机械工程学报

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迟大钊;刚铁;姚英学

. 2011, 47(18): 1-6.

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超声检测回波中的噪声信号是影响焊接缺陷无损检测的主要因素之一。为了更好地抑制回波中的噪声成分，从而有效地识别缺陷信号，在传统非线性小波收缩(Nonlinear wavelet shrinkage，NWS)方法的基础上，提出一种基于子波相关的改进噪声抑制方法。改进方法具备小波分析的多分辨特性，同时兼顾相邻测点回波中缺陷信号间具强相关性的特点。分别利用传统及改进的NWS方法对计算机仿真信号及焊缝超声检测信号进行处理，研究不同母小波及阈值估计方法对信号处理效果的影响。结果表明，改进方法对不同母小波的敏感性小，受不同阈值估计方法的影响小，且对复杂成分的噪声更具适应性。改进方法的噪声信号抑制及缺陷信号恢复效果明显优于传统方法，为缺陷的有效识别及精确量化测量提供可靠的依据。

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利用非线性Rayleigh波检测镁合金厚板疲劳损伤的仿真和试验研究

颜丙生;吴斌;何存富

. 2011, 47(18): 7-14.

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为在波结构上扩展非线性超声无损检测技术的工程应用范围，提出一种将压电传感器直接安装在试件的边缘激发和接收Rayleigh波的方式，通过有限元数值仿真验证了此方法是有效的。利用此试验系统和方法验证非线性Rayleigh波的累积效应，非线性系数随Rayleigh波传播距离的增加近似线性增长，表明Rayleigh波的非线性特征参数对于材料内部微观缺陷的变化是敏感的，同时也表明该试验方法和系统是可靠的。利用非线性Rayleigh波检测AZ31镁合金厚板的表面疲劳损伤，虽然试验结果具有一定的分散性，但超声非线性系数整体随疲劳周数增加呈明显增长趋势，所以Rayleigh波的非线性系数对于厚板结构的疲劳寿命预测有潜在的工程应用价值。

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水中运动声源的声全息参数选取研究

胡博;杨德森;时胜国;孙玉;时洁

. 2011, 47(18): 15-22.

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针对水中运动噪声源难以识别问题，采用声全息技术建立运动噪声源的声全息动态识别方法，详细推导全息重构公式，建立测量系统和重构声源的坐标系关系，利用采集到含有多普勒效应的声信号构造出全息数据完成重建，对运动声源的信号采集和多普勒消除等方法进行研究。利用所编制的程序进行仿真验证，分析重构参数的选取原则，给出重构频率、重构距离和采样间隔对重构结果的影响。为验证理论和仿真结果，设计制作12元声压阵列测量系统，在消声水池进行水中声全息试验，试验结果表明该方法能够快速准确地对运动声源进行声场重构，研究的参数选取原则能够大大简化水中运动噪声源全息定位的复杂程度，该方法及系统可以有效地用于水中运动声源的测量分析。

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基于仿真的搅拌摩擦焊连接AA2024-T3不同板厚过程对比

张昭;陈金涛;王晋宝;王辉;刘亚丽;张洪武

. 2011, 47(18): 23-27.

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采用完全热力耦合模型以及修正的库仑模型，分别模拟AA2024-T3铝合金中厚板和薄板的搅拌摩擦焊接过程，通过对比发现搅拌摩擦焊接中材料流动速度的最大值发生在上表面搅拌针前方靠近后退侧，焊接构件上表面材料流动速度明显高于下表面，这说明搅拌头轴肩的旋转对材料流动具有明显影响。相同的焊接参数下，焊接中厚板需要更高的外输入功率以完成搅拌摩擦焊接过程，摩擦能耗在搅拌摩擦焊接中占据主要成分，是温度场形成的主要热源。在焊接薄板时，摩擦能耗占据更高的比例，说明此时的热转换率更高。塑性变形和温度是决定焊接微观结构的主要指标，中厚板搅拌摩擦焊接产生的改善晶粒大小的效果和有效利用外输入能量方面较薄板稍差。因此，无论从能量利用的角度还是对微观结构的推断均发现薄板的搅拌摩擦焊接过程具有更高的效率。

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形状记忆合金梁的非线性弯曲变形

商泽进;王忠民

. 2011, 47(18): 28-32.

