机械工程学报

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陈鹰

. 2014, 50(2): 1-7.

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随着海洋战略在我国的重要性日益突出，同时随着工程技术的不断发展，传统的机械工程学科在与其他相关学科交叉、融合的基础上，派生出一支新的重要研究方向——海洋技术。针对当前对“海洋技术”定义不清与范畴模糊的现状，明确地提出海洋技术的定义，探讨其技术范围。开展海洋技术的分类研究，提出海洋技术可分类为海洋基础技术、海洋相关技术和海洋应用技术，并对海洋技术的学科内涵进行探讨。同时在分析海洋技术的发展趋势的基础上,研究讨论我国大力发展海洋技术的措施。机械工程学科在海洋领域大有用武之地，其中的重要研究方向之一，海洋技术，必将支撑海洋事业的进步。海洋技术本身的不断发展和完善，也会推动机械工程学科的发展。

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深海采矿装备研发的现状与进展

刘少军;刘畅;戴瑜

. 2014, 50(2): 8-18.

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近年来，国际社会关于深海矿产资源开发的竞争急速加剧，与此相适应，深海采矿技术及装备的研发也再度引起了世界主要工业国家与新兴工业国家以及一些国际大型企业的高度关注和投入。针对深海采矿技术与装备的不同发展阶段，分别介绍连续链斗法、穿梭艇式、水力(气力)管道提升式三种典型深海采矿系统的组成及发展现状。分别从海底固体矿产资源采集技术、海底采矿车行走技术、矿物由海底向海面输送技术以及水面支持系统技术等4个方面全面系统地分析深海采矿装备研发中的关键技术、需要面对的特殊问题及近期研究进展，并对深海采矿装备发展的可行性及研发模式进行总结与展望，对于我国深海采矿技术与装备的研究开发具有参考价值与指导作用。

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混合驱动水下滑翔机动力学建模与海试研究

王树新;刘方;邵帅;王延辉;牛文栋;吴芝亮

. 2014, 50(2): 19-27.

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从能量的角度出发，引入黎曼几何和仿射联络，基于微分几何理论建立混合驱动水下滑翔机动力学微分几何模型。基于上述模型，分析混合驱动水下滑翔机系统驱动方式、姿态调节方式及其航行过程中所受外部力与力矩作用，同时针对目前所研制的混合驱动水下滑翔机纵垂面“之”字形剖面滑翔运动进行数值模拟分析，得到控制输入量与混合驱动水下滑翔机运动特性之间关系，并将数值模拟结果与南海试验数据进行对比，验证了该动力学微分几何模型的有效性，为改善混合驱动水下滑翔机系统设计及其动力学行为预报提供参考依据。

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海水液压技术在深海装备中的应用

刘银水;吴德发;李东林;赵旭峰;李晓晖

. 2014, 50(2): 28-35.

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海水液压技术由于其与海洋环境相容、具有海深压力自动补偿功能、运行成本低、工作介质易处理、难燃、系统组成简单、清洁等优点，已在国内外的深海装备中得到了成功应用。介绍海水液压技术的优点及国内外研究简况。分析液压元件与系统采用海水直接作为工作介质所面临的关键技术问题，同时分析深海环境对元件的性能产生影响，包括海深压力和温度对介质特性的影响、海水介质的颗粒污染、海深压力对摩擦副的影响等；从新原理、新材料、新结构、新工艺等方面分析相应的解决措施。介绍几个海水液压技术在深海装备中应用的实例：① 潜水器浮力微调采用海水液压浮力调节系统，替代油压和气压浮力调节系统，具有结构简单，性能可靠等优点，是目前大深度潜器普遍采用的形式；② 海水液压驱动水下作业机械手，是今后水下作业机械手驱动方式发展的新方向；③ 海水液压水下作业工具，直接以海水作为工作介质，同油压工具相比，具有系统组成简单、压力损失小、效率高、维护方便等优点。

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同轴探头微波检测热障涂层的参数敏感性研究

杨玉娥;何存富;吴斌

. 2014, 50(2): 36-41.

