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2005年  第27卷  第2期

礦業與環境工程
平面藥包的最佳間距
高蔭桐, 錢大益, 龔敏, 施建俊
2005, 27(2): 129-131. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.033
摘要:
在礦山剝離、場地平整以及建(構)筑物基坑開挖等露天爆破中,為了充分利用炸藥能量將巖石松動或拋擲到一定區域,并確保底板滿足一定平整度要求,按照爆破技術設計和工程質量要求,需要設計平面布藥結構.本文通過在施工現場進行的大量小型模擬實驗,對平面藥包間、排距與爆破漏斗的開口面積、可見深度、爆巖的拋擲距離和堆積形態等關系進行了系統分析與研究.實驗結果表明,當平面藥包間、排距滿足一定范圍時,爆破漏斗的可見深度較小,而開口面積和拋擲距離最大,爆堆形態較好.平面布藥結構存在一個有利于拋擲堆積的最佳間、排距.
水廠鐵礦邊坡加固設計及其穩定性分析
李長洪, 文俊, 蔡美峰, 李軍財, 譚卓英
2005, 27(2): 132-136. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.034
摘要:
對水廠鐵礦北區邊坡進行了工程地質調查研究,分析了滑坡現狀和產生的原因,提出了削坡錨固治理方案.采用FLAC有限差分法計算軟件對加固前后的邊坡穩定性進行了對比分析.分析結果揭示了原邊坡設計存在保守性和邊坡不穩定性的矛盾,采取合理加固措施是解決這一問題的關鍵,分析表明削坡錨固治理方案是有效合理的.
膨脹性巖土路塹邊坡加固設計及效果分析
吳順川, 張友葩, 高永濤
2005, 27(2): 137-141,155. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.035
摘要:
根據鄭州市西南繞城高速公路膨脹性巖土路塹邊坡在施工過程中的實際破壞狀況,將邊坡分成四個加固區域,針對不同區域的實際情況采取不同的加固方案.按照不同加固結構的設計參數和坡體自然屬性,利用數值分析方法,對加固后坡體穩定性及加固結構承載性能進行了系統分析.結果表明,加固后坡體穩定性得到顯著提高,加固結構尤其是自預應力錨桿,表現出良好的承載性能,使得不同類型的加固結構與坡體構成有效的承載整體.
高速公路深路塹邊坡應力及位移的有限元分析
喬蘭, 劉寶許, 李長洪
2005, 27(2): 142-145. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.036
摘要:
為了研究山區高速公路深路塹邊坡的穩定性問題,基于三維非線性應力及位移有限元計算,對邊坡穩定性進行了數值分析,并與Sarma法的計算結果進行了對比.結果表明,有限元法解決邊坡問題可以起到其他方法不可替代的重要作用.
基于動態圍巖分類的高速公路隧道圍巖穩定性評價方法
劉寶許, 喬蘭, 李長洪
2005, 27(2): 146-149. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.037
摘要:
針對高速公路隧道工程施工的特點,基于動態化的圍巖分類,采用多種方法對隧道圍巖進行地質跟蹤調查與預測.通過綜合分析和優化處理上述信息,從而對公路隧道動態穩定性進行評價,為高速路隧道工程穩定狀況的評判提供了一種簡單易行的方法.
夯實高飽和度地基土的強度特性
李占強, 楊為民, 趙常州
2005, 27(2): 150-155. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.038
摘要:
運用改進的非飽和土三軸儀,對某地稅大樓強夯后高飽和度地基土進行了控制吸力條件下的固結排水剪切實驗.實驗結果表明,基質吸力對非飽和土的強度特性有重要影響,抗剪強度參數有效內聚力和有效內摩擦角都與吸力呈良好的線性關系.隨吸力增加,有效內聚力呈線性增加,而有效內摩擦角則相應地減小.在實驗吸力的范圍內,有效內聚力受吸力的影響比有效內摩擦角更明顯.而實驗土的破壞包線并不是平面,它隨凈平均應力和吸力的增高而呈收斂狀,說明對這種高飽和度擊實粉土,當圍壓加至300kPa以上時,吸力對強度的增長不再明顯,此時圍壓將起主導作用.
