2012年, 第48卷, 第14期　
刊出日期：2012-07-20

  

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论文
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  F厚梁结构中的超声导波传播与损伤识别

  孙学伟;李富才;苗晓婷;孟光;周利民

  . 2012, 48(14): 1-10.

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  基于导波的结构健康监测技术研究中，结构厚度与不同损伤形式对导波传播特性的影响是该技术在工程应用中对实际结构进行损伤识别的关键。通过导波在厚梁结构中传播时所表现出的特性，分析并试验研究损伤对导波传播的影响。通过在结构中引入切槽损伤，理论分析与试验研究导波在有损结构中的传播特性。以此为基础，重点研究疲劳裂纹损伤。试验得出导波在厚梁结构中的实际传播速度，并由此分析损伤反射波中的波包成分，研究并总结损伤大小对导波幅值、相位和到达时间的影响规律。分别对结构中的对称和非对称损伤进行研究，验证具有非对称损伤结构中模式转换波包的存在，分析模式转换波包的形成与传播机理，研究不同的非对称损伤对模式转换波包形式的影响。此外，还介绍了试验试件和疲劳裂纹的加工过程。总结了切槽损伤与疲劳裂纹损伤对导波传播的不同影响。
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  可见与红外双波段航空侦察相机光机设计

  王平;张国玉;高玉军;撖芃芃;李明

  . 2012, 48(14): 11-16.

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  为满足高分辨率昼夜凌空侦察和中低空战术昼夜侦察需要设计灵巧型双波段航空侦察相机，该相机的研制为发展新型机载光电侦察设备提供技术储备。根据目标在不同光谱波段下的光学特征设计可见、红外双波段光学成像系统，全视场传递函数达0.5以上。基于SiC材料反射镜设计一种叶片式柔性支撑结构，该结构能够较好的保证反射镜的面形精度，仿真结果显示反射镜在重力载荷和热载荷叠加的情况下面形精度优于12 nm。针对目前航空相机主支撑结构难于同时保证质量小且刚度高的问题，采用NX/Narsrtan软件对相机主支撑结构进行优化设计，优化结果使相机框架结构一阶固有频率提高15 Hz，质量减小10%。通过环境试验、动态成像试验及分辨率检测试验验证设计结果的正确性。相机切实可行的光机设计有效地保证整个系统的性能指标都能满足设计要求。
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  基于新的系统数学模型的三维形貌测量法

  曲学军;宋悦文;王勇;韩志仁;张凌云

  . 2012, 48(14): 17-24.

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  提出新的测量系统数学模型，将投影仪投射光场视为由相位值唯一标识的光投射面的集合所形成的空间，将摄像机成像模型视为一种由成像点图像坐标确定的成像射线形成的集合，将被测点视为所对应的投射面与成像射线的交点。以此为理论基础，采用逆向求解法建立投影仪的数学模型，避免显示标定投影仪的复杂操作过程。将离心畸变与径向畸变分解为两个独立的过程顺序求解，再使用小孔成像模型建立消除畸变后的摄像机数学模型。采用平面靶标自由移动法采集足够多的标定数据，对标定靶的尺寸与位置要求不严，并且在不要求标定数据充满整个视场空间的情况下仍可获得完整的标定结果。本标定过程对系统位置无任何严格要求，同时摆脱对精密位移装置的需求，并有效地消除摄像机与投影仪镜头畸变所产生的标定误差。
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  挤压温度对真空吸渗挤压Csf/Mg复合材料制备工艺的影响

  关俊涛;齐乐华;刘健;周计明

  . 2012, 48(14): 25-31.