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为实现低频率段对热障涂层(Thermal barrier coating, TBC)的微波无损检测，利用同轴探头在0～17 GHz工作频率范围内对热障涂层的厚度、孔隙率和金属基体表面的裂缝进行微波无损检测理论仿真，对检测中的参数敏感性进行研究，从而提高检测的灵敏度，防止漏检现象的产生。采用CST微波工作室对检测中同轴探头的尺寸和热障涂层的厚度等参数的检测敏感性进行理论计算。热障涂层厚度检测结果显示，同轴探头越小时检测灵敏度越高，并且对应的相位差零点处的工作频率越高；热障涂层孔隙率检测结果表明热障涂层的厚度越大时检测灵敏度越高；金属基体表面裂缝的检测结果表明扫描步长小于外导体内半径时可以防止漏检。由研究结果可知，利用合适尺寸的同轴探头可以实现在低频率段对热障涂层的微波无损检测。

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基于单幅灰度图像的快速三维重建方法研究

高欣健;张旭东;高亚捷;Peter Ott

. 2014, 50(2): 42-47.

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对含有阴影的物体表面快速三维重建问题，提出一种融合阴影恢复形状(Shape from shading, SFS)数据与旋转对称激光三角传感器数据的基于单幅灰度图像的快速智能测量方法。针对SFS方法重建过程中出现的二义性问题，利用旋转对称激光三角传感器的关键数据对其进行修正。同时针对旋转对称激光三角传感器对未知物体表面需要逐点测量，测量速度慢的问题，利用修正后的SFS重建结果对旋转对称激光三角传感器进行智能视觉引导，对含有阴影的物体表面梯度变化较大的点及特征点进行精确测量。在此基础上搭建集成SFS方法的激光三角传感器高精度移动测量平台系统。该系统根据物体表面梯度变化的特点自动选取阈值调节测量精度，从而快速、精确地完成对未知物体表面的三维重建。并通过试验验证了方法的可行性和有效性。

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相位编码脉冲压缩方法在空气耦合超声检测信号处理中的应用

周正干;马保全;孙志明;姜靖涛

. 2014, 50(2): 48-54.

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由于声波在空气介质中的衰减及气固界面巨大声阻抗差导致空气耦合超声透射信号信噪比差，大大影响检测结果的可靠性及缺陷定量精度。针对上述问题，基于雷达系统相位编码脉冲压缩技术的基本原理讨论匹配滤波器的设计及其在空气耦合超声检测中的实现，分析不同巴克码信号、带宽及载波周期数对脉冲压缩效果的影响，并以玻璃纤维复合材料 (Glass fiber reinforced polymer，GFRP)试样为对象，对比用单频正弦及相位编码脉冲压缩方法获得的透射超声信号信噪比及C扫描缺陷定量精度。试验结果表明选择换能器中心频率作为13位巴克码信号带宽时，脉冲压缩信号主瓣脉宽最小、幅值最大；相位编码脉冲压缩后超声信号信噪比较单频信号提高了12.4 dB，缺陷边缘更清晰且定量精度较单频信号提高了12%。说明在空气耦合超声检测中采用相位编码脉冲压缩技术能显著提高接收信号信噪比及缺陷定量精度。

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基于序列图像重构的Al2O3/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料抗弯强度预测

林晨;黄明;李跃明

. 2014, 50(2): 62-59.

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针对考虑细观构造特性的纳米复合陶瓷材料宏观强度预测问题，开发基于序列图像的多相材料细观构造有限元重构方法，建立可以准确反映Al2O3/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料细观构造的三维有限元模型，并且利用统一强度理论建立可考虑线性硬化的弹塑性本构模型，编写用于强度预测的有限元程序。假设各组分相均为刚塑性材料，考虑统一强度理论各种退化模型(b=0，b=0.5，b=1.0)数值预测材料宏观抗弯强度的上下限，并且发现计算模型参数b=0.5时所得结果与试验结果吻合很好。假设材料增强相具有硬化效应，研究它对材料宏观抗弯强度的影响。研究材料组分相体积分数比与Al2O3/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料宏观抗弯强度之间的关系，为今后材料设计、优化提供参考。

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基于黄金分割法的聚合物熔体黏度模型数据拟合

杨晓东;李倩;申长雨

. 2014, 50(2): 70-76.

