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当期目录

    2011年, 第45卷, 第09期 刊出日期:2011-09-30 上一期    下一期
    金属学与金属工艺
    离心压缩机无叶扩压器的三维失速模型
    沈枫1, 竺晓程1, 杜朝辉1, 陈化2
    2011,45 (09):  1251-1251. 
    摘要 ( 3300 )  
     提出了一种离心压缩机系统内无叶扩压器失速的三维理论模型.该模型采用线性化的三维欧拉方程分析扩压器内的流体不可压缩流动,采用有限差分法和奇异值分裂(SVD)法进行求解,以预测无叶扩压器失速的临界来流角和失速团相对转速.结果表明,在三维情况下,无叶扩压器失速的临界来流角和失速团相对转速除了受到扩压器几何尺寸的影响以外,还受到扩压器入口流体平均径向速度的轴向分布的影响.与二维模型相比,三维模型所得到的预测结果与实验结果更相符.
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    基于CFD的旋流非接触吸盘仿真与优化
    叶骞, 吴琼
    2011,45 (09):  1256-1262. 
    摘要 ( 3373 )  
    采用计算流体动力学(CFD)对一种新型气动悬浮吸盘(非接触旋流吸盘)的性能进行数值模拟,在现有吸盘结构的基础上,提出了改进方案,并对改进方案进行CFD仿真.结果表明,在耗气量变化不大的情况下,改进的吸盘结构的吸力得到了大幅提高.另外,利用正交实验方法设计实验,对非接触旋流吸盘内部导流体参数进行优化,得到了满意的参数.
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    六维并联地震模拟器机构的动力学分析与仿真
    张建政, 高峰, 赵现朝, 马春翔
    2011,45 (09):  1263-1268. 
    摘要 ( 3476 )  
    基于NewtonEuler法对三向六自由度(6PSS)并联地震模拟器进行了动力学分析,分析了地震模拟器运动平台与各构件运动参量之间的关系;考虑重力与惯性力的影响,推导了并联机构杆件和运动平台动力学方程,并消去各构件之间的内力,建立了机构整体动力学方程;基于动力学模型进行动平台各驱动力的数值仿真.结果表明,6-PSS并联机构适用于地震模拟器,所建立的动力学模型能够作为其精确控制的数学模型.
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    球笼式等速万向节圆周间隙分析
    黄钟灵1, 郭常宁1, 石宝枢2
    2011,45 (09):  1269-1274. 
    摘要 ( 4247 )  
     针对球笼式等速万向节的结构与运动形式,建立了椭圆沟道截面圆周间隙的空间立体模型,推导了圆周间隙角θ在任意摆角和转角条件下的计算公式,使用Matlab软件研究了θ随摆角和转角变化的规律.结果表明:θ与椭圆沟道长、短半轴、钢球半径、钢球回转半径、偏心距、摆角以及转角有关,θ的6次波动是导致汽车行驶过程中振动和噪声的主要原因.
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    基于分形接触理论的结合面法向接触参数预估
    尤晋闽, 陈天宁
    2011,45 (09):  1275-1280. 
    摘要 ( 2903 )  
     基于分形接触理论,建立了结合面法向接触参数的分形预估模型,通过粗糙表面材料性能参数、法向载荷及粗糙表面的分形参数来预估法向接触刚度和接触阻尼,并对其变化规律进行数值仿真.结果表明:结合面之间的接触处于弹性变形和与塑性变形共存的状态,且小接触点面积的微凸体发生塑性变形,而大接触点面积的微凸体发生弹性变形;法向接触参数与分形参数之间具有较强的非线性关系;同时,法向接触刚度随法向载荷的增大而逐渐增加,但法向载荷对结合面的法向阻尼特性影响较小;仿真结果中极值点的存在,为结合面接触参数的优化设计提供了依据.
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    基于改进重要度绩效分析法的服务属性决策
    谭远玲, 褚学宁, 张在房
    2011,45 (09):  1281-1287. 
    摘要 ( 2833 )  
    为充分把握顾客评估时的个性化差异及主观不确定性,采用多粒度多语义模糊数表达服务属性绩效值,通过转换函数将其转化为统一的决策信息;考虑到服务属性重要度之间的相互关系对决策结果的影响,采用网络层次分析法确定服务属性重要度,进而形成改进的重要度绩效分析法,以有效确定服务属性改进的优先度;同时,以水平定向钻机的维修服务为实例,验证了所提出的方法的可行性与有效性.结果表明:所提出的改进重要度绩效分析法的分析结果符合客观实际,能够更好地指导企业决策.