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  真空吸渗挤压工艺是近年来开发的一种金属基复合材料成形新工艺，研究挤压温度对真空吸渗挤压Csf/Mg复合材料变形规律、成形性及微观组织的影响规律，并分析热裂纹产生的内在原因。结果表明，在380～420 ℃的温度范围内，随着挤压温度的升高，最大成形载荷逐步降低，载荷—位移曲线中稳定挤压阶段逐渐缩短。在较低的挤压温度下实施挤压变形时，制件前端出现大量连续的孔隙缺陷，且纤维折断严重。提高挤压温度可以减少缺陷数目，降低纤维折断程度，但过高的挤压温度会使复合材料表面出现热裂纹缺陷，且热裂纹沿挤压方向呈逐渐严重的趋势。塑性变形引起的变形区坯料温度升高是复合材料表面出现热裂纹的主要原因。挤压速度与合金凝固速度的协调匹配是降低热裂纹出现概率的可行手段。在挤压温度为390～400 ℃、挤压速度为2～3 mm/s的条件下，可以一次成形出质量、良好的Csf/Mg复合材料制件。
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  纯铜微镦粗过程尺寸效应的试验研究

  王广春;郑伟;姜华;姜正义

  . 2012, 48(14): 32-37.

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  在微塑性成形试验机上对纯铜圆柱试样进行恒定速度的微镦粗试验。通过热处理和精细线切割技术，设计不同的试样尺寸和晶粒尺寸。分别研究晶粒尺寸和试样尺寸对微塑性成形的影响。研究发现：试样流动应力随着试样尺寸的减小而减小，其减小趋势与表面晶粒体积分数存在线性关系；当试样尺寸较大时，晶粒尺寸对试样流动应力的影响并不明显，而随着试样尺寸的减小，大尺寸晶粒试样的流动应力要明显低于小晶粒尺寸的试样；当试样尺寸较小时，试样在微镦粗过程中表现出明显的不均匀性。通过表面层理论和细晶强化对有试样尺寸和晶粒尺寸变化引起的尺寸效应现象进行解释，同时，引入尺度参数量化由试样尺寸引起的尺寸效应现象，从而对当应变一定时流动应力随着表面层晶粒体积分数φ呈现近似线性变化的原因进行解释。
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  轧件不对称滞后变形下动态轧制力建模及仿真研究

  侯东晓;刘浩然;李纪召;刘飞

  . 2012, 48(14): 38-43.

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  通过分析轧制过程中轧辊振动对轧件弹塑性变形状态的影响，研究不同轧辊振动方向下轧制力的变形特点及其表达形式，建立一种具有不对称滞后变形作用的动态轧制力模型。基于不对称动态轧制力模型，通过以某厂1780轧机实际参数进行数值仿真，得到轧辊半径、轧辊转速、前张力、后张力及入口厚度等因素变化下动态轧制力与轧辊振动位移之间的滞后关系曲线。从仿真结果中可以得出，随着轧辊半径的不断增大，滞后区域会逐渐增大，导致系统的耗散能量增大；减小轧辊的转速、板带的入口厚度都会使滞后区域减小，从而减少耗散的能量；同时还通过前、后张力对滞后曲线的影响规律验证热连轧机的微张力控制特点。以上结论为进一步研究和抑制轧机振动问题提供了理论基础。
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  基于弯曲辊轧制的曲面零件连续成形方法

  李明哲;蔡中义;李任君;兰英武;邱宁佳

  . 2012, 48(14): 44-49.

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  为实现曲面零件的快速成形，提出基于可弯曲辊轧制连续成形三维曲面的新方法。在弯曲辊轧制过程中, 通过控制上、下成形辊的辊缝分布，使板料在沿垂直于轧制方向产生弯曲变形的同时，在板料厚度方向不均匀减薄，从而导致沿轧制方向的弯曲变形，随着成形辊的转动，板料被连续成形，最终形成三维曲面零件。阐明曲面的形成机制，建立曲面轧制成形控制的理论与方法。对成形过程中板料厚度方向变形与轧制方向变形之间的关系进行分析，给出轧制方向弯曲变形曲率的计算公式，建立辊缝及轧辊轮廓曲线的计算方法。研制小型试验装置，进行典型曲面件的成形试验，并对凸曲面与鞍型曲面的成形结果进行测量与分析，结果表明，成形曲面的成形误差不超过1.2 mm，说明连续轧制方法用于成形三维曲面零件具有可行性与有效性。
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  A356铝合金半固态浆料电磁搅拌法制备过程的数值模拟

  陶文琉;赵升吨;林文捷

  . 2012, 48(14): 50-57.