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注塑成型加工过程数值模拟广泛使用聚合物熔体的黏度模型，其数据拟合是一项重要工作。为降低传统迭代算法对初值的严苛要求，消除迭代过程中可能出现的病态矩阵现象，提出基于黄金分割法的拟合算法。拟合采用直接搜索法，不需要对目标函数进行求导运算。搜索过程分轮次进行，每一轮搜索在一组正交的可行方向上依次进行。在每一个可行方向上，利用黄金分割法在一个参数区间内进行一维非线性搜索。搜索区间的持续缩小，以及目标函数值的非增性，保证了算法的收敛性。以当前最优点为中心的搜索方法有利于发现更优的极小点，从而提高拟合精度。此外，针对Cross-Arrhenius黏度模型，给出一套简洁的初值计算公式，可为该模型的各种拟合算法提供合适的初值。算例表明，算法适用的初值范围广，拟合精度高于阻尼Newton法和遗传算法，而且能对其他算法的拟合结果进行二次优化。算例的计算机用时仅需数秒即可。

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42CrMo钢铸造环坯辗扩成形理论与工艺分析

李永堂;齐会萍;付建华;陈国桢;张峰;秦芳诚

. 2014, 50(2): 77-85.

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与目前常用的环类零件生产工艺相比，基于环形铸坯的短流程铸辗复合成形新工艺具有节约材料和能源、缩短工艺流程等优点。以轴承环件常用的42CrMo钢为研究对象，探讨基于环形铸坯的轴承环件辗扩成形机理和工艺。借助于热力模拟试验和组织测试分析，揭示42CrMo钢在热变形条件下组织演变机理和规律；通过理论分析与数值模拟，研究铸坯环件辗扩成形过程中变形工艺参数及其对金属变形和组织演变规律的影响，实现环形零件铸辗复合成形/成性一体化调控；在洛阳LYC轴承股份有限公司，完成轴承套圈铸辗复合成形工业试验。试件的力学性能测试结果表明，这种短流程铸辗复合成形新工艺生产的环形零件具有良好的力学性能指标，可满足工业使用要求。

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残余应力对混合组装BGA热循环可靠性影响

田艳红;贺晓斌;杭春进

. 2014, 50(2): 86-91.

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研究混装球栅阵列(Ball grid array, BGA)回流焊后产生的残余应力对热循环寿命产生影响。根据Sn63Pb37/Sn3.0Ag0.5Cu均匀混装BGA封装实体，建立有铅和混装BGA封装体ANSYS有限元模型。通过加载不同峰值温度(220～265 ℃)和不同降温速度(1～6 ℃/s)的回流温度曲线后，得到BGA封装体焊点残余应力、应变。随后选取峰值温度243 ℃、降温速度3 ℃/s条件下的回流焊后BGA封装体模型施加热循环载荷，根据修正Coffin-Manson方程预测焊点寿命。研究结果表明：回流焊中降温速度对焊后应力占主导因素，应力降温速度的增加逐渐由27.9 MPa增加到32.5 MPa，而峰值温度对焊后应变影响明显；热循环分析中BGA焊球左上角区域始终处于高应力应变状态，均匀混装BGA寿命稍低于SnPb焊点BGA；回流焊工艺后进行热循环加载结果表明残余应力对Sn63Pb37/Sn3.0Ag0.5C均匀混装BGA寿命影响不大。

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大型直缝焊管多点弯曲一次性矫直新工艺原理

赵军;宋晓抗;曹宏强;刘娟

. 2014, 50(2): 92-97.

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由于大型直缝焊管的特殊性，多采用三点弯曲多次矫直的方法修正其直线度。基于平面弯曲弹复理论及过弯矫直等价原理，给出基于管件初始挠度曲线分布的理论矫直弯矩，施加该理论弯矩可将管件一次性完全矫直。为方便工业应用，将该弯矩离散线性化，提出多点弯曲一次性矫直控制策略，并给出相应的工艺参数的确定方法。通过实测大型管件挠度分布，建立大型管件多点弯曲一次性矫直的数值仿真模型，并以小尺寸管件的物理模拟试验验证仿真模型的可靠性。对实际管件的仿真模拟结果验证多点弯曲一次性矫直控制策略的可行性，为全自动矫直机的设计和应用提供理论基础。

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含损伤共晶体复合陶瓷的损伤强度模型与应用

陈诚;倪新华;刘协全;付云伟

. 2014, 50(2): 98-103.

