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第43卷,第3期
刊出日期:2015年03月
  • 舒霞云,马明,彭文佳,张鸿海 P1-6
    提出了一种按需有机气相喷印沉积成膜技术,以惰性气体为载气,携带高温有机蒸汽经由图形化喷嘴喷射,在基板上冷却沉积成形.以AlQ3为有机原料,使用单孔硅喷嘴研究了喷嘴直径、蒸发腔温度、基板温度、载气驱动压力、基板与喷嘴间距、电磁阀开启时间和基板扫描速度等控制参数对喷印图形尺寸的影响,同时进行了单孔喷嘴图形阵列沉积和阵列喷嘴的直接并行沉积实验.实验结果表明:该按需有机气相喷印沉积成膜系统可实现有机材料的精密图形化沉积.
  • 王健健,冯平法,张建富,闫培龙 P7-11
    针对液压动力卡盘的设计和使用过程中,动态夹紧力理论计算模型过于复杂而导致适用性差的问题,提出了楔式动力卡盘动态夹紧力的有限元计算方法.该方法通过对拉杆施加螺栓预紧力,并分步加载,来模拟液压锁的作用,考虑了卡盘和工件刚度等因素的影响,动态夹紧力的测量实验验证了该方法的有效性.基于该有限元计算方法,研究卡盘的使用参数、主要相对运动接触面间的摩擦系数、卡爪材料等对动态夹紧力的影响规律,为动力卡盘的优化设计提供技术支持.
  • 王德祥,葛培琪,毕文波,郑传栋 P12-16
    以B7008C/P4滚动轴承内圈滚道为例,将剥层与X射线衍射法相结合,测量了轴承内圈滚道表层残余应力分布状态,并采用有限元法分析了剥层造成的应力释放,修正了残余应力测量值.研究结果表明:当滚道表层剥除厚度为微米级时,残余应力测量值与修正值之间的最大相对误差为3.9%,并且随着剥除厚度的增大,应力释放效果愈加明显.国内外同型号(B7008C/P4)轴承对比分析表明:国外轴承内圈滚道表面残余压应力更大,近表层残余压应力的剧烈变化深度更大,更有利于提高轴承的疲劳寿命.
  • 刘英,李荣祖,张根保 P17-21
    首先对研究对象进行系统界定和系统分析,建立了非同型单元k/n(G)可修复系统的可靠性分析模型,然后利用马尔可夫过程结合数学方法研究和推导了该系统的可靠性指标的表达方式及计算方法.若各单元的失效和维修指标一致,则非同型单元系统演变成同型单元系统,从而把同型单元k/n(G)表决系统作为特殊情况纳入研究对象中.此外,通过改变初始设置条件可以应用到不同形式的系统情形中,最后通过对双部件并联系统、(n-1)/n表决系统和1/n冷备用系统三种应用实例的可靠性分析和计算,表明该模型是有效的.
  • 董楸煌,陈力 P22-27
    分析了柔性空间机械臂捕获卫星过程受到的碰撞冲击效应,及其受碰撞冲击后不稳定运动的镇定控制.利用第二类拉格朗日方程建立空间机械臂系统的动力学模型.基于碰撞过程空间机械臂与被捕获卫星的动量守恒原理,利用动量冲量法计算碰撞冲击对空间机械臂运动状态的影响效应,该影响效应将引起空间机械臂系统的不稳定运动及柔性杆弹性振动.考虑到上述冲击效应,设计神经网络控制算法进行控制,以实现对不稳定运动进行镇定控制及抑制柔性杆振动.最后,通过数值仿真结果验证了上述控制算法的有效性.
  • 董亮,白羽,刘厚林,刘永付 P28-31
    为获得冶金用热水循环泵实际工作状态下的结构强度,对泵内部全流场进行了多工况定常数值模拟,并基于ANSYS Workbench平台对泵转动部件与静止部件进行了单向流固耦合计算.得到了不同工况下关键零件的最大等效应力,并对比了常温常压与高温高压条件下转动部件与静止部件的应力分布,分析了结构应力分布特征.结果表明:热水循环泵各零件最大等效应力值均小于自身材料的抗拉强度,满足强度要求;常温常压条件下,转动部件的键及键槽处应力值最大,而在高温高压条件下,泵轴轴承段因热载荷出现了应力集中的现象;常温常压条件下,泵体应力分布主要受到重力作用,各支撑部位的应力较大,高温高压条件下,泵体温度梯度较大位置应力较大.