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  建立电磁搅拌法制备A356铝合金半固态浆料过程的电磁场、温度场和流体力学场多场耦合的二维数值模型，采用Power law cut-off(PLCO)半固态模型来描述铝合金浆料的流场，并利用有限元软件ANSYS和编程软件INTEL FORTRAN相结合对电磁场、温度场和流场耦合模拟，研究多场搅拌参数对电磁场、温度场和流场的影响规律。模拟结果表明，搅拌频率和搅拌电流增加时会使电磁场增大且分布不均匀，从而造成浆料流速迅速增大并且分布不均匀。进一步获得电磁搅拌法制备A356铝合金半固态浆料的合理搅拌参数。在所研制的试验装置上验证了数值模拟的可靠性。
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  2Cr13焊接构件埋藏裂纹电磁热止裂及力学性能强化

  付宇明;柴璇;郑丽娟;刘会莹

  . 2012, 48(14): 58-63.

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  选择2Cr13材料，通过对接焊方法在焊接接头处预制埋藏裂纹，采用超声波无损检测对埋藏裂纹位置及尺寸进行标定；采用热—电耦合焦耳热问题的数值分析方法，计算出放电瞬间焊接接头内圆形埋藏裂纹的温度场，并求得止裂后焊接接头内的残余应力场。通过ZL-2型超强脉冲放电装置对焊接接头进行电磁热止裂强化试验，对止裂前后埋藏裂纹裂尖附近微观组织进行分析，对比测试止裂前后试件的抗弯、拉伸等力学性能。研究结果表明：止裂瞬间，焊接接头中埋藏裂纹裂尖处温升超过金属熔点，裂尖熔化、钝化，达到阻止裂纹扩展的目的；同时，止裂后裂尖附近微观组织明显细化，出现强韧性均好的白亮组织，进一步阻止了裂纹的扩展；止裂后焊接接头抗弯强度提高18.0%，抗拉强度提高11.7%，断后伸长率提高34.6%。研究证实，脉冲放电实现了2Cr13焊接接头内埋藏裂纹止裂，并提高了焊接接头的力学性能。
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  防止铸钢粘砂的黄壤土型砂性能与工艺研究

  桑小龙;朱世根;骆祎岚;高远

  . 2012, 48(14): 64-69.

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  运用黄壤土型砂的烧结产生可剥离烧结层，可以有效防止铸钢件表面的粘砂类缺陷，提高铸钢件表面质量。调整黄壤土型砂的石英砂质量分数及粒径，进行不同温度下的烧结试验，研究适合不同温度下烧结的型砂配比。通过模拟烧结层试样的高温与室温力学性能测试，研究烧结层力学性能。依据型砂烧结试验和烧结层力学性能试验结果，将黄壤土和粒径为0.15～0.30 mm (50/100目)石英砂以3∶7配制的黄壤土型砂运用在铸钢件浇注试验，发现砂型与铸件界面产生一层致密的烧结层，并且在室温下可以轻易地从铸件表面剥离，获得表面光洁的铸钢件。研究表明，调整黄壤土型砂的成分可以调节型砂耐火度，使其满足在不同浇注温度下，在铸型—铸件界面处生成适度烧结的烧结层。该烧结层在高温下呈现良好塑性，粘附在铸钢件表面，抵挡金属液的冲刷和渗透；当铸钢件冷却至室温时，烧结层呈现出明显的脆性，可以很容易地剥离铸钢件表面，从而极有可能防止铸钢件的粘砂类缺陷，获得表面质量高的铸钢件。
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  带有扰动副螺棱的单螺杆挤出机内混沌混合

  徐百平;喻慧文;何亮;陈金伟;王玫瑰;刘跃军

  . 2012, 48(14): 70-77.

