当期目录

    2011年, 第33卷, 第1期 刊出日期:2011-01-31
      
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    特约专栏`
  • Herbert Pllmann
    . 2011, (1):  1-10. 
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    为更好地研究水泥水化反应及测试其性能,需应用新的方法和改良技术。阐述了应用低温SEM和原位XRD技术及量热学研究水泥和建筑材料的新方法。
  • 材料科学与工程
  • 熊玉立,陈红萍,楼贤春,赵修建
    . 2011, (1):  11-13. 
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    采用射频磁控溅射法,自制Li0.33La0.56TiO3陶瓷靶材,在不同基片温度下沉积了Li0.33La0.56TiO3薄膜。利用X射线衍射仪、原子力学显微镜、电化学工作站、紫外
    可见分光光度计等现代测试手段,研究了基片温度对薄膜的结构、形貌、光学和电学性能的
    影响。结果表明:所制备的Li0.33La0.56TiO3薄膜为非晶态结构,在可见光波段具有较
    高的透过率;随着基片温度从50 ℃升高到300 ℃,薄膜表面更为平整致密,离子电导率逐渐增加。
  • 吴建锋,叶韦韦,徐晓虹,饶正刚,成昊,葛海鹏
    . 2011, (1):  14-17. 
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    采用溶胶凝胶法制备了Eu3+掺杂的纳米TiO2粉体。以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体的光催化性能,并讨论了掺杂TiO2粉体的加入量、亚甲基蓝溶液的初始浓度、pH值以及稀土元素掺杂量和烧成温度等对样品光催化性能的影响。结果表明:在样品加入量为0.15 g/50 mL,亚甲基蓝溶液的初始浓度为10 mg/L,pH=7时样品的光催化性能最佳。稀土元素的最佳掺杂量(摩尔比)为n(Eu3+)∶n(TiO2)=0.5%,样品的热处理温度在500~550 ℃时,样品表现出较好的光催化活性。掺杂TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应4 h降解率达到88.16%,优于同等条件下制备的纯TiO2粉体。
  • 陈书文,王雁冰,黄志雄,〓超
    . 2011, (1):  18-21. 
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    合成了孔径SBA-15介孔二氧化硅材料,利用超声波分散法制得了SBA-15/环氧树脂复合材料,TEM和氮气吸附脱附测试显示制备的SBA-15孔径为5 nm。通过SEM测试观察了介电复合材料中填料的分散情况;同时采用热失重分析、介电常数测定等方法对该介电复合材料的性能进行了研究。结果表明:SBA-15粒子的填充,可以提高环氧树脂的热稳定性,降低其介电常数。
  • 李琦,吴晓彦,董丽杰,黄静,尚雪梅,谢海安,熊传溪
    . 2011, (1):  22-27. 
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    采用快速离子萃取法制备了SiO2纳米类流体。采用FTIR、TG、DSC、TEM及流变测

    等分析手段对SiO2纳米类流体进行了系统的表征。结果发现,快速离子萃取法能够保证反

    过程中离子交换完全,并能制得具有室温流动性、稳定单分散性以及较高导电性的SiO2

    类流体。通过将SiO2纳米类流体以不同份数与聚氯乙烯(PVC)熔融共混得到了不同纳米

    流体含量的SiO2纳米类流体/PVC复合材料,并对其介电性能和导电性能进行了表征。结果
    表明,SiO2纳米类流体具有良好的抗静电性能。
  • 严明,陈艳林,梅炳初,朱教群
    . 2011, (1):  28-32. 
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    在合成 Ti2AlN配比的基础上原位引入15%体积含量的TiN,在原位热压(HP)和放电等离子(SP
    S)两种烧结工艺条件下合成了块体Ti2AlN/TiN复合材料。通过X射线衍射(XRD)分析烧结产

    的相组成,用扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)结合能谱仪(EDS)研究材料的显微结构特征。
    原位热压工艺合成Ti2AlN/TiN复合材料的最佳温度为1 300 ℃,烧结试样的密度为4.30 g
    /cm3,达到理论密度的96.2%;放电等离子烧结工艺合成Ti2AlN/TiN复合材料的最佳温
    度为1 200 ℃,烧结试样的密度为4.23 g/cm3,达到理论密度的94.7%。Ti2AlN和TiN
    相均有团聚现象,Ti2AlN为片状形貌,晶粒发育完善,具有明显的层状结构特征;TiN为
    尺寸1~2 μm的四方小颗粒。
  • 胡园园,张超灿,陈艳军,李春燕,胡亮
    . 2011, (1):  33-36. 