  • 林鹏,刘梅清,燕浩,吴远为 P32-36
    为研究轴流泵输送含沙水时过流部件的磨损情况,基于ANSYS CFX软件,应用非均相流模型和粒子模型,对轴流泵内固液两相流场进行数值模拟.重点分析了过流部件壁面处固相体积分数分布、固相滑移速度、体积分数分布及滑移速度与过流部件磨损的关系.结果表明:固相颗粒主要集中于叶片头部和叶片工作面,导致了叶片工作面磨损速度大于背面,并以进口头部的磨损破坏最为显著;固相滑移速度方向的不同,造成了叶片头部和叶片表面磨损类型的不同;固相滑移速度大的地方,固相体积分数较大,过流部件的磨损较为严重;在相同固相体积分数下,叶片工作面固相滑移速度大于背面;在叶片表面的同一部位,固相滑移速度均随着固相体积分数和颗粒直径的增大而增大,大颗粒对过流部件的磨损更为严重.
  • 李树勋,丁强伟,徐晓刚,余龙 P37-41
    针对超(超)临界火电机组疏水系统中存在的套筒式多级降压调节阀高温水高压降空化引起汽蚀破坏的问题,基于汽液传递理论与多级降压理论,引入Z-G-B空化模型与混合两相流模型,建立阀内流场高温水空化计算模型.研究了套筒层数与级间间隙对空化流动的影响,获得了不同套筒模型条件下的阀内流场压力、速度及汽液两相体积分布等流场信息.分析结果表明:多级套筒使阀内最低压力由1.5 MPa上升至4.0 MPa,空化最大气体体积分数由0.99降低至0.18.增加套筒级数可有效实现逐级降压、限制流速的目的,还可抑制空化的发生及发展,同时增加级间间隙也有利于减轻空化.
  • 王晖,孟广伟,周立明,李锋 P42-47
    为提高含裂纹压电材料结构分析的求解精度,基于压电材料断裂力学理论,在传统无网格伽辽金法近似函数中引入扩展项来描述裂纹处不连续位移场及电场,提出了含裂纹压电材料的扩展无网格伽辽金法.该方法能很好地模拟裂纹尖端奇异性,并且节点影响域的连续性不受裂纹线的影响,无须引入可视准则与衍射准则,易于编程实现.讨论了不同节点分布、不同裂纹长度对强度因子计算结果的影响,与解析解、常规无网格伽辽金法及有限元法的计算结果进行了比较,数值算例结果表明本方法正确可行且具有较高的精度.
  • 张培林,陈彦龙,徐超,王正军 P48-53
    在量子理论的启发下,设计了一种用于形态学膨胀算子的量子启发结构元素,以增强形态滤波器对故障脉冲响应信号的提取能力.量子启发结构元素从两方面考虑了信号的随机性:从量子空间到实数空间的映射方法和不同结构元素的出现概率计算方式,因此克服了传统结构元素高度不随信号发生变化的缺点.最后,利用量子启发结构元素进行轴承故障诊断,并与采用传统结构元素的形态处理结果进行了比较,研究表明量子启发结构元素具有更强的故障信息提取能力.
  • 杨璠,史铁林,廖广兰 P54-57
    通过Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金的差示扫描量热仪(DSC)连续升温和等温退火实验,研究了影响非晶合金超塑性成形工艺时间的三种因素:退火温度,加热速率,退火加工次数.结果表明:退火温度与非晶合金孕育时间存在负指数关系,主要决定了可加工时间的长短,进而影响工艺时间的可选范围;增大加热速率可以一定程度上增大某一退火温度下的孕育时间,延长可加工时间,但是当该退火温度因增大加热速率而超出过冷液相温度区间时,孕育时间达到极大值;多次退火加工会使非晶合金的总体孕育时间出现损失,损失大小与初次退火时间成反比.合理选择退火温度、适度增大加热速率、科学安排加工顺序和过程均有助于在非晶合金超塑性成形加工中延长可加工时间,优化工艺时间,保护材料的非晶特性.
  • 卢翔,黄锦涛,何光建,瞿金平 P58-62
    以碳纤维(CF)为增强体,以聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)/氢化聚苯乙烯丁二烯苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)为复合基体,制备了一系列不同CF质量分数的PBT/SEBS/CF复合材料.研究了CF质量分数对复合材料体系力学、热学以及加工性能的影响.结果表明:CF可以均匀地分散在PBT/SEBS复合基体中,而没有团聚现象发生;随着CF质量分数的提高,复合体系的熔体黏度、储能模量、拉伸强度与模量、弯曲强度与模量、热稳定性均有不同程度的提高,而冲击强度则有一定程度的下降.