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  提出一种采用副螺棱轴向往复运动来提高单螺杆挤出机混合的结构，探讨不同扰动幅度对螺槽内混合的影响。建立扰动副螺棱作用下三维周期性物理模型和相应的数学模型，对挤出机内牛顿流体三维周期性流动和混合过程进行计算。采用有限体积方法，变量分布采用交错网格，副螺棱的周期性运动边界通过叠加网格方式实现。采用4阶Runge-Kutta方法实现流体运动前锋追踪计算，对比Poincaré截面，得到示踪剂空间构型演变及界面增长。结果表明，副螺棱往复运动将导致螺槽内部的混沌混合区域围绕内部KAM管，并被外部准周期运动区域包围。处于混沌区域的流体界面呈现指数增长规律，而处于准周期运动的区域界面随时间仍然保持线性增长。副螺棱扰动幅度越大，内部准周期混合区域越小，混沌场覆盖的尺度越大。
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  内压支撑下薄壁管弯曲变形力学分析

  胡蓝;苑世剑

  . 2012, 48(14): 78-83.

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  管件内压弯曲又称为管件充液弯曲，具有减小截面畸变，延缓薄壁管内侧失稳起皱，提高弯曲成形极限等优点。支撑内压在其中起到了关键性的作用，对于环向和轴向的应力应变分量具有重要影响。采用塑性理论，对内压和弯矩共同作用下的薄壁管弯曲变形进行理论分析。考虑内压对微元平衡方程的影响，建立一个新的理论分析模型，通过求解非线性方程组，得到薄壁管应力应变的分布规律，定量分析内压对薄壁管应力应变的影响趋势。同时通过将有限元分析得到的应力应变分量的信息，与理论解进行对比发现，理论预测和模拟结果相符合，验证所建立的理论分析模型的可靠性。结果表明，轴向和环向应力随内压升高均大大提高，环向应变随内压升高线性递增，而厚向应变线性减小。
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  面能量对激光—电弧复合焊接焊缝及熔滴过渡的影响

  刘凤德;张宏;王宇琪;薛川

  . 2012, 48(14): 84-90.

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  引入面能量的定义，从激光功率、电弧参数和焊接速度等方面来研究面能量的变化对焊缝熔深、熔宽、焊缝成形系数和熔滴过渡的影响，试图建立激光能量与电弧能量之间的最佳配比关系以及面能量与熔深的定量关系。采用高速摄像系统观测熔滴过渡模式和等离子体形态的变化，并采集焊接过程中的电弧和熔滴图像；利用激光共聚焦显微镜观察焊缝形貌，并测量焊缝熔宽、熔深等数据。试验研究发现：激光与电弧两热源之间存在最优匹配范围；电弧电压与焊接电流之间存在 的关系式；焊接速度的降低与焊缝熔深的增加并非线性关系，可选择的焊接速度是一个区间，该区间内存在一个最佳的焊接速度，并对应一个最佳的面能量。因此，在具体的激光—电弧复合焊接中，需要根据板厚、接头形式等确定激光与电弧的能量参数，选择合适的面能量。
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  基于随机动态规划的混合动力履带车辆能量管理策略

  邹渊;陈锐;侯仕杰;胡晓松

  . 2012, 48(14): 91-96.

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  混合动力履带车辆采用发动机—发电机组和电池组混合供电，必须设计满足车辆动力性和燃油经济性约束的能量管理策略。针对串联式混合动力履带车辆，提出一种基于随机动态规划的能量管理策略设计方法。以实车行驶试验数据为目标工况，将驾驶员功率需求抽象为随车速变化的马尔科夫过程。建立发动机—发电机组、电池组以及直流母线功率平衡动态模型。以目标工况中燃油消耗及电池最终荷电状态的偏差作为车辆的优化控制成本函数，建立车辆能量管理最优控制问题。采用策略迭代法求解以发动机转速、电池组荷电状态、车速和驾驶员功率需求为输入、发动机电子节气门为输出的最优控制策略。所得控制策略通过基于前向车辆模型的仿真以及行驶试验验证。结果表明，相对于原发动机多点控制策略，所得最优控制在满足目标工况同时，燃油经济性明显提高。
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  基于准 /LES模型的汽车外流场数值模拟

  汪怡平;谷正气;邓亚东;苏楚奇

  . 2012, 48(14): 97-103.