     
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    工序网络的拓扑结构与配置性
    闫栋a, 董明b
    2011,45 (09):  1288-1293. 
    摘要 ( 2907 )  
    以实际的汽轮机制造工序网络为研究对象,分析通用的工序对模体形式和网络的拓扑连通性,以揭示工序对的配置规律.基于复杂网络理论,从微观角度揭示工序网络的模体结构,并从宏观角度分析工序网络的度分布特性.结果表明:复杂的工序网络是简单模体类型的多样化拓扑组合,其拓扑连通性具有衰减幂律的无标度特性,只有少数拥有较大度值的工序才具有较多的配置关系;工序网络的拓扑连通性还具有非协调性,且一部分配置关系具有随机性,表现出较弱的配置性,而另一部分具有技术约束性,表现出很强的配置性.所提出的基于非协调性的度相关系数可以评价任意工序对或整条工序链的配置性.
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    多泵/多马达容积调速回路的理论分析
    闻德生, 徐添, 杜孝杰, 郭高峰, 赵超
    2011,45 (09):  1294-1298. 
    摘要 ( 3319 )  
    分析了传统单泵/单马达容积调速回路、单泵/多马达回路以及多泵/多马达回路的原理和特性,提出了由多泵、多马达组成的新型容积调速回路,并与单泵/单马达回路进行比较.结果表明,所提出的多泵/多马达回路可以实现多级恒转矩或多级恒功率的调节,扩大了回路的转速和转矩的调节范围.
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    心智影像中功能联接对设计认知过程的影响
    曹军1, 李发权2, 易树平1
    2011,45 (09):  1299-1303. 
    摘要 ( 2725 )  
     根据语义网络理论,提出心智影像中的功能联接对设计时间、设计质量、设计结果的创新性影响关系的3个理论假设,采用原案分析法对14名机械专业研究生进行可调座椅概念设计认知实验,以验证该假设的正确性,并采用MannWhitney非参数检验法进行统计分析.结果表明,心智影像中知识单元之间的功能联接越多,则设计时间越短,设计质量越高,设计结果越具有创新性,即假设都成立.
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    自动化技术、计算机技术
    基于网格的汽车耐撞性数值分析系统及其应用
    翁依柳, 金先龙
    2011,45 (09):  1304. 
    摘要 ( 2737 )  
    基于网格技术以及数值分析理论,分析了网格应用中间件以及具有4层结构的汽车耐撞性数值分析网格体系结构,结合耐撞性理论,提出了汽车耐撞性协同仿真和分布式耐撞性数据挖掘方法,实现了汽车耐撞性协同仿真应用系统与汽车耐撞性数据挖掘应用系统的融合.同时,结合应用实例,将所提出的方法及系统应用于汽车协同仿真及耐撞性数据挖掘活动中,取得了良好的效果.
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    金属学与金属工艺
    稀土改性碳纳米管复合薄膜制备及其摩擦磨损性能
    孙志永1, 程先华1, 2
    2011,45 (09):  1310-1314. 
    摘要 ( 3684 )  
    利用自组装技术,在玻璃基片表面制备了稀土改性碳纳米管复合薄膜,采用接触角测量仪测量了不同成膜时间下水在薄膜表面的接触角,使用X射线光电子能谱仪分析了薄膜表面稀土元素的化学状态,并运用UMT2MT型摩擦磨损试验机评价了薄膜的摩擦磨损性能.结果表明:稀土改性后的碳纳米管成功地组装到磷酸化后的氨基硅烷薄膜表面而形成碳纳米管复合薄膜;碳纳米管复合薄膜表现出优异的摩擦磨损性能,在给定试验条件下,玻璃基片表面的摩擦系数由0.70降至0.13左右, 并表现出了优异的耐磨性和摩擦稳定性.
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    薄壁盘套类零件的装夹规划算法
    孙习武, 褚学宁, 苏於梁, 陈东萍, 储德新
    2011,45 (09):  1315-1321. 