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    研究了共聚物的加入对含氟/无氟丙烯酸酯乳液共混体系相容性、膜表面性能和梯度结构的
    影响。通过表面能、附着力、DSC和膜的断面SEMEDX表征发现:加入共聚物后,特
    别是含氟/无氟组成对称的共聚物能较好地改善体系的相分离现象;共聚物中含氟组分高有利
    于膜的梯度结构的形成;膜的表面性能受共聚物的影响较小,热处理使膜与空气界面富集含
    氟组分,而膜与玻璃界面被不含氟组分占据,膜在玻璃基材上的附着力达到2级。
  • 王艺峰,蒋颜平,姚祥雨,陈艳军
    . 2011, (1):  37-40. 
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    采用反应型乳化剂1丙烯基2羟基烷磺酸钠(COPSI)与阴离子乳化剂聚氧乙烯4
    酚基醚硫酸铵(CO436)复配乳化体系,制备了丙烯酸酯共聚物核壳乳液,主要探
    讨了不同的制备方法、不同单体(甲基丙烯酸甲酯MMA、苯乙烯St、丙烯酸丁酯BA、丙烯酸A
    A)的用量、引发剂过硫酸铵(APS)的用量、种子乳液用量以及乳化剂COPSI与CO436

    比等因素对乳液和乳胶膜性能的影响。测试结果表明,当采用半连续种子乳液聚合方法,MM
    A∶St∶BA∶AA质量比为18∶16∶14∶1,种子乳液的质量为10%,COPSI与CO436质量比
    为4∶1,APS的质量为0.5%~0.7%时,得到的丙烯酸酯共聚物乳液和乳胶膜的综合性能较好。
  • 韩立国,左成钢,唐武彪,罗志伟,卢安贤
    . 2011, (1):  41-44. 
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    采用传统熔体冷却法制备了45SiO225Al2O315CaF25Na2O10NaF1Nd2O
    3体系玻璃,并通过优化热处理工艺获得了透明氟氧化物微晶玻璃。采用析晶动力学分析
    了45SiO225Al2O315CaF25Na2O10NaF1Nd2O3体系玻璃的析晶机制
    ,并通过DSC、XRD和SEM等方法研究了热处理制度与玻璃析晶行为和显微结构的关系。研究
    表明,该体系玻璃的析晶过程主要受扩散控制,其主晶相为CaF2,析晶活化能为325.51 k
    J/mol,晶粒尺寸随晶化温度升高逐渐长大,晶粒数量随保温时间延长逐渐增多。通过优化
    热处理制度,获得了晶粒尺寸约为40 nm,晶相含量约为30%的透明微晶玻璃
  • 潘智生,赵晖,寇世聪
    . 2011, (1):  45-51. 
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    核辐射存在于核电、工业、医疗等各个领域,辐射对环境和人类健康造成了极大威胁,辐射问题引起了人们的高度重视。从防辐射混凝土原材料选择、矿物掺和料对防辐射混凝土性能影响、防辐射混凝土配合比设计、防辐射混凝土长期性能等方面介绍了防辐射混凝土的研究现状,分析了防辐射混凝土发展过程中存在的问题,在对防辐射混凝土发展趋势进行深入思考的基础上, 提出磨细废弃电脑屏幕(CRT)玻璃轻骨料代替重金属骨料制备防辐射混凝土的新思路。
  • 马保国,李高明,李相国,谭洪波,李正冈
    . 2011, (1):  52-55. 