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  采用RANS/LES混合模式对汽车外部的平均流场进行计算分析。采用三方程的 湍流模型作为RANS/LES混合模式中的RANS部分。针对 湍流模型中的正应力( )输送方程以及用于构造松弛函数f22的椭圆方程引起数值计算不稳定等问题，根据Boussinesq假设和量纲一分析对微分形式的 方程进行合理的简化，推导出代数形式的正应力 方程以及新的湍动粘度方程。最终获得新的准 /LES混合模型，并将其应用于汽车外部流场计算仿真中。准 /LES模型的控制方程借用商业软件Fluent中的Realizable /LES模型中的 方程和 方程，并采用Fluent UDF将代数形式的 方程以及新的湍动粘度方程写入计算程序中。计算结果与其他RANS/LES混合模型、完全大涡模拟以及风洞试验进行对比分析，结果表明，在同等的计算条件下该混合模型能更加准确且高效地模拟车身表面的气流分离以及尾部流场。
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  基于接触特征的车—人碰撞事故模型构建与分析

  张晓云;金先龙;柴象海;申杰;侯心一

  . 2012, 48(14): 104-111.

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  接触损伤和接触变形是交通事故遗留的重要信息，车—人碰撞事故数值再现通常采用标准体形的假人模型和基于椭球体简化的刚体汽车模型，导致车、人接触位置数值仿真结果与真实事故场景存在较大差异，同时，当车速较高时汽车与行人接触部位容易产生过度穿透等问题。以缩放技术为基础，提出基于事故中受害人6大部位体形特征的假人数值模型定制方法。通过材料等效刚度曲线对车身接触部位进行定义，模拟车、人真实接触状态。通过行人与车身等效接触模型的建立，可以提高仿真计算精度，实现计算精度和计算效率的平衡。将上述方法在一起典型的车—人碰撞事故案例中进行应用，仿真结果表明，所得到的事故再现结果精度高、可靠性好，能够满足车辆变形状态下车—人碰撞交通事故过程再现的要求，为交通事故数值再现中的接触问题研究提供了新的思路。
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  考虑路面影响的车辆稳定性控制质心侧偏角动态边界控制

  陈无畏;刘翔宇;黄鹤;喻海军

  . 2012, 48(14): 112-118.

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  路面附着系数与车辆稳定性控制的效果紧密联系，因此有必要在考虑路面影响的情况下设计一种能够适用于多种路面的质心侧偏角控制策略。在7自由度非线性动力学模型的基础上，由车轮侧向力与路面附着的关系，分析不同路面对质心侧偏角控制的影响。根据路面附着系数的不同，通过定义极限边界和线性区域边界，设计变化的动态质心侧偏角安全边界。根据横摆角速度增益判断车辆是否处于非线性状态，并在有逼近安全边界的趋势时提前施加控制，以避免产生由车轮纵向力增加引起的侧向力减小所造成的加剧车辆侧滑的趋势。基于非线性输入的滑模控制算法设计质心侧偏角控制器。通过Matlab/Simulink仿真和实车试验验证了该控制方法能够在不同附着路面条件下的有效地保证汽车的行驶稳定性。
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  基于模糊自适应滑模方法的混联式混合动力客车模式切换协调控制

  王磊;张勇;舒杰;殷承良

  . 2012, 48(14): 119-127.

