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当期目录

    2017年, 第51卷, 第11期 刊出日期:2017-11-30 上一期    下一期
    兵器工业
    690合金在压水堆环境中的腐蚀疲劳裂纹扩展行为
    陈凯,杜东海,张乐福
    2017,51 (11):  1281-1286.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.001
    摘要 ( 630 )  
    在模拟压水堆一回路环境下测得690合金的腐蚀疲劳裂纹扩展速率,腐蚀对疲劳裂纹扩展有促进作用.采用时域分析方法分析讨论了相关载荷参数(载荷比R,频率f,应力强度因子幅值ΔK)对腐蚀疲劳裂纹扩展的影响.试验结果采用FA(FordAndresen)模型和ANL(Argonne National Lab)经验公式进行拟合,试验值与预测值吻合较好.断口微观形貌表明,空气中的疲劳断口为穿晶断裂;高温水下的疲劳断口同时出现穿晶和沿晶特征,与FA模型的机制解释吻合.
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    重檐歇山顶中国古建筑风压与风场数值模拟分析
    汪汛a,周岱a,b,c,李煜a,毛璐璐a,王子通a,向升a
    2017,51 (11):  1287-1296.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.002
    摘要 ( 658 )  
    运用ANSYS Fluent软件并引入Renormalizationgroup k-ε湍流模型,以北京天安门城楼复杂形体为对象,数值计算分析重檐歇山顶式古建筑的风压与风场特性,揭示了不同风向角下建筑风压与风场的变化规律,开展了城楼城台封闭和城台开敞、曲面斜坡屋面和直线斜坡屋面等对建筑风压和风场的影响.研究表明,风向角对建筑屋面和重檐风压分布影响显著;城台开敞可降低建筑周围整体气流流速,减小屋面和重檐的负风压;直线斜坡可降低屋面与重檐处气流速度,但将增大重檐间区域的气流速度.给出了无周边遮挡建筑物情况下重檐歇山顶古建筑的风荷载体型系数,可为此类古建筑的抗风设计提供技术参考.
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    防松帽搭接焊缝力学性能及分区建模方法
    金雪,朱平,李晗,王庆
    2017,51 (11):  1297-1303.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.003
    摘要 ( 748 )  
    为了建立精细有限元模型,提高焊缝疲劳寿命仿真预测精度,需准确获取焊缝区的组织及材料力学性能分布.通过金相试验得到了焊缝区域组织分布,结合硬度试验和经验公式获取了焊缝微小区域组织应力应变曲线参数.根据试验结果分析提出一种焊缝分区建模方法,并利用准静态拉伸试验验证了该方法的正确性,为进一步分析焊缝区域失效机制以及预测疲劳寿命奠定了基础.
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    铝合金封头旋压成形变厚度毛坯设计方法
    宋金龙,赵亦希,于忠奇,孔庆帅
    2017,51 (11):  1304-1311.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.004
    摘要 ( 754 )  
    基于Abaqus/Explicit平台所建立的封头多道次旋压仿真模型,研究旋压成形过程中初始板坯坯料与旋压成形构件的几何映射关系,提出了基于普旋减薄率和基于剪旋正弦规律的2种变厚度板坯设计方法,以改善旋压成形中的壁厚不均匀现象.结果表明:变厚度板坯能够沿径向合理地预分配材料,明显地改善成形构件壁厚均匀性,其中以剪旋设计的变厚板最优,但是变厚度板坯成形旋压力也较大.利用所提出剪旋正弦规律的变厚度板坯设计方法完成了铝合金球形封头的旋压成形实验,获得了具有较好成形精度的旋压构件.