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形状记忆合金(Shape memory alloy, SMA)梁作为一种新型智能元件，在工程领域的应用日益广泛。基于实测的形状记忆合金材料应力－应变关系曲线及梁的大变形理论，同时考虑SMA材料拉压力学性能的不对称性及简支端移动等因素，建立形状记忆合金梁非线性弯曲变形的控制方程，并采用打靶法、辛普森数值积分等方法对方程进行数值求解。通过梁在不同载荷条件下的挠曲线以及最大挠度—弯矩曲线，分析材料非线性、几何非线性及简支端移动3个因素对SMA超弹性梁弯曲变形的影响规律。结果表明：梁中性层位置随弯矩变化；弯矩较小时，材料性能是线性的，几何非线性及简支端移动对梁的弯曲变形几乎不产生影响；弯矩较大时，材料性能是非线性的，几何非线性及简支端移动对梁的弯曲变形产生明显影响。

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Fe-Cu合金析出强化行为的价电子结构理论研究

王海燕;任慧平;高雪云;刘宗昌;王玉峰

. 2011, 47(18): 33-36.

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运用固体与分子经验电子理论，建立Fe-Cu二元合金固态时效过程中基体及析出相的价电子结构模型，从电子层次揭示Fe-Cu合金强化机理。理论计算结果表明，合金中Cu原子与Fe原子通过化学键结合，其时效峰值处所形成的类B2结构亚稳相的最强和次强键的共价电子对数远高于合金基体α-Fe晶胞的最强和次强键，同时析出相各键的结合能也高于合金基体，这种较强的Fe-Cu键形成规则排列，使得Fe-Cu最强键上的共价电子对数增加，起到提高合金整体键强的作用。同时，高键能的Fe-Cu偏聚形成的析出相会增加位错运动的阻力，使合金的强度得到明显提高。利用EET理论预测Fe-Cu析出强化结果与实测结果吻合良好，验证了该方法的有效性和可靠性。

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特厚板多层多道焊的Marc有限元模拟

严仁军;雷加静;李鹏;李周

. 2011, 47(18): 37-42.

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厚板焊接残余应力场的影响因素众多，变化复杂，其应力分布模型的研究是此领域的难点之一，有关的试验样本尚不多见。以两块100 mm的厚板焊接为研究对象，试验模型材质为A105钢，采用埋弧焊，进行多道焊接。采用试验测量和MSC.Marc有限元模拟相结合的方法，对100 mm特厚板多层多道焊的残余应力进行对比分析研究，给出上表面横向残余应力和纵向残余应力以及厚度方向残余应力的分布曲线。有限元计算结果与试验测量结果吻合较好，证明该有限元模型的合理性。特别地，厚度方向残余应力可以通过有限元模型计算得出，解决了实际工程中厚板内部应力难得出的问题，为进一步研究特厚板焊接残余应力提供参考依据。

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轻合金板材超塑成形中的脉冲电流加热方法及其宏微观分析

李超;张凯锋;蒋少松

. 2011, 47(18): 43-49.

