工程科學學報

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期刊信息

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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2006年第28卷第3期

欄目

礦業與環境
冶金
材料
設備
控制與決策

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礦業與環境

弱透水層變形機理的研究

武強, 謝海瀾, 趙增敏, 李娟, 金曉麗

2006, 28(3): 207-210. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.001

[摘要](189)

[PDF 469KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
通過對天津市濱海新區不同埋藏深度內弱透水層水理性質變化的研究,得出不同埋深弱透水層的孔隙水類型,依據其不同的孔隙水類型揭示出不同埋深弱透水層的釋水變形機理．提出了以界限含水量為依據,對不同埋深弱透水層采取不同的變形計算模式．

斷層-圍巖系統的形成過程及快速回跳數值模擬

王學濱

2006, 28(3): 211-214. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.002

[摘要](235)

[PDF 635KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
采用FLAC模擬了斷層-圍巖系統的形成過程及位移的分布規律．計算中采用了莫爾-庫侖與拉破壞復合的破壞準則,峰后巖石本構關系為線性應變軟化．兩條斷層帶(或剪切帶)匯交時系統形成,之后其承載能力下降．在斷層帶左側,由于在系統承載能力降低的過程中,彈性應變的快速恢復,出現了快速回跳現象(系統失穩)．在斷層帶之外,位移分布是均勻的．在斷層帶位置,存在較大的位移梯度．系統承載能力越低,位移梯度越大．遠離加載端的區域先回跳,然后回跳區域逐漸擴大,向加載端傳播,直到整個系統都回跳．上述過程持續的時間步數較少,說明了系統失穩的突發性．系統整體回跳發生于應變軟化階段．

二次動壓巷道支護設計與參數優化

吳順川, 高謙, 劉福軍

2006, 28(3): 215-218. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.003

[摘要](220)

[PDF 490KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
采用正交數值試驗和灰色理論中的關聯度分析,進行陽泉礦區二次采場巷道的分析與支護參數優化決策．選擇13因素3水平的正交試驗方案,進行27次試驗,分析了不同應力狀態和支護參數的巷道穩定性與變形特征．在計算中采用巷道穩定性和變形收斂率等多種評價指標,進行了局部優化；考慮支護成本和施工難易等因素,采用灰色理論,進行最佳方案的關聯度分析．該研究已應用于陽泉礦區二次采場巷道支護設計,并取得較滿意的支護效果．

近距離高瓦斯煤層群傾斜高抽技術的應用研究

張英華, 尹根成, 黃志安

2006, 28(3): 219-222. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.004

[摘要](238)

[PDF 492KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
分析了沙曲礦14201工作面的瓦斯涌出特點,對傾斜高抽巷治理瓦斯的工藝技術參數進行了優化,觀測了高抽巷治理瓦斯的效果．研究表明,在沙曲礦三軟條件下近距離高瓦斯煤層群實施傾斜高抽技術治理瓦斯效果明顯,能夠抽放出大量的高濃度瓦斯,為工作面的安全生產提供了技術保障．

提高煤礦瓦斯抽放效果的控制爆破技術

龔敏, 劉萬波, 王德勝, 伍厚榮, 陳太明, 邱德才

2006, 28(3): 223-226. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.005

[摘要](263)

[PDF 520KB](11) [施引文獻] ()

摘要:
瓦斯抽放是我國治理瓦斯災害的主要措施,目前抽放率較低．采用控制爆破技術進行提高瓦斯抽放效果的研究,解決了在高瓦斯煤層爆破的安全起爆、長水平炮孔中的裝藥技術和炸藥品種的選擇等問題．爆破后瓦斯自排量較非爆區提高5倍以上,抽放率提高明顯,抽放時間縮短1/3以上．

預應力混凝土連續彎梁橋墩頂開裂分析

張舉兵, 蔡美峰, 牟在根

2006, 28(3): 227-230,241. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.006

[摘要](248)

[PDF 538KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
為研究預應力連續彎梁橋墩頂開裂或主梁側傾的原因,將預應力鋼束對混凝土梁的作用簡化為等效荷載,用三維梁單元對預應力張拉施工過程進行了有限元模擬．對采用墩梁固結的預應力彎梁橋進行計算的結果表明,張拉時所引起的獨柱墩頂彎矩的方向和自重引起的彎矩方向相同,并大一個數量級,此二者共同作用是造成預應力混凝土連續彎梁橋墩頂開裂或主梁側傾事故的原因．并通過對比計算,提出了預防墩頂開裂的建議．