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    研究了聚羧酸减水剂与葡萄糖酸钠的复合使用对水泥浆体的凝结时间、净浆流动性、强度、水化热的影响,并采用XRD分析水泥水化产物的变化。结果表明:适量的葡萄糖酸钠能显著提高聚羧酸减水剂的分散性和分散保持性,改善水泥与聚羧酸减水剂的适应性,延长凝结时间,并使3 d、7 d强度有所提高;单掺葡萄糖酸钠使水泥水化第2放热峰出现时间延迟2 h,但温峰值及水化热与空白样基本持平,1 d、7 d CH的生成量减少。复合使用葡萄糖酸钠与聚羧酸减水剂时,水泥净浆水化温峰出现时间延迟15 h,水化温峰提高,1 d、7 d CH的生成量较单掺葡萄糖酸钠时有所增大。
  • 刘军,邢锋,董必钦,丁铸
    . 2011, (1):  56-59. 
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    调查了滨海盐雾区基本的环境参数,通过综合盐雾腐蚀箱来模拟盐雾环境,采用不
    同配合比的混凝土试样,研究了盐雾氯离子在混凝土中的沉积特性,研究表明水灰比对氯离
    子在混凝土表面的沉积有很大的影响,随着水灰比的增大,氯离子的表面沉积量也增大,实
    验中,引入环境系数的概念,提出经过修正的Fick第二定律,推导出修正后的解析解,结果
    显示在实验室环境下,当环境系数取1.3时,修正的Fick第二定律和实测数据符合得很好。
  • 王田堂,严云,胡志华,赵萍
    . 2011, (1):  60-63. 
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    考察氧化醚化淀粉对水泥水化凝结时间影响,通过XRD、TAM air等温微热量热仪进行水化
    性能表征。结果表明:与萘系高效减水剂相比在掺量0.6%时减水作用优于萘系,流动度经30
    min反而增加22.4%,2 h内基本无损失,但有明显缓凝作用,水化放热峰出现在75 h,
    但不影响后期水化,7 d时抗压强度已达国家标准,28 d时抗压强度比可达127%,可作为水
    泥的一种优良缓凝型高效减水剂使用。
  • 殷以华,舒凯凯,季兴敏,常丹,熊雄,郑化
    . 2011, (1):  64-68. 
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    合成了N异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)、甲基丙烯酸(MAA)与 4,4′二甲基丙烯酰胺基
    偶氮苯(DMAAB)交联共聚水凝胶,研究了凝胶的组成、环境温度和缓冲溶液的pH对凝胶pH敏
    感性及温度敏感性的影响。结果显示:随着NIPAAm组成配比的增加,NIPAAm 配比为85%的凝
    胶在25 ℃的缓冲溶液中的pH敏感性呈现出反而增强的现象;温度升高导致凝胶pH敏感的突
    跃区间变窄,NIPAAm 配比为50%~85%的凝胶在环境温度≥37 ℃时有很窄的pH值突跃区间;
    在同一pH值的缓冲溶液中,NIPAAm 配比为85%的凝胶温度敏感性最强,突跃区间最窄;而同
    一组成的凝胶,pH值为5.0缓冲溶液中的温敏性最强。
  • 王冠,王华昌,肖瀚
    . 2011, (1):  69-74. 
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    使用功能梯度材料设计制造锻制钢锻件的热锻模,需要全面深入掌握热锻模型腔表面
    层在实际工作时的温度梯度场的分布和变化规律。为此,用DEFORM2D软件对轿车前轮毂热
    锻模的全工作过程进行了连续仿真,揭示了热锻模从第一次工作循环过渡到热平衡状态
    下的型腔表面层温度梯度场的变化过程和变化规律。热锻模温度梯度场的分布及其变化规律
    表明,热锻模对材料的耐热、耐磨、高温强度及高韧性的严格要求仅局限于模膛表面较薄的
    一层——温度波动区,而其它区域是不需要如此高性能的材料的。热锻模模膛表面层材料的选
    用,应主要考虑热胀系数、传热系数、热容量及其高温强韧性,这类材料只能由钴基或镍基
    高温合金与金属陶瓷组成的复合材料制备。因此,采用耐热、耐磨的功能梯度材料来制造热
    锻模,具有很高的经济价值。为热锻模型腔表面层的材料设计与制备提供了理论依据。
  • 交通科学与工程
  • 白秀琴,袁成清,严新平,刘雪梅
    . 2011, (1):  75-78. 