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为提高轻合金板材超塑成形过程中的加热效率，降低能耗，提出一种脉冲电流快速加热方法。通过电热学理论及脉冲电流加热试验，系统研究电流密度对不同材料升温速率及最终加热温度的影响，并采取在电极处布置阻热片的措施，提高板材加热时温度场的均匀性；此外在微观层面，利用电热耦合有限元法及金相显微分析方法，简要分析加热过程中脉冲电流对轻合金板材内部裂纹、孔洞等缺陷及板材晶粒尺寸的影响。结果表明，由于加热时间极短，有效地避免板材内部晶粒的过度长大，并且高密度的脉冲电流可对板材原有缺陷起到一定的抑制作用。以AZ31镁合金超塑成形工艺为例进行试验验证，确定合理的脉冲电流加热参数，试验结果表明，与传统加热方法相比，采用脉冲电流直接加热方法，可有效提高加热效率、降低能耗。

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板料数控渐进成形变形区厚度变化规律的研究

周六如

. 2011, 47(18): 50-54.

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板料数控渐进成形工艺是一种柔性的成形工艺，这种工艺非常适合于加工小批量、多品种和复杂的板料产品。通过数控机床进行圆锥台及直壁筒形件数控渐进成形，对成形零件变形区厚度进行测量，并对所得数据进行分析。试验结果表明，数控渐进成形中材料厚度变化遵循正弦定律。相同厚度的板料，材料不同，成形极限厚度不同。成形极限厚度不仅与材料有关，而且与板料初始厚度有关，即板料初始厚度越大，允许的变形区厚度减薄越大。对于必须采用多道次成形方法的直壁筒形件成形，工具路径不同，变形区厚度变化也不同。采用平行直线型工具路径，直壁部分厚度比较均匀。利用厚度变化规律指导翼子板成形并试验验证其正确性。厚度变化规律对于复杂零件的数控渐进成形具有一定的指导作用。

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航空发动机涡轮盘用GH4133B合金疲劳裂纹扩展行为研究

赵荣国;罗希延;任璐璐;李红超;李秀娟;刘学晖

. 2011, 47(18): 55-65.

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材料的疲劳寿命由裂纹形成寿命和扩展寿命两部分组成。针对航空发动机涡轮盘用GH4133B合金，进行室温下不同应力比的疲劳裂纹扩展试验，测试疲劳裂纹扩展门槛值。Paris公式回归分析结果表明，裂纹扩展速率随应力强度因子和应力比的增大而增大，含门槛值的修正Paris公式能精确描述疲劳裂纹扩展行为。利用光学显微镜在线观测裂纹扩展路径，并利用扫描电镜考察试样断口微观形貌。结果发现，随应力强度因子增大，裂纹扩展路径由平直变得曲折。在疲劳裂纹萌生区、稳定扩展区和快速扩展区，断裂表面依次呈现为解理断裂、疲劳条带和沿晶韧窝混合断裂模式。基于断口反推理论反推载荷和裂纹扩展方程，结果表明，利用反推方程预测疲劳裂纹的扩展，可有效防范疲劳断裂的发生。

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氮对316L不锈钢焊缝力学性能的影响

邓宝柱;彭云;廖丕博

. 2011, 47(18): 66-71.

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为研究氮对316L不锈钢焊缝力学性能的影响，采用不同氮质量分数的三种自行研制的焊丝，分别对几组316L不锈钢试板进行钨极氩弧焊(Tungsten inert gas, TIG)焊接，焊后通过金相显微镜和扫描电镜分别观察并分析相应的焊缝组织，采用磁性法测量焊缝的铁素体的质量分数，并对焊缝的拉伸性能、冲击性能等力学性能进行测试。从氮的固溶和焊缝组织的变化等方面综合分析氮对316L不锈钢焊缝力学性能的影响。结果发现，随着氮质量分数的增加，焊缝奥氏体组织明显粗化，铁素体质量分数呈下降趋势；焊缝强度有所提高，且氮质量分数由0.011%增加到0.081%时焊缝强度的平均提高程度小于氮质量分数由0.081%增加到0.10%时焊缝强度的平均提高程度；另外，焊缝的塑性及冲击韧度均有所降低。

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基于新裂纹扩展驱动力参量的焊接接头疲劳裂纹扩展的研究

熊缨

. 2011, 47(18): 72-79.

