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

郵發代碼：82-303

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單　　價：40元/期，全年480元

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2006年第28卷第9期

欄目

礦業與環境
設備與能源
控制與決策

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礦業與環境

基于巖石可鉆性指標的地層界面識別理論與方法

譚卓英, 蔡美峰, 岳中琦, 譚國煥, 李焯芬

2006, 28(9): 803-807. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.001

[摘要](256)

[PDF 214KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
巖石可鉆性指標是石油、礦山及地質部門廣泛用于鉆頭選擇和制定生產定額的重要參數,但現行可鉆性指標的定義及參數獲取的實驗方法還存在許多問題.通過分析,重新定義了巖石的可鉆性,提出了以單位能量下的穿孔速率作為可鉆性指標的新概念;基于鉆進過程中有效軸壓、轉速、穿孔速率和可鉆性指標間的耦合關系,建立了可鉆性指標的計算公式.同時,對新的可鉆性指標在地層識別中的敏感性進行了分析,闡述了可鉆性指標在地層識別中的物理意義.研究表明,新的可鉆性指標克服了傳統可鉆性指標在判層中存在的盲區,并可實現沿鉆孔剖面的連續判層.

大傾角厚煤層綜放開采顆粒元分析

王樹仁, 王金安, 劉淑宏, 吳順川, 謝俊文

2006, 28(9): 808-811,817. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.002

[摘要](206)

[PDF 536KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
應用PFC^2D計算程序,對某礦水平與傾斜聯合布置的折線型綜采面,分析了散體頂煤和破碎直接頂的落放過程及落放形態,揭示了不同放煤步距連續推進模式下的煤損動態特征,并對不同放煤順序的頂煤回收率及支架受力工況進行了優化分析.研究表明:折線型綜采面采用自上而下的回采順序,頂煤回收率高,支架受力均勻;低位單口放煤時,放出體形態向采空區側偏轉;在支架連續推進過程中,煤損形態節律性變化;大傾角厚煤層綜放開采,采用中檔放煤步距的經濟技術效果較好.

陷落柱概化模式及突水力學判據

尹尚先, 武強

2006, 28(9): 812-817. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.003

[摘要](241)

[PDF 264KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
按照與采面或者巷道的位置關系,將陷落柱突水模式分為頂底部突水模式和側壁突水模式2種模式,以及薄板理論子模式、剪切破壞理論子模式、厚壁筒突水子模式和壓裂突水子模式等4種子模式.薄板理論子模式適用于筒蓋關鍵層完整且厚度較小的情況,突水判據為極限彎矩;剪切破壞理論子模式應用條件為筒蓋關鍵層厚度較大,突水判據為二次拋物線方程;厚壁圓筒破壞的彈性極限壓力因屈服經驗準則不同而有所差異,但均與巖層強度成正比;壓裂突水子模式描述的是地下水通過壓裂與其他固有構造導通而發生突水,臨界破裂壓力可以借鑒水壓裂的計算公式.由突水案例的分析計算表明,突水模式及突水判據簡單易行,切合實際,且有足夠的準確性.

低碳鋼碳氮析出物的熱力學計算

向嵩, 劉國權, 李長榮, 王安東, 韓慶禮

2006, 28(9): 818-822. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.004

[摘要](285)

[PDF 222KB](11) [施引文獻] ()

摘要:
鋼中的碳氮析出物通過細晶強化和析出強化方式對鋼的力學性能有非常重要的作用.基于規則溶液的雙亞點陣模型(其中一個為金屬亞點陣,另一個為間隙原子亞點陣)建立了碳氮化鈦、氮化鋁以及硫化錳的熱力學計算模型用以研究析出物的析出開始溫度、給定溫度的奧氏體成分,并將這一結果應用于CSP過程.經計算得Ti (C_xN_1-x),MnS和AlN的析出溫度分別是1200℃,1440℃和1010℃,最大的體積分數分別為2.315×10^-5,4.18×10^-4和3.1×10^-4.對比發現熱力學的計算結果與Thermo-Calc的計算結果和有關文獻的實驗數據有較好的一致性.