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    分析了船体表面海洋污损生物的附着规律,以贝壳为仿生对象,提出了基于贝壳表面微结构与反附着机理的船舶绿色仿生防污新技术的实现路线,采用二维功率谱分析法确定了贝壳表面的合适采样条件,基于二维双正交小波变换对贝壳表面形貌进行了分离,提出以舟形藻作为附着试验目标生物来探讨贝壳表面抗海洋污损生物的附着机理,对防污机理的验证方法进行了阐述。
  • 张雪韬,陈淑萍,任德良,张恒龙,余剑英
    . 2011, (1):  79-81. 
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    分别采用TPS和SBS制备了高粘度改性沥青和普通SBS改性沥青。研究了两种改性沥青在旋转薄膜烘箱(RTFOT)、压力老化箱(PAV)和紫外光老化前后物理性能的变化。结果表明:TPS改性沥青的抗短期热氧老化和长期热氧老化性能优于SBS改性沥青,同时,TPS改性沥青具有良好的抗紫外光氧老化性能
  • 张洪伟,高志伟,常明,王华晟
    . 2011, (1):  82-85. 
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    橡胶颗粒沥青混合料集料分布具有明显的分形特征,建立了橡胶颗粒沥青混合料集
    料体积分形维数与沥青混合料空隙率的回归模型。验证了集料体积参数与混合料空隙率的强
    相关性,空隙率随着矿料级配分维值D的增加而减小。与橡胶颗粒沥青混合料对应的级配范
    围集料粒径分维值D范围为2.54~2.59。间断级配JAC16适用于二重分形评价,采用二重分
    形计算的相关系数较高,说明该级配的实际组成与级配分形理想模型拟合的程度较高。
  • 刘丽,郝培文
    . 2011, (1):  86-89. 
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    沥青路面层间粘结不足易导致层间滑移病害的发生,U形破坏是纵向层间滑移的典型
    破坏形式,多发生在车辆频繁加速、减速的长大纵坡路段。以半刚性基层沥青路面U形开裂
    为研究对象,采用有限元分析软件ABAQUS,计算了模型在荷载作用下的力学响应,分析了应
    力在路面内的分布规律,结合路面实际破坏现象,揭示了U形破坏产生的力学机理。经过分
    析得知:纵向拉应力和剪应力的分布规律分别与U形裂缝的底部和两侧位置相吻合,且U形底
    部开裂是拉应力导致的张开型裂缝,U形的两侧开裂是剪应力导致的剪切型裂缝。
  • 李永乐,杨怿,赵彤,姜孝伟
    . 2011, (1):  90-94. 
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    以大跨高墩城市轨道交通斜拉桥为工程背景,基于通用有限元软件ANSYS,建立空间
    杆系模型。计算得到了3种桥型方案在不同状态下的结构刚度,并对比分析了其刚度产生差
    异的原因。采用自主研发桥梁科研分析软件BANSYS,计算分析了不同荷载工况下的车桥耦
    合系统的振动特点;同时考虑风对结构的作用,对不同风速下的风车桥系统进行了计算
    分析。研究所得结论可为方案比选及设计优化等提供依据,为类似桥梁的设计提供参考。
  • 土木工程
  • 刘婷婷,张文首
    . 2011, (1):  95-99. 
    摘要 ( )    PDF ( )     
    结合风洞试验与CFD (Computational Fluid Dynamics) 技术提出了一种新方法。该
    法首先利用CFD确定桥梁表面压力分布及节段模型弹性中心的三分力系数,然后根据风洞试
    验结果采用最小二乘法确定桥梁节点力荷载。该方法克服了CFD模拟得到的三分力系数通
    常与风洞试验结果不符的缺点,给出了确定桥梁节点力荷载的有效途径。
  • 叶红,夏元友,刘笑合,陈杰
    . 2011, (1):  100-103. 
