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魏 彬 , BUCHER I , ATHERTON M , STOLASKI T A
2017, 38(4):313-319. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx04001
摘要:为了避免在传送过程中传送带与精密元件之间的摩擦损伤,设计了一种紧凑型非接触超声传送平台,对其可行性进行理论研究和实验验证。通过ANSYS动力学分析建立对称模型,模拟传送平台的模态和传送平台中心点的谐响应振型,结果显示,不同波数条件传送平台呈现出纯弯曲或混合波驱动状态。对所设计的紧凑型传送平台原型进行扫频实验,验证了超声传送过程的可行性以及悬浮频带和振型。理论及实验结果表明,根据不同使用条件,需要对驱动平台进行模态及承载能力的优化设计。研究成果可为超声悬浮平台模态振型和带宽的设计提供参考。
2017, 38(4):320-324. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx04002
摘要:针对典型航空材料TC11钛合金的拉伸性能,采用准静态拉伸实验对不同应变率条件下的TC11钛合金的应力-应变关系进行了研究,利用扫描电镜分析了其拉伸断口形貌。实验结果表明:TC11钛合金具有一定的应变率敏感性,抗拉强度和屈服强度均会受到应变率的影响;准静态拉伸时TC11钛合金试样出现了颈缩现象,试样截面形状为杯锥状,试样断口存在光滑的剪切唇区和灰色的纤维区,其断裂属于韧性断裂,但是其韧性较差;TC11钛合金拉伸断口形貌主要为大小不一的韧窝,随着应变率的增大,试样拉伸断口韧窝的大小和深度均变小,同时出现了少量的撕裂棱和准解理面,试样的断裂机制为以韧性断裂为主和伴有准解理断裂。因此,在准静态拉伸条件下,TC11钛合金的力学行为与应变率有关。
2017, 38(4):325-334. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx04003
摘要:介绍了自然界中几种较为典型的非光滑结构表面生物,阐明了合理表面微结构可以改变近壁区湍流结构的规律,针对表面微结构的类型、减阻研究实例、减阻机理和减阻应用等4个方面进行了评述,提出了沟槽扩展类型,并指出减阻机理研究应拓展至复杂形态结构。分析表明:微结构类型对减阻效果有较大影响,减阻优化及其机理研究是仿生表面微结构减阻工作的重点,仿生表面微结构减阻优化可进一步提高节能降耗的效率,在飞行器、高速列车、汽车等工程领域具有广泛的应用前景。
2017, 38(4):335-340. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx04004
摘要:为了更好地提高汽车的主动安全性,实现个性化驾驶,针对汽车电控系统中的驾驶员行为意图及特性辨识问题,阐述了各种电控系统在汽车上的重要作用和驾驶员行为意图及特性辨识研究对于汽车电控系统开发的重要意义,对驾驶员行为意图及特性辨识的国内外研究进展情况进行了概述,提出了展望:为提高汽车电控系统性能,实现智能化控制,需要对汽车驾驶员行为意图及特性进行辨识研究;如何更为合理地对转向、制动、加速特性等综合特性进行合理分类和在线准确辨识,将是一个长期的研究课题。
2017, 38(4):341-351. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx04005
摘要:为了研究具有非线性分数阶微分算子的微分方程共振边值问题解的存在性,引入了推广的Mawhin 连续定理,通过定义合适的Banach空间及范数,给出恰当的算子,运用Mawhin 连续定理的拓展,研究了具有p-Laplacian 算子的分数阶共振微分方程组边值问题解的存在性。通过举例验证了所得结论的正确性。所得结论是共振边值问题现有成果的推广和一般化,对进一步研究具有一定参考价值。
2017, 38(4):352-359. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx04006
摘要:为了研究Alexandrov空间的内部公理体系和序方面的特征,利用点集拓扑学和Locale理论中的已有结论,将各结构限制到Alexandrov空间的框架中,得到Alexandrov空间的等价刻画。研究结果表明Alexandrov空间在范畴意义下同构于Alexandrov邻域系统、Alexandrov闭包算子、Alexandrov内部算子、Alexandrov导算子等,T0的Alexandrov空间同构于偏序集、对偶等价于完全生成格。Alexandrov空间可以用邻域系统、闭包算子、内部算子、导算子,特殊化序和无点化序进行等价刻画。
2017, 38(4):360-366. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx04007
摘要:分数阶微积分是研究任意阶微分和积分性质及应用的一种理论,它可以更加精确的描述一些系统的物理特性,更加适应系统的变化,可以应用于描述生物医学中的肿瘤生长(生长刺激与生长抑制)过程。为了研究2类分数阶差分方程解的振动性,主要利用反证法,即假设方程有非振动解,对于第1类方程首先确定函数符号,通过构造Riccati函数,对其求差分,利用函数满足的条件得到矛盾,即假设不成立,验证了解的振动性。对于第2类带有初值条件的方程,首先证明了与该分数阶差分方程等价的和分形式,然后分别考虑0<α≤1和α>1两种情况,运用Stirling公式及阶乘函数的性质,放大处理得到与已知条件相矛盾,假设不成立,获得分数阶差分方程有界解振动的充分条件。以上结果优化了相关结论,丰富了相关成果,并把结果应用到具体方程之中,验证了方程解的振动性质。