    摘要 ( 3243 )  
     在定义零件制造模型、装夹和加工操作的基础上,分析了机床类型、刀具接近方向和加工操作顺序约束对装夹的影响,建立了薄壁盘套类零件装夹规划数学模型.根据薄壁盘套类零件分阶段加工特点,将薄壁盘套类零件装夹规划问题分解为粗加工、半精加工和精加工3个子问题,并采用基于规则、聚类和图论的方法确定装夹顺序和每次装夹的加工操作集合,提出了完整的薄壁盘套类零件装夹规划方案.同时,以航空轴套零件为例,验证了所提出方法的可行性与有效性.
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    喷水推进泵空化特征联合分类识别
    段向阳, 王永生, 苏永生
    2011,45 (09):  1322-1326. 
    摘要 ( 3216 )  
     在无空化区、空化Ⅰ区和空化Ⅱ区3种工况条件下,利用安装在实船喷水推进泵检查孔内的水听器和布置在泵壳上的加速度传感器获取喷水推进泵的声压和振动信号.通过二阶导数分析发现,空化前后声压和振动信号的二阶导数均具有显著的差别,空化后声压信号在8~25 kHz、振动信号在3~12 kHz频段上出现了明显的峰值.以该特征频段上二阶导数的峰值序列为基础,构造特征集并进行特征联合分类识别.结果表明:利用特征联合分类识别可以区分无空化区、空化Ⅰ区和空化Ⅱ区的信号,多传感器特征联合分类识别的效果优于单传感器特征联合分类,尤其是基于二阶导数的多传感器特征联合分类识别的效果较为理想.
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    一般工业技术
    选择性激光烧结木塑复合材料的制备工艺及成型机理
    郭艳玲1, 姜凯译1, 于志祥2, 辛宗生1, 曾伟梁1
    2011,45 (09):  1327-1331. 
    摘要 ( 3031 )  
    分析了选择性激光烧结木塑复合材料的成型机理,设计了可用于激光烧结的木塑复合材料配方,并通过试验加以验证.结果表明,所制备的木塑复合材料可以满足激光烧结对原材料的要求,其成型件的形状精度较高,未经后处理的成型件拉伸强度为14 kPa,弯曲强度为475 kPa,冲击强度为567 J/m2.
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    全海深环境下高强度空心玻璃微珠复合材料性能
    颜翚, 葛彤, 赵敏, 陈先, 刘建民
    2011,45 (09):  1332-1335. 
    摘要 ( 2935 )  
    提出一种全海深环境压力模拟试验方法,并研究了不同密度高强度空心玻璃微珠复合材料的性能,探讨全海深环境下静水压力对复合材料吸水性能及尺寸稳定性的影响.结果表明:静水水压对复合材料的吸水性影响显著,静水压力为121 MPa时的复合材料吸水率比111 MPa时增加约1倍;在相同静水压力条件下,复合材料密度较大时的吸水率较低;在不同静水压力条件下,复合材料的尺寸稳定性良好,在111和121 MPa的静水水压下,其最大线尺寸变形率仅为0.51%.
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    脉冲宽度及质量流量对微尺度流动沸腾的影响
    陈钢, 全晓军, 郑平
    2011,45 (09):  1336-1339. 
    摘要 ( 3607 )  
     对通过微机械加工技术制成的微芯片进行微尺度过冷流动沸腾现象的研究,分析了脉冲宽度及质量流量对沸腾起始时间的影响.所用Pt微加热器尺寸为140 μm×100 μm,试验过程选用了6个脉冲宽度(0.05、0.10、0.20、0.60、1.00和2.00 ms)及5种质量流量条件(45、90、135、180和225 kg/(m3·s)),结果表明:脉冲宽度和质量流量对绝对沸腾起始时间影响不大;通过试验数据得到不同脉冲宽度下各个区域的转变关系式,以及对本试验最有效的脉冲宽度为0.20 ms.
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    静水压力下吸声覆盖层的声学性能分析
    陶猛1, 卓琳凯2
    2011,45 (09):  1340-1344. 