  • 夏玉峰,纪帅,张严东,田永生 P63-68
    以手把体为例,综合考虑应变速率及变形温度对材料微观组织结构和性能的影响,运用DEFORM材料库中的应力应变数据,建立了45钢的热加工图,初步为手把体锻造提供合适的工艺参数范围.进一步以初始锻造温度、飞边槽桥部高度、模具下压速率为优化变量,以锻件最大损伤值、终锻成形载荷、坯料填充率为优化目标,采用DesignExpert软件进行了响应面拟合建模分析,得到三个目标量的二阶响应面模型,并进行优化分析,经数值模拟验证其误差范围小于5%.生产实践结果表明:多目标优化后的工艺参数能够获得形貌完整的锻件,并有效地减小最大损伤值,降低成形载荷,显著地提高了材料利用率.
  • 熊辉霞,苗雨 P69-73
    针对二维势问题边界元法中出现的近奇异积分,在传统指数变换的基础上,引入了渐近距离函数,简化了公式推导过程,并且给出了当投射点位于单元外面时相应的指数变换公式,使指数变换更加完善,在不增加计算量的情况下,有效地提高了近奇异积分的计算精度.数值算例表明:该算法稳定高效,即使源点非常靠近边界,仍可得到较高精度的计算结果.
  • 贾红英,赵均海,周天华,张常光 P74-78
    基于统一强度理论,融合结构设计与分析时具有客观性的综合力流方法,提出一种新的结构优化方法,将数学模型与定性力流图形相结合进行优化分析,目标明确,分析过程符合结构本质,结果具有力学合理性.采用改进遗传算法(ANGA)对一球壳模型进行基于统一强度理论的结构力流优化分析,结果表明:所提方法可以在满足结构强度需求的条件下,使结构的质量减少10%,有利于发挥材料的潜能;将定性的结构主应力迹线力流分析与传统拓扑优化理论相结合的分析方法,能使结构优化研究更适应工程实际应用的需求,对创新性结构设计和优化有一定的参考价值.
  • 陈博,王爽,焦李成 P79-82
    提出了一种新的基于加权投票准则集成的极化合成孔径雷达系统(PolSAR)图像分类方法.该方法采用加权投票集成的方法根据不同个体的学习结果进行合,并从而提高极化SAR图像的分类精度.首先,输入极化图像数据并获得所需要的特征作为特征集.再从图像的每一类中选取多组像素点组成多个训练样本子集;然后,基于不同的样本子集训练学习得到不同的分类器,并对像素点进行分类得到预测标记,再由这些预测标记计算得出相应的加权系数;最后,通过加权系数将预测标记合并起来得到最终的极化SAR分类结果.实验结果证明,所提出的算法在AIRSAR和Radarsat-2数据上取得了很好的分类结果.
  • 贺前华,张雪源,杨继臣,林沛 P83-88
    提出了一种基于谐波-瞬时-残差感知子空间分解模型的音频特征提取方法.首先,根据心理声学的研究成果,提出了基于感知的谐波分子、瞬时原子和残差分布字典,可分别用于提取音频中的长时谐波成分、瞬时频率成分和残差谱分布特性;随后,利用该字典和匹配追踪算法,将音频信号分解到谐波子空间、瞬时子空间和残差子空间这三个感知子空间;最后,通过融合各子空间的特征参数生成音频特征.实验表明:在15类音效分类任务中,所提出的特征比传统梅尔频率倒谱特征准确性提升9.1%,比基于传统匹配追踪的特征提升8.3%.
  • 刘成城,赵拥军,刘亚奇,杨静 P89-94
    针对存在指向误差时传统宽带波束形成器性能下降的问题,提出一种基于最差性能最优的稳健宽带恒定束宽自适应波束形成算法.该算法首先利用空间响应变化约束,实现宽带恒定束宽;然后在约束边界上推导最差性能最优方法的等式约束表达式,并利用拉格朗日乘子法求解最优权矢量;最后给出了拉格朗日乘子的取值范围.仿真实验和理论分析表明:该算法在实现恒定束宽的同时具有较高的阵列输出性能和较好的稳健性;另外,该算法的参数选取方法较为简单,避免了传统最差性能最优方法中的广义特征值分解、牛顿迭代及二阶锥规划求解等,计算量较低.
  • 徐晓苏,潘永飞,邹海军 P95-99
    以水下运载体为研究对象,给出一种线性的捷联惯导系统(SINS)误差数学模型,根据多普勒测速仪(DVL)测速的误差特点建立其误差方程,并以捷联惯导系统为主导航设备建立SINS/DVL组合导航系统数学模型.考虑到DVL测速易受水中复杂环境的影响,将Sage-Husa自适应滤波算法引入SINS/DVL组合导航系统.针对Sage-Husa自适应滤波器长时间滤波后自适应程度下降的问题,引入滤波收敛判据对其进行改进,以自适应调节噪声估计器对不同时刻信息利用的权值.仿真结果表明:该基于自适应滤波算法的SINS/DVL组合导航系统稳定性好,且具有较高的导航精度.