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    旋压法兰起皱预测
    万旭敏,赵亦希,孔庆帅,于忠奇
    2017,51 (11):  1312-1319.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.005
    摘要 ( 810 )  
    针对金属薄板在普旋成形时易出现法兰起皱失效的问题,开展了铝合金封头普旋成形的有限元仿真及实验研究,分析旋压法兰边的弹性应变能及其增量与起皱失稳之间的关系,提出了铝合金材料的起皱判据.结果表明:在金属薄板普旋成形过程中,旋轮给坯料施加的变形力导致了法兰边的弹性应变能增加和振荡.由于弹性应变能增量幅值的增加,法兰边和旋轮作用区围成的扇形区域中出现了不稳定区域,故产生失稳起皱.基于Drucker公设提出了法兰起皱的判据,并建立了计算流程.通过普旋实验的验证可知,该判据能较准确地预测旋压成形时法兰边的起皱缺陷.
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    硼钢热冲压产品的力学性能预测模型及U型件验证
    丁亚男,谭淑霖,韩先洪,崔振山
    2017,51 (11):  1320-1327.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.006
    摘要 ( 675 )  
    针对热冲压成形过程,建立了硼钢微观组织和产品性能预测的模型,分别采用Li模型和K-M模型模拟热冲压过程中的扩散和非扩散型相变;在此基础上,分别采用硬度混合法则、强度经验公式和两相混合表象模型预测最终产品的硬度、强度和延伸率.将上述模型在有限元软件平台 LS-DYNA 上集成,并模拟了一个U型件的热冲压成形过程.通过U型件的组织含量和力学性能测量值与模拟值对比,证实了所建热冲压产品性能预测模型具有较好的准确性和可靠性.
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    多道次非轴对称旋压成形轨迹参数化设计方法
    黄岩,陆彬,陈军
    2017,51 (11):  1328-1333.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.007
    摘要 ( 626 )  
    提出了一种针对一般直边圆弧形截面零件的多道次非轴对称旋压旋轮运动轨迹生成方法.在小变形量普通旋压的平面应变模式的前提之下,运用体积不变原理,分析了一般多边圆弧形非轴对称旋压件的应变分布规律.通过合理的分配每个道次的变形量,生成每个道次的轨迹点集.使用心轴旋轮独立运动的非轴对称旋压成形装置,加工三直角边圆角形横截面旋压件,并对成形后零件的厚度分布、回弹情况进行测量,验证了这种道次生成方法的可行性,为数字化非轴对称旋压成形技术提供了一种新思路.
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    不同硬化模型对第3代超高强度钢板冲压回弹预测的比较
    晏佳伟,胡启,王振振,陈军
    2017,51 (11):  1334-1339.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.008
    摘要 ( 681 )  
    针对第3代高强度钢(QP钢)冲压过程中因回弹严重、回弹预测困难而导致的修模时间长、修模成本高等问题,采用了Swift各向同性硬化模型以及NSK模型、Y-U模型和Chaboche模型等先进的硬化模型对QP980钢的冲压回弹进行了预测.用含有上述4种模型的LS-DYNA软件进行预测,并将结果与实际结果比较分析,发现Y-U模型能较好地预测QP钢冲压回弹.由此可以有效地辅助模具设计,减少修模次数,降低修模成本.
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    T形管液压成形自适应径向基函数优化设计
    宋学伟,马玲玲,黄天仑,刘敏
    2017,51 (11):  1340-1347.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.009
    摘要 ( 613 )  
    讨论T形管液压成形加载路径代理模型优化的设计.采用径向基函数(RBF)模型,引入自适应优化算法,通过逐步向静态RBF模型样本库中增加样本点的方法,提升最优点附近局部近似计算精度,进而提升全局精度并获得最优解.该方法兼顾了优化效率与计算精度.首先通过数值算例证明此方法应用于全局优化的有效性;然后,以管件与中间冲头接触面积最大为优化目标,以最大减薄率小于对标实验值、成形高度大于对标实验值为约束条件,通过拉丁方试验设计抽取一定数量的样本点并调用实际分析模型构建T形管液压成形加载路径优化自适应RBF模型,开展载荷路径优化设计.结果表明,在最小厚度与成形高度不变的情况下,T形管与中间冲头的接触面积较对标实验值提高了71.912%.