光合細菌的生長條件
錢大益, 朱益丹, 宋存義, 潘健通
2005, 27(2): 156-158. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.039
摘要:
對光合細菌的生長條件進行了較系統的研究與觀察,發現溫度、照度和pH值影響光合細菌的生長,并且三者之間又相互制約.實驗結果表明,溫度為30℃,照度為2 250 lx,pH值為7~8時光合細菌的光密度最大,生長態勢最好.
冶金工程
片狀化石燃料的循環流化床燃燒(Ⅰ)——片狀顆粒的形貌描述和流態化阻力特征描述
劉柏謙, 郭勇, 趙禹民, 王金鑫, 戚峰
2005, 27(2): 159-163. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.040
摘要:
比較了不同球形度概念對片狀化石燃料的描述效果,研究了片狀化石燃料球形度變化對其流態化特征的影響.分析了Krumbein球形度為0.1-0.4的京西無煙煤在一臺50MW循環流化床鍋爐上表現出來的特殊現象,如運行床溫和爐膛壓力大幅度波動、依靠排放冷渣保持穩定運行,揭示了這些現象發生的原因.
煤粉鍋爐高溫空氣無油點火研究
李棟, 王恒, 趙立合, 馮武軍, 陳燕
2005, 27(2): 164-168. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.041
摘要:
在一維平面層流煤粉氣流著火的數學模型的基礎上,發展了一種更加逼近工程實際的一維平面紊流煤粉氣流著火模型.在該數學模型的指導下,設計了高溫空氣煤粉點火試驗臺.通過大量的空氣加熱試驗和煤粉氣流著火試驗,對模型進行了實驗驗證.結果顯示,理論模型的計算結果與實驗相符合,驗證了高溫空氣煤粉點火技術的可行性.
鐵礦粉燒結粘結相自身強度特性
吳勝利, 杜建新, 馬洪斌, 張作程, 陳輝
2005, 27(2): 169-172. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.042
摘要:
在鐵礦粉燒結過程中,熔化的礦粉在冷卻過程中起著粘結周圍未熔礦粉的作用,因此這一粘結相的自身強度是衡量燒結礦固結狀況的重要指標之一.運用這一新概念,以八種常用的鐵礦粉為對象,在固定溫度、改變堿度的條件下進行了粘結相自身強度特性的實驗研究,并對影響鐵礦粉粘結相自身強度的因素進行了理論分析.結果表明:不同種類的鐵礦粉由于其自身特性的不同,所生成的燒結粘結相的強度以及隨二元堿度的變化規律有明顯差異.以此可以作為燒結優化配礦的重要技術依據.
連鑄異型坯凝固過程的數值模擬
婁娟娟, 包燕平, 劉建華, 孫維, 杜松林, 黃社清
2005, 27(2): 173-177. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.043
摘要:
為了解決連鑄異形坯的表面及內部裂紋問題,以實測異形坯連鑄工藝參數作邊界條件,采用有限元方法,利用ANSYS商業軟件對鑄坯的凝固發展過程進行了數值模擬,模擬結果與實測鑄坯表面溫度吻合.計算結果表明,對于SS400異型坯,在當前的工藝條件下,僅有圓角處的表面溫度在二冷區中前段,溫度處于高溫塑性區,鑄坯的其他部位表面溫度均落在相應鋼種的低溫脆性區.因此二冷區可以進一步采用弱冷方式,使異型坯在二冷段和矯直輥前的表面溫度處于高溫塑性區.
材料科學與工程
珠光體對鐵素體動態再結晶的影響
李龍飛, 楊王玥, 孫祖慶
2005, 27(2): 178-182. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.044
摘要:
利用Gleeble 1500熱模擬實驗機進行單軸壓縮實驗,研究了工業純鐵和兩種不同含碳量的低碳鋼在700℃、不同應變速率條件下的熱變形行為.實驗結果表明,變形組織中的珠光體對鐵素體動態再結晶行為具有重要影響,即增加鋼中珠光體含量,可以促進鐵素體動態再結晶過程的發生和發展,使得可以發生鐵素體動態再結晶的應變速率范圍變寬.
