武汉理工大学学报

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PEM燃料电池膜电极边框材料对膜干湿应力影响研究

叶东浩，李永静，汪广进，詹志刚,潘牧

. 2012, (10): 1-4.

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质子交换膜（Proton Exchange Membrane， PEM）是燃料电池的核心部件之一膜电极的最重要组成部分。在实际使用过程中，膜电极边框在燃料电池的组装和运行时，对PEM起到保护性作用。但在燃料电池的启停过程中，干湿交替的使用环境会引起PEM中存在应力现象。然而，边框材料是最主要的因素，因为其选取不当会在PEM上形成应力集中，以致造成PEM的失效，因此边框材料的选择有利于保证MEA正常功能。基于此，拟采用2D有限元方法分析不同物性参数的MEA边框材料对PEM产生的应力影响进行研究。结果表明，当边框弹性模量高于PEM弹性模量时，边框端部与PEM交界处会存在应力集中现象，并且此值随着边框模量的减小而降低；然而当边框弹性模量与PEM的弹性模量接近时，在交界处产生的应力集中值小于PEM的安全许用应力值。

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沉积参数对ITO表面形貌及晶体结构的影响

邱阳，金杨利，祖成奎，赵华

. 2012, (10): 5-8.

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利用离子辅助电子束蒸发技术在不同沉积工艺参数下制备了ITO薄膜，详细讨论了沉积工艺参数的变化对ITO薄膜表面形貌及晶体结构的影响。结果表明：随基板温度的升高，ITO薄膜的缺陷增多，表面粗糙度增大。高温下沉积的薄膜为多晶结构，并呈现\[111\]择优取向；随着沉积速率的升高，薄膜表面粗糙度变大，结晶度升高，晶粒尺寸增大，呈现出沿\[001\]取向择优生长的趋势，并且低速率下沉积的薄膜中包含除立方氧化铟外的其他晶相。

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Sm掺杂SrTiO₃粉体的制备及其性能表征

黄永珍，程继贵

. 2012, (10): 9-13.

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以溶胶凝胶法制得的干凝胶为原料，通过煅烧、研磨得到Sr_1-1.5xSm_xTiO₃粉体，采用TEM、XRD、BET分析手段，对在不同条件下获得粉体的形态和结构进行表征。结果表明，Sr_1-1.5xSm_xTiO₃粉体颗粒细小、均匀，其相组成、形貌、粒度受煅烧温度和Sm₂O₃掺入量的影响。煅烧温度1 200 ℃，Sm₂O₃掺入摩尔质量为4%时，粉体形成单一的钙钛矿结构，所得粉体粒径为1.77 μm。

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循环流化床燃煤固硫灰制备地聚合物的研究

霍琳，李军，卢忠远，张文清，胡昌华

. 2012, (10): 14-18.

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地聚合物是具有优良性能的新型胶凝材料，研究了用循环流化床固硫灰制备地聚合物的适宜条件。结果表明，当水玻璃模数M=1.5，水玻璃掺量为25%，体系碱含量为30%时制备的地聚合物强度较高，较高的养护温度有利于提高早期强度，7 d抗压强度最高为58.9 MPa。研究了地聚合物的高温性能，实验发现早期养护温度较低的地聚合物经历1 000 ℃的高温后强度能够进一步增长。

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高铝水泥对磷石膏基水硬性胶凝材料性能的影响

赵前，李文杰

. 2012, (10): 19-23.

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研究了高铝水泥对磷石膏矿渣钢渣免煅烧水泥体系的强度、凝结时间及标准稠度等性能的影响规律，并通过XRD和SEM分析探讨了该水泥体系的水化机理,分析得出该水泥体系的水化产物主要是钙矾石和C-S-H凝胶。结果表明，高铝水泥的加入可以有效提高磷石膏矿渣钢渣免煅烧水泥体系的早期强度并缩短凝结时间，使水化产物钙矾石生成量明显增加，从而有效提高该胶凝材料的水化性能；当掺入6%的高铝水泥时，可以制备出3 d抗压强度为4.5 MPa,28 d抗压强度达35 MPa左右的高铝磷石膏基水硬性胶凝材料。

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聚合物对EPS板材薄抹灰砂浆性能的影响

马保国，殷海波，黄健，赵子强，段超群

. 2012, (10): 24-28.