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复合共晶体的断裂是开始于危险点的微观损伤的累积结果。其损伤特征与复合共晶体内纤维的分布形式有关。基于损伤余自由能表达式，定义纵向、横向和剪切三个损伤变量；根据含同向平行纤维复合共晶体的微观结构特性，确定损伤变量表达式，并计算损伤柔度张量。基于损伤柔度张量和复合共晶体的局部应力场，分析损伤应变场的分布规律并确定最大损伤应变；依据最大线应变理论，定义加载函数，建立含同向平行纤维复合共晶体的损伤强度模型。依据无损共晶基复合材料的强度预报公式，确定共晶体损伤时复相陶瓷的宏观断裂强度，并分析宏观断裂强度的尺度效应。结果表明，复合陶瓷的断裂强度随共晶体损伤程度的增加而降低，并且损伤变量越大，断裂强度的尺度效应范围越小。

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超高压管式反应器端部结构应力场的研究

危书涛;陈学东;崔军;聂德福;范志超

. 2014, 50(2): 104-109.

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超高压管式反应器是管式超高压聚乙烯装置的关键设备，其端部通常为夹套与反应管的过盈配合连接结构。利用电阻应变测量技术，针对某石化厂发生疲劳断裂的超高压管式反应器端部结构应力场开展试验研究，采用应力释放法获得过盈配合后的局部应力场数据，在此基础上，建立基于ANSYS软件的有限元模型，并与试验数据进行对比分析。结果表明，端部结构的过盈配合边缘局部范围内存在较高的轴向拉应力，且大于环向应力，应力水平随过盈量增加而提高；接触刚度对应力场数值模拟结果影响较大，在保证收敛的前提下应尽量增大接触刚度以提高模拟精度，有限元模拟结果与试验数据符合得较好。研究结果对后期的数值模拟以及结构失效原因的分析提供重要参考依据。

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热轧带钢卷取过程中钢卷内部应力模型的研究

白振华;司红鑫;周庆田;丁殿坤;王瑞;李鹏程;李涛

. 2014, 50(2): 110-115.

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以往对于卷取过程钢卷内应力的计算，都是将钢卷看作弹性厚壁筒或者弹性组合筒进行推导求解的。而实际上，热轧带钢一般厚度较大，带钢沿周向具有明显的非圆特征，如按圆形曲线来处理，计算误差将较大。为此，针对热轧带钢卷取过程中随着带材厚度的增加钢卷内部带材沿着周向非圆特性更为明显、而以往所采用的周向对称的闭合圆筒类模型不但与带材的实际状态偏差较大而且无法准确预测层间滑移的问题，充分结合热轧卷取过程的设备与工艺特点，采用螺旋形开口圆筒类模式，考虑到卷取过程中应力及变形沿周向分布的不均匀性以及钢卷头圈与卷筒并非完全接触的特征，提出一套适合于热轧带钢卷取的钢卷内部应力分布模型，给出相应的层间滑移判断条件，编制出相应的钢卷内部应力及层间滑移预报软件，并应用到生产实践。

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钢锭模用灰铸铁服役工况下的组织与力学行为研究

兰鹏;李阳;原卓浩;张家泉;张瑞天

. 2014, 50(2): 116-124.

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依据灰铁钢锭模的铸造工艺制作试样，通过试验手段，模拟其服役热历程，分析微观组织、力学行为与使用寿命的关系。重点考察不同热作用历程后铸铁的石墨基体与拉伸性能的变化规律。研究发现，珠光体灰铁试样在400 ℃附近存在抗拉强度随温度升高而增大的反常区，并认为这可能与预先热模拟处理后造成的内耗变化有关。试样经800 ℃保温3 h并控温冷却后，其600 ℃以下的抗拉强度可提高45%以上；同时，试样各温度下的抗拉强度均随热循环作用的次数(最多热循环处理50次)增加而减小，且这一现象在20次循环处理后尤为显著。基于光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等表征手段，揭示其拉伸性能、变形行为与基体组织形貌的相关性，并探讨大型灰铁钢锭模的失效机制和合理使用工艺。

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带集中质量及转动惯量的弹性车轴模型及振动分析

徐宁;任尊松;马尚

. 2014, 50(2): 125-131.