廢水中氨氮沉淀物的結晶狀態及其與捕收劑的作用機理

孫體昌, 崔志廣, 寇玨, 李逢波

2006, 28(3): 231-236. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.007

[摘要](199)

[PDF 700KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
用實驗室模擬廢水和焦化廢水研究了廢水中其他成分對氨氮沉淀物結晶狀態的影響．X射線衍射結果表明,模擬廢水中生成的氨氮沉淀物是非晶態的,而焦化廢水中的沉淀物是晶態的磷酸銨鎂．紅外光譜測試結果表明,pH值影響捕收劑十二酸鈉或油酸鈉與沉淀物的作用機理,pH=9時捕收劑在沉淀物表面發生物理吸附,而pH=11時發生化學吸附．模擬廢水中氨氮沉淀物以油酸鈉為捕收劑較好,而焦化廢水中的氨氮沉淀物以十二酸鈉為較好,其原因是沉淀物的結晶狀態不同．

冶金

CaO顆粒鐵水脫硫反應的模型

李霞, 劉向軍

2006, 28(3): 237-241. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.008

[摘要](217)

[PDF 548KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
建立了CaO顆粒在鐵水中脫硫反應的模型和噴吹O₂渣再生反應的模型．對CaO顆粒在鐵水中的反應經歷進行了詳細的描述．計算研究了顆粒尺寸、傳質系數、鐵水初始含硫量等參數對脫硫反應和渣再生反應的影響．

非調質鋼中鈦脫氧產物析出行為

宋波, 毛璟紅, 王福明, 羅志濤, 楊穎, 楊占兵

2006, 28(3): 242-247. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.009

[摘要](230)

[PDF 2371KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
從氧化物冶金的觀點從發,利用掃描電鏡和圖像分析儀研究了非調質鋼加鈦脫氧后鋼液中夾雜物的形貌、組成和尺寸分布以及孕育時間對夾雜的影響,并考察了加鈦前后鋼的組織變化．結果表明：鈦的脫氧產物都可成為硫化錳夾雜的形核核心；此類夾雜物呈細小彌散析出,適當的孕育時間可使夾雜細化；加鈦后,鋼的組織細化．

RH-MFB精煉過程中鋼水溫度預測模型

韓傳基, 劉青, 吳凱, 蔡開科

2006, 28(3): 248-252. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.010

[摘要](165)

[PDF 508KB](10) [施引文獻] ()

摘要:
建立了RH—MFB精煉過程中鋼水溫度的數學模型，通過Delphi程序計算了精煉過程中鋼水的溫度．結果表明，RHMFB精煉開始階段，鋼水溫度急劇下降，前10min降溫速率約為3℃·min^-1．加Al吹氧、加合金和真空室內壁初始溫度對鋼水溫度影響較大．采用該模型預測了精煉結束時刻的鋼水溫度，與生產中鋼水溫度平均誤差在±5℃以內的占80%．

材料

X70針狀鐵素體管線鋼析出相

王春明, 吳杏芳, 劉玠, 徐寧安

2006, 28(3): 253-258. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.011

[摘要](165)

[PDF 1804KB](15) [施引文獻] ()

摘要:
用透射電鏡研究了X70針狀鐵素體管線鋼中的析出相．一種是以TiN為主、尺寸較大(50nm～1μm)、外形規則、幾乎呈立方體的Ti (Nb) NC復合析出相,其中Ti/Nb比值處于5～12之間．另一種是以NbC為主、尺寸十分細小(小于20nm)、形態為圓形或橢圓形的Nb (Ti) C復合析出相,Nb/Ti比值處于1～6．37之間,衍射分析結果表明其為多晶粒構成．分析表明,尺寸較大的方形析出相在1150℃的溫度時已經存在,并且在熱模擬過程中變化不大．細小圓形析出相絕大部分是在1100～900℃之間析出,而且與基體保持共格或半共格的關系．V的析出不明顯,其作用相對較弱．高溫熱塑性曲線的測量結果顯示,在沒有變形情況下,1050℃時析出相開始析出,900～850℃之間析出量達到最大．

鹽酸溶液中烏魯托品對鋼的緩蝕性能

王保成, 朱金華

2006, 28(3): 259-262. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.012

[摘要](191)

