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

郵發代碼：82-303

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2004年第26卷第1期

欄目

礦業與環境工程
冶金科學與工程
材料科學與工程
機電與控制工程

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礦業與環境工程

西部礦山大尺度采空區衍生動力災害控制

來興平

2004, 26(1): 1-3. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.001

[摘要](230)

[PDF 399KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
西部礦山大尺度采空區衍生動力災害是目前煤礦開采中面臨的最大技術難題.為了給采取合理有效的防災措施提供科學依據,對采空區衍生動力災害主要特征、形成原因以及衍生災害的實質等進行詳細闡述.通過數字化監測與預防分析可以控制采空區衍生動力災害有效方法.

露天礦公路防凍抑塵劑的研究

金龍哲, 朱吉茂, 任志剛, 魏巍

2004, 26(1): 4-6. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.002

[摘要](250)

[PDF 359KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
針對露天礦公路路面揚塵污染問題,進行了噴灑實驗,測定了兩種鹵化物抑塵劑的16個配方在自然環境中晝夜周期吸濕、放濕的能力和抗凍性能,確定出最佳配方.

草分枝桿菌對赤鐵礦、石英絮凝能力的比較

楊慧芬, 張強

2004, 26(1): 7-10. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.003

[摘要](224)

[PDF 650KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
采用重力沉降法對草分枝桿菌絮凝赤鐵礦、石英的能力進行了比較實驗.結果表明,草分枝桿菌對赤鐵礦的絮凝能力明顯強于它對石英的絮凝能力,造成它們絮凝能力差異的主要原因是形成聚團結構的大小及其緊密程度的不同.

廢水中氨氮沉淀的影響因素

孫體昌, 張建云, 松全元

2004, 26(1): 11-14. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.004

[摘要](222)

[PDF 645KB](9) [施引文獻] ()

摘要:
以MgCl₂和Na₂HPO₄為沉淀劑,用實驗室模擬廢水研究了影響氨氮沉淀的因素,包括沉淀pH值、沉淀劑的添加量及氨氮的原始質量濃度.結果表明,沉淀pH值是影響氨氮沉淀的主要因素,它影響氨氮的沉淀率、殘余氨氮濃度、Mg²⁺和PO₄^3-的沉淀率和殘余量以及沉淀后水的pH值.最佳沉淀pH值為11.氨氮的初始質量濃度在1 000 mg/L以下時,隨其降低氨氮的沉淀率和殘余氨氮質量濃度都降低;低于100 mg/L時沉淀率明顯降低,但殘余氨氮質量濃度可以達到5 mg/L,且變化不再明顯.

某高層住宅樓CFG樁復合地基非線性沉降規律監測分析

李長洪, 喬蘭, 蔡美峰, 王國艷

2004, 26(1): 15-17. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.005

[摘要](267)

[PDF 370KB](9) [施引文獻] ()

摘要:
對CFG樁復合地基的沉降進行精密水準測量監測,通過非線性數據擬合趨勢分析得出復合地基沉降與時間關系的非線性沉降規律,指出復合地基在建筑物自重荷載作用下的蠕變性以及不均勻沉降特征,并進一步說明結構和地基基礎變形協調的重要性.

冶金科學與工程

固體顆粒床高溫除塵器的等溫實驗研究

李翔, 白皓, 蒼大強, 陶保國, 鄒展, 穆建忠

2004, 26(1): 18-21. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.006

[摘要](222)

[PDF 443KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
針對工業界提出的高溫除塵問題,采用固體顆粒床除塵方式,對用砂粒作為過濾介質的可行性和實用性進行了研究.通過模擬高爐一次除塵后的含塵氣體濃度,進行了固體顆粒床除塵器的等溫實驗,探索了氣體過濾速度、過濾床層厚度對除塵器除塵效率和床層壓力損失的影響.根據實驗結果,確定了最佳過濾速度和過濾床層厚度.