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随着列车运行速度不断提高，轮对质量、转动惯量以及轮轴弹性对轮轨系统振动影响越来越明显，在车辆-轨道耦合系统动力学研究中不应再被忽视。利用假设模态法，得到带有集中质量及转动惯量的弹性车轴振型函数，与等直梁的振型函数进行对比，并在此基础上建立考虑轮对弹性振型的车轴模型和车辆系统动力学模型。采用数值计算方法，得到扁疤激励下车辆-轨道耦合系统轮轨力、垂向加速度及其功率谱密度。与传统刚性车轴处理方式相比，所提的方法能更为准确地反映轮轴振动、轮轨力冲击和衰减特性等

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用于汽车稳定性控制的路面附着识别算法

李亮;朱宏军;陈杰;宋健;冉旭

. 2014, 50(2): 132-138.

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轮胎-路面附着系数的识别对汽车动力学状态观测和稳定性控制起着至关重要的作用。汽车电子稳定控制系统(Electronic stability control, ESC)要求在车辆进入失稳危险工况之前能够实时精确地获得路面附着特征，这对算法的实用性和可靠性要求苛刻。为此，提出一种基于横摆角速度偏差和侧向加速度偏差的车辆非线性度双表征量法，全面地反映车辆转向时侧偏与横摆响应的非线性状态，根据非线性度与路面附着利用率的关系设计出附着估算偏差的补偿算法。附着估算时,以侧向加速度测量值为基准，经过偏差补偿得到附着初始值。引入广义滤波器抑制估算值抖动，使其能较好地应用于实车控制。通过实车测试验证本方法的有效性，并在ESC控制循环中验证附着精确估算算法对转矩控制的改进效果。

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液压电磁阀多物理场耦合热力学分析

刘艳芳;毛鸣翀;徐向阳;梁健

. 2014, 50(2): 139-145.

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电磁阀为涉及机械、电、磁和热等多物理场耦合复杂异构系统，其寿命和可靠性很大程度上取决于运行过程中产生的热。基于对某自动变速器液压比例电磁阀的结构和工作原理分析，采用二维轴对称有限元法，建立电磁阀的多物理场耦合热力学模型，仿真两种使用环境中不同工作电流下电磁阀内部的热变形及温度分布。仿真结果表明，使用环境和工作电流导致温度过高或者应力过大都是电磁阀热失效的重要原因；而且电磁阀内部的最高温度或最大应力与工作电流具有近似的线性增长关系，尤其是在散热条件差的使用环境下，电磁阀内部更易快速达到较高的温度和热应力，势必降低电磁阀的寿命和可靠性。通过与试验结果的对比分析，验证了该热力学模型具有较高的精度，可用于电磁阀的可靠性设计。

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不同光照下基于自适应图像阈值的车道保持系统设计

李进;陈杰平;易克传;徐朝胜;范智平

. 2014, 50(2): 146-152.

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为兼顾智能车辆车道识别的鲁棒性和实时性，在摄像机采集的平面车道图像中确定纵横两个方向的二维约束，通过对该二维约束下的局部图像区域进行车道检测，以实现路面车道线的识别。为提高在不同光照条件下车道识别的鲁棒性，提出基于自适应图像阈值的车道识别方法。该方法以车道图像二值化后得到的车道横向宽度为依据，判定之前的二值化阈值是否合适，并经过调整得到适应各种光照的有效阈值。在此基础上进行车道保持系统设计及道路试验。其结果表明，提出的车道识别和跟踪方法能够较好地适应外界光照的变化，其车道识别和跟踪具有较好的实时性和鲁棒性。

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液滴撞击壁面气泡的产生及运动研究

宋云超;宁智;孙春华;吕明;阎凯;付娟

. 2014, 50(2): 153-158.

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液滴撞击壁面时，液滴与壁面间产生的气泡及其变化对液滴在壁面上的后续运动具有重要的影响。利用相界面追踪的复合Level Set-VOF方法和壁面润湿模型，通过气液两相流动与固壁相互作用的耦合求解，对液滴撞击壁面时气泡的产生及运动进行了研究。研究结果表明，撞击速度较大时，液滴与壁面间气体的压力远大于液滴内压力以及接触线附近区域液体和气体具有不同的速度分布特性是撞击壁面时液滴内产生气泡及气泡运动变化的主要原因；液滴与壁面间形成的气体层宽度将经历先增大后减小，并最终在液滴中心形成一个气泡的变化历程。液滴撞击速度小于一定值时，气泡最终半径与撞击速度呈近似线性关系，撞击速度对气泡最终半径影响较大；撞击速度超过一定值后，气体层最大宽度与撞击速度呈近似线性关系，但气泡最终半径基本不再受撞击速度的影响。

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两级自动复叠低温冰箱的理论及试验研究

芮胜军;张华;黄理浩;喻子达;王袭;王晓影

. 2014, 50(2): 159-164.