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  在混联式混合动力汽车纯电动至并联驱动模式切换过程中，由于发动机、电动机及离合器瞬态特性的影响，可能导致动力系统输出转矩的突变从而使车辆产生较大的纵向冲击。以混联式混合动力客车为研究对象，考虑发动机和电动机瞬态响应特性的显著不同，针对离合器在结合过程中的运行状态，以提高驾驶性能为目标设计出混合动力客车纯电动至并联驱动模式切换协调控制策略。协调控制采用模糊自适应滑模方法，其中模糊自适应系统用于估计系统参数不确定性引起的偏差以及发动机实际输出转矩与目标转矩的偏差，估计出的偏差值用于调整滑模控制器的控制量，从而提高控制系统的控制精度和鲁棒性。通过仿真及实车试验验证控制策略的有效性。结果表明，设计的控制策略在模式切换过程中满足驾驶员动力需求的前提下使动力系统输出转矩的波动范围和最大冲击度分别下降85%和78%，从而显著提高了混合动力客车的驾驶性能。
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  基于动态稳定性的汽车侧翻预警

  金智林;张鸿生;马翠贞

  . 2012, 48(14): 128-133.

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  为提高汽车侧翻预警算法的实时性及动态过程侧翻预警的精度，提出基于动态稳定性的汽车侧翻预警算法。考虑车轮侧倾外倾和侧倾转向及悬架变形外倾和变形转向对轮胎侧偏特性的影响，建立多自由度汽车侧翻动力学模型；应用汽车侧翻动力学理论及劳斯稳定性判据获得汽车侧翻动平衡稳定条件及汽车侧翻动平衡状态的抗干扰稳定条件，并提出侧翻动态稳定因子作为汽车动态稳定性的评价指标；融合汽车侧翻预警机理及侧翻动态稳定因子设计出基于动态稳定性的汽车侧翻预警算法；针对高速紧急工况下运动型多功能车侧翻过程进行动态侧翻预警仿真分析。结果表明,基于动态稳定性的汽车侧翻预警算法预警结果准确、实时，可提高动态过程汽车侧翻预警精度，降低侧翻危险的误报警率，有助于改善汽车防侧翻的主动安全性能。
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  车用柴油机瞬态工况的排气颗粒数量

  谭丕强;胡志远;楼狄明

  . 2012, 48(14): 134-140.

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  以一台轻型车用柴油机为样机，研究发动机定转速增转矩瞬态工况下的颗粒数量排放。所用燃料为纯柴油、纯生物柴油、B20和B50燃油。结果表明：瞬态工况期间，该机燃用柴油的核态颗粒数上升，且先缓后急；聚集态颗粒数由于瞬态工况初期进气滞后，呈先增后降的特点。总颗粒数整体上升，瞬态过程初期聚集态颗粒数起主要作用，而中后期核态颗粒数占主导地位。B20燃油的颗粒数动态变化特性与柴油类似；B50燃油和纯生物柴油的颗粒数动态特性与柴油差异较大，其中总颗粒数和核态颗粒数始终明显高于柴油，聚集态颗粒一直低于柴油，表明此时核态颗粒数在总颗粒数中的支配地位。纯生物柴油在该瞬态工况初期聚集态颗粒数就持续下降，而核态颗粒数快速上升并持续到工况过渡结束。
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  电动汽车热泵空调系统微通道换热器适应性研究

  巫江虹;谢方;刘超鹏;欧阳光

  . 2012, 48(14): 141-147.