[PDF 501KB](10) [施引文獻] ()

摘要:
用電化學阻抗譜（EIS）和開路電位測量法（OCPM）研究了在1mol·L^-1鹽酸溶液中烏魯托N（UP）與45^#鋼的界面吸附及緩蝕行為．EIS表明：隨著緩蝕劑UP濃度的增大，吸附膜逐漸形成，電荷傳遞電阻增大．在緩蝕劑濃度為0．01mol·L^-1時，緩蝕效率出現最大值；大于該濃度時，緩蝕效率下降．OCPM表明：加緩蝕劑UP前后體系自腐蝕電位的改變與溫度的倒數呈線性關系．UP對陽極過程有抑制作用，是陽極型緩蝕劑；吸附熱為一35kJ/mol，吸附形式為物理吸附．

鎂合金在水-乙二醇體系中的電偶腐蝕及緩蝕劑

張繼心, 張巍, 李久青

2006, 28(3): 263-268. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.013

[摘要](173)

[PDF 1184KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
研究了AZ91D壓鑄鎂合金分別與02235鋼、H62黃銅、LF21鋁合金及356^#鑄鋁偶接在水-乙二醇體系中的電偶腐蝕行為和規律，并對加入開發的有機無機復配緩蝕劑前后的腐蝕行為差異和緩蝕效果作出了評價．結果表明，加入緩蝕劑后不僅降低了電偶對中鎂合金的全面腐蝕，而且有效抑制了點蝕．通過電偶腐蝕電化學參量的測量和動電位極化曲線的測量發現，AZ91D壓鑄鎂合金的電偶腐蝕由加入緩蝕劑前的陰極控制轉變為陽極控制，且對陽極過程抑制顯著．

無壓浸滲法制備高體分比SiCp/Al

葉斌, 何新波, 任淑彬, 曲選輝

2006, 28(3): 269-273. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.014

[摘要](138)

[PDF 702KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
采用粉末注射成形/無壓浸滲法成功制備出了SiC體積分數為63%的SiCp/Al復合材料．重點研究了主要工藝參數對SiC骨架及復合材料性能的影響規律．研究表明,采用粉末注射成形制備的SiC骨架經1100℃預燒后,仍具有很高的開口孔隙率,達到總孔隙率的97．9%．SiC顆粒經高溫氧化處理后所生成的SiO₂薄膜可明顯改善鋁合金熔液與SiC顆粒之間的潤濕性,顯著提高復合材料的密度．通過對工藝參數的優化可使鋁液較好地潤濕SiC骨架,獲得最高相對密度可超過97%的復合材料．

不同的多點成形工藝方式對回彈的影響

孫剛, 李明哲, 崔相吉, 鄧玉山

2006, 28(3): 274-277. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.015

[摘要](153)

[PDF 739KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
采用有限元數值模擬手段針對多點成形過程中產生的回彈現象進行了探討．主要對比了多點模具成形和多點壓機成形兩種不同工藝,分析了不同的工藝條件對回彈的影響．采用先顯式方法計算成形,后隱式方法計算回彈,對1mm與2mm厚度的球形曲面件進行了數值模擬．結果表明：在沖頭為10×10的多點模具成形方式下,采用無壓邊成形,成形1mm厚度的板料時,曲率半徑為400mm的成形件回彈量沿縱向最大為1．22mm；但在相同條件下,用多點壓機成形工藝的成形件,回彈量僅為0．24mm,即一次成形時,多點壓機成形的板料比多點模具成形的板料回彈量僅為1/5；多點壓機成形厚度為2mm的板料回彈約為0．多點壓機成形方式比多點模具成形方式成形效果好,回彈量明顯減小．

碘摻雜聚苯胺催化劑催化合成縮醛(酮)

楊水金, 童文龍, 尹國俊

2006, 28(3): 278-281. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.016

[摘要](193)

[PDF 487KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
制備出單質碘摻雜聚苯胺催化劑I₂/PAn,并以I₂/PAn為催化劑對以乙酰乙酸乙酯、環己酮、丁酮、苯甲醛和正丁醛與二元醇(乙二醇,1,2-丙二醇)為原料合成10種縮醛(酮)的反應條件進行了研究,重點考察了影響苯甲醛1,2-丙二醇縮醛合成的各種因素．在確定的n(醛/酮)：n(乙二醇/1,2-丙二醇)=1∶1．6(物質的量的比),催化劑的用量占反應物料總質量的0．2%,反應時間為1h條件下,10種縮醛(酮)的收率在47．3%～94．2%之間．