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研究了不同掺量的苯丙乳液、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素醚3种聚合物对薄抹灰砂浆用水量、粘结强度、韧性的影响，同时探讨3种聚合物的最佳掺量。结果表明：聚合物的加入，明显地减少了砂浆的用水量，提高了粘结强度，降低了压折比，改善了韧性。当苯丙乳液掺量为4%～6%时，砂浆的粘结强度达到最佳值，压折比最小；纤维素醚的掺量增至0.4%时，砂浆的粘结强度达到饱和，压折比最小；胶粉的掺量为3%时，砂浆的粘结强度最佳，而压折比则随着胶粉的加入呈减小的趋势。

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大流动度混凝土用细集料级配优化

季孝敬，严云，胡志华

. 2012, (10): 29-34.

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从流变学角度，讨论了不同粒径砂粒对大流动度砂浆流变性和触变性的影响，提出了适用于高强大流动度混凝土和普通大流动度混凝土的细集料级配。研究结果表明，中砂适合制备普通大流动度混凝土，而制备高强大流动度混凝土选用细度模数不超过3.30的粗砂为宜。在制备大流动度混凝土中，须注意各个粒径范围内的砂粒百分含量。0.315 mm以下的砂粒含量在15%～30%之间为宜，0.60 mm以下的砂粒含量在30%～45%之间为宜,1.18 mm以下的砂粒含量在55%～75%之间为宜。

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Green-Kubo公式在不同维数模拟系统中的比较分析

夏冬昱，王美芬，胡建军

. 2012, (10): 35-39.

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在平衡态分子动力学模拟的基础上，利用GreenKubo公式分别计算周期性边界条件下二维及三维系统的液态氩流体的输运系数，归纳出三维模型压强结果与计算空间尺度之间的变化规律；在对零剪切粘度模拟结果的比较分析的基础上，探究出不同维数模型系统对剪切粘度模拟结果的影响，总结出了二维模型替代三维模型进行剪切粘度的计算方案；通过对两种模型的模拟计算，得出某一单一模型不可简单替代三维模型进行输运系数计算的结论。

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OMMT对EPDM止水带耐H₂S腐蚀性能的影响

周少东，王红喜，林文书，冯振刚，余剑英，吴少鹏

. 2012, (10): 40-43.

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采用有机蒙脱土（OMMT）与三元乙丙橡胶（EPDM）进行共混改性，制备了OMMT改性EPDM（EPDM/OMMT）止水带。利用X射线衍射（XRD）对EPDM/OMMT止水带的结构进行了表征，并研究了EPDM/OMMT止水带在H₂S气体和H₂S溶液中的耐腐蚀性能。结果表明，5 phr和10 phr的OMMT与EPDM止水带形成了剥离型纳米复合结构，15 phr的OMMT与EPDM止水带则形成了插层型纳米复合结构。EPDM/OMMT止水带在H₂S气体和H₂S溶液中的拉伸强度保留率、扯断伸长率保留率和撕裂强度保留率均远高于EPDM止水带，经OMMT改性的EPDM止水带的耐H₂S腐蚀性能得到明显提高，这可归因于EPDM与OMMT形成的剥离或插层型纳米复合材料具有很好的气液阻隔性能。

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有机蒙脱土改性遇水膨胀橡胶耐久性研究

曾铁梅，夏银飞，王红喜，杨盛华，余剑英

. 2012, (10): 44-47.

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将有机蒙脱土（OMMT）、天然橡胶和交联聚丙烯酸钠熔融混炼，制备了OMMT改性遇水膨胀橡胶（WSR）。采用XRD表征了OMMT改性WSR的结构，通过热氧老化试验和反复浸水试验，研究了OMMT对WSR耐久性的影响。结果表明，OMMT和WSR形成了剥离型纳米复合结构；与普通WSR相比，OMMT改性WSR在热氧老化和反复浸水试验后的拉伸强度保留率、扯断伸长率保留率和体积膨胀倍率保留率均有显著提高，这可归因于OMMT改性WSR形成的剥离型纳米复合结构具有优良的气液阻隔性能。

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橡胶沥青混合料老化再生及其路用性能研究

徐东，王新宽，陈博

. 2012, (10): 48-52.

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为研究橡胶沥青混合料老化及再生后的路用性能，采用热氧老化的方法，研究了老化时间对橡胶沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性的影响；通过热拌再生研究了再生后混合料的路用性能。结果表明，橡胶沥青老化后低温抗裂性能发生严重衰减，间断级配的橡胶沥青混合料比连续级配的橡胶沥青混合料耐老化。老化后橡胶沥青混合料高温稳定性得到增强，低温抗裂性下降，抗水损害能力降低。橡胶沥青混合料老化再生后，具有良好的高温稳定性，低温抗裂性和水稳定性。

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基于滑行通过法的水泥混凝土路面噪声特征

赵丽萍，刘冬，李波

. 2012, (10): 53-57.