V-Ti-N微合金非調質無縫油井管鋼中碳氮化物的熱力學計算

王安東, 劉國權, 劉勝新, 楊才福, 李長榮, 向嵩, 韓慶禮

2006, 28(9): 823-829,895. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.005

[摘要](268)

[PDF 581KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
用包括奧氏體γ相和兩個碳氮化物相三相溶解度間隙平衡處理的方法計算了V-Ti-N微合金非調質油井管鋼中的碳氮化物析出.計算結果表明,此鋼奧氏體中的析出模式為1473℃時TiN即開始析出;其后部分TiN逐漸轉變為復合(Ti_xV_1-x)(C_yN_1-y)顆粒,而其他的TiN直到低溫仍保持其化學性質;最后富V-C的V (C_xN_1-x)在846℃開始析出.實驗數據驗證了這種析出模式.計算結果支持了中碳含釩微合金鋼中800℃以下奧氏體中的析出對其后的奧氏體分解相變具有明顯的調控作用的觀點.

含釩高強度船體結構鋼的連續冷卻轉變

肖國華, 肖寄光, 王福明, 李長榮

2006, 28(9): 830-834. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.006

[摘要](237)

[PDF 503KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
利用熱模擬實驗機模擬了中板控制軋制工業生產工藝,測定了一種釩微合金化船體結構鋼經不同溫度多道次變形后的動態CCT曲線,討論了終軋溫度和冷卻速度對組織、γ/α相變及CCT曲線的影響.結果表明:隨終軋溫度的降低,實驗鋼的動態CCT曲線整體向左上方移動,獲得鐵素體+珠光體組織的冷卻速度范圍變寬;隨冷卻速度的增加,γ/α相變開始溫度A_r3逐漸降低,貝氏體相變開始溫度B_s以拋物線形式變化;鐵素體晶粒隨終軋溫度降低或冷速的增加而細化.

蜂窩夾芯減振板結構設計的力學參數計算

劉靖, 何美鳳, 韓靜濤

2006, 28(9): 835-839. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.007

[摘要](209)

[PDF 374KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
從力學性能和減振性兩方面分析了用瞬間液相擴散復合法得到的蜂窩板的蜂窩結構,確定了面板厚度、芯材厚度、蜂窩格邊長、蜂窩格壁厚4個結構參數作為設計變量,以剪切強度、彎曲強度、抗彎剛度、臨界屈曲載荷、固有頻率、質量6個性能參數為目標函數進行優化,并對優化結果進行了實驗研究.結果表明,優化設計的蜂窩板的力學性能及減振性能優于對比板,實驗值與計算值基本相符.

316L不銹鋼在含氯高溫醋酸溶液中的自鈍化行為

程學群, 李曉剛, 杜翠薇

2006, 28(9): 840-844. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.008

[摘要](300)

[PDF 387KB](15) [施引文獻] ()

摘要:
研究了316L不銹鋼在85℃,含0.2% KCl的60%醋酸溶液中的自鈍化行為.通過測試試樣的恒電流陰極極化曲線,以及恒電流陰極極化后開路電位隨時間的變化曲線,提出了316L不銹鋼鈍化膜的結構模型.該模型認為316L不銹鋼鈍化膜由三層構成:最外層主要是由Fe的氧化物以及少量Cr的氧化物組成;第二層主要是Cr的氧化物,含有少量Fe,Mo和Ni的氧化物;最底層主要是Mo,Ni的氧化物和少量的Fe原子.研究發現:316L不銹鋼在實驗醋酸溶液中,經10mA陰極電流極化15min后鈍化膜生長參數γ最大,而經0.45mA陰極電流極化30min后鈍化膜生長參數γ最小;316L不銹鋼在實驗醋酸溶液中,經10mA陰極電流極化30min后,自鈍化電位最小,而經1mA陰極電流極化15min后,自鈍化電位最大.鈍化膜結構模型能很好地解釋316L不銹鋼在實驗醋酸溶液中的上述電化學行為.