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    16Mn钢摩擦螺柱焊接头的微观组织与局部腐蚀
    顾艳红1,马慧娟1,高辉1,车俊铁1,焦向东1,田路1,2
    2017,51 (11):  1348-1354.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.010
    摘要 ( 574 )  
    为了研究16Mn钢水下摩擦螺柱焊接头的微观组织及微区电化学腐蚀行为,采用扫描振动参比电极技术(SVET)和局部电化学阻抗谱(LEIS)对摩擦螺柱焊接头处不同区域的腐蚀电流密度及电化学阻抗进行了测试分析;采用金相显微镜和扫描电子显微镜观察了焊接接头腐蚀前后的金相组织和微观形貌;采用X射线应力测定仪测定了焊件不同区域的残余应力.结果表明:16Mn钢摩擦螺柱焊接件在焊缝区晶粒最为细小,组织最为致密;另外,焊件上的残余应力均呈现为压应力,且在焊缝处的压应力最小(-96MPa);SVET和LEIS试验结果表明,焊缝处的腐蚀电流密度最小,约为0.3霢/cm2,局部阻抗值最大,约为169k?.这说明在焊件接头各区域中,焊缝处的耐腐蚀性最好,原因可能是焊缝区的微观组织比较致密,并且残余应力较小.
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    高效磨削用热管砂轮传热性能试验研究
    赫青山1,傅玉灿2,崔仲鸣1,陈佳佳2
    2017,51 (11):  1355-1360.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.011
    摘要 ( 740 )  
    针对高强韧性难加工材料因磨削高温导致加工效率低、工件表面易出现热损伤的问题,提出了利用热管技术提高砂轮自身传热能力以增强对磨削弧区的换热效果,进而实现降低磨削温度的新方法.在此基础上,基于热管砂轮的结构与传热原理,设计并建立了一套用于测试热管砂轮传热性能的试验装置和方法,分析了砂轮速度、工质属性、热端热流输入强度、冷端散热条件和液膜厚度各因素对热管砂轮传热能力以及传热启动特性的影响规律.试验结果表明,热管砂轮能够显著增强对磨削弧区的换热效果,此外,该装置和方法可准确评估各因素对热管砂轮传热性能的影响,且适于预测热管砂轮的传热能力.
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    主客体结构微球的流式免疫荧光检测的方法
    吴志民,徐宏,古宏晨
    2017,51 (11):  1361-1366.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.012
    摘要 ( 703 )  
    采用纳米氧化硅客体子球和聚苯乙烯磁性主体母球设计并制备了一种新型的主客体组装结构复合微球,将抗人绒毛膜促性腺激素(hCG)抗体化学固载于组装微球表面,在流式免疫荧光检测平台中研究其免疫检测性能,并与传统的酶联免疫(ELISA)检测方法进行了比较.结果表明,主客体组装结构微球在流式免疫荧光检测中具有优异的检测性能,在微球用量极低的情况下仍然具有非常好的检测线性和检测重复性,并且空白限较传统的ELISA方法降低了6/7.
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    集装箱堆场箱位分配及多场桥调度协同优化问题
    范厚明,马梦知,姚茜,郭振峰
    2017,51 (11):  1367-1373.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.013
    摘要 ( 1035 )  
    为提高集装箱码头堆场作业效率和降低运营成本,对堆场箱位分配及多场桥调度协同优化问题进行了研究.采用分区域平衡策划方法进行场地策划,考虑场桥间安全距离和场桥作业量均衡,以场桥移动成本和空闲成本之和最小为目标,建立集装箱堆场箱位分配及多场桥调度协同优化模型.为增强遗传算法的全局搜索能力,将模拟退火思想引入到遗传算法进化过程中,设计模拟退火遗传算法进行求解.通过数值实验验证了算法的有效性,并针对箱区不同规模的出口箱量进行实验分析,结果表明分区域平衡策划方法可以更好地解决箱位分配及多场桥调度协同优化问题.