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利用滑行通过法对5条不同纹理构造的混凝土路面的噪声特征进行了测试。在此基础上，分析了不同速度条件下刻槽混凝土路面与光面混凝土路面噪声水平的差异，得到了车辆以80 km/h速度通过测试路段时的1/3倍频程频谱分布特征。结果表明，光面水泥混凝土路面比横向刻槽水泥混凝土路面噪声水平低1.5~2 dBA；随着槽深的增大，横向刻槽混凝土路面噪声会增大；随着车速的提高，噪声也相应增大；水泥混凝土路面/轮胎相互作用噪声频谱主要分布在200~2 000 Hz之间；随着1/3倍频程频率的增加，声压级会逐渐增大，增大到一定值时就会逐渐减小，最大声压级对应的频率一般在800~1 250 Hz之间。

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几种高寒地区道面预养护性材料性能研究

李炜光，段炎红，颜录科，吕振北，韩之栋，荣丽娟，经冠举

. 2012, (10): 58-62.

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针对青藏高原紫外线辐射强度高、温差大的特点，研究出一种抗光氧老化性能优良的雾封层道面养护材料。首先，比选了现有预养护材料耐光氧老化性能，其次研究了光固化剂种类及掺量对抗光氧老化性能的影响，最终优选出了一种光固化材料，并对其对抗紫外破坏能力进行了测试分析。微观测试结果表明，改性剂的加入，显著扼制了羰基的生成，使其具备较强的抵抗热氧和紫外线老化的能力，适合我国西部高原强紫外线地区使用。

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基于元胞自动机高速公路路段安全评估的研究

乔建刚,梁晓琳,陈培

. 2012, (10): 63-67.

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为了评价高速公路路段的安全性，提高高速公路的安全运营水平，以交通工程学、计算机科学等理论为指导，在大量实地调查的基础上，应用层次分析法进行高速公路路段安全性影响因素分析，结果表明，驾驶员疲劳驾驶、车辆运行速度、道路纵坡度和车辆间干扰是引起道路交通事故的最主要因素。采用元胞自动机理论方法，构建了高速公路路段安全评估模型，确定了高速公路的安全等级，为高速公路的安全评估提供了一种新的思路。

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集装箱集散的空重箱循环甩挂调度方法

胡志华，曹杨，王云霞

. 2012, (10): 68-73.

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在集装箱港区等局部物流网络中，相对于运输时间，货物装卸时间严重降低普通载货集卡的利用率。在集装化优势下，通过甩挂分离牵引车和集装箱挂车，提出在集装箱集散环境下空重箱循环甩挂的调度问题和两阶段优化方法。首先，引入虚拟任务建立集散任务的时间优先关系网络；然后，在总作业时间最小化的目标下，建立空重箱循环甩挂的混合整数规划模型。通过算例分析说明方法的有效性，演示线路作业任务序列分配，对运输里程增量和牵引车利用率等方面进行分析，为局部物流网络的甩挂运输调度提供参考。

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基于车路协同的单点信号控制优化方法和模型

张存保，陈超，严新平

. 2012, (10): 74-79.

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车路协同技术能全方位获取道路网络上车辆个体的运行状态信息，为交通信号控制提供了新的数据源。针对现有交通信号控制系统存在的不足，引入预测时间窗概念，提出了车路协同环境下单点信号控制优化的基本思路和流程；分析了交叉口区域单个车辆的运行状态，提出了单个车辆的延误和停车次数计算方法，在此基础上，以整个交叉口延误和停车次数最小为优化目标，建立了单点信号控制参数优化模型及求解算法。运用VISSIM软件进行了仿真实验，结果表明，文中方法优于常用的单点感应控制方法，在交通流量较低时平均停车次数减少约16.9%，在交通流量较大时平均延误和平均排队长度分别减少约29.4%和28.9%。

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温度作用对CRTSⅡ型无砟轨道结构体系的影响及损伤分析

卫军，班霞，董荣珍

. 2012, (10): 80-85.

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研究了CRTSⅡ型板式无砟轨道结构体系温度作用影响并进行损伤分析。采用ABAQUS有限元软件建立了路基上的CRTSⅡ型板式无砟轨道结构有限元分析模型，对温度作用下CRTSⅡ型无砟轨道结构的力学响应、影响因素及可能发生的损伤进行了分析，并提出相应的技术措施以改善温度作用对结构造成的不利影响。

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高掺量合成纤维混凝土力学性能研究

童伟光，王鹏，村上圣

. 2012, (10): 86-90.