Q235低碳鋼高溫變形過程的動態組織演化分析
張麥倉, 董建新, 曾燕屏, 孫影, 楊忠民
2005, 27(2): 183-186,196. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.045
摘要:
通過Gleeble 2000上的熱模擬壓縮實驗,分析了Q235低碳鋼在不同熱加工參數下的動態組織演化特征.結果表明:應變速率和溫度對Q235鋼的奧氏體形變特征影響強烈.在相同變形溫度下,應變速率的提高可以明顯推遲動態再結晶的發生:應變速率較低時,降低溫度同樣可以延遲動態再結晶的發生.利用定量金相技術及線性、非線性擬合算法,建立了 Q235鋼熱變形過程的唯像本構關系及組織演化動力學模型,并將其應用于Autoforge3.1有限元軟件平臺.壓縮過程有限元模擬分析表明,分別采用Arrhenius雙曲正弦方程描述Q235鋼的唯像本構關系及Yada模型表征Q235鋼變形過程的平均晶粒尺寸,可以滿足預測精度,與實際變形過程基本吻合.
鎂合金AZ31動態再結晶行為的取向成像分析
孟利, 楊平, 崔鳳娥, 趙祖德
2005, 27(2): 187-192. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.046
摘要:
利用背散射電子衍射(EBSD)取向成像技術分析了具有不同初始織構的鎂合金AZ31動態再結晶晶粒的取向特征以及與相鄰的形變晶粒的取向關系.結果表明:不同初始織構以及不同應變量下動態再結晶新晶粒與形變晶粒的取向都相近,說明動態再結晶以連續方式進行,即亞晶轉動方式.隨形變量的增加,不同初始織構試樣的晶粒都轉向基面取向,但菊池帶襯度圖像顯示大的形變晶粒內部很少有亞晶界存在并且菊池帶質量高,說明塑性滑移機制仍在起很大作用但在靠近晶界處發生,形變晶粒是通過平行于壓縮面方向剪切晶界而逐漸消失的.動態再結晶晶粒與相鄰形變晶粒的取向差表明不同初始織構造成不同的取向差,但總的趨勢是相同的.
電脈沖處理對Sn-15%Pb合金凝固組織中枝晶形態的影響
王靜松, 薛慶國, 石向東, 范方國, 許建國, 蒼大強
2005, 27(2): 193-196. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.047
摘要:
研究了電脈沖處理對Sn-15%Pb合金凝固組織的影響.通過對Sn-15%Pb合金熔體施加電脈沖處理,其凝固組織發生了由原始的樹枝晶向球狀組織的轉化,同時晶粒發生明顯細化.分析認為,由于電脈沖處理作用,合金熔體結構發生了改變,使熔體中Pb的活度提高,進而引起溶質平衡分配系數的變化,導致凝固前沿的溶質富集減輕,溶質分布情況發生改變,促使樹枝晶向球狀組織轉化,并且使凝固組織發生細化.
含鈮高溫合金液相中鈮偏聚行為
董建新, 張麥倉, 曾燕屏
2005, 27(2): 197-201. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.048
摘要:
利用熱力學相計算方法并結合相應的Ni基數據庫對含Nb高溫合金液相中Nb偏析規律進行系統的計算分析,計算結果與文獻報道的測試結果相符性較好.計算結果表明,液相中Nb偏聚度和最大偏聚量隨合金中Nb含量的增加并非單調的增加,而是先增加到一定值后再趨于下降或不變.Nb偏聚度與液固相間的溫度差卻有單調增加的關系,在此規律的理論指導下,提出了減小Nb偏析的合金設計思路并進行了對比分析.
拉伸載荷下鎳基粉末高溫合金中夾雜物行為
曾燕屏, 董建新, 張麥倉, 張麗娜, 謝錫善
2005, 27(2): 202-204. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.049
摘要:
采用掃描電鏡原位拉伸方法,跟蹤觀察了人工植入Al2O3夾雜物的鎳基粉末高溫合金P/MRene95中夾雜物導致裂紋萌生、擴展乃至斷裂的過程.結果表明,在單軸拉伸載荷下,裂紋首先萌生于脆性非金屬夾雜物Al2O3處,大于一定尺寸的夾雜物,還會使該裂紋擴展成為導致合金斷裂的主裂紋,從而大大降低合金的屈服強度及斷裂強度.