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    基于混合模糊多属性决策的复杂产品模块划分方案评价
    李玉鹏1,连晓振1,卢成1,褚学宁2
    2017,51 (11):  1374-1382.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.014
    摘要 ( 700 )  
    针对复杂产品的模块划分难以获得唯一方案问题,提出了一种基于混合模糊多属性决策理论的复杂产品模块划分方案评价方法.根据指标特性,分别运用区间数、三角模糊数、直觉模糊数和区间直觉模糊数对指标进行合理赋值;采用模糊层次分析法确定指标权重;基于逼近理想解(TOPSIS)排序框架计算备选方案到正、负理想解距离,根据综合相对贴进度进行方案排序.并以某品牌汽车发动机的模块划分方案为例,验证方法的有效性.
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    某重型燃气轮机NOx排放性能反应动力学数值计算
    刘爱虢1,朱悦1,陈保东1,曾文1,翁一武2,刘凯1,王成军1
    2017,51 (11):  1383-1390.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.015
    摘要 ( 614 )  
    借助耦合CH4反应动力学模型与计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)计算软件,对某重型燃气轮机燃烧室单个火焰筒的燃烧过程进行了研究,分析了导致NOx排放超标的原因,调整了不同燃烧区的燃料分配,分析了燃料分配对NOx排放的影响.结果表明,导致NOx排放超标的原因为环形区、均匀区燃料/空气混合的不均匀性和值班区、均匀区燃料流量过大导致的局部温度过高;将值班区燃料和均匀区燃料的体积流量比例分别调整为4%和30%,会导致主燃烧区温度升高,NOx排放由标准状态141.7mg/m3升高至175.5mg/m3;将值班区燃料和均匀区燃料比例分别调整为2%和26%,会降低主燃烧区温度,使NOx排放降低至119.5mg/m3,其中66.3mg/m3来自于环形区.单纯地进行燃料调节,不能满足NOx排放要求,还需要对环形区和均匀区结构进行调整,以增加混合的均匀性.
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    一种基于积累一致性测量的在线状态预测算法
    张伟,许爱强,高明哲
    2017,51 (11):  1391-1398.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.016
    摘要 ( 710 )  
    针对核极限学习机(Extreme Learning Machine with Kernel, KELM)在线应用过程中,核矩阵膨胀,导致算法复杂性不断上升,且难以跟踪系统时变特征的问题,以滑动时间窗为基本建模策略,提出了一种新的KELM在线稀疏学习算法.在前向与后向稀疏化过程中,基于提出的构造与修剪策略,通过在线最小化字典的积累一致性,可选择一组具有预定规模的关键节点.在增样学习与减样学习过程中,基于节点选择结果,利用矩阵的初等变换与分块矩阵求逆公式,模型参数能被在线递推更新.提出的算法被用于混沌时间序列预测与音频放大器状态预测.实验结果表明:相比于4种流形的在线序贯ELM算法,提出的方法在花费相似的测试时间的条件下,能够显著提升预测精度,且具有较好的稳定性.
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    沙粒粒径与含量对喷嘴空化的影响
    赵伟国1,2,韩向东1,2,盛建萍3,潘绪伟1,2
    2017,51 (11):  1399-1404.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.017
    摘要 ( 624 )  
    为了研究沙粒粒径与含量对空化的影响,通过模拟清水介质下的空化流动,并与实验结果对比,验证算法的可靠性.通过计算含沙水流条件下的空化流动,揭示粒径与含量对空化影响的规律.研究结果表明:沙粒促进空化发展时,体积分数为0.9的空泡较清水介质下的大;沙粒抑制空化发展时,空泡较清水介质下的小.随粒径增加,促进空化发展的含沙量范围逐渐减小,抑制空化发展的含沙量范围逐渐增大,表明粒径与含量共同影响空化的发展.沙粒对空化发展的影响与空化核子、滑移速度、黏滞性和粗糙度等因素有关.
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    一类数的分解在算术级数中的分布
    冯彬1,2,刘双3
    2017,51 (11):  1405-1408.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.11.018
    摘要 ( 512 )  
    研究了一类数的分解在算术级数中的分布问题,利用Selberg-Delange方法和Perron公式得到了一个精确的渐近公式,该结果是无条件的.
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