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2016, 37(3):213-219. DOI: 10.7535/hbkd.2016yx03001
摘要:为研究随机载荷作用下结构剩余寿命的变化规律,首先从载荷作用的统计学意义出发,根据顺序统计量(最大顺序统计量和最小顺序统计量)的性质,得到最大应力与最小应力的联合概率分布函数;然后以广义σ-N曲面方程为基础,考虑载荷作用次数对疲劳寿命的影响,建立了最小应力、最大应力和剩余寿命之间的关系式,即σmin(n)- σmax(n)-Nr(n)曲面模型;最后通过具体工程实例对所建模型的有效性进行了验证和分析。结果表明:该模型能够有效反映最大应力和最小应力共同影响下结构剩余寿命随载荷作用次数的变化规律,为结构的寿命预测及可靠性评估提供了理论依据。
2016, 37(3):220-229. DOI: 10.7535/hbkd.2016yx03002
摘要:软件接收机凭借其良好的通用性、灵活性及较好的定位性能已成为卫星定位接收机领域的一个研究热点。系统阐述了软件接收机的结构特点及国内外研究现状,对比分析了基于PC,DSP(digital signal processor),FPGA(field programmable gate array)以及FPGA+DSP平台的软件接收机的结构和性能,指出基于FPGA+DSP,DSP的实现方式更利于发挥软件接收机的优点,可使软件接收机真正走向实用化,最后给出了软件接收机技术未来的发展方向和其在无人驾驶技术中的应用前景,为软件接收机的研究和应用提供理论参考。
2016, 37(3):230-237. DOI: 10.7535/hbkd.2016yx03003
摘要:目前对静压支承动静态特性的研究依赖于所采用的节流器形式和结构形式,主要集中在静压轴承(径向轴承和推力轴承)的油腔形状、轴承结构、轴承表面粗糙度、润滑介质和轴承弹性变形的影响,对于静压支承热效应的影响及静压导轨动静特性的研究涉及较少。对静压支承运动误差的研究大都是从运动件静力平衡出发,未考虑运动速度和结构变形对运动误差的影响。最后,从静压支承的标准化、模块化和产业化研究,静压支承的热效应研究,静压导轨的动静特性研究以及服役态下静压支承运动误差研究等方面提出研究展望。
2016, 37(3):238-244. DOI: 10.7535/hbkd.2016yx03004
摘要:为了提高ZnO的光催化性能,采用浸渍法制备环化聚丙烯腈(CPAN)修饰ZnO纳米复合微粒。通过X射线衍射法(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段,对ZnO/CPAN纳米复合微粒及ZnO纳米微粒的粒径、晶型及结构进行了表征。利用甲基橙为模型污染物,紫外灯为光源,研究了ZnO/CPAN的紫外光催化性能。光催化实验结果表明,CPAN修饰ZnO可以显著提高其紫外光催化活性,ZnO/CPAN质量比为1 000︰1、热处理温度为150 ℃、热处理时间为30 min时,光催化活性最强。
2016, 37(3):245-248. DOI: 10.7535/hbkd.2016yx03005
摘要:为改进抗肿瘤药物P005091(1-(5-((2,3-二氯苯基)硫基)-4-硝基-2-噻酚基)-乙酮)的合成方法,以2-氯噻吩为起始原料,乙酰氯为酰化试剂,三氯化铝为催化剂,在2-氯噻吩的5位引入乙酰基,得到2-乙酰基-5-氯噻吩(化合物2),收率为91%;再以浓硫酸为溶剂,以混酸为硝化试剂,与化合物2发生硝化反应得到5-乙酰基-2-氯-3-硝基噻酚(化合物3),收率为64%;再将化合物3与2,3-二氯苯硫酚在N,N-二甲基甲酰胺溶液中及碳酸钾的作用下发生硫醚化反应得到目标产物P005091,收率为76%。目标化合物的结构经熔点(mp)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、核磁共振碳谱(13C-NMR)和质谱(MS)确证,总收率为44%。该合成路线成本低廉,操作简单,与原文献方法相比,避免使用毒性较大的试剂,反应条件更为温和,在保证产品纯度的前提下,收率有了一定的提高。