    摘要 ( 3231 )  
     基于圆柱型空腔吸声覆盖层的二维解析理论,在只考虑黏弹性圆柱管中最低阶轴对称波的条件下,推导出圆柱管的平均阻抗,将变截面圆柱型空腔腔体单元近似为截面呈阶梯变化的多个圆柱管组合,用传输线组合描述整个腔体单元,以简化吸声覆盖层声学性能参数的计算方法;利用有限元软件分析了静压条件下吸声覆盖层的腔体单元变形,结合简化计算方法分析了静压对吸声覆盖层声学性能的影响.结果表明,静压作用于吸声覆盖层引起了腔体单元厚度减小和空腔半径缩小,使得吸声覆盖层的低频吸声性能变差,且吸声峰值向高频方向偏移.
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    迷宫式密封活塞对GM制冷机性能的影响
    郝熙欢, 巨永林
    2011,45 (09):  1345-1350. 
    摘要 ( 3000 )  
    为了提高10 K温区双级GM制冷机的性能及运行稳定性,设计了一套迷宫式密封活塞,其中活塞和汽缸均采用不锈钢材料,以保证低温下两者具有相同的收缩率.通过实验,对比分析了传统活塞环密封与迷宫式活塞密封对制冷机性能,以及活塞材料和充气压力对迷宫式活塞密封性能的影响.结果表明:当采用不锈钢材料的迷宫式活塞时,其在低温下的密封性能更佳,有利于提高制冷机的制冷量;系统的充气压力对密封性能影响较小,但较高的充气压力可以获得更大的制冷量.
    关键词:
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    浪向角对自升式海洋平台动态放大因子的影响
    黄曌宇1, 2, 唐文勇1, 汪怡2, 王文涛2
    2011,45 (09):  1351-1354. 
    摘要 ( 3148 )  
    以某一自升式海洋平台的船体结构位移作为评价依据,基于海事结构设计分析软件SACS和Stokes 5阶波浪理论,从不同浪向角入手进行了动态放大因子(DAF)的计算,比较了不同浪向角下的DAF,并分析了DAF产生差异的原因.结果表明:不同浪向角下DAF随周期比的变化趋势基本相同;水动力的不同将会导致结构位移和加速度的差异;当水动力的1、2阶谐波产生叠加效应时,DAF值增大.
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    基于主元分析与支持向量机的制冷系统故障诊断方法
    韩华1, 谷波1, 任能2
    2011,45 (09):  1355-1361. 
    摘要 ( 3621 )  
    利用主元分析(PCA)法提取制冷系统特征向量,对典型人工智能方法所建故障诊断模型的性能进行理论研究与应用分析,确定了以支持向量机(SVM)算法为基础的故障诊断模型;针对SVM直接解决多种分类问题的困难,分析了3种多类SVM算法,确定了基于“一对其他(One vs others)”多类SVM算法的故障诊断模型,并提出基于PCA与SVM组合的PCASVM故障诊断模型,同时,利用实验数据加以验证.结果表明:PCASVM模型可将16个原始变量转化为相互独立的主元,并可提取前4个主元用于故障诊断而将正常与故障的模式分离,对故障的诊断率不低于98.57%,优于单纯SVM模型,且PCASVM模型的训练速度比SVM模型快约130~350倍;PCASVM模型对小样本的处理能力优于BP神经网络模型,其诊断正确率较高,训练耗时较少(约1/240).
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    无线电电子学、电信技术
    板级球栅阵列无铅焊点随机振动寿命分析
    王文, 刘芳, 尤明懿, 孟光
    2011,45 (09):  1362-1367. 
    摘要 ( 2910 )  
    进行了4组加速度的功率谱密度(PSD)条件下的焊点疲劳寿命试验,采用比例风险模型(PHM)分析加速度的PSD对焊点寿命的影响,并采用估计所得寿命期望(MTTF),结合Miner准则得到板极无铅焊点随机振动寿命损伤累积模型.结果表明:焊点疲劳寿命试验的结果与PHM估计所得焊点寿命的MTTF及其失效概率密度(PDF)吻合较好;当输入加速度的PSD幅值大于60 m2/s3时,焊点的MTTF值小于1 800 s,表明无铅焊点对随机振动载荷非常敏感.
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    一般工业技术
    制冷空调系统故障检测与诊断中的空气侧换热模型
    康嘉, 韩华, 谷波, 邱峰
    2011,45 (09):  1368-1373. 
