系统、有效的新方法。型综合共得到33个机构，并进行了分类。其中29个机构为首次给出。提出的三平移并联机器人机构型综合方法具有普遍性意义，并已用于其他运动输出类型的欠秩并联机器人机构的型综合。

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并联机构位形空间的拓扑结构研究

吴宇列;吴学忠;李圣怡

. 2002, 38(8): 37-40.

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采用微分拓扑和微分流形为数学工具，分析了并联机构位形空间的拓扑结构特点，阐述了位形空间奇异点与拓扑结构的关系，并以典型的平面和空间并联机构为例进行了具体地分析。

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新型汽车道路模拟算法研究

杜永昌;管迪华

. 2002, 38(8): 41-44.

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传统的道路模拟算法以识别系统的频响函数矩阵为基础，通过在频域反复的迭代使系统的实际响应逼近于期望响应。认为道路模拟系统本质上是一个自动控制跟踪系统，在此基础上提出了一种新的道路模拟时域控制方法——利用最小方差自校正控制器的自适应控制方法。对提出的算法进行了理论推导，并用试验证明这种方法的正确性和实用性。

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基于遗传算法和神经网络的冷挤压工艺参数模糊优化设计

石峰;娄臻亮;张永清;陆金桂

. 2002, 38(8): 45-49.

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将模糊优化思想引入冷挤压工艺参数优化设计，以冷挤压模具的四个关键工艺参数为设计变量，以最终挤压件的各处材料的损伤值为目标函数，建立了冷挤压工艺参数模糊优化模型。提出了利用神经网络进行材料损伤近似计算的策略，从而形成了基于遗传算法和神经网络的冷挤压工艺参数模糊优化方法。对冷挤压工艺参数模糊优化模型进行了求解，优化结果表明模糊优化思想能提高冷挤压工艺设计质量。

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基于广义模糊随机强度的模糊可靠性计算理论

黄洪钟;田志刚

. 2002, 38(8): 50-53.

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同时考虑广义应力和广义强度的模糊性和随机性，在对影响模糊数大小的两个最主要的特征因素进行分析的基础上，建立了用广义模糊随机强度表示模糊失效准则时模糊安全状态隶属函数的计算理论，提出结构模糊可靠度的计算方法，用算例验证了其有效性与合理性。提出的确定模糊安全状态隶属函数的方法，充分利用了模糊数所包含的信息，计算结果合理。

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车身结构振动与车内噪声声场耦合分析与控制

朱才朝;秦大同;李润方

. 2002, 38(8): 54-58.

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车内低频噪声直接影响其乘坐舒适性，应用有限元和模态分析技术对汽车车身结构振动和车内噪声耦合问题进行了研究，利用有限元法找出车身结构动态特性和空腔声学特性，与试验模态结果进行比较，两者在低频范围内基本一致。在此基础上，应用声—固耦合理论对该车身结构振动与车内噪声耦合进行了研究，得出的结论为降低由结构振动引起的车内低频噪声提供了理论依据。

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小波多重分形及其在振动信号分析中应用的研究

彭志科;何永勇;卢青;褚福磊

. 2002, 38(8): 59-63.

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不同于许多基于FFT的信号分析方法，多重分形谱分析的是信号的几何结构特征。以前，多重分形谱的计算方法都有其固有的缺点，使多重分形谱的应用受到限制。而小波局部极大模方法因其简单性和有效性，近来在多重分形谱计算方面受到了广泛的关注。较系统地阐述了多重分形的概念和多重分形谱的小波局部极大模计算方法，讨论了多重分形谱在故障诊断领域的应用途径，并用多重分形谱对不平衡、油膜涡动、联轴器不对中和碰摩等旋转机械的4种典型故障的振动信号进行了事例研究。研究结果表明，多重分形谱能够很好的反映振动信号的几何结构特征，为机械设备故障诊断提供了又一种有效的方法。

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分形表面特征信息的复合评定方法

卢圣凤;李柱;高咏生

. 2002, 38(8): 64-67.