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传统上疲劳裂纹扩展速率以一个参量——应力强度因子幅(PARIS模型)或有效应力强度因子幅(ELBER模型)来表达。PARIS模型不能统计应力比效应和变幅加载历史。ELBER裂纹闭合模型虽被广泛应用，但确定其开闭口载荷的测量方法很多，且测量结果均存在主观性。最近研究表明，疲劳裂纹扩展不仅依赖于应力强度因子幅，还与最大应力强度因子有关。并且KUJAWSKI提出了两参量模型，该模型避开了有争议的裂纹闭合效应。基于一个载荷循环中柔度变化与裂纹尖端开闭口与弹塑性行为的关系，提出一个新的具有物理意义的两参量驱动力模型。针对Q345钢焊接接头各区域进行两种应力比R=0.1和0.5的疲劳裂纹扩展试验。使用该模型针对Q345钢焊接接头各区域的疲劳裂纹扩展数据进行验证。结果表明，提出的新模型在预测应力比对裂纹扩展速率的影响时比上述三个模型更有效。

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小钉密排代替大钉疏排的铆接接头疲劳寿命预估与优选设计

张铮;徐阿玲;李宝珠;张行

. 2011, 47(18): 80-85.

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连接件钉排布决定了钉载分布，进而决定了连接件的疲劳寿命。优化连接件钉排布，将有效地提高连接件疲劳寿命。损伤力学将结构应力和材料损伤分析结合起来，较为准确地描述应力—损伤的耦合作用以及损伤演化，为工程结构疲劳分析提供有力的依据。以损伤力学为理论基础，以小钉密排代替大钉疏排为连接件钉排布设计原则，结合有限元计算，对连接件钉排布进行优化设计，并预估连接件疲劳寿命。结果表明，小钉密排代替大钉疏排不仅可以有效降低连接件应力水平，显著提高其疲劳寿命，同时也有利于减小连接件质量，实现连接件延寿和减重的双重优化。另一方面，运用损伤力学理论方法结合有限元计算，进行结构疲劳寿命预估，大大减少了试验工作量，为结构抗疲劳设计提供理论指导，大大缩短了连接件结构设计周期，还可用于实际工程结构疲劳损伤的实时监测。

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修正组合近似法及其在车架刚度重分析中的应用

黄观新;王琥;高国强;李光耀

. 2011, 47(18): 86-92.

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重分析是指在结构修改之后不需要重新求解平衡方程，仅需要根据初始计算结果对修改后的问题进行求解，并能够在保证计算精度的前提下，大幅度提高计算速度。针对重分析法在有限元计算中可能出现的奇异性问题，通过奇异值分解法(Singular value decomposition, SVD)对重分析法中的组合近似法(Combined approximation, CA)进行修正。修正后的重分析算法，能够解决刚度矩阵奇异的问题，并能够保持CA法的重分析精度。为验证算法的有效性，采用修正后的重分析方法对圆柱壳和车架刚度分析进行仿真测试。测试结果表明，修正后的重分析方法在解决奇异性问题的同时，能够保证重分析的计算效率和计算精度。由两个数值算例的结果对比可知，当刚度矩阵奇异性比较高时，常用的以矩阵的伪逆代替逆的方法不可行。由此可知，修正后的重分析算法在解决奇异性问题时具有相当的优越性。

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汽车聚乙烯醇缩丁醛夹层风挡玻璃冲击响应研究综述

许骏;李一兵;葛东云;陈曦;姚学锋;朱梦一;刘博涵;孙岳霆

. 2011, 47(18): 93-100.