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两级自动复叠低温冰箱在科研和日常生活中逐渐增多，研究并提高其制冷系统性能具有重要作用，节能环保特性的研究也具有重要意义。单级压缩两级自动复叠制冷循环采用非共沸混合制冷工质，根据工质在低温冰箱内的压力温度变化和气液平衡关系实现低温环境。利用制冷工质物性分析软件NIST Refprop 8.0，对两级自动复叠循环的空间压焓图和焓-浓度图进行分析。讨论并选取适合于–60 ℃低温冰箱的混合制冷工质R600a和R23，并对其系统运行过程中温度和压力变化趋势进行分析。通过试验研究两级自动复叠低温冰箱降温过程中温度和压力随时间的变化规律，以及汇合点处工质物性的变化特性。对两级自动复叠低温冰箱制冷系统建立比较完整的概念，对温度压力变化和气液平衡有了理性的认识，对提高此类冰箱性能和产品推广应用具有重要价值。

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微通道中颗粒所受惯性升力特性的数值研究

王企鲲

. 2014, 50(2): 165-170.

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基于“相对性原理”，建立一个描述颗粒准定常运动的数值计算模型，并结合计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)技术，数值研究在方形截面的微通道内，球形颗粒所受惯性升力的空间分布特征，揭示颗粒的尺寸对这个惯性升力的影响特点。研究结果表明，惯性升力沿通道半径方向呈现出极具规律性的空间分布特征：靠近管轴附近，惯性升力方向朝管道壁面，且随管轴距离的增加，数值上呈现出先增加后减小的趋势；靠近管壁附近，惯性升力方向朝管道轴心，且越靠近管道壁面，其数值将急剧增大。沿通道半径方向上，惯性升力存在唯一的零点位置，这即是颗粒的惯性聚集位置。惯性升力中尽管共同包含着流场黏性应力与压力的贡献，但对颗粒惯性聚集起真正决定性作用的是流场压力的贡献。这些研究成果有助于完善低Re数固-液两相流动中的力学机理，并为颗粒“惯性聚集”现象在今后的商业应用提供有益的理论指导。

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机械设备运行可靠性评估的发展与思考

何正嘉;曹宏瑞;訾艳阳;李兵

. 2014, 50(2): 171-186.

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针对某台具体的机械设备进行运行可靠性评估是个性问题，基于大样本条件并依赖概率统计数据得到的平均可靠性难以满足个体设备的运行可靠性评估需求。归纳传统可靠性理论应用于机械设备运行可靠性评估时面临的问题，回顾相应的改进方法。阐述以动态建模与故障机理分析、信号处理与故障特征提取为理论基础的机械设备运行可靠性的技术内涵，赋予运行可靠性新的含义，定义运行可靠度。提出基于机械设备状态信息的运行可靠性评估方法，通过建立设备运行状态信息与可靠性之间的映射模型，实现运行可靠度的计算。参考国际标准ISO3945，将评价回转机械运行状态的绝对振动量转换为量纲一的可靠度指标；对轴瓦松动维修前后两种状态下的汽轮发电机组、连续运行退化至失效状态下的滚动轴承分别进行运行可靠性评估，取得了良好效果。引出机械设备运行可靠性评估有待解决的问题，为后续研究提供参考。

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考虑分级加载的连续非线性Chaboche-Paris全寿命模型

张俊红;杨硕;林杰威;马梁

. 2014, 50(2): 187-192.