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    针对压力型锚索设计的理论方法是建立在均质岩体的这一假设,考虑到实际工程中风化岩体是非均质且连续的这一特性,结合横观各向同性体在点荷载作用时的应力特征,推导了压力型锚索在风化岩体内的剪应力表达式,并在此基础上建立了压力型锚索锚固长度的设计方法,使修正后的设计方法更加符合实际工程。通过数学回归方法获得了实际工程的物理参数,采用修正后的设计方法进行了算例分析,结果表明修正后的设计方法非常符合实际工程情况。
  • 徐小丽,高峰,周清,陈静
    . 2011, (1):  104-107. 
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    从非平衡热力学角度出发,结合岩石在不同高温作用后的单轴压缩和声发射试
    验,详细阐述了岩石变形破坏过程中的声发射特点,分析了经历不同高温后岩石强度与能量
    耗散和能量释放之间的关系。研究结果表明高温作用后花岗岩声发射曲线大致经历了以下6
    个阶段:初始沉寂段、上升段、前峰值段、高幅持续段、后峰值段、后期沉寂段。声发射曲
    线较好地反映了岩石在整个破坏过程中由稳定态向亚稳定态、临界态、失稳破坏直至新的稳
    定态的发展过程。岩石峰值强度与耗散能呈反比关系,与弹性能呈正比关系,能量耗散使材
    料发生劣化,强度降低。声发射能率与弹性能呈正比关系,与耗散能呈反比关系,弹性能突
    然释放引起岩石的失稳破坏。岩石的破坏是能量耗散与能量释放共同作用的结果。研究结果
    有助于研究高温后受外载岩石微缺陷的演化并最终破裂的过程,对高温后岩体工程起到一定
    的参考作用。
  • 陈琴瑞,王洪江,吴爱祥,翟永刚,张仪,章清涛
    . 2011, (1):  108-112. 
    摘要 ( )    PDF ( )     
    全尾砂膏体料浆的水力坡度是浆体管道输送的关键参数之一。采用自制的L管,结合全尾砂膏体料浆的流态特性来测定其水力坡度,根据水力坡度来计算其流变参数,并用数据证明了膏体料浆的均质流特性。试验结果表明:全尾砂膏体料浆不沉粒径d0>dmax,属均质流;雷诺数Re<2 100,属柱塞流;流变参数为膏体料浆的固有属性,不同管径、不同流速下的水力坡度可根据其流变参数进行计算。
  • 资源与环境工程
  • 葛英勇,李洪强,朱鹏程,余永富
    . 2011, (1):  113-116. 
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    通过N烷基1,3丙二胺与醚胺组合,得到成本相对较低,浮选泡沫量少的药剂组合。单矿物可浮性试验表明:E1、M1、M3有很好的选择性但药剂用量较大,E2、M2有很好的捕收性,选择性稍差,E3具有较好的选择性和捕收性。通过组合药剂研究,寻找到了组合药剂GE651C( M1∶E3=7∶3),降低了药剂成本而性能不受影响。实际铁精矿开路浮选表明:GE651C用量为180 g/t,精矿品位为60.27%,回收率为66.78%。消泡试验表明,GE651C的泡沫少,性脆易消,有利于泡沫产品的后续处理。
  • 张义,夏世斌,张一敏,李红丽,刘淑洁,刘茜
    . 2011, (1):  117-120. 
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    为了进一步提高赤铁矿酸浸含磷废水的除磷效果,利用负载Sr掺杂TiO2薄
    膜的新型陶瓷滤球进行光催化还原协同吸附去除赤铁矿酸浸废水磷酸盐的试验研究,并考察
    了空穴捕获剂种类、甲酸用量、催化剂用量和初始磷浓度等因素对选矿废水磷酸盐光催化
    还原去除性能的影响。结果表明:Sr掺杂TiO2薄膜可光催化还原去除选矿废水中磷酸
    盐;负载TiO2薄膜陶瓷滤球磷酸盐去除率较吸附去除可进一步提高约9.1%;甲酸可作为最

    适的空穴捕获剂;对于初始pH 2.53、磷浓度63.4 mg/L的实际赤铁矿酸浸废水,甲酸和TiO
    2最佳用量分别为60 mmol/L和4 g/L, 磷去除率可达99.95%;酸浸废水磷酸盐光催化还原
    去除符合一级反应动力学方程,反应速率与初始磷浓度成正比。
  • 辛桢凯,龚文琪,胡纯,李育彪,钟乐乐,黄炜
    . 2011, (1):  121-124. 