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聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinyl butyral，PVB)夹层风挡玻璃是汽车碰撞安全性及行人保护的重要部件，同时也蕴含丰富的汽车碰撞事故信息。因此，对其力学性能，尤其是冲击特性的研究已经成为当今汽车安全领域研究的热点问题。结合国内外文献，总结针对聚乙烯醇缩丁醛夹层玻璃材料的准静态试验、动态冲击试验和高速摄影/摄像试验的基本方法；基于不同材料的力学模型和理论研究以及主要使用的数值模拟手段和思路，归纳目前研究的主要成果与结论。现有研究结果表明，聚乙烯醇缩丁醛夹层玻璃在准静态呈线弹性力学特性但在动态冲击下呈现非线性特性，且为率相关材料；同时指出现有的汽车风挡玻璃材料和结构设计不足以为行人头部提供有效的保护。总结并提出本研究领域的未来发展方向。

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基于参数统计特征的无级变速车辆智能控制策略

罗勇;孙冬野;秦大同;胡建军;廖建

. 2011, 47(18): 101-109.

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装备无级变速器(Continuously variable transmission, CVT)的车辆采用经济性控制时，发动机后备功率小，急加速工况下只能通过提高转速来增加功率输出，而发动机转速提高要消耗相应功率，导致车辆动力不足。基于实时参数的控制策略只能在加速过程开始后再控制发动机工作点向动力性线偏移，这一过程仍需要通过提高发动机转速来实现，对提高CVT车辆的动力性作用有限。车辆行驶参数的统计值包含车辆行驶的历史信息，且能随行驶工况的变化而变化，这是制定控制策略的重要依据。针对已有控制策略的不足，在对各参数统计特征进行分析的基础上，提出根据行驶参数的统计值来调整发动机稳态工作线的控制策略。仿真及试验表明，新的控制策略能根据统计参数的变化合理调整发动机稳态工作点，对车辆工况变化具有自适应能力；同时，该控制策略避免了对实时参数的依赖，可以在某一动态过程开始前就使发动机工作在后备功率较大的稳态工作线上，有利于提高动态过程的动力性。

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基于多体系统动力学的重载凹底平车动态响应仿真分析

周素霞;谢云叶;谢基龙;张俊清

. 2011, 47(18): 110-114.

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为研究重载凹底平车的动态响应特性，基于多体系统动力学软件SIMPACK，建立320 t凹底平车系统刚体与刚柔耦合体动力学模型，进行动态响应仿真分析，仿真计算空、重车在不同速度下的运行，获得中底架试验点处的加速度动态响应结果。与线路试验值比较发现，在空、重车试验点位置加速度值的变化中，刚柔耦合模型的峰值要比刚体模型值要大，但两种模型下的总体趋势相似，加速度最大值都是随着速度的提高而逐渐增大，并且在每一种速度下刚柔耦合模型的值均比刚体模型的要大。另外，在运行速度不断提高时，仿真得到的两种模型的加速度平均值在空、重车试验点位置也是随着速度增加而增大，与试验结果吻合很好。其中，刚柔耦合模型的加速度平均值比刚性模型的更接近试验值，说明刚柔耦合模型比较合理。同一级速度下，重车的动态响应比空车大。

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动力型磷酸铁锂电池的温度特性

李哲;韩雪冰;卢兰光;欧阳明高

. 2011, 47(18): 115-120.

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动力型磷酸铁锂电池的特性与环境温度紧密相关。电池的容量特性、内阻数值和荷电状态—开路电压曲线是反映电池基本性能的重要特性指标，也是参与电池管理系统设计的重要参数。主要进行不同环境温度下电池的以上各性能试验，研究在不同的环境温度下电池的容量、内阻和开路电压的变化规律。动力型磷酸铁锂电池的容量在低温下迅速降低，在高温下迅速上升，高温下的容量变化速度小于低温；随温度上升，充电和放电过程的欧姆内阻、极化内阻均下降，温度不同时电池的欧姆内阻变化率高于极化内阻变化率，低温下欧姆内阻的变化率大于高温下的变化率；同时，低温下的荷电状态—开路电压曲线低于高温下的曲线，但总体上，曲线受温度的影响并不显著。

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抽吸孔数目对孔式机匣处理方式效果的影响

徐伟;王彤;谷传纲

. 2011, 47(18): 121-129.