    摘要 ( 3220 )  
    对3种常用空气侧换热模型(戈果林换热模型、扰流管束换热模型和J因子换热模型)进行了分析,着重研究其单调性以及在制冷空调系统故障检测与诊断模型中的适用性,设计实验并采用焓差法测量制冷空调系统空气侧的换热系数,与3种空气侧换热模型的计算结果加以比对,并对其结果进行修正.结果表明,修正后的3种换热模型所得结果与其相应的实验结果较吻合.其中:戈果林公式具有非单调性而不适用于仿真模型的计算;J因子换热模型和扰流管束换热模型具有单调性,适用于制冷空调系统故障检测与诊断中的仿真模型计算,且J因子的计算误差最小.
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    R410a制冷剂性能参数的显式快速计算模型Ⅰ. 饱和线方程
    洪迎春, 谷波, 韩华
    2011,45 (09):  1374-1378. 
    摘要 ( 4317 )  
     在Martin-Hou方程的基础上,提出了R410a制冷剂在饱和线的热力学性能参数和传输特性参数的显式快速计算模型.该模型不存在迭代,在保证较高计算精度的同时,可以保证模型的计算速度和稳定性.以热力学性能参数计算软件REFPROP 7的数据源作为原始数据,在饱和线(139.00~343.32 K)范围内,对R410a制冷剂的性能参数进行拟合,并将该模型的计算结果与REFPROP 7数据源进行对比.结果表明:所有快速计算模型的总平均误差均小于1.174%,最大误差小于13.218%;其计算速度比REFPROP 7提高了2~4个数量级.
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    R410a制冷剂性能参数的显式快速计算模型
    Ⅱ. 过 热 区 方 程
    洪迎春, 谷波, 韩华
    2011,45 (09):  1379-1383. 
    摘要 ( 3991 )  
     在Martin-Hou方程的基础上,提出了R410a制冷剂在过热区(压力4~4 355 kPa,过热度0~100 K)的热力学性能参数和传输特性参数的计算模型,以REFPROP 7的数据源作为原始数据,在过热区范围内对R410a制冷剂的热力学性能参数进行拟合,并将该模型的计算结果与REFPROP 7数据源进行对比.结果表明,所提出的显式计算模型的平均误差小于1.24%,最大误差小于14.30%,计算速度比REFPROP 7提高了2~4个数量级.
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    R410a制冷剂性能参数的显式快速计算模型
    Ⅱ. 过 热 区 方 程
    洪迎春, 谷波, 韩华
    2011,45 (09):  1379-1383. 
    摘要 ( 2889 )  
     在Martin-Hou方程的基础上,提出了R410a制冷剂在过热区(压力4~4 355 kPa,过热度0~100 K)的热力学性能参数和传输特性参数的计算模型,以REFPROP 7的数据源作为原始数据,在过热区范围内对R410a制冷剂的热力学性能参数进行拟合,并将该模型的计算结果与REFPROP 7数据源进行对比.结果表明,所提出的显式计算模型的平均误差小于1.24%,最大误差小于14.30%,计算速度比REFPROP 7提高了2~4个数量级.
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    卧式陈列柜风幕热卷吸系数的关联式模型
    余克志1, 丁国良2, 陈天及1
    2011,45 (09):  1384-1388. 
    摘要 ( 3941 )  
    通过无量纲变换,表明陈列柜风幕的热卷吸系数与4个无量纲量有关,即反映风幕送风影响因素的雷诺数、反映环境影响因素的理查逊数、反映风幕结构影响因素的2个无量纲数.在计算流体力学模拟计算结果的基础上,建立了卧式陈列柜风幕热卷吸系数的关联式模型,并将关联式模型计算所得热卷吸系数与其实测值进行对比.结果表明,采用关联式模型计算所得卧式陈列柜风幕的热卷吸系数的可靠性较好,计算结果与相应的实验测试结果之间的最大偏差和平均偏差分别为11.7%和-0.6%.
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    能源与动力工程
    CaCl2-BaCl2-NH3二级吸附式制冷系统及其制冷性能与仿真
    王健, 胡远扬, 王丽伟, 王如竹
    2011,45 (09):  1389-1394. 