鋼包保護套管中彌散微小氣泡的生成機理

唐復平, 劉建華, 包燕平, 楊天鈞

2004, 26(1): 22-25. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.007

[摘要](232)

[PDF 470KB](9) [施引文獻] ()

摘要:
向鋼包保護套管中吹入惰性氣體,利用套管中湍急的注流,可將氣體離散為彌散微小氣泡.通過計算套管中注流的能量分散強度,得出了套管中彌散微小氣泡的最大尺寸,并采用伯努利方程分析了套管中注流的壓力分布.理論計算結果與文獻報道及實驗室水模實驗結果一致.

低堿度頂渣控制簾線鋼中CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO類夾雜物成分的實驗研究

王立峰, 張炯明, 王新華, 王萬軍

2004, 26(1): 26-29. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.008

[摘要](313)

[PDF 603KB](18) [施引文獻] ()

摘要:
在實驗室中用高溫管式爐對用工業純鐵配制的簾線鋼進行脫氧和頂渣熔煉,研究了爐渣成分對夾雜物成分的影響.在爐渣堿度一定的情況下,隨著爐渣中Al₂O₃含量的增加,夾雜物中的Al₂O₃含量也隨之增加.當爐渣中的Al₂O₃含量低于8%時,夾雜物中的成分在塑性區.通過控制脫氧條件和項渣成分可以把夾雜物的成分控制在塑性區內.

石人溝礦敞焰煤基直接還原的實驗研究

馮俊小, 樂愷, 王尚槐

2004, 26(1): 30-33. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.009

[摘要](228)

[PDF 511KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
以石人溝礦為原料,石油焦為還原劑,根據正交實驗原理,在蓋碳敞焰加熱條件下,進行了直接還原的實驗研究.通過研究獲得了海綿鐵生產工藝的合理操作參數.實驗結果同時也表明,利用石人溝礦可以生產出全鐵和金屬化率均大于90%的海綿鐵.

新型外燃旋流熱風爐內流動與傳熱過程數值計算

張書臣, 郭鴻志, 劉向軍, 程小虎, 蔡漳平, 趙樹治, 程克友

2004, 26(1): 34-37. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.010

[摘要](155)

[PDF 578KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
闡明中小型高爐的風溫由1000 ℃左右提高到1250-1300 ℃的主要措施是將煤氣與空氣雙預熱;提出應用高速燒嘴和新型外燃旋流熱風爐來預熱助燃空氣,燒單一煤氣可以實現高爐1250～1300 ℃高風溫.對爐內流動與傳熱過程進行的數值計算結果表明,在蓄熱球床表面沒有偏流,氣流及溫度分布均勻.在中試爐上測量的煙氣溫度分布與計算結果基本吻合.

固相輔助電極型傳感器的物理模型

王青松

2004, 26(1): 38-41. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.011

[摘要](181)

[PDF 501KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
用研制的Mg₂SiO₄(s)+MgO(s)硅傳感器,對高碳冶金熔液中的硅進行了測量,發現輔助電極的物相結構和熔體中的氧含量對測量結果有明顯的影響.首先提出了輔助電極型傳感器的物理模型,導出了輔助電極的局域平衡氧勢與熔體氧勢和硅傳感器測量結果的關系式,給出了覆蓋常數和結構常數的物理意義.用實驗數據擬合得到了該傳感器的結構常數為6.66;用該模型對小于1的不同覆蓋常數的硅傳感器測得同一熔體的氧勢進行了校正,得到了一致的局域平衡氧勢值,證明了模型與實際吻合得相當好.

連鑄板坯三角區裂紋的影響因素

朱國森, 王新華, 于會香, 王萬軍

2004, 26(1): 42-44. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.012

[摘要](183)

[PDF 443KB](11) [施引文獻] ()

摘要:
通過對連鑄坯硫印數據庫的分析,得到了普碳鋼連鑄板坯三角區裂紋的影響因素.結果表明,三角區裂紋隨著S含量、過熱度、拉速和鑄坯斷面寬度的增加而越來越嚴重.以此為基礎,提出了生產過程中控制三角區裂紋的原則.C含量控制為0.13%;[Mn]/[S]>25,過熱度小于25 ℃,拉速低于1.30m/min,澆鑄寬斷面鑄坯時應加強鑄坯窄邊的冷卻強度,保證良好的鑄機設備精度.