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试验与数值计算表明，孔式机匣处理方式可以有效扩大半开式离心压气机的稳定工作范围并且在大部分工作范围内不会显著降低压气机的效率。数值计算结果同时表明，抽吸孔数目改变对采用孔式机匣处理方式的压气机整体性能影响不大，受影响相对比较明显的性能参数是堵塞裕度。对于抽吸孔总数为48、64及80三种情况，抽吸孔数目增加时，压气机的失速裕度略有下降，最高效率也略有降低，但下降量均非常小，这主要是因为抽吸孔数目增加时，相邻抽吸孔对彼此的流动产生一定的抑制作用；与之相反，抽吸孔数目增加时，压气机的堵塞裕度及大流量工况下的效率则略有增大，这主要是由于大流量工况下孔式机匣处理结构的作用效果与机匣处理结构内的总旁通流量有关。

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基于费马曲线的柔性弹簧的理论与试验研究

陈曦;刘颖;袁重雨;张华;吴亦农

. 2011, 47(18): 130-136.

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柔性弹簧常用于无油润滑的直线压缩机和膨胀机中，实现活塞的间隙密封技术。基于费马型线，提出一种新型费马型线柔性弹簧，该柔性弹簧利用费马曲线方程，通过调整曲线起点半径r、曲率系数c、曲线起始发生角、曲线略角θ以及蜗旋槽的几何分布，可以精确地构造出满足设计要求的柔性弹簧型线。通过建立数学模型，对设计的柔性弹簧进行刚度和自然频率特性的理论分析，利用ANSYS软件对柔性弹簧模型进行模态分析，并对设计的柔性弹簧的刚度性能进行试验测试，将理论解、模拟分析值及试验结果进行对比分析，证明了理论推导和有限元分析方法的有效性，以及新型柔性弹簧设计方法的可行性。

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管流中椭球形沉降微粒团受力模型及受力分析

黄迎;宁智;宋云超;付娟

. 2011, 47(18): 137-143.

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沉降微粒再悬浮是柴油机排气微粒净化捕集及微粒采样过程中的一个重要现象。微粒团形态对沉降微粒团受力和再悬浮具有重要的影响。根据沉降微粒团再悬浮研究的需要，以管流中的柴油机排气沉降微粒为研究对象，在球形沉降微粒团再悬浮受力模型的基础上，结合椭球形微粒团的形态特征，建立椭球形沉降微粒团再悬浮静态受力模型；在此基础上，从微粒团再悬浮角度对椭球形沉降微粒团所受重力力矩、粘附力矩、碰撞力矩和曳力力矩进行分析，研究微粒团形态的变化对各作用力矩的影响。研究结果表明，微粒团形态对沉降微粒团受力具有重要影响。通过研究，得到微粒团形态变化对沉降微粒团所受力矩的影响规律。

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水平槽道内几种周期性结构的传热与流动研究

汪健生;李康宁

. 2011, 47(18): 144-151.

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采用数值模拟方法，对流体在不同周期性结构二维水平槽道内的传热性能与流动特性进行研究。分析不同雷诺数条件下，布置于槽道下壁面的障碍块表面时均努塞尔数Nu及表面摩擦因数的变化规律。计算结果表明，当障碍块之间量纲一距离分别为0.50和0.25、雷诺数Re=1 000时；槽道上、下壁面均布置障碍块的传热性能较仅在槽道下壁面布置障碍块的传热性能有了显著提高，前者比后者的传热性能分别提高393% 和574%。当雷诺数Re=500、障碍块之间量纲一距离为0.50时，对在槽道中间设置一斜板与不设置斜板两种情况进行比较后发现，设置斜板的槽道比不设置斜板的槽道传热性能提高27.1%。当在下壁障碍块右上角处放置一小圆柱体后发现：传热性能并未得到有效提高，但流动摩擦因数有所减小，从而使得输送流体的泵功降低。

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涡轮叶片非对称扇形气膜孔冷却特性数值研究

徐虹艳;张靖周;姚玉

. 2011, 47(18): 152-157.