  • 熊雄,杨日杰,王鸿吉 P100-106
    针对传统正交基分解检测算法不适用于海浪磁噪声背景下动目标检测航空磁异常检测问题,提出了基于自适应海浪磁噪声抑制的动目标航空磁异常检测算法.基于Weaver海浪磁场模型提出以观测海洋风浪谱生成的风浪位移信号作为参考噪声输入,利用最小均方自适应滤波算法对海浪磁噪声进行估计和抑制.基于传统正交基函数分解算法和动目标的航空磁异常探测模型,设计了动目标航空磁异常检测算法.仿真实验数据处理结果表明,该算法具有较好的海浪磁场抑制能力,能极大地提高海浪磁噪声条件下微弱磁异常动目标的检测能力.
  • 闫钧华,王志刚,艾淑芳,李大雷 P107-112
    针对压缩跟踪(CT)算法不能解决跟踪目标形变、被遮挡、光照变化等问题,提出改进的压缩跟踪(ICT)算法.采用卡尔曼预测下一帧中的目标状态,从而减小搜索域,并在目标被遮挡时估计运动轨迹;采用定向二进制特征(ORB)匹配算法,跟踪形变目标和判断目标是否被遮挡;采用ORB匹配跟踪、CT检测和贝叶斯学习相结合的方法,融合ORB匹配跟踪和CT检测,输出最优结果,减弱光照变化的影响,提高跟踪帧率的同时增强鲁棒性.实验结果表明:ICT算法能准确地跟踪形变及被遮挡目标,跟踪效果在多种数据集上表现出更高的鲁棒性和精确性,平均帧率达到74.137 Hz,具有良好的实时性.
  • 殷旅江,高亮,李登桥,胡明茂 P113-117
    研究了转塔式贴片机的贴装过程优化问题,将其分解为元件贴装顺序和供料器布置,建立以组装时间最短为目标的贴装过程优化模型,然后采用元胞遗传算法对模型进行求解,基于问题的特点提出二维分段式的十进制编码方式,在遗传操作过程中运用改进的顺序交叉和自适应的变异操作,并在算法中结合局部搜索策略,实现了贴装顺序和供料槽布置的同时优化.实例求解和对比结果表明本算法在求解效率和求解结果上都优于传统遗传算法,从而证明了该算法的有效性.
  • 崔金华,伍卫国,王寅峰 P118-122
    针对现有闪存数据库缓冲区置换算法无法充分发挥闪存存储器性能的现状,提出了一种基于最小权重矩阵(MWM)的高效缓冲区置换算法.该算法基于缓冲区代价置换算法思想,使用MWM来组织管理缓冲区的数据块,将数据访问频度映射为权重参数,用来参与缓冲区中数据块的置换.在闪存感知平台Flash-DB-Sim上针对几种典型测试类型数据集进行对比实验,结果表明:本文算法充分利用数据访问特征,特别适用于数据库中数据使用频率高的应用场景.
  • 弓海霞,徐折贵,石长伟,王肃 P123-127
    分析了螺栓法兰连接的金属透镜垫在预紧状态和工作状态下的变形情况,以及透镜垫与螺栓法兰的变形协调关系,将金属透镜垫与螺栓法兰刚度引入透镜垫法兰连接的力学计算中,推导出了金属透镜垫自紧系数计算公式,结果表明金属透镜垫自紧系数与金属透镜垫及螺栓法兰刚度有关.采用Hertz接触理论推导出了关于透镜垫密封接触环中心最大接触压力的螺栓法兰预紧载荷与工作载荷计算公式.通过接触力学实验验证了公式的正确性,为水下密封工程中较大直径透镜垫的设计提供参考依据.
  • 熊志鑫 P128-132
    为了充分发挥材料的强度潜力,对加筋板塑性屈曲应力进行计算研究.在分析材料应力应变关系的基础上,得到不同的切线模量、双模量和折算模量值.基于上述三种模量值,通过引入参数,建立对应的模量因子曲线,并推导出显化的解析数学模型和计算方法.将该方法应用到计算典型加筋板结构的极限强度,并将计算结果与有限元方法、Paik经验公式进行比较,发现基于模量理论的解析算法误差较小,且比Paik经验公式更为可靠.算例表明:解析模量算法使用方便,计算准确,可以在工程设计中推广应用.
6 2024
主 管:教育部
主 办:华中科技大学
主 编:李元元
刊 号:ISSN 1671-4512
    CN 42-1658/N
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