    摘要 ( 3603 )  
    在低于100 °C热源、高于30 °C冷凝温度的条件下,为了获得-15 °C的冷冻工况,采用二级解吸过程设计了氯化钙/氯化钡吸附氨的吸附制冷系统,并对氯化钙/氯化钡工质对的吸附性能参数进行测试,由其性能数据拟合而得到吸附与解吸曲线、耦合吸附与解吸方程和传热方程,并建立系统模型进行仿真.结果表明,该系统可以利用85 °C的低温热源,在30 °C的冷凝温度条件下获得-15 °C的制冷温度,并达到2.62 kW的制冷功率.
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    水利工程
    阀体后90°圆形弯管内部流场PIV分析
    谢龙1, 靳思宇1, 2, 于建国1, 王玉璋1
    2011,45 (09):  1395-1399. 
    摘要 ( 4050 )  
    利用激光粒子图像速度场测试技术对阀体后90°圆截面弯管的内部流场进行测量,分别在不同阀体开度和流速工况下,获取了弯管内大量高分辨率瞬态速度场数据,并对其进行统计分析,以获取相关流场特征,包括时均速度场、流线图谱及涡量场等.结果表明:阀体后弯管流场存在明显的高速区和低速区,并在特定工况下产生涡流;流场特性随着阀门开度、流速以及截面位置的不同而产生较大的变化.
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    无排放加注影响因素的试验研究
    王彩莉, 邓冬, 李阳, 汪荣顺
    2011,45 (09):  1400-1405. 
    摘要 ( 3463 )  
    通过搭建低温液体无排放加注试验台,定量控制进液温度、进液流量、初始壁面温度、加注结构和加注高度5个影响因素,并分析了其对加注特性参数(压力、最终充满率和加注时间)的影响规律.结果表明:进液温度、初始壁面温度对接收容器内压力产生正面影响;进液流量影响加注时间,而加注高度和加注结构对无排放加注产生综合影响.
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    化学工程
    纳米颗粒填充聚四氟乙烯基复合材料的分散性表征
    何春霞, 陆德荣, 肖声明
    2011,45 (09):  1411-1415. 
    摘要 ( 3863 )  
    对纳米Si3N4、AlN和SiC颗粒填充聚四氟乙烯(PTFE)基复合材料表面形貌的扫描电子显微镜(SEM)图像进行处理与分割,利用颗粒分散度方法表征分割图像中纳米颗粒的团聚程度和分散性.结果表明:在3种纳米颗粒填充PTFE基复合材料中,纳米SiC的分散性最佳,纳米AlN的分散性最差;当纳米Si3N4和SiC的质量分数为7%、纳米AlN的质量分数为5%时,PTFE基复合材料的分散性较好;经钛酸酯偶联剂处理后,可使纳米Si3N4和SiC在PTFE基复合材料中的分散性提高,但会使纳米AlN在PTFE基复合材料中的分散性下降.
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    其他
    研究型大学在国家科技奖励申报过程中存在的问题与建议
    何先美
    2011,45 (09):  1416-1419. 
    摘要 ( 3229 )  
    分析了研究型大学在国家科技成果奖励申报过程中存在的认识上偏差、行为上失范等问题,并提出了几点建议.指出研究型大学应加强国家科技奖申报的规范性,大力倡导学术追求,加强过程管理,杜绝学术不端行为.
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    高校闭环全生命周期科研创新管理模式研究
    戴智华a,b
    2011,45 (09):  1420-1424. 
    摘要 ( 3683 )  
    高校科研项目管理与产品全生命周期管理的原理和流程类似,而闭环产品全生命周期管理具有较好的组织竞争优势.通过对高校现行传统科研管理模式中存在的问题进行分析,描述了在高校科研管理中,设计闭环全生命周期科研创新管理模式的思路和过程,通过近10所“985”高校的实践表明,这种科研创新管理模式可以提高科研管理绩效,值得在其他高校中推广.
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    水利工程
    基于AMESIM软件的流量控制装置仿真
    王承禹1, 2, 常汉宝1, 洪哲2, 徐海成1
    2011,45 (09):  14006-1410. 
    摘要 ( 3936 )  
    介绍了一种用于柴油机共轨系统的新型高压泵流量控制装置,运用AMESIM软件建立了流量控制装置的仿真模型,并对其工作过程进行仿真分析.结果表明,所设计的流量控制装置能够改变共轨压力并满足使用要求.
     
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