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针对涡轮导向叶片吸力面和压力面上特定位置上的单排气膜孔，在吹风比为0.44～2.67范围内，数值研究非对称扇形气膜孔的冷却特性。基准对称扇形孔侧向扩展角为20°，后向扩展角为10°。研究结果表明，在扇形总扩展角相等的条件下，非对称型扇形气膜孔的气膜出流穿透能力与对称型扇形气膜孔基本相当，但气膜出流侧向覆盖范围较对称型扇形气膜孔有一定程度的改善，在高吹风比下扇形气膜孔侧向扩展角的影响较为显著。相对而言，非对称扇形气膜孔改善气膜冷却的效果在涡轮叶片压力面侧能得到更好的体现。

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Logistic回归模型在机床刀具可靠性评估中的应用

陈保家;陈雪峰;李兵;曹宏瑞;蔡改改;何正嘉

. 2011, 47(18): 158-164.

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刀具系统作为数控装备的一个重要部件，其可靠性必然会影响到整个装备系统的加工效率和稳定性。为有效地识别刀具磨损状态，降低生产成本，保证加工质量，提出一种基于Logistic回归模型的可靠性评估方法。通过试验在线测取车刀加工过程中的振动信号和刀具磨损数据，利用小波包分解、时域统计和相关分析，提取刀具磨损的特征频带和显著能量、时域特征指标，结合刀具状态信息，建立Logistic可靠性评估模型，准确地估计出实际使用刀具的可靠度指标和失效时间，对于变化的失效阈值，评估模型同样有效。该方法将设备运行状态信息引入到性能评估和可靠性分析当中，更能反映设备的时间动态特性，且不需要对设备失效过程和分布函数作过多假设。

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大型发电机组可靠性预测方法与应用

史进渊

. 2011, 47(18): 165-172.

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提出发电机组可靠性预测的数学模型和预测方法。该方法在统计分析发电机组运行可靠性历史数据的基础上，确定检修系数的统计值与数学模型的待定参数。根据发电机组的计划检修天数与检修系数的数学模型，预测今后3年发电机组的等效可用系数。给出亚临界300 MW、超临界600 MW、亚临界600 MW火电机组和550 MW水电机组以及984 MW、990 MW核电机组的可靠性预测实例。这些发电机组等效可用系数预测值的相对误差的范围是–1.48%～2.69%，表明可靠性预测的精度比较高。应用发电机组的可靠性预测方法，可以定量计算发电机组可靠性指标的预测值，为发电机组的可靠性目标管理和优化检修提供依据。

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谐振管内非线性驻波的二维有限差分计算方法

宁方立;王康

. 2011, 47(18): 173-178.

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谐振管内非线性驻波的数值计算方法是目前强声密封研究的关键技术。基于三个气体动力学方程推导得出一个关于无旋可压缩牛顿流体的非线性波动方程，并通过对非线性波动方程进行有限差分离散化处理，提出求解谐振管内非线性驻波的二维有限差分计算方法。通过边界条件的处理，使所推导的二维有限差分计算方法能够在整体谐振激励作用下计算谐振管内非线性驻波。在圆柱形谐振管内部填充Refrigerant-12作为工作媒质以及整体谐振激励的条件下，利用所提出的二维有限差分计算方法对圆柱形谐振管内的非线性驻波进行求解，并得到圆柱形谐振管内绝对压力波形、声压频谱响应以及谐振管内的声压空间分布。通过与现有仿真方法的计算结果和现有试验结果进行对比，所得到的计算结果无论从波形还是数值上都能与这些结果吻合，从而验证了该方法的可行性。该方法为强声密封的非线性驻波计算研究奠定了良好基础。

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静电分离器中电场和电流体特性试验研究

孔祥领;朱宏武;GOHARZADEH Afshin;ALSHEHHI Mohamed;刘云姗

. 2011, 47(18): 179-185.

