工程科學學報

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月刊，1955年創刊

ISSN 2095-9389

CN 10-1297/TF

主管單位：教育部

主辦單位：北京科技大學

編　　輯：《工程科學學報》編輯部

出　　版：科學出版社

主任委員：楊仁樹

副主任委員(主編)：吳愛祥

地　　址：北京市海淀區學院路30號

電　　話：(010)62333436

傳　　真：(010)62333436

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2002年第24卷第6期

欄目

資源工程
冶金科學與工程
材料科學與工程
環境與生物工程
機械工程
信息與控制

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資源工程

煤與瓦斯突出的構造物理環境及其應用

郭德勇, 韓德馨, 王新義

2002, 24(6): 581-584,592. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.001

[摘要](398)

[PDF 577KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
將構造物理學的理論和方法應用于煤與瓦斯突出預測中,對地質構造控制煤與瓦斯突出機理及分布規律進行了研究,指出煤與瓦斯突出構造物理環境由構造組合特征、構造應力場、構造煤和煤層瓦斯四因素組成,探討了煤與瓦斯突出構造物理環境各種因素控制突出的機理,提出了煤與瓦斯突出構造物理環境多種因素的綜合作用控制地質構造帶煤與瓦斯突出,為地質構造突出危險性判定提供了理論依據.工程實踐證明,利用煤與瓦斯突出構造物理環境可以對煤與瓦斯突出進行準確地預測.

暴雨入滲對復合巖體塌陷區結構失穩的影響

來興平

2002, 24(6): 585-588. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.002

[摘要](253)

[PDF 727KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
利用位移、應力、能量耦合監測技術,分別對滲流大小、沉降量、聲發射特征參數等之間的關系進行統計,全面分析滲流對堅硬復合巖體支護的塌陷區圍巖結構動力失穩的影響.研究表明, 在滲流的作用下,塌陷區不穩定程度加劇,通過聲發射監測特征參數可以初步分析滲流與塌陷區結構失穩之間的演化關系.

礦床體視化的一種空間規則體數據生成方法

李翠平, 李仲學, 胡乃聯

2002, 24(6): 589-592. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.003

[摘要](218)

[PDF 720KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
系統地論述了礦床體視化過程中由原始采樣數據生成空間規則體數據的實現方法,分析了能夠形成地礦體空間體數據的主要插值方法的優缺點,在充分考慮礦石品位的空間相關性和變異性的前提下,利用Shepard法實現了空間體數據的生成.

應用組件技術開發礦山管理信息系統

侯運炳, 曹文虎, 張成偉

2002, 24(6): 593-595. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.004

[摘要](231)

[PDF 404KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
采用軟件組件和系統構架的設計思想開發礦山管理信息系統.根據管理角色與業務的關系,提取功能獨立的管理角色組件模型和業務組件模型,作為重構管理流程的基本組件,建立組件的消息觸發機制控制組件的運行順序,有利于增強系統的可重構性.

冶金科學與工程

反向凝固器內伴隨固液相變的湍流流動與傳熱的數值分析

馮妍卉, 張欣欣, 王新華, 許中波

2002, 24(6): 596-601. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.005

[摘要](243)

[PDF 586KB](11) [施引文獻] ()

摘要:
針對 Fe-C二元合金,建立了描述反向凝固器內伴隨相變的湍流流動和傳熱過程的二維穩態數學模型.應用連續統一方程模擬固液相變過程,并假設兩相區為疏松介質,對其中的流動應用Darcy法則.湍流現象則通過Launder-Sharma的к-ε雙方程低雷諾數修正模型描述.采用Simple算法對凝固器內的速度場和溫度場進行了模擬計算,并討論了母帶的厚度、入口溫度和補充鋼液的過熱度等操作參數對相變過程的影響.分析表明母帶停留時間是影響新生相生長的關鍵參數,即反向凝固器高度與母帶拉速的比值應控制在一定的范圍內.

鎂和鈣基復合脫硫劑的實驗研究與應用

黃青松, 張建良, 黃冬華

2002, 24(6): 602-605. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.006

[摘要](209)

[PDF 1031KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
在真空感應爐中對Mg,Ca基合金進行系列脫硫實驗,對試樣進行化學成分分析,對夾雜物進行金相分析和電鏡觀察.并對5種不同的合金處理的鋼樣采集必要的數據進行對比.結果表明,含鎂鈣鐵合金都具有較高脫硫率,夾雜物指數以SiCgaMg處理效果較佳.Mg,Ca基合金同時具有使夾雜物變性的功能,從而改善夾雜物在鋼基體中的形貌和分布.