連續鑄鋼用中間包襯里損傷的紅外檢測分析

聶向暉, 李曉剛, 楊體紹, 李明, 譚依

2004, 26(1): 45-48. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.013

[摘要](204)

[PDF 636KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
利用一維穩態傳熱模型,計算中間包底面溫度,建立了底面溫度與中間包襯里損傷程度間的對應關系,發現中間包底面溫度隨著襯里損傷程度增加而增加.紅外熱像檢測表明:中間包底面溫度隨著包齡的增加而增加;紅外熱像技術可以有效地對中間包襯里損傷進行檢測;利用所建立的理論關系式,可以實現對中間包紅外熱像的定量分析.

材料科學與工程

基于Monte Carlo Potts方法的三維大尺度晶粒組織仿真模型及定量表征

秦湘閣, 劉國權

2004, 26(1): 49-52,109. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.014

[摘要](176)

[PDF 663KB](12) [施引文獻] ()

摘要:
為改善三維晶粒組織可視化模型的統計性,采用Monte Carlo Potts方法建立了材料多晶體組織的一種大尺度三維數字化模型,并實現了其定量表征和三維可視化.逾萬晶粒的統計結果表明,該模型的平均晶粒面數為13.8±0.1,晶粒尺寸分布和晶粒面數分布均可用Log-normal函數近似擬合,與實際材料晶粒組織情況相近.

控制熔體濃度三維穩定態方程的精確解

廖福成, 祖翠娥, 鄭連存, 王自東, 李為東

2004, 26(1): 53-55. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.015

[摘要](149)

[PDF 353KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
研究了一類關于濃度的三維穩態晶體生長控制方程.這類問題由于帶有遠場條件,無法按常規方法給出其解析解或數值解.在復數域內利用分離變量法,得到了這類方程的級數形式的解析解,而最后的解是實數形式.結果表明,固液界面前沿濃度是指數震蕩衰減的.

形變誘導析出在SAF2205超塑組織細化中的作用

張沛學, 任學平, 謝建新, 王偉

2004, 26(1): 56-58,114. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.016

[摘要](166)

[PDF 680KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
運用變形能、相變溫度、原始晶粒尺寸與金屬組織細化之間的關系,提出了控制σ相析出的新方法.在此基礎上,用分段恒溫拉伸的方法,對SAF2205鋼恒溫熱拉伸后的性能和微觀組織進行了實驗研究.研究結果表明:采用變溫的恒溫熱拉伸方法,通過快速冷卻,使σ相的析出發生在變形過程中,細小、彌散分布的σ相可以抑制晶粒的長大;為了保證σ相的形變誘導析出,實現雙相不銹鋼的低溫超塑性變形,需要采用較快的冷卻速度.

原位顆粒含量對半固態7075鋁合金組織的影響

劉慧敏, 呼努斯圖, 崔華, 楊濱, 張濟山

2004, 26(1): 59-62. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.017

[摘要](157)

[PDF 932KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
制備具有不同原位Tic顆粒含量的噴射沉積7075鋁合金,在610 ℃和620 ℃進行二次加熱并保溫30min,淬火固定半固態組織.采用掃描電鏡觀察其組織,利用平均截線法統計其晶粒尺寸,分析不同顆粒含量對噴射沉積7075鋁合金半固態組織的影響規律.結果表明:當TiC顆粒含量達到2.91%(體積分數)時已經產生良好的釘扎效果,使得合金基本保持噴射沉積組織特征,能夠滿足后續的半固態成形工藝要求;TiC顆粒含量超過2.91%后,晶粒尺寸會進一步減小,但晶界上的顆粒明顯增多并呈網狀分布;TiC顆粒含量小于2.91%時,局部區域發生晶粒的異常長大現象,使合金組織的均勻化程度下降.