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利用静电分离技术从空气中分离平均直径为2 μm的油滴，对小尺度的线—板式静电分离器的电晕放电特性和流型特征进行试验研究，放电电极接高压电源正极。测试在不同的气体流速、油滴浓度条件下分离器的伏安特性曲线。利用高速摄像机对其中的电流体流型特征进行可视化研究，试验测定进口流速为0.2 m/s、0.3 m/s、0.4 m/s，施加电压从0～16 kV条件下电流体流型的变化，得到在不同的施加电压和气体流速下的流型分布图。试验表明，进口流速对分离器的电场影响并不明显，而油滴浓度对电场有很大的影响，在相同的施加电压下电流密度随着油滴浓度的增大而降低。电流体流型的变化取决于进口流速和施加电压的相互作用。得到在不同的描述惯性力和电场力关系的量纲一参数雷诺数和电流体数下5种代表的电流体流型。

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PM流量控制器参数对液体静压导轨性能影响的研究

高殿荣;赵建华;张作超;郑丹

. 2011, 47(18): 186-194.

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在介绍PM流量控制器基本结构、工作原理以及流量压力特性基础上，推导出基于PM控制器的矩形对置油垫的承载能力、油膜刚度及动态传递函数的表达式。以某机床静压导轨的一对对置油垫为例，重点分析研究PM控制器的三个性能参数比流量cr、初始流量q0和泵压ps之间的相互关系及对油膜承载能力、静刚度及动态特性的影响。研究表明，给定初始流量q0和泵压ps，静刚度随cr增大而逐渐增加，在cr=6.2时静刚度有峰值，这对静压导轨的正常工作不利。比流量cr的合理取值范围为1.2～5.2，此时对置油垫静刚度随着q0的增大和pp减小而增大。基于油膜厚度传递函数表达式，研究敏感油路体积Vo=500 cm3时，在阶跃载荷作用下，不同的比流量cr、初始流量q0以及泵压ps对油膜在时域及频域内动态特性的影响。研究表明：在时域内，cr、q0、pp主要影响着油膜厚度的超调量，随着cr、q0增大以及泵压pp减小，其超调量明显增加。为提高油膜承载的稳定性，减小过渡过程的超调量，可减小cr、q0，增大泵压pp；在频域内，幅频特性曲线峰值处的频率为油液振动的固有频率。随着cr、q0的增加和pp减小，幅值越大，对应的固有频率也有所增大，失稳区频率范围变宽。当作用频率很高时，参数cr、q0、ps对幅值影响很小。研究工作对基于PM流量控制器的液体静压导轨的设计具有参考价值。

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气动自振荡机构的研究

许未晴;蔡茂林

. 2011, 47(18): 195-198.

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将电学中的脉宽调制的方法引入到气动系统的流量控制，作为降低能耗的手段，并已由试验验证将间歇供气方式应用于气动喷嘴吹除杂质颗粒较连续供气方式更节能。提出一种为气动喷嘴提供间歇气流的自振荡机构。该机构采用阀式结构并以弹簧振子机构为基础，为使阀芯在弹簧力的作用下做周期振动，用压缩气体作用在阀芯上产生推力克服摩擦力，并从理论上分析稳定的周期振动产生的机理，振幅大小受到阀腔充放气基准时间的影响，当基准时间短时，振幅变小甚至不能稳定振动。通过设计弹簧的弹性系数和阀开口的位置，产生不同频率和占空比的间歇气流。通过仿真对振荡产生的机理做出研究，通过试验验证仿真结果，试验结果与仿真结果吻合。分析阀口打开过程中以及全开时，气体压力损失的机理，并结合试验数据计算本机构的效率为9%。

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2011年, 第47卷, 第18期　
刊出日期：2011-09-20

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