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结构疲劳全寿命可分为裂纹萌生和裂纹扩展两个阶段，裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命的预测通常分开进行，很少有理论能将两者合二为一。结合CHABOCHE提出的非线性损伤理论，对Paris公式进行修正，将其扩展至全寿命阶段；建立损伤累积与裂纹长度关系模型，分析分级加载对损伤累积的影响。计算结果表明，提出的Chaboche-Paris全寿命模型对无初始裂纹结构的寿命预测结果与其S-N疲劳试验数据结果一致，对具有宏观可见裂纹结构的寿命预测结果与Paris公式计算结果一致，验证提出的全寿命模型在全寿命预测和裂纹扩展寿命预测两个阶段的可用性和正确性；分级加载时，Chaboche-Paris模型可以体现出加载顺序对疲劳损伤累积的影响，当外载为低-高加载时，循环比之和大于1，当外载为高-低加载时，循环比之和小于1，与试验结果吻合

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基于T-S故障树和贝叶斯网络的模糊可靠性评估方法

姚成玉;陈东宁;王斌

. 2014, 50(2): 193-201.

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针对贝叶斯网络方法存在的贝叶斯网络模型和节点条件概率表难以构造、根节点故障率和故障概率数据难以精确获取等不足，以及T-S故障树分析方法存在的计算复杂、不能进行反向推理等不足，提出基于T-S故障树和贝叶斯网络的模糊可靠性评估方法：利用T-S故障树构造贝叶斯网络模型、T-S门规则构造节点条件概率表；用模糊数描述节点的多种故障状态，模糊子集描述节点各故障状态下的故障率、故障概率；结合贝叶斯网络推理给出在仅知根节点故障状态条件下，叶节点各故障状态的发生概率、根节点状态重要度；以及已知根节点各故障状态的故障率、故障概率模糊子集条件下，叶节点各故障状态的故障率、故障概率模糊子集，以及根节点模糊重要度、后验概率。通过与文献[5]的T-S故障树分析方法、文献[10]的贝叶斯网络方法对比，验证所提方法的可行性。对巷道运输车液压系统进行模糊可靠性评估，计算根节点状态重要度等可靠性指标，为提高系统可靠性和进行故障诊断提供依据。

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基于二分法的多因素工序质量诊断算法

牛青;莫蓉;万能

. 2014, 50(2): 202-206.

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针对制造过程中的多因素工序质量诊断问题，提出一种基于二分法的工序质量诊断算法。通过对质量因素集合逐次进行折半划分，构造质量因素集合的完全二叉树结构，以完全二叉树中每一节点对应的质量因素子集合为非控因素，构建父节点对应的中间质量指标关于选定非控因素集合的选控图，构成多因素工序质量诊断体系。在对异常质量因素进行诊断时，通过比较具有相同父节点的两个子节点所对应的选控图，逐次缩小异常因素所在的范围，直至确定具体的异常质量因素。理论分析和应用表明，基于二分法的多因素工序质量诊断算法可以使异常因素的诊断过程与调整过程相互独立，并能有效缩短确定异常质量因素时对选控图进行比较的次数，提高诊断效率。

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沟槽壁面和温度梯度对环隙内流场稳定性的影响

刘栋施卫东;王颖泽;杨晓勇;金亨凡

. 2014, 50(2): 207-212.

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利用PIV结合折射率匹配法对光壁和沟槽模型内的Taylor-Couette流动进行测量，通过加热内圆柱构建不同的温度梯度工况以及在外圆柱壁面上安装沟槽，研究沟槽和温度梯度对泰勒涡动稳定性的影响规律。试验模型的内外圆柱的半径比为0.825，纵横比为48，雷诺数Re= 80～110，研究中考察格拉晓夫数Gr =3 600，6 700两种不同的温度梯度工况对流场的影响，试验结果表明，温度梯度作用下使得不同模型内的泰勒涡具备了轴向运动的速度，同时泰勒涡的轴向尺寸也发生改变，随着温度梯度增加，环隙内向外圆柱方向的径向速度有所增加；泰勒涡的运动速度随着温度梯度的增加而增加，相同温度梯度下，随着Re的增加，泰勒涡的运动速度也随之增加；沟槽模型的存在增加了环隙内的径向速度，较光壁模型增加了130%，且受到沟槽和温度梯度的共同作用，使得泰勒涡中逆时针旋转的涡胞尺度增加，涡心位置偏离内圆柱。

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2014年, 第50卷, 第2期　
刊出日期：2014-01-20

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2014年, 第50卷, 第2期 刊出日期：2014-01-20

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