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提出一种表面特征信息的复合评定方法，识别和分析不同尺度下的表面特征信息分量，理解工程表面宏观功能特性。许多工程表面具有统计自相似和自组织等分形特性，针对这种分形工程表面，提出一种基于小波的表面特征模型。利用小波的变焦特性，观察和分析不同尺度下的工程表面形貌。采用分形维方法，确定特征信息的小波分量尺度，从原始表面形貌中提取粗糙度、形状误差和波纹度等特征信息。

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切点跟踪磨削法运动模型的研究

许第洪;孙宗禹;周志雄;宓海清;吴耀

. 2002, 38(8): 68-73.

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按磨削点在连杆颈上匀速运动的原则建立了切点跟踪磨削法的运动模型，提出了通过坐标转换把曲轴切点跟踪磨削转换成按普通外圆磨削状态来进行分析的新思路，从运动学的角度分析了切点跟踪磨削法对加工误差的影响，探讨了切点跟踪运动对当量磨削厚度和磨削力的影响及变化规律，给出了数控补偿量的计算公式和修正后的运动模型。

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切屑折断界限的理论研究

张中民;李振加;郑敏利;严复钢;郑伟;姜彬;刘二亮;融亦鸣

. 2002, 38(8): 74-79.

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从上向弯曲切屑折断界限理论出发，推导出刀片二维槽形切屑流出圆半径及极限进给量的理论预报公式；根据横向卷曲短螺卷屑形成过程中切屑动力学及其折断判据理论，得出了极限背吃刀量的理论预报公式；并通过系统的试验研究，证明试验结果与理论预报结果比较符合。为刀片三维槽形的槽形设计及断屑预报系统建立打下理论基础。

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进化小波网络及其在设备状态预测中的应用

何永勇;褚福磊;钟秉林

. 2002, 38(8): 80-84.

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结合小波网络和进化计算提出了进化小波网络策略，该策略采用控制级基因和参数级基因分别对网络结构和网络参数进行编码，并将遗传算法与进化规划结合进行进化操作，实现同时对网络结构与网络参数进行进化设计和学习训练。该策略不仅克服了网络训练中的局部极小和不收敛问题，也使网络结构更优，从而提高了网络训练和工作性能。最后分别就函数逼近问题、太阳黑子数预测问题及水轮机组的状态预测问题进行了事例研究，验证了所提出的进化小波网络策略的优越性能和可行性。

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金属往复滑动摩擦噪声与摩擦表面形貌特征关系的研究

陈光雄;周仲荣;黎红;刘启跃

. 2002, 38(8): 85-88.

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采用声学和动力学测量技术准确地跟踪金属往复滑动摩擦噪声发生的位置。通过对摩擦件上发生摩擦噪声的地方进行SEM观察及三维表面形貌分析，可以清楚地看出平面―平面接触发出摩擦噪声时的表面形貌以麻坑状犁沟的不均匀断裂、表面粗糙度比较大为主要特征。一并对这种摩擦材料的片状不均匀断裂引起摩擦噪声的机理进行了讨论。

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横切割头掘进机械振动特性研究

黄民;吴淼;魏任之;王建军;安伟

. 2002, 38(8): 89-93.

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首次对大型采掘机械AM50掘进机进行了系统的振动特性研究和结构动态设计，包括振动测试、工作载荷谱测定、试验模态分析、动态特性分析及结构优化仿真等。该研究成果对AM50掘进机的结构优化修改及新机型的设计具有重要的参考价值。

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深海采矿扬矿管非线性偏移特性研究

肖林京;曾庆良;张文明

. 2002, 38(8): 94-99.