2016, 37(3):249-254. DOI: 10.7535/hbkd.2016yx03006
摘要:针对三元复合驱由于存在色谱分离现象而改变了体系原有性质的问题,利用实验室优选超低界面张力的三元复合体系进行填砂管流动实验,展开色谱分离对三元复合体系界面张力影响的研究。以“突破时间”和“产出时差”两个参数描述色谱分离程度,测定每次出口端采出液120 min时的界面张力。研究表明:复合体系中的三种化学剂间存在色谱分离现象,聚合物最早突破,表面活性剂最后突破;表面活性剂与聚合物之间的色谱分离程度最明显,聚合物与碱之间的色谱分离程度最小;色谱分离使三元复合体系界面张力由10-3数量级增加到10-2数量级,影响了三元复合体系的驱油效果,因此降低表面活性剂在地层中的损失将成为降低色谱分离程度的主要措施。采用槐糖脂作为牺牲剂代替部分表面活性剂放在三元复合体系前注入地层,可以有效降低色谱分离的影响,更有效地提高最终采收率。
2016, 37(3):255-261. DOI: 10.7535/hbkd.2016yx03007
摘要:为了更有效地控制燃煤烟气中NO的排放,通过模拟工业锅炉燃煤烟气,在固定床反应器中进行脱硝反应,研究了煤焦种类、反应条件、烟气成分等因素对NO转化率的影响。结果表明:在所考察的3种煤焦中,工业兰炭适合作为实验煤焦,其粒径为0.6~10 mm较为适宜;随着温度的增加,NO转化率逐渐增加,在温度为700 ℃、空速为10 000 h-1的条件下,NO转化率可达99%;随着空速的增加,NO转化率逐渐减少,但在700 ℃时空速变化对NO转化率没有影响;在无氧条件下,NO浓度变化对NO转化率没有影响;相同温度下,有氧存在时NO转化率较无氧时NO转化率高,O2浓度达4%(体积分数)时NO转化率最高;在有氧条件下,SO2和CO2的浓度变化对NO转化率没有影响。
2016, 37(3):294-301. DOI: 10.7535/hbkd.2016yx03013
摘要:为了保证国电沈阳北部污水处理厂的运行效果,基于三维荧光光谱技术,结合荧光区域积分及物料平衡计算,考察了中试改良A2O工艺中溶解性有机物的降解规律。结果表明,改良A2O工艺进水中的荧光物质主要以类蛋白物质为主,并含有少量的类富里酸物质。经荧光区域积分分析,改良A2O工艺对荧光区域Ⅰ,Ⅱ,Ⅳ标准积分体积的去除率分别为81.5%,54.0%和63.4%,而荧光区域Ⅲ,Ⅴ的标准积分体积去除率相对较小,分别为30.2%和27.8%。物料平衡计算表明,预缺氧区和厌氧区主要对荧光区域Ⅰ,Ⅳ所代表的物质有去除效果;缺氧区对荧光区域Ⅰ所代表的物质有去除效果;而好氧区则对各荧光区域所代表的物质均有去除效果。此外,荧光区域Ⅳ的标准积分体积与溶解性化学需氧量(SCOD)具有良好的线性相关性,其相关性系数为0.991 1,荧光区域Ⅳ的变化最能有效代表改良A2O系统中SCOD的变化趋势。
李再兴,高 妍,钟为章,李贵霞,刘 春,郭嘉运,王勇军,杨永会
2016, 37(3):302-308. DOI: 10.7535/hbkd.2016yx03014
摘要:为了提高菌渣厌氧消化生产沼气的效率,最终实现菌渣的资源化和减量化,采用超声/碱预处理方法处理青霉素菌渣,考察了pH值、超声声能密度、含水率和反应时间对预处理效果的影响,并通过生化产甲烷潜力(BMP)试验考察了菌渣的可生化性。正交试验结果表明:超声/碱预处理可强化菌渣破壁效果,促进胞内有机物溶出,其最佳预处理条件:pH值为10,声能密度为20 W/mL,含水率为97%,反应时间为5 min,COD溶出率最高能达到84.69%,是单独超声预处理的208倍。BMP试验表明,预处理各因素对菌渣沼气产率的影响程度为含水率>声能密度>反应时间>pH值。按照甲烷产率确定最佳预处理条件:pH值为9,声能密度为0.5 W/mL,含水率为96%,反应时间为30 min,其甲烷产率最高可达335 mL/g,是未处理菌渣甲烷产率的2.2倍。
2016, 37(3):309-314. DOI: 10.7535/hbkd.2016yx03015