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  探讨管翅式换热器和多流程微通道换热器在同一电动汽车热泵空调系统中的性能差异，为电动汽车热泵空调系统中微通道设计和结霜控制的后续研究提供依据。试验比较在不同测试工况下采用微通道换热器和管翅式换热器的热泵型电动汽车空调系统的制冷特性及制热特性，结果表明：系统采用微通道换热器，车内外换热器体积分别减少57.6%和62.5%，有效减轻空调系统重量，有利于增加电动汽车续驶里程；制冷剂充注量减少26.5%，有利于降低温室效应。制冷工况下，系统制冷量和制冷系数分别降低4.1%～10.7%和1.7%～4.8%，说明将多流程微通道换热器应用于热泵系统还存技术难点，需要在微通道换热器流程设计、流量分配及压降等方面进行改进；制热工况下，系统制热量和制热性能系数分别降低1%～5%和4.2%～9.7%，但单位面积制热量提高16.7%～21.0%，当室外温度低于7 ℃时，室外侧微通道换热器出现严重结霜，极大影响系统的制热量和制热性能系数，需要进一步研究换热器结霜特性及融霜控制策略。
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  三分仓回转式空气预热器泄漏和传热耦合计算

  刘福国;史昱

  . 2012, 48(14): 148-155.

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  回转式预热器的气体泄漏发生在多个部位，由大空间之间的小孔流动、携带泄漏、质量和能量守恒组成的非线性方程组描述，泄漏模型确定的流过传热元件的气体流量是传热计算的基础；回转预热器的热量传递包括携带迁移和对流换热两个过程，传热模型确定的气体出口温度是泄漏计算的必要数据；采用考虑轴向导热的二维的偏微分方程描述三分仓回转式预热器的热量传递，该方程与泄漏模型的多维非线性方程构成泄漏和传热耦合模型，给出耦合模型的求解方法，它提供更为精细的回转式预热器设计计算方法。对一台实际运行的三分仓回转式预热器不同密封间隙下的性能进行模拟，并将理论计算值和实际测量数据进行对比，结果表明，模型有较好的精度；径向和轴向泄漏会降低锅炉排烟温度，使预热器漏风率增大；旁路漏风会引起锅炉排烟温度增加，但对预热器漏风影响很小；预热器不同部位的泄漏对漏风率和锅炉排烟温度有不同影响。
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  挖掘机电液流量匹配控制系统特性分析

  杨华勇;刘伟;徐兵;朱晓军

  . 2012, 48(14): 156-163.

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  电液流量匹配控制系统采用电比例阀和电比例泵同步控制的方式，基本消除传统负载敏感系统中存在的泵滞后阀控现象，同时由于该系统无须进行压力闭环反馈控制，不用预设泵出口与最高负载之间的压力裕度，因此系统的动态性能和节能水平有很大的提高。以2 t挖掘机试验样机为研究对象，试验对比分析负载敏感系统和电液流量匹配控制系统的动态特性及能耗特性，设计阀前压力补偿型电液流量匹配控制系统的抗流量饱和控制器。试验表明，与负载敏感系统相比，电液流量匹配控制系统不仅弥补了负载敏感系统流量饱和时不能按比例分配流量的不足，而且泵与最高负载之间的压力裕度降低0.6～0.7 MPa，节能8%～10%，在提高系统动态性和节能性的同时，稳定性也得到明显增强。
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  侧壁式压水室离心泵的压力脉动特性

  张宁;杨敏官;李忠;孙鑫恺

  . 2012, 48(14): 164-168.

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  压力脉动是引起泵振动的主要因素之一，为有效地降低离心泵内压力脉动水平，提出具有特殊结构的侧壁式压水室。为研究其压力脉动特性，采用FLUENT软件对比转数130的侧壁式压水室离心泵进行数值计算，并将时域信号进行快速傅里叶变换为频域信号，结果如下：由于叶轮和隔舌的动静干涉作用，侧壁式压水室内压力脉动周期性明显，叶频在由压力脉动诱发的振动中占主导作用；由于隔舌位置及结构的变化，叶轮出口处液流与隔舌的直接冲击、干涉作用减弱，因此侧壁式压水室内隔舌附近监测点处的脉动幅值并未明显地高于其他点。与常规螺旋形压水室相比，侧壁式压水室可以大幅地降低泵内压力脉动水平，因此采用侧壁式压水室可以显著地降低由压力脉动诱发的振动，改善泵的振动性能。
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  两相流离心泵水力输送性能计算分析

  张玉良;李昳;崔宝玲;朱祖超

  . 2012, 48(14): 169-176.