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由于受海流及采矿船的拖航作用，深海采矿扬矿管会发生大偏移，这属于几何非线性问题。将扬矿管简化为非线性梁单元，利用T.L.描述方法建立了有限元模型，运用能量法推导了刚度矩阵，给出了液动力的计算方法及增量步内的Newton-Raphson迭代求解方法。分析了不同拖航速度、缓冲矿仓质量以及扬矿管与采矿船连接方式对扬矿管偏移的影响。计算结果表明，拖航速度和缓冲矿仓质量对扬矿管偏移有很大影响，而扬矿管与采矿船的连接方式对扬矿管的偏移几乎没有影响。为采矿系统的合理设计提供了理论分析方法和设计依据。

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地热热泵系统负荷调节的理论与试验分析

赵力;丁国良;张启;赵黎丽

. 2002, 38(8): 100-104.

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为了解决地热热泵系统输出能量和用户需求能量之间的平衡问题，就必须选择出适宜的能量调节方式并加以研究。首先，对现有的几种能量调节方式进行了比较，发现了适宜的调控方式；然后，在小型地热热泵系统上进行了变频试验研究，频率变化范围为30~55Hz；最后，得出了系统各主要参数随频率的变化规律。此结论可以在制定地热热泵系统能量输出的调节策略中起到一定的指导作用。

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金属成形过程的数值流形模拟方法研究

骆少明;姜冬茹;蔡永昌;张湘伟

. 2002, 38(8): 105-109.

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通过引进刚塑性本构关系，建立了金属成形过程的数值流形方法的分析体系，并研究了金属成形过程模拟中的网格重分问题。作为实际应用，对齿轮毛坯模锻成形进行了数值模拟。数值算例结果表明，理论正确、方法有效，数值流形方法是一个非常有效的分析工具，完全可以对成形过程进行模拟。

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锥基波形前刀面硬齿面插齿刀构形方法与构形理论的研究

史国权;李占国;高连柱;全玉璋

. 2002, 38(8): 110-114.

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在深入剖析现有硬齿面插齿刀构形方法利弊的基础上，论述了锥基波形前刀面硬齿面插齿刀的构形方法与构形理论及其优越性。研究表明：新构形方法插齿刀较现有插齿刀构形精度可提高一倍以上，刀具主剖面负前角绝对值可提高2～5倍，刀具抗崩刃能力和整体寿命大幅度提高，完全满足高精度硬齿面插齿加工的需要。

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用于显著改善摩擦副润滑状态的激光珩磨技术

符永宏;叶云霞;张永康;蔡兰

. 2002, 38(8): 115-117.

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对摩擦副工作表面进行激光珩磨，形成与其表面润滑减摩性能优化匹配的、连续均匀的，并具有一定密度、深度、角度、形状的油路和凹腔。该技术特别适用于对气缸孔表面进行激光微观造型，不仅可以显著提高气缸孔耐磨性能，延长其寿命，而且还大幅度降低内燃机的颗粒排放量、机油耗、燃油耗、催化器污染和活塞环组成本。

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新型PZT元件驱动的电液高速开关阀及其大功率快速驱动技术的研究

陆豪;朱成林;曾思;黄玉平;周敏;何友文

. 2002, 38(8): 118-121.

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针对目前电液高速开关阀脉宽调制频率较低的问题，研制了新型压电元件驱动的电液高速开关阀，并研究了该阀的动态特性和静态特性。该阀属于两位三通型锥阀结构的数字阀，样机产品达到了下述性能指标：工作压力p1=10 Mpa，额定流量qV，n=8 L/min，开启时间ton≈1.2 ms，关闭时间toff≈1.7 ms。还分析了这种阀的驱动电路及其工作原理，利用电路的暂态分析理论研究了该阀的大功率快速驱动技术。

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基于互联网的液压远程控制系统的协议选择和驱动方式研究

任长清;吴平东;王晓峰;马树元;陈之龙

. 2002, 38(8): 122-125.

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针对基于互联网的远程控制系统存在的不确定性的信息延时问题，设计了具有补偿器和延时预测算法的系统结构。采用时间驱动的工作方式，并且选择UDP协议来实现系统软件。仿真研究表明，采用上述策略可以保证系统在互联网环境下的稳定性和比较好的动态性能，并且具有比较好的鲁棒性。

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充型过程中紊流流动的数值模拟

麻向军;苏俊义;金胜灿;余国栋;侯骏;赵立信

. 2002, 38(8): 126-129.