射頻反應磁控濺射制備氧化鉻薄膜技術及性能
熊小濤, 閻良臣, 楊會生, 王燕斌
2005, 27(2): 205-208,212. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.050
摘要:
研究了采用射頻反應濺射方法制備氧化鉻耐磨鍍層的技術和薄膜的性能.結果表明,采用金屬靶材進行射頻反應濺射時,由于靶材與反應氣體的反應,會出現兩種濺射模式,即金屬態濺射和非金屬態濺射,非金屬態濺射模式的沉積速率很低.氧化鉻薄膜的硬度主要決定于薄膜中Cr2O3含量,在供氧量不足時會生成低硬度的CrO,制備高硬度氧化鉻薄膜需要采用盡可能高的氧流量進行濺射.采用在基片附近局域供氧,可以實現高濺射速率下制備出高硬度的氧化鉻薄膜.
流延成型制備8YSZ電解質薄片及其性能研究
韓敏芳, 王玉倩, 李伯濤, 彭蘇萍
2005, 27(2): 209-212. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.051
摘要:
探索了以YSZ納米粉體為原料,采用流延成型的方法制備YSZ電解質薄片的工藝過程,研究了YSZ納米粉體及流延后坯體的性能,以及通過實驗獲得的瓷體性能.粉體粒度分布窄,在0.1~0.3μm之間,中位徑為0.157μm.坯體在968.9℃開始有明顯收縮,在1 279.9℃收縮最快,而在1400℃后,收縮值基本穩定于20%.坯體的致密度良好,相對密度為64.1%,通過燒結得到的瓷體的相對密度可達97.8%,晶粒細密均勻,大小為1-4 μm,晶界明顯.YSZ薄片隨溫度的升高表現出良好的電性能,在900℃時的電導率達0.106 S/cm.
鎂合金微弧氧化-涂裝體系的研究
劉元剛, 張巍, 高瑾, 涂運驊, 李久青
2005, 27(2): 213-217. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.052
摘要:
提出了一種鎂合金/微弧氧化膜/有機涂層的鎂合金防護體系.在以硅酸鈉為主的復合溶液中,利用雙向對稱脈沖電壓在陰、陽極鎂合金表面同時微弧電沉積陶瓷膜.利用鹽霧實驗比較了以鎂合金微弧氧化膜為基底并涂覆環氧底漆和聚胺脂丙烯酸面漆的試樣與鎂合金/微弧氧化膜/有機硅、鎂合金/微弧氧化膜/溶膠凝膠涂裝試樣的耐蝕性,并利用鹽霧實驗與交流阻抗譜相結合跟蹤對比分析了鎂合金/有機涂層、鎂合金/鉻酸鹽轉化膜/有機涂層、鎂合金/微弧氧化膜/有機涂層的屏蔽性能.結果表明:采用溶膠凝膠、有機硅和有機涂層對微弧氧化膜進行涂裝的方法均可進一步提高鎂合金的耐蝕性,其中鎂合金/微弧氧化膜/有機涂層試樣可承受480h以上的中性鹽霧實驗,且其介質屏蔽性能優于鎂合金/有機涂層和傳統的鎂合金/鉻酸鹽轉化膜/有機涂層防護體系.
液體丁氰橡膠及納米SiO2對環氧樹脂的增韌機理
肖久梅, 陳章華, 龔春秀, 馬文江, 許鳳光
2005, 27(2): 218-221. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.053
摘要:
采用液體丁氰橡膠及納米SiO2對環氧樹脂進行改性,借助于掃描電鏡(SEM)和力學性能測試手段研究了液體丁氰橡膠及納米SiO2在環氧樹脂體系中的形貌及增韌機理.結果表明,液體丁氰橡膠及納米SiO2對環氧樹脂都具備良好的增韌效果.
機械工程
工藝參數對楔橫軋多楔軋制成形機理影響分析
束學道, 邢希東, 胡正寰
2005, 27(2): 222-226. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.054
摘要:
針對楔橫軋多楔精密軋制長軸類零件中工藝參數的確定主要依靠經驗、軋件缺陷頻繁發生的難題,采用自主開發的多楔命令流有限元程序對多楔軋制過程進行有限元數值模擬,從理論上較詳細分析成形角、展寬角和斷面收縮率三個主要工藝參數對軋件內部等效應力、應變和軸向位移的影響,得到其相應的變化規律,并對斷面收縮率對軸向位移的影響規律進行實驗驗證.