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为研究高掺量下合成纤维混凝土的力学性能，在0~3%纤维体积率（Vf）范围内，对4种合成纤维混凝土进行了试验研究，并与钢纤维混凝土进行对比。结果表明：随着Vf增大，混凝土抗压强度、弹性模量降低，但降幅不大，使用粗纤维对保证混凝土抗压强度和弹性模量更有利。劈拉强度、抗弯强度和抗弯韧性随Vf增大而增大，细纤维在应用时掺量不宜过高，否则会引起增强效率降低。束状纤维和粗纤维在高掺量下分散性和增强效果良好，Vf在3%以上仍具有进一步提高混凝土力学性能的可能。高强度高弹性模量合成纤维对混凝土劈拉、抗弯强度具有与钢纤维同等的增强效应。

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高强混凝土板的抗爆性能试验研究

卢红标，刘云，周布奎，邱艳宇，蔡立艮

. 2012, (10): 91-95.

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通过两组HHT600高强混凝土（RC）板和普通RC板的抗爆炸试验,研究裂缝的产生、开展过程,分析了这两种板的压力、位移、加速度、应变时程响应及破坏特征。结果表明:板配筋采用HHT600级高强钢筋，能有效减少裂缝的开展，提高钢筋混凝土板的抗爆性能。研究成果为高强钢筋在防护结构中的推广使用及设计提供参考。

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基于水体TLD效应的渡槽横向抗震研究

徐家云，胡学苏，吴永昂，徐国华

. 2012, (10): 96-100.

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为了解决大型渡槽的地震响应问题，从水体的TLD效应出发，通过对渡槽的横断面尺寸调整对比分析，找出水体TLD控制力规律，并在渡槽中沿纵向设全长的隔板，以进一步改善渡槽的横向抗震性能，利用ANSYS软件建立渡槽结构的空间三维动力分析模型。计算结果表明：水体的TLD效应对渡槽的横向地震响应有较大影响；沿槽中纵向增设隔板后，其地震响应进一步减小。

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基于场地实测的强夯冲击对毗邻建筑影响评估

林红，黄自武，陈应波，陈波

. 2012, (10): 101-105.

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为了确保地基强夯施工时建筑物的安全，有必要对地基强夯引起的周边建筑振动进行现场实测和分析评估。以毗邻在建建筑物的场地地基强夯施工为工程背景，基于实测数据研究了地面振动波的衰减规律，分析了夯击能级、测点距夯源距离等因素对振动波传播规律的影响。研究了设置空沟后隔振沟后振动波的传播规律。从强夯振动的峰值加速度、峰值速度、振动主频等方面对振动波在隔振沟后建筑物中的传播规律进行了研究，并对强夯施工对结构的安全性影响进行了评估。

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双圆盾构隧道同步注浆扩散及环向压力研究

魏新江，洪杰，魏纲

. 2012, (10): 106-110.

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假定双圆盾构盾尾注浆浆液为牛顿流体，并考虑到浆液粘度随时间变化的特性，提出双圆盾构的管片同步注浆的两阶段扩散机理。浆液首先在盾尾注浆孔附近呈球形扩散，继而沿着盾尾间隙范围内弧形扩散。推导了双圆盾构管片同步注浆的浆液扩散半径及其沿管壁的环向压力计算公式。

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水平冻结温度场及不同因素对短管底部冻结壁厚度的影响

张婷，杨平

. 2012, (10): 111-116.

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以南京地铁二号线逸仙桥车站盾构出洞水平杯型冻结加固实例为工程背景，建立有限元温度场计算模型，对冻结壁交圈时间及其底部冻结壁厚度的发展规律进行了研究。结果表明：冻结条件相同时，较低的地层初始温度、盐水温度、潜热、热容量和较大的冻结管直径、导热系数对应较短的交圈时间、较低的地层温度与较大的短管底部冻结壁厚度；各因素取值范围内，短管交圈时间为7～17 d，冻结40 d时，短管底部冻结壁厚度可达30～77 cm，该“保护层”厚度有效确保了拔除板块区冻结管后杯型冻结壁整体稳定性。

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节理表面粗糙度演化的试验研究

范祥，曹平，靳瑾

. 2012, (10): 117-121.