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采用简化代数应力模型研究充型过程中的紊流流动，采用守恒标量法和Van Leer格式确定自由表面形貌；在计算流场和确定自由表面时，分别采用两个不同的时间步长，克服了流场计算时间步长过小的缺点；开发了基于PHOENICS软件的恒温流体充型过程三维时均速度场和自由表面演变的数值模拟算法。用这些方法针对一个用于验证的试验进行模拟计算，结果表明，其计算速度比采用单一时间步长时提高很多，而其准确性仍能满足工程实用的要求。而采用K 模型时，计算结果与试验结果相差较远。

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基于虚拟现实的装配工艺规划研究

姚珺;宁汝新;王新永

. 2002, 38(8): 130-134.

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对虚拟现实(Virtual reality， VR)环境下的产品装配规划进行了研究，分析了系统的功能结构，建立了系统的面向对象的UML(Unified modeling language，统一建模语言)模型，给出了虚拟环境下装配约束关系的识别方法，实现了零部件基于约束的三维空间运动，建立了原型系统，为虚拟环境下的装配工艺规划奠定了基础。

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基于人工神经网络的刀具状态监测系统

陈超;徐建林;黄建龙

. 2002, 38(8): 135-138.

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在自动化制造业生产中，刀具状态的监测具有十分重要的意义。在充分考虑对刀具状态密切相关的敏感特征参数的基础上，利用人工神经网络模型实现了刀具状态的监测。试验表明，该系统的错报率为6.3%，可有效地应用到工程实际中。最后，对系统的误差进行分析并提出了改进的方向。

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喷射成形制备钢/Al-Pb合金轴瓦材料的研究

陈桂云;田冲;杨林;赵九洲;张永昌

. 2002, 38(8): 139-142.

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利用自行研制的大型喷射成形装置，对成分为Al-6.5Pb-4Si-1Cu-0.5Sn的合金轴瓦材料进行了喷射成形工艺研究。并制备了晶粒均匀密度良好的板坯。研究了合金的显微组织与性能。研究表明：喷射成形Al-Pb合金的显微组织为均匀细小的Pb相粒子弥散分布在Al基体中。这些细小的Pb相粒子对提高合金耐磨性具有很大帮助。喷射沉积成形钢/铝复合板经50％轧制变形后可获得良好的结合强度及组织性能，可做汽车的轴瓦材料。

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水蒸气保护电弧焊焊缝的氢质量分数

朱亮;张爱华

. 2002, 38(8): 143-146.

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水蒸气保护焊主要用于工件的堆焊修复，成本低是其显著的优点，且焊缝不出现气孔，而其焊缝的氢质量分数受到关注。首先测定了水蒸气保护电弧含焊缝的扩散氢质量分数。分析了电弧区水蒸气分解及解离的热效应，利用数值方法计算出电弧非导电区的温度及氢分压分布；对水蒸气保护下电弧焊熔池中氢的吸入机理进行了探讨。解释了水蒸气保护焊焊缝的氢质量分数不高，不出现气孔的原因。

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汽车蒸发排放控制技术的研究

李国良;钱耀义;马忠杰;张海涛

. 2002, 38(8): 147-150.

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介绍汽车蒸发排放控制的发展，以及蒸发排放控制系统的设计方法，提出了蒸发排放系统的控制策略：充分的脱附与不影响尾气排放，试验结果表明该系统设计可行，其蒸发排放可满足法规限值的要求。

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碳极氩气拘束电弧碳化钨颗粒复合材料堆焊工艺研究

周玉生;于凤福;贺文雄

. 2002, 38(8): 151-155.

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从降低硬质合金的烧损和沉淀出发研制了碳极氩气拘束电弧焊炬用以WC颗粒堆焊，结果表明所设计的焊炬堆焊WC颗粒可明显降低硬质合金颗粒的烧损和沉淀。

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2002年, 第38卷, 第8期　
刊出日期：2002-08-15

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