CSP工藝生產低碳高強度汽車板力學性能特征及強化機理
趙征志, 康永林, 于浩, 谷海容
2005, 27(2): 227-231. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.055
摘要:
研究了珠鋼電爐CSP工藝生產低碳高強度汽車梁用鋼板ZJ510L生產工藝、組織演變、強化機理與組織性能之間的關系.通過光學顯微鏡、透射電鏡和力學性能實驗研究表明:ZJ510L顯微組織隨著軋制道次和冷卻速度的增加而細化,最終鐵素體晶粒尺寸約為5~6μm;析出的第二相粒子主要為Al2O3,MnS和AlN以及大量的碳化物,尺寸大多在20~150nm之間;成品板強度和延伸率較高,并具有良好的成形性能和低溫沖擊韌性.細晶強化是ZJ510L鋼板的主要強化方式.
冷軋帶鋼板形和表面粗糙度協同控制
張清東, 王文廣, 吳越, 王慧
2005, 27(2): 232-234. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.056
摘要:
為了解決某冷連軋機組在生產實踐中對板形和表面粗糙度協同控制的問題,在大量現場實測與實驗的基礎上,通過研究板形生成規律及帶鋼表面粗糙度形成規律,揭示了板形與表面粗糙度控制中產生矛盾的根源及本質,提出了合理的解決方案,取得了良好的現場應用效果.
控制與決策
鋼包的運行控制
劉青, 趙平, 吳曉東, 田乃媛
2005, 27(2): 235-239,249. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.057
摘要:
運用冶金過程工程理論,對鋼包運行過程進行深入的解析和較為系統的研究,形成了鋼包運行控制技術,包括鋼包運行過程解析、鋼包運行時間的數學描述、鋼包運行個數的三種計算方法、鋼包運行過程溫降、鋼包運行頻率及運行過程的優化.該項技術已經應用于5個工廠,并取得了明顯的效益.
基于混合遺傳算法的兩流薄板坯連鑄連軋流程生產調度系統
賀東風, 田乃媛
2005, 27(2): 240-244. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.058
摘要:
首先建立了兩流薄板坯連鑄連軋流程生產調度規則庫.然后根據該生產流程的特點,提出了遺傳算法新的編碼、交叉、變異操作及改良的概念,并在遺傳算法的初始種群建立和改良過程中引入調度規則.在此基礎上,利用調度規則和遺傳算法相結合的混合遺傳算法建立了兩流薄板坯連鑄連軋流程生產調度系統.該調度系統可以較好地解決兩流薄板坯連鑄連軋流程的動態調度問題,進一步優化生產組織.
基于生物免疫系統克隆選擇機理和免疫網絡理論的免疫算法
位耀光, 鄭德玲, 付冬梅, 周穎
2005, 27(2): 245-249. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.059
摘要:
提出一種基于生物免疫系統克隆選擇機理和免疫網絡理論的免疫算法.該算法通過抗體的克隆選擇和變異過程,完成對入侵抗原的清除,實現免疫防御的功能;利用免疫網絡調節的思想選擇抗體記憶細胞,完成知識的學習和積累,實現免疫自穩的功能;利用所建立的抗體記憶矩陣實現對類似入侵抗原的快速應答,行使免疫監視識別功能.該算法利用生物變異機制實現抗體的自適應調節,使系統具有自適應、自學習能力.在加熱爐狀態識別的應用研究表明,本文所提出的算法在解決數據識別方面具有較好的效果.
連續窄帶調頻超聲波測距方法
李希勝, 吳并臻, 尤佳, 舒雄鷹
2005, 27(2): 250-252. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.060
摘要:
傳統的連續調頻超聲波系統盡管具有平均輸出功率高的優點,卻需要使用寬帶超聲波傳感器.本文提出了一種連續窄帶調頻的超聲波測距方法.此方法的一個重要特點是,通過窄帶調頻技術,可用普通的超聲波傳感器取代寬帶超聲波傳感器應用于傳統的連續調頻超聲波系統中.
工頻同步電機傳動系統主回路及其電流調節算法研究
解侖, 魯億方, 薛為民, 王志良, 孫一康
2005, 27(2): 253-256. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2005.02.061
摘要:
描述了工頻同步電機傳動控制系統主回路的結構及其整流變壓器、吸收電路的參數計算,對其電流控制算法及諧波抑制策略進行了分析.研究了工頻同步電機傳動控制系統在亞同步、同步以及超同步速度時,突加負載的電流響應特性.結果表明,工頻同步電機傳動控制系統的性能可以達到與直流電機控制系統相當并且具有同步電動機特性的結論.
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