Mo-Si-B三元系復合材料的制備及室溫斷裂韌性

劉豐收, 楊王玥, 張來啟

2004, 26(1): 63-68. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.018

[摘要](180)

[PDF 1211KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
通過Mo,Si,B三種單質粉末原位合成熱壓的方法制備了成分為Mo-12Si-8.5B和Mo-28Si-8.5B的Mo-Si-B三元系復合材料.利用金相顯微鏡、金相偏光鏡、X射線衍射技術、掃描電鏡等對制備材料的組織進行了分析,研究了退火工藝對其組織的影響,測量了其室溫斷裂韌性,并對復合材料的增韌機制進行了初步的探討.

快凝Nd-Fe-B厚帶的制備與組織結構

惠希東, 王建國, 韓凌, 寇宏超

2004, 26(1): 69-72. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.019

[摘要](162)

[PDF 720KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
采用單輥快凝法取代傳統的鑄錠法制備出了厚度為0.1～0.4mm的NdFeB厚帶.通過對制備快凝厚帶過程中不同的工藝參數的探索,獲得了工藝參數、帶片厚度及顯微組織間的關系.結果表明:制備0.25～0.35mm厚帶的最佳工藝參數為:輥輪轉速在10m/s左右,噴射壓力0.08～0.10MPa,輥嘴間距(2±0.5)mm.當帶片厚度為0.3mm時,帶片中以Nd₂Fe₁₄B相為主,沿著(410)方向Nd₂Fe₁₄B含量比例較大;其顯微結構主要是Nd₂Fe₁₄B片狀晶,富Nd薄層相之間的間距約為5 μm.帶片厚度為0.4mm時,厚帶試樣中α-Fe含量明顯大于Nd₂Fe₁₄B含量,并且擇優取向變成了(008).厚度0.1mm的厚帶的顯微結構中是細小的急冷等軸晶,厚度0.4mm的厚帶中有較大區域的等軸晶.

AZ91D鑄造鎂合金交流脈沖雙極微弧電沉積陶瓷膜

劉元剛, 張巍, 李久青, 申磊

2004, 26(1): 73-77. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.020

[摘要](185)

[PDF 877KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
利用交流脈沖方法在AZ91D鑄造鎂合金表面成功實現陰、陽極微弧電沉積陶瓷膜,并使用SEM和XRD等手段對陶瓷膜的厚度、組織形貌、成分、結構和耐蝕性作了相應研究分析.結果表明,應用交流脈沖方法不僅能夠在AZ91D鑄造鎂合金上實現陰、陽雙極微弧電沉積陶瓷膜,同時在陰、陽極陶瓷膜中電沉積有稀土元素Ce.通過比較動電位掃描極化曲線和交流阻抗分析發現陰、陽極微弧氧化處理后AZ91D鎂合金的耐蝕性得到顯著提高.

3104深沖鋁板織構對初始R值的影響

馬全倉, 毛衛民, 馮惠平

2004, 26(1): 78-81. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.021

[摘要](159)

[PDF 514KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
以深沖鋁板R值的在線檢測為應用背景,塑性變形滑移系開動的過程為出發點,分析了初始滑移系選取的方式,并計算了不同取向3104鋁合金板的初始R值.結果表明,織構是決定板材R值最主要的因素,其中初始R值是實測R值的重要組成部分.3104鋁板中存在的織構組分決定其R₀值最低、R₉₀值最高.計算表明,{111}面織構有利于在明顯降低制耳效應的前提下,大幅度提高鋁板的深沖壓性能.

機電與控制工程

鋼包精煉爐的電極系統智能建模及控制

張紹德

2004, 26(1): 82-85. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.022

[摘要](201)

[PDF 494KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
針對鋼包精煉爐電極控制系統具有非線性、時變、模型不確定、大滯后、多輸入多輸出耦合的特點,提出一種基于神經網絡實時在線辯識的內模控制方案.控制器采用神經網絡解耦,將混沌機制引入到BP算法中,用以加快學習的收斂速度.仿真結果證實了控制策略的有效性.