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    从土壤中选育分离出8株溶磷微生物,研究了不同溶磷微生物对磷酸钙的溶解
    能力,其中菌株XH2对磷酸钙的溶解量最高可达415.69 mg/L。将溶磷微生物应用到高磷鲕状
    赤铁矿的除磷试验中,结果表明,菌株XH3的除磷最高达到79.58%的理想效果,为高磷铁矿石
    的脱磷技术提供了新的选择。
  • 机电工程
  • 董卡卡,蒲华燕,徐振高,陈学东
    . 2011, (1):  125-129. 
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    根据超精密隔振器的内部结构和隔振系统的布置形式,建立了超精密隔振系统的动力学模型,并在此基础上推导出理论频响函数。提出了隔振系统的频响测试方法,根据测试数据的特征值,计算获得了隔振系统动力学参数的初始值。采用参数调整法,使理论频响曲线不断逼进实验频响曲线,从而辨识出隔振系统的动力学参数。实验和误差分析结果验证了动力学模型的有效性和辨识参数的可信性。
  • 田宇忠,刘正林,金勇,彭恩高
    . 2011, (1):  130-133. 
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    为了研究水润滑橡胶尾轴承鸣音产生的机理,在水润滑橡胶尾轴承鸣音台架模拟试验
    的基础上,结合橡胶尾轴承的摩擦特性,对试验结果进行了初步分析总结,揭示了各因素对
    水润滑橡胶尾轴承鸣音临界工况的影响规律。结果表明,水润滑橡胶尾轴承鸣音出现与否,
    主要取决于工作过程中轴承与轴颈的直接接触面积以及摩擦系数速度曲线负斜率。
  • 吴珊,毛旭耀,廖义德,吴德发
    . 2011, (1):  134-138. 
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    介绍了一种具有二级节流口的新型先导式海水液压定压输出减压阀。分析并建立了该阀的稳态数学模型,在数学模型基础上,对其中的次要参数进行合理地简化,进一步得到该阀的稳态响应特性。通过数值分析,得到部分结构参数对阀稳态性能的影响。分析结果不但表明该阀具有良好的稳态特性,也验证了分析过程中简化处理的合理性。
  • 信息与计算机工程
  • 李小甫,余海湖,黄华,张东生
    . 2011, (1):  139-141. 
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    采用光学分析和实验相结合的方法,分析了啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)径向局部
    受压时的双折射现象、啁啾光栅径向局部受压时的光谱变化以及双折射对径向局部受压啁啾
    光栅光谱的影响。对所观察到光谱响应的突出特点进行了定性解释,以获得对光栅局部受压
    特性的真实洞悉。结果表明:受压处反射谱的下沉幅度随着受压载荷的增加而增大。实验结
    果与理论分析一致。
  • 侯者非,杨杰,张雪
    . 2011, (1):  142-145. 
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    提出一种基于包络分析和奇异值比谱的滚动轴承振动故障监测和诊断方法。首先利
    用具有解析带通特性的复Morlet小波来获得信号的包络,然后采用扫频方式检测奇异值比谱
    最大峰值自动提取、增强、重构包络信号中的主周期分量,提取到轴承故障特征。该方法已
    成功地应用到了对滚动轴承故障检测实验,验证了该方法的有效性、可行性。
  • 孙玉芬,刘钢
    . 2011, (1):  146-150. 
    摘要 ( )    PDF ( )     
    基于对头部左右转动时脸部图像上点之间距离变化特性的分析,提出基于SIFT特征的
    单摄像头近距离视频图像序列内头部姿态估计算法。该方法首先在脸部图像上提取SIFT特征
    点,然后对两幅图像进行SIFT特征匹配,基于匹配的特征点之间距离的变化性质判断两幅图
    像内头部的相对转向与转动程度,得到头部姿态估计结果。在人脸库和视频图像上的实验表
    明,该方法使用简单,且具有较高的正确度。