2017, 38(4):367-374. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx04008
摘要:为了解决控制理论中的系统安全性与可靠性问题,考虑到时滞时变普遍存在于此类系统中,沿着故障诊断和容错控制解决问题的思路,针对基于故障诊断观测器的非线性时滞时变奇异系统的容错控制问题进行研究,构造了一种新型的故障诊断观测器,结合Lyapunov稳定性理论研究了故障诊断观测器的状态估计误差,构建了状态反馈的容错控制器,利用Schur补引理以及一些基本的控制理论得到了故障诊断观测器和容错控制器存在的线性矩阵不等式(LMI)的充分条件,确定了闭环系统的稳定并且符合所给定的性能指标。通过Matlab仿真实例验证了所提方法的简便性以及实用性。此方法很好地克服了系统中存在的非线性、扰动以及时滞时变问题。
2017, 38(4):375-382. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx04009
摘要:为建立帕布昔利布(PD)含量测定方法,采用高效液相色谱法,色谱柱为Agilent HC C18(250 mm × 4.6 mm,5 μm),流动相为乙腈-水(二者体积比为300∶700,含0.1%(体积分数)三氟乙酸),流速为0 mL/min,按照等度洗脱,进样量为10 μL,检测波长为234 nm,柱温为40 ℃。结果表明:主药与各杂质之间分离度良好;帕布昔利布质量浓度在50~150 μg/mL范围内与峰面积线性关系良好,r为0.999 5;仪器精密度、中间精密度、稳定性试验的RSD值小于2.0%;帕布昔利布回收率为100.0%,RSD值为0.8%(n=9)。本方法可以准确快速测定PD含量,有效排除其他外界因素的影响,为帕布昔利布原料药含量测定提供新的参考。
冀晓磊 , 韩鹏彪 , 鲁素玲 , 刘 乐 , 马 磊 , 王同会
2017, 38(4):383-388. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx04010
摘要:为研究索具接头内孔挤压成形的可行性,采用有限元方法对索具接头内孔热挤压成形工艺进行了数值模拟分析。从金属流动规律及金属的流线分布两方面分析了索具接头内孔的成形性,并研究了不同挤压条件下索具接头的应力场、应变场及成形件晶粒大小的关系。确定了热挤压工艺参数:初始挤压温度为1 100~1 150 ℃,挤压速度为10 mm/s。通过有限元分析研究得出,内孔成形挤压后金属流线分布合理,无明显交叉、断裂的情况,且成形效果较好,尺寸精度较高。因此,该索具接头内孔热反挤压成形工艺切实可行。
2017, 38(4):389-394. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx04011
摘要:水库坝基渗水将带来溃堤的风险,造成水资源浪费及生命财产的损失,针对现有技术无法确定坝体渗水洞坐标的实际情况,提出采用探地雷达对坝体进行日常检测。利用时域有限差分法(FDTD)对在二维空间进行FDTD按照Yee氏网格离散处理的原理,得到其电磁分布方程,基于水库坝基的实际构造,建立了空气层、混凝土层、黏土层及两个渗水洞的理想模型,并依据理想模型建立了带有石灰岩干扰点的混凝土层干扰模型。利用MATLAB实现系统架构,并进行正演模拟。结果显示:探地雷达可以用于较深目标体探测,通过改变探地雷达电磁波中心频率,并对比50,100和200 MHz三种频率雷达电磁波的检测频谱,又对带干扰模型进行了模拟,验证了100 MHz频率雷达电磁波,用于复杂地形的检测效果更优。
2017, 38(4):395-402. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx04012
摘要:单向导湿织物是一种可实现液态水单向传导的功能性纤维集合体,用于具有人体热湿舒适性服装的设计与开发。从织物的单向导湿原理、单向导湿织物的纤维选择和制备方法3 个方面详细阐述了单向导湿织物的研究进展,总结了单向导湿织物的主要制备方法,包括结构设计、化学整理、等离子处理、静电纺丝技术和光催化处理,对这5种制备方法的优缺点进行了评述。根据传统单向导湿织物在研究中存在的问题,提出应结合后处理整理技术并加入具有特殊用途的涂层添加剂,开发出多功能的单向导湿织物,进一步拓宽其应用领域。
押玉荣 , 陈晓轩 , 杜亚威 , 王晓磊 , 张 静 , 吴江渤 , 刘 春
2017, 38(4):403-410. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx04013
摘要:为了研究微气泡臭氧氧化技术处理废水的影响因素,采用微气泡臭氧氧化技术处理酸性大红3R废水,考察臭氧投加量、酸性大红3R废水初始浓度和投加活性炭对微气泡臭氧氧化过程中脱色率、TOC去除率、pH值以及臭氧利用率的影响。结果表明,提高臭氧投加量或降低酸性大红3R废水的初始浓度,酸性大红3R废水的脱色速率和TOC去除速率均有所上升,但臭氧利用率下降。煤质活性炭对微气泡臭氧氧化具有较强的催化活性,能够显著提高酸性大红3R废水的脱色速率和TOC去除速率。臭氧投加量为48.3 mg/min、酸性大红3R废水的初始质量浓度为100 mg/L时,处理效果较好。此条件下,处理30 min时脱色率达到100%,处理120 min时TOC去除率达到78.0%,TOC去除表观反应速率常数为0.015 min-1,臭氧利用率始终高于99%。而投加5 g/L煤质活性炭后,处理15 min后脱色率达到100%,处理120 min时TOC去除率可达到91.2%,TOC去除表观反应速率常数提高至0.037 min-1。处理过程中出现中间产物小分子有机酸的积累并继续氧化降解,使得废水的pH值呈现先下降后升高的趋势。可见,对微气泡臭氧氧化影响因素进行优化,可提高污染物去除速率及臭氧利用率,显著改善处理性能。