楔橫軋模具加工特征排序

楊宏青, 王寶雨, 楊翠蘋, 胡正寰

2004, 26(1): 86-90. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.023

[摘要](139)

[PDF 518KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
在楔橫軋模具CAD/CAPP集成化信息模型基礎上,應用基于知識的創成式工藝決策方法和VC++面向對象編程技術構造了楔橫軋模具加工特征排序算法.通過合理安排模具工藝決策各階段的子任務和構造相應的約束,保證生成模具工藝路線的可行性和靈活性.同時針對典型楔橫軋模具進行實例分析,驗證該加工特征排序方法的實用性.

1800 mm虛擬軋機板形控制性能

何安瑞, 張清東, 許健勇, 姜正連, 汪晨

2004, 26(1): 91-94. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.024

[摘要](172)

[PDF 526KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
定義了評價軋機板形控制性能的六項指標,包括承載輥縫凸度調節域、輥縫橫向剛度、板形調控功效曲線、邊緣降、輥間接觸壓力平均幅值和輥間接觸壓力分布不均勻度.建立了HC,CVC,PC和DSR系列軋機的有限元仿真模型,并從板形控制性能的六項指標方面分析了當前國際上流行的各種機型的特點.

利用有限元法對板坯電磁攪拌中電磁場的數值模擬

李光, 李華德

2004, 26(1): 95-98. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.025

[摘要](166)

[PDF 437KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
基于Maxwell方程,建立了板坯內部電磁場的數學模型.為了滿足計算機求解的需要,對數學模型進行了離散化和簡化處理.使用有限元法對簡化后的數學模型進行了仿真,得到了電磁場等勢線圖和磁力分布圖.通過對磁場分布進行定性分析,得到了在其他條件不變的情況下,電磁力和電流強度、電磁力和電流頻率的變化關系.

基于多模型自適應控制方法的FGC控制

王修巖, 葛平, 孫一康, 王洪希

2004, 26(1): 99-102. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.026

[摘要](174)

[PDF 421KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
冷連軋機動態規格變換時各機架的入口厚度一般變化較大,采用傳統自適應控制的辨識算法的收斂速度不能跟隨參數實際變化速度,控制效果不佳.針對這一問題,提出一種多模型自適應控制方法.通過對五機架冷連軋機進行仿真表明,多模型自適應FGC系統具有較好的控制精度、跟蹤速度以及穩定性.

基于對角遞歸神經網絡的建模及應用

段慧達, 鄭德玲, 劉聰

2004, 26(1): 103-105. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.027

[摘要](209)

[PDF 375KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
介紹了對角遞歸神經網絡,針對BP算法收斂慢的缺點,將遞推預報誤差學習算法應用到神經網絡權值和域值的訓練.通過對非線性系統辨識的仿真及在磷化溫控系統建模中的應用,驗證了這種建模方法的有效性.

交流勵磁工頻同步電機傳動系統仿真及研制

解侖, 魯億方, 王志良, 薛為民, 孫一康

2004, 26(1): 106-109. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.028

[摘要](194)

[PDF 612KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
描述交流勵磁工頻同步化調速電機的結構,對其矢量控制系統、循環變流器、交流勵磁工頻同步化調速電機進行了仿真數值分析.結果表明,變頻側定子力矩電流在突加負載時僅有微小變化,速度響應的超調量也比較小,電機工頻側定子磁鏈比較平滑,未受動態過程的影響,具有較強的魯棒性.仿真分析與實驗結果達到較好的吻合.

SARS患者專用微型制氧機工藝參數實驗研究

劉應書, 崔紅社, 樂愷, 張德鑫, 趙治

2004, 26(1): 110-114. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2004.01.029

[摘要](166)

[PDF 536KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
為了開發用于SARS病人的微型變壓吸附制氧機,實驗研究了吸附時間、反吹比、產品氣量、吸附塔高徑比以及吸附劑種類等工藝參數對微型變壓吸附分離空氣制氧裝置的產品純度和回收率的影響.實驗結果表明:在變壓吸附微型化條件下,最佳的吸附時間為12 s和反吹比為0.5;隨著產品氣流量的增加,產品氣純度下降,而回收率升高,在所要求的純度下,回收率能達到19%;吸附劑的種類對變壓吸附制氧過程有重要的影響;在微型化條件下,合適吸附塔的高徑比為3.7～4.0之間.