設備

軋輥與鋼板表面形貌的功能特征參數

吳長春, 張杰, 曹建國, 郝建偉, 汪磊川, 譚仁偉

2006, 28(3): 282-285. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.017

[摘要](149)

[PDF 429KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
目前普遍使用的表面形貌評定參數不能夠準確反映軋輥和鋼板表面的承載性能和儲油性能．本文提出了二維輪廓和三維表面的功能特征參數,并給出了計算方法．通過與表面粗糙度的比較以及對電火花毛化軋輥表面形貌的分析,結果說明了表面形貌功能特征參數使表面的承載性能和儲油性能分析更為具體和準確．

無取向硅鋼熱軋工作輥磨損預報模型

曹建國, 張杰, 甘健斌, 蘇毅, 唐本立, 鄢檀力

2006, 28(3): 286-289. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.018

[摘要](237)

[PDF 512KB](9) [施引文獻] ()

摘要:
根據1700mm熱連軋機采集的現場數據分析了硅鋼軋制工作輥磨損的規律和其磨損輪廓曲線．采用中部磨損和邊部磨損分別建立磨損計算函數的方式,建立了無取向硅鋼軋制的工作輥磨損預報模型．采用遺傳算法優化計算了模型參數．現場實測數據驗證表明,模型預報精度可靠實用,可用于指導生產實踐．

板坯連鑄二次冷卻控制模型

劉穎, 曹天明, 郗安民

2006, 28(3): 290-292,298. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.019

[摘要](157)

[PDF 444KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
以某鋼廠連鑄生產中的二冷水控制模型為研究重點．在分析工況和合理假設的基礎上．按照傳熱學理論導出板坯傳熱微分方程,用數值計算方法求解微分方程,經回歸處理后,得出不同工況下的配水控制模型．仿真實驗與生產試驗證明了模型是有效的,試驗驗證的16Mn鋼控制模型參數可用于指導生產．

基于μ綜合的熱軋動態設定型AGC魯棒控制

傅劍, 楊衛東, 李伯群, 劉彤

2006, 28(3): 293-298. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.020

[摘要](137)

[PDF 681KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
通過對熱軋動態設定型AGC控制系統模型進行理論分析,針對工程實際提出了一種基于μ綜合的魯棒控制方法．當系統中存在軋機剛度攝動時,熱軋動態設定型AGC控制仍能實現期望的控制性能．通過引入表征系統性能的虛擬塊,應用主環定理將動態設定型AGC系統在模型攝動下設計滿足性能要求的控制器問題轉換為廣義系統的魯棒穩定性問題,實現了系統魯棒性能．它克服了使用H_∞方法解決該問題的魯棒性能缺點,其設計目標真實反映控制目標,方法更加有效．依據現場數據的仿真實驗表明,基于μ綜合的魯棒控制方法比H_∞方法具有更好的魯棒性能．

控制與決策

一種模糊控制小生境遺傳算法的應用研究

牟在根, 梁杰, 隋軍, 顏謀

2006, 28(3): 299-302. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.021

[摘要](211)

[PDF 636KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
基于遺傳算法的基本原理,提出一種改進的遺傳算法,將模糊控制思想與小生境技術引入到其中,從而保護種群的多樣性,同時使每代最優解得以保存．遺傳算法加入小生境技術后雖可保持種群群體的多樣性,但是不可避免的會產生部分個體的早熟以及陷入局部最優,于是加入模糊控制思想,對種群的交叉概率P_c和變異概率P_m進行模糊控制,以此為基礎,形成了一種新型的模糊控制小生境遺傳算法．最后通過對三個典型函數的數值分析證明了該方法的有效性和可行性．

基于核主成分分析與最小二乘支持向量機結合處理時間序列預測問題

郭輝, 王玲, 劉賀平

2006, 28(3): 303-306. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.022

[摘要](142)

[PDF 445KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
探討了最小二乘支持向量機時間序列預測的方法,提出了用核主成分分析提取主元,然后用最小二乘支持向量機進行預測．通過實驗表明,這種方法得到的效果優于沒有特征提取的預測．同時與主成分分析提取特征相比,用核主成分分析效果更好．