含鋅粉塵用于鐵水預脫硅

梁君, 陳偉慶, 郭漢杰, 李景捷, 王濤, 朱立新

2002, 24(6): 606-609. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.007

[摘要](237)

[PDF 379KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
為在鋼廠內循環利用含鋅粉塵,在實驗室進行了含鋅粉塵用于鐵水預脫硅的研究,分析了鐵水脫硅及渣中Zn揮發的影響因素.結果表明:1500℃下將轉爐和電爐含鋅粉塵按1:1混合對鐵水進行預脫硅,脫硅效果比燒結粉塵更好,脫硅產生的泡沫渣高度更低,脫硅渣中Zn的揮發率可達99%;提高鐵水溫度、增加鐵水攪拌強度都有利于脫硅;隨鐵水初始Si含量升高,粉塵脫硅率增加.

用D2EHPA從硫酸介質中萃取鋅

黃浪, 項長祥, 鄒興

2002, 24(6): 610-613. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.008

[摘要](229)

[PDF 423KB](14) [施引文獻] ()

摘要:
以低品位硫化礦的資源綜合利用為背景,研究了D2EHPA和D2EHPA-TOA兩個不同體系萃鋅的適宜條件.實驗結果表明,D2EHPA-TOA協萃體系在萃取與反萃取的難易程度以及經濟效益等方面均優于單獨D2EHPA體系.在此基礎上,提出了從細菌浸出液中回收鋅的工藝.

材料科學與工程

Fe-Cr-Mn(W,V)合金中層錯和fcc(γ)→hcp(ε)轉變特征

余泉茂, 胡本芙, 陳煥銘

2002, 24(6): 614-618. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.009

[摘要](204)

[PDF 1402KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
利用TEM和X射線衍射儀對固溶態、固溶空冷態和固溶冰水淬火態亞穩奧氏體Fe-12Cr-10Mn(W,V)合金(84),以及固溶態、固溶+拉伸變形態穩定奧氏體Fe-13Cr-17Mn(W,V)合金(85N)中γ→ε轉變與層錯之間的關系進行了研究,并對影響γ→ε馬氏體轉變的合金元素進行了分析,提出了進一步提高合金相穩定性的措施。

固相反應合成La_1-xSr_xMnO₃的機理

韓敏芳, 李伯濤, 彭蘇萍, 楊翠柏, 劉敬

2002, 24(6): 619-622. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.010

[摘要](141)

[PDF 518KB](9) [施引文獻] ()

摘要:
以La₂O₃,MnO₂和SrCO₃為原料,通過固相反應合成SOFC的陰極粉料LSM,利用XRD,TGA/DTA熱分析儀等現代分析儀器研究了該材料的反應歷程.結果發現,實驗過程首先出現了La₂SrO_x相,并在350～1000℃的較大范圍內一直存在,到800℃時才出現LaMnO₃.通過分析研究,反應過程先是La₂O₃+SrCO₃→La₂SrO_x+CO₂,然后為La₂O₃+MnO₂→LaMnO₃,,最后發生La₂SrO_x和LaMnO₃向La_1-xSr_xMnO₃轉化.這一結果與人們一致公認的反應歷程,即先發生La₂O₃+MnO₂→LaMnO₃,然后是LaMnO₃+SrCO₃→La_1-xSr_xMnO₃有較大差異.

雙層輝光離子滲Ni-Cr-Mo-Cu合金的工藝

徐江, 謝錫善, 徐重

2002, 24(6): 623-626. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.011

[摘要](187)

[PDF 561KB](5) [施引文獻] ()

摘要:
在20鋼基材上,利用雙層輝光離子滲金屬技術進行Ni-Cr-Mo-Cu多元共滲正交實驗工藝研究.結果表明,工藝參數對滲層的元素總含量以及滲層的厚度有較大的影響,并確定了最佳工藝參數為源極電壓1050V,工件電壓250V,氣壓35Pa,極間距15mm.

原位增韌β-Si₃N₄/α-Sialon復相陶瓷

武安華, 葛昌純

2002, 24(6): 627-629. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.012

[摘要](149)

[PDF 613KB](5) [施引文獻] ()

摘要:
通過XRD,SEM和力學性能測試研究了β-Si₃N₄/α-Sialon復相陶瓷熱壓燒結的致密化、相組成、力學性能和微觀結構.結果表明,β-Si₃N₄/α-Sialon復相陶瓷綜合了β-Si₃N₄和α-Sia-lon的力學性能,可通過改變起始粉末的組成,可以調整相組成及裁剪材料的力學性能.由于加人具有大的長徑比的物相β-Si₃N₄,提高了材料的強度和韌性.