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用RYL-600岩石剪切流变仪对5组大理岩节理试样进行了3次不同法向应力的剪切试验，并用三维非接触式激光形貌仪Talysurf CLI 2000将每次剪切前后的节理上下表面进行形貌测试，用多个参数来定量描述节理表面的形态特征，并计算了每次扫描测试后这9个参数的值。分析得出：节理经过3次剪切试验，节理表面的最大高度、节理表面高度的算术平均差和高度均方根都呈减小趋势；节理表面高度分布的偏态系数、峰态系数和节理表面的坡度均方根变化不明显，且剪切作用对节理表面轮廓线形状影响较小；节理表面面积展开比呈下降趋势，节理表面的复杂程度降低；节理表面纹理层面比呈增大趋势，节理表面各向异性性质有较小变化，仍保持各向异性的性质。

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岩石力学系列对比试验中抗压强度修正方法研究

邓华锋，李建林，朱敏，原先凡，罗骞

. 2012, (10): 122-126.

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岩样内部的缺陷，由于其隐蔽性，往往是导致岩石力学试验结果离散的一个重要且不易控制的影响因素，在系列对比试验分析中，有时可能会掩盖真实的试验规律，甚至得到完全相反的结论。在大量试验数据分析的基础上，建立起纵波波速、回弹值与岩样抗压强度之间的综合关系，提出了抗压强度修正的经验公式和人工神经网络模型。在系列对比试验分析中，根据试样的初始纵波波速、回弹值等物理、力学参数对每个试样的实测抗压强度值进行修正，相当于把每个试样的初始强度修正到同一个标准，然后再进行比较分析，这样可以更好地把握试验规律。实践表明，所提出的修正方法能较好地识辨、衡量岩样之间的差异，在严格选样的基础上，可以较好地修正岩样的抗压强度，在系列对比试验中值得借鉴。

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支持大型水电站缆机吊装施工的安全监控平台研究

吴浩，陶婧，林丹，周献忠，李新平，黎华

. 2012, (10): 127-131.

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从大型水电站缆机吊装施工过程对安全监控的需要出发，构建出一种基于GNSS/GIS集成的缆机施工安全监控平台，从安全评价和预警预测两个角度提出了相应的安全监测模型，并重点阐述了实现该平台的3个关键技术。应用表明该平台能够在实时性、连续性和可靠性等方面满足缆机吊装施工安全监控的要求。

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全液压履带式锚杆钻机变幅机构运动学分析与研究

文国臣，赵宏强，肖华，强维博

. 2012, (10): 132-136.

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针对某型号全液压履带式锚杆钻机对变幅机构进行介绍，并运用经典DH法建立其相关坐标系，应用齐次坐标变换得到运动学方程，验证其正确性后，采用Matlab进行可达工作空间和有效工作空间的求解，得到了变幅机构工作范围的三维视图，并比较分析了两组空间视图。系统地提出了钻机常用变幅机构的运动学分析和研究方法，对现场施工和进一步的理论研究都具有指导性意义。

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微型汽车传动系统效率建模与试验验证

王旺平，莫易敏，田蜜，胡志刚

. 2012, (10): 137-141.

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通过对汽车传动系统效率影响因素的分析，建立了传动系统各部件的功率损失模型，得出了传动系统效率的计算公式。在制定微型汽车传动系统效率试验标准的基础上，对某传动系统进行了试验测试。结果证明，通过理论模型得出的传动系统效率计算值与试验测试结果基本相符，在常用输入扭矩和输入转速范围内，其相对误差不大于6%。该理论模型为汽车传动系统的设计与优化提供了理论依据。

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基于CCD成像解调技术的EFPI传感器??

李杰燕，张东生

. 2012, (10): 142-144.

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制作了一种非本征型光纤法布里珀罗（EFPI）应变传感器。应变测量结果表明，传感器应变灵敏度为40 pm/με，具备良好的线性测量能力（线性度0.999 6）和较小的重复性误差（0.4%）。该传感器结构简单，制作方便，易于得到推广应用。同时，介绍了基于CCD成像的信号解调技术,其既可应用在光纤光栅（FBG）解调系统中，亦可用在光纤法布里珀罗（FP）信号解调系统中。与FP解调中常用到的传统光谱仪相比，其具有体积小、成本较低及分辨率高等优势。

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一类非线性齐次切换系统的有限时间稳定性

何统州,沈艳军

. 2012, (10): 145-148.

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研究了一类非线性齐次切换系统的有限时间稳定问题。假设每个子系统均存在齐次Lyapunov函数，对于切换律未知、切换律已知但是切换顺序未知、切换律和切换顺序均已知等3种情况，分别构造了子系统族的公共的齐次Lyapunov函数，并分别给出了其有限时间稳定的条件。

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