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  为探索一台固液两相流离心泵的水力性能与磨损特性，基于代数滑移混合物模型(Algebraic slip mixture model, ASMM)对其内部流场进行三维不可压缩定常流动数值计算，其中转子与定子之间的动静耦合采用“冻结转子法”实现。多相位定常流动计算结果与水力试验结果的对比确定最佳的转动位置，并确认数值计算方法的准确性。预测结果表明，颗粒属性对模型泵水力性能影响的次序为固相体积分数、颗粒密度和粒径。随着颗粒直径、密度和固相体积分数的增加，预测扬程均下降；效率总体上也呈现下降趋势，但在固相体积分数为10%时输送效率最高。在靠近隔舌的叶轮出口处存在由低、中、高三种速度组合的双剪切层射流—尾流结构。总体而言，模型泵叶片吸力面的磨损程度比压力面更为严重。固相体积分数对叶片表面磨损程度的影响比较明显，颗粒密度影响较小，颗粒直径仅对吸力面磨损程度影响显著，对压力面影响不明显。
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  基于激素调节机制改进型自适应粒子群算法在置换流水车间调度中的应用研究

  顾文斌;唐敦兵;郑堃;白帅福;裴文祥

  . 2012, 48(14): 177-182.

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  研究以最小化最大流程时间为调度目标的离散型生产作业中的置换流水车间调度问题，将基于激素调节机制的改进型自适应粒子群算法应用到其中。在该算法中，粒子群算法的个体最优初始值不再是随机生成，而是由基于启发式信息的贪婪随机自适应算法得到的工件加工顺序转换而成，同时借鉴激素调节机制，引入激素调节因子，根据单个粒子周围的粒子的信息，对粒子的飞行方程进行改进，以提高搜索效率和搜索质量。对置换流水车间调度实例Rec系列基准问题进行测试，结果验证算法的有效性。
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  基于模糊层次分析法的产品可用性评价方法

  李永锋;朱丽萍

  . 2012, 48(14): 183-191.

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  为提高产品设计的可用性水平，将用户的主观感受作为可用性的重要评价指标，把可用性分为外观可用性、感知可用性和绩效可用性，提出基于模糊层次分析法的产品可用性评价方法，并以手机为例进行研究。构建可用性评价的指标体系，选择6款有代表性的手机作为试验样本，邀请36名被试，采用被试间试验设计的方法测试样本的可用性，依据测试结果计算隶属度，由隶属度分析样本存在的可用性问题。建立可用性最优的模糊层次分析模型，根据隶属度确定模糊评判矩阵，并设定外观可用性、感知可用性以及绩效可用性之间的权重。求解样本的可用性分数，对其进行去模糊化处理，并以平均值和标准差对样本的可用性进行排序和评价。研究结果表明该方法能有效地发现产品存在的可用性问题，并能对可用性进行定量评价。
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  结构凸集—概率混合可靠性分析的新方法

  李昆锋;杨自春;孙文彩

  . 2012, 48(14): 192-198.

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  对凸集不确定性和随机变量共存的结构混合可靠性模型行研究，以解决部分参量统计信息不足时的结构可靠性评定问题。基于Info-gap理论，建立一种统一的结构非概率可靠性模型，由此导出一种与概率可靠性方法等价的椭球非概率可靠性模型。用一种特定的椭球凸集模型描述随机变量不确定性，与一般性的凸集模型复合，将凸集不确定性和随机变量共存的混合可靠性问题统一为非概率可靠性问题。基于非概率可靠性方法，提出一种一般性的凸集-概率混合可靠性方法。给出的混合可靠性指标同时具有稳健可靠性和概率可靠性意义，可通过含约束的优化问题求解。算例分析显示，当数据分散性较强或较弱时，已有的混合可靠性方法不能有效度量结构可靠性，新方法更具合理性和适用性。