基于遺傳算法軸對稱梯度功能材料優化設計

張曉丹, 王三強, 劉冬青

2002, 24(6): 630-632,650. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.013

[摘要](166)

[PDF 484KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
基于計算數學理論與熱彈性原理,針對環狀截面梯度功能材料(FGM)提出了熱應力分布公式.以沿坐標軸的最大熱應力達到最小為目標,建立了軸對稱FGM多目標優化模型.應用遺傳算法實現了優化設計,獲得了穩態溫度場下環狀截面FGM的最佳材料分布參數.

西漢柿圓墓壁畫的變形分析

鐵付德, 張恒

2002, 24(6): 633-637. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.014

[摘要](140)

[PDF 1357KB](5) [施引文獻] ()

摘要:
在對西漢柿圓墓壁畫材料以及環境綜合分析基礎上,采用有限元分析方法,對西漢早期壁畫的彎曲變形進行了研究,計算出壁畫彎曲變形的最大位移量,分析了壁畫彎曲變形的主要原因,揭示了壁畫的破壞與保存和陳列環境的直接關系,對壁畫的保護和材料選擇提供了理論依據.

碳纖維復合材料單向層合板自傳感特性

駱心怡, 李順林, 王開坤, 熊克, 朱曉榮

2002, 24(6): 638-642. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.015

[摘要](141)

[PDF 511KB](5) [施引文獻] ()

摘要:
通過測試碳纖維/環氧復合材料(CFRP單向層合板單軸拉伸和循環拉伸時的電阻變化,研究了碳纖維復合材料單向層合板自傳感特性.結果表明:不同鋪層方向CFRP單向層合板拉伸時體積電阻變化特性各不相同,該電阻變化特性比應力、應變能更多地反映有關材料內部結構變化的信息;CFRP單向層合板具有壓阻效應,壓阻效應隨著應力的增加而增加,偏軸拉伸、橫向拉伸時壓阻效應比縱向拉伸時要大,且隨鋪層方向角的增大,壓阻效應越來越明顯.利用CFRP單向層合板這種自傳感特性,可實現在線實時自監測以及對其損傷、破壞的自診斷.

N80級石油套管在線形變熱處理工藝

余偉, 陳雨來, 陳銀莉, 廖東駿

2002, 24(6): 643-646. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.016

[摘要](157)

[PDF 892KB](5) [施引文獻] ()

摘要:
利用連軋管后的中間冷卻、再加熱及定減徑過程,實現鋼管生產的在線形變熱處理,這種工藝既能提高鋼管的性能,又能降低生產成本.結果表明:40Mn2V鋼經在線形變熱處理后,奧氏體晶粒度較直接定徑工藝提高2.5～3級,生產無縫鋼管的縱向沖擊功A_k≥22J,σ_0.5≥555MPa,σ_b≥819MPa,延伸率δ₅≥23%,滿足API標準對N80石油套管的性能要求.中間冷卻過程中,奧氏體的完全分解程度以及合理的再加熱溫度是改善N80石油套管力學性能的關鍵.

Lα-DPPC磷脂對人工滑液潤滑性能的影響

王麗, 高瑾, 李久青, 婁思權

2002, 24(6): 647-650. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.017

[摘要](147)

[PDF 464KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
利用振子式摩擦儀測定了加入磷脂前后人工潤滑體系(透明質酸)摩擦系數和Stribeck曲線的變化.實驗表明,Lα-DPPC磷脂加入后,體系的摩擦系數顯著降低,且由Stribeck曲線可以判斷出體系的潤滑機制由混合潤滑轉變為液膜潤滑和混合潤滑的多模式潤滑,推測Lα-DPPC磷脂的加入可能改變體系的界面性質.采用表面張力儀測試了加入Lα-DPPC磷脂前后透明質酸潤滑體系的表面張力變化,并對Lα-DPPC磷脂進行了紅外分析.結果表明Lα-DPPC磷脂具有兩親性質,在潤滑劑中起到了一種表面活性劑的作用,使體系的表面張力大大降低,這有利于改善體系的成膜性能,提高其潤滑效果.