摘要:为了进一步提高微生物燃料电池的运行性能,提高硝酸盐降解率及改善电能输出情况,以城镇污水处理厂二沉池污泥为接种源,硝酸钠为电子受体运行典型单室空气阴极微生物燃料电池(MFC)。以1 g/L无水乙酸钠、50 mmol/L磷酸盐缓冲液为模拟废水成功启动MFC,运行稳定后,通过碳源、碳氮比(C/N)、硝酸盐浓度、温度4个因素来优化MFC运行性能。实验结果表明:在温度为30 ℃、无水乙酸钠为碳源、C/N=5∶1、硝酸盐质量浓度为200 mg/L时MFC运行性能最佳,硝酸盐去除率均可达到90%以上,最大电压可达到0.462 V。最佳状态下经6个周期运行,MFC最高电压为0.62 V,功率密度高达4.53 W/m2;交流阻抗分析最佳运行状态下MFC内阻为130 Ω,扫描电镜观察到电极表面微生物种类及数量均明显增多。研究证明MFC可以作为含硝酸盐废水产能净化的有效技术。
2016, 37(3):262-267. DOI: 10.7535/hbkd.2016yx03008
摘要:图像预处理是数字图像处理领域的重要部分,也是冷轧带钢表面缺陷图像检测的前提。复杂的现场环境及光学系统的失真等因素可导致图像降质,进而直接影响后续图像的特征提取及分类。针对这些问题,采取自适应中值滤波与同态滤波相结合的方法对图像进行预处理,利用自适应中值滤波实现图像去噪,高斯同态滤波较稳定地去除图像不均匀问题;将未经预处理与经过预处理后的图像及图像特征进行分析与比较,结果表明,微处理较大地改善了图像质量。
2016, 37(3):268-274. DOI: 10.7535/hbkd.2016yx03009
摘要:提出了一种基于U模型的混沌系统Super-Twisting同步控制方法,对混沌系统的混沌控制进行了描述,结合混沌系统的研究现状和非线性系统设计中的一些成果,提出了混沌控制与同步的一些新方法,设计出相应的控制器实现有限时间混沌同步控制。针对Lorenz 系统和Chen系统进行了数值仿真,仿真结果证明了所给方法的有效性。
2016, 37(3):275-282. DOI: 10.7535/hbkd.2016yx03010
摘要:铁塔加工过程中需要对角钢进行夹紧、冲孔、剪切等操作,不同材质的角钢加工时会发出不同的声音,因此提出利用声音信号检测Q235和Q345两种常用角钢材质。利用传感器和采集仪搭建试验系统,采集声音信号的连续波形,并提取单个冲孔周期声音信号的波形作为后续判别的依据。针对单个周期的声音信号,提取美尔频率倒谱参数(MFCC)作为特征参数,并利用动态时间规整(DTW)方法计算待测模板与Q235和Q345两种标准模板之间的距离,距离小者判定为该种角钢材质。试验分别采集了4种型号角钢的2组样本,验证了上述方法识别材质的有效性。
2016, 37(3):283-287. DOI: 10.7535/hbkd.2016yx03011
摘要:为预测组合荷载作用下平板锚的承载力,假设锚-土之间不脱离,在ABAQUS下建立了法向力、切向力和弯矩共同作用的平板锚运动变形数值模型。与极限理论解对比,证明了上述数值模型的正确,并利用其计算了法向力、切向力和弯矩组合荷载作用下板锚的极限承载力,利用Murff模型拟合了组合荷载作用下板锚的极限承载力包络面。结果表明,Murff模型能较好地拟合组合荷载作用下板锚的极限承载力包络面。
2016, 37(3):288-293. DOI: 10.7535/hbkd.2016yx03012
摘要:为研究加强肋结构参数对塑料井盖力学性能的影响,根据弹性力学理论,采用有限元方法对带肋塑料井盖受力情况进行了模拟分析,通过使用Abaqus软件对拥有不同加强肋结构参数的塑料井盖进行受力模拟,分析加强肋结构参数与塑料井盖力学性能的关系。模拟结果表明:提高肋高(h)或肋宽(b)都可以提高塑料井盖的刚度,改善其受力性能;在h<80 mm时,提高肋高(h)对增强塑料井盖刚度,改善其受力性能作用显著,而提高肋宽(b)的作用不明显,随着h的增大,提高肋高(h)所起到的作用减弱,相对的提高肋宽(b)所起到的作用增强,当h>160 mm时,提高肋高(h)所起到的作用极小,而提高肋宽(b)所起到的作用要高于提高肋高(h)所起到的作用;加强肋的最大应力高于面板的最大应力,其差值随塑料井盖受力性能的改善而减小。