實用型電化學雙電層電容器制備

王曉峰, 王大志, 粱吉, 劉慶國

2002, 24(6): 651-655. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.018

[摘要](135)

[PDF 918KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
將經過二次活化處理的活性炭材料制作的電極片組裝成碳基電化學電容器.通過恒電流充放電實驗,表明其具有良好的電化學充放電性能——活性物質的比容量為173.2F/g.恒功率充放電實驗證明該電容器在大功率充放電條件下活性物質的能量密度大于5.0W·h/kg.電化學電容器與鎳氫電池組成的復合電源系統具有優良的脈沖充放電特性,脈沖性能與鎳氫電池相比有明顯的提高,可以應用于GSM,CDMA移動通訊系統.初步探討了高電壓型電容器的制備工藝,并組裝了具有10V工作電壓的實用型電容器

環境與生物工程

離子交換膜的選擇透過性機理

孟洪, 彭昌盛, 盧壽慈

2002, 24(6): 656-660. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.019

[摘要](198)

[PDF 535KB](9) [施引文獻] ()

摘要:
分析了傳統的雙電層理論或Donnan膜平衡理論在解釋離子交換膜的選擇透過性機理上存在的局限性,提出了“空穴傳導-雙電層”假說,認為離子交換膜在溶液中由于反離子的遷移在膜內留下“離子空穴”,同時在膜的兩側形成“雙電層”結構,“空穴”和“雙電層”共同作用的結果使溶液中與反離子同號的離子能夠通過離子交換膜,而與反離子異號的離子無法進入離子交換膜,從而使其具有選擇透過性.在此基礎上,用“空穴傳導-雙電層”假說對離子交換膜在無電場和有電場作用的選擇透過性進行了合理的分析.

機械工程

冷連軋機動態變規格過程的張力計算模型

葛平, 程秉祥, 孫一康

2002, 24(6): 661-663. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.020

[摘要](206)

[PDF 329KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
針對運用常規張力公式計算厚度不均勻軋件的張力時存在困難的問題,基于原連軋張力公式,首先導出了楔形軋件的張力公式,然后將這一結論推廣到了具有任意形狀的軋件,采用數值計算的方法得到實用的動態張力計算公式.

并行工程環境下面向裝配的設計系統

曾慶良, 熊光楞, 范文慧, 萬麗榮

2002, 24(6): 664-668. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.021

[摘要](138)

[PDF 588KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
提出了一種在并行工程下面向裝配的產品設計方法,通過對面向裝配設計中的關鍵技術問題,如產品的裝配模型、裝配順序規劃、機構運動分析與綜合、裝配過程仿真及產品可裝配性評價等方法的探討,實現了面向裝配的設計目標.

自動門門區方案計算機輔助設計

萬靜, 許紀倩, 李明剛

2002, 24(6): 669-671. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.022

[摘要](154)

[PDF 501KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
根據自動門的發展現狀及發展趨勢,結合實際生產需求,通過工程力學分析,開發了計算機輔助設計自動門門區方案軟件.它優化了設計過程,使用戶在開放的數據庫環境下進行設計,提高了效率及工程圖質量.

信息與控制

自級聯式感應電動機控制系統的研制

解侖, 孫一康, 王志良, 魯億方, 杜滄, 申祥源

2002, 24(6): 672-674,678. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.023

[摘要](144)

[PDF 718KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
描述了自級聯式感應電動機的數學模型及其控制系統的結構,研制成功該類電機矢量控制系統樣機.根據實驗結果,分析了其動態和靜態品質,得出此種類型電機控制系統完全可以達到與直流電動機控制系統相同性能的結論,提出了自級聯式感應電動機進一步的應用前景.

一種適用于熱送熱裝生產計劃優化的方法

呂志民, 徐金梧

2002, 24(6): 675-678. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.024

[摘要](190)

[PDF 485KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
提出了一種將遺傳算法用于熱送熱裝生產計劃優化的方法.與MTSP方法不同,該方法在優化時不需預先確定軋制單位的數目,它充分利用了軋制單位的結構特點,在對軋制計劃優化的同時,優化了軋制單位的數目.仿真結果表明,該方法可在大量的生產合同中很快找出滿足各種生產約束條件的熱送熱裝生產計劃的可行解,以提高熱送熱裝率.

一種改進的非支配排序遺傳算法

吳中元, 關志華, 李光泉

2002, 24(6): 679-682. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2002.06.025

[摘要](158)

[PDF 411KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
為克服非支配排序遺傳算法計算復雜度高,未采用精英策略,需要特別指定共享半徑的缺點,提出了一種改進的非支配排序遺傳算法.通過實驗驗證,該算法在幾個給定的函數優化時都能取得比較好的結果.