液氮球磨制備Al-Zn-Mg-Cu納米晶粉末及組織分析

程軍勝, 崔華, 陳漢賓, 楊濱, 張濟山

2006, 28(9): 845-849. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.009

[摘要](253)

[PDF 564KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
利用液氮球磨技術制備了Al-Zn-Mg-Cu納米合金粉末.采用X射線衍射對材料在球磨過程中的固態相變、晶粒尺寸和微觀應變進行了研究,利用金相顯微鏡和透射電鏡觀察了微觀組織.研究表明,隨著球磨的進行,霧化粉末中的MgZn₂第二相逐步減少,并最終完全超飽和固溶于α-Al之中.低速(200r·min^-1)球磨10h后仍有少部分粗晶存在于粉末心部;高速(400r·min^-1)球磨能夠使粉末納米晶粒更加均勻.材料經過低速液氮球磨6h以后平均晶粒大小穩定在45nm,并保持到10h不再變化;增加主軸轉速到400r·min^-1繼續球磨5h后,粉末平均晶粒大小降到34nm.微觀應變隨著球磨進行呈現先增大后降低的趨勢.

高性能燒結NdFeB磁體的制備技術

包小倩, 李青華, 朱學新, 李成棟, 朱潔, 張茂才, 周壽增

2006, 28(9): 850-853. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.010

[摘要](200)

[PDF 398KB](11) [施引文獻] ()

摘要:
采用鱗片鑄錠、氫爆加氣流磨制粉、脈沖場振動取向加橡皮模等靜壓成型等改進的技術在工業生產線上成功制造了N52高性能燒結NdFeB磁體.用X射線衍射儀、光學金相顯微鏡、透射電鏡和掃描電鏡研究了磁體的結構;用磁強自動記錄儀測量了磁體的退磁曲線.實驗結果表明,Nd29.0Pr_0.5Ga_0.2Fe_69.1Nb_0.2B_1.0磁體室溫磁性能達到B_r=1.457T,H_ci=1097kÅm^-1,(BH)_max=409kJ·m^-3,且磁體的均勻性和一致性較好.

疊氮化鈉聯合鹵化銨燃燒合成氮化硅粉體

王飛, 沈衛平, 葛昌純

2006, 28(9): 854-858. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.011

[摘要](178)

[PDF 361KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
采用疊氮化鈉作為固態氮化劑,同時以鹵化銨作為活性稀釋劑,通過對燃燒溫度特征曲線和燃燒產物相組成的分析,研究了兩者的協同作用對于燃燒合成氮化硅粉體的影響.研究結果表明:疊氮化鈉和鹵化銨的熱分解可增加硅粉內部孔隙率和氮氣滲透性,也能為Si-N反應提供內部氮源.疊氮化鈉和鹵化銨均可作為Si-N反應的催化劑,可促進硅粉向氮化硅的氮化轉變.疊氮化鈉聯合鹵化銨的使用能夠有效地降低燃燒溫度,使燃燒反應以低溫模式進行,有利于α-Si₃N₄的生成.隨著反應物中疊氮化鈉含量的增多,燃燒產物中α相氮化硅含量也相應地有所提高.

設備與能源

冷連軋機軋制力在線計算模型

周富強, 曹建國, 張杰, 尹曉青, 賈生暉, 曾偉

2006, 28(9): 859-862. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.012

[摘要](381)

[PDF 316KB](9) [施引文獻] ()

摘要:
通過將軋制變形區離散化的方法,在考慮變形區內橫截面上張應力、摩擦應力等影響因素沿帶鋼軋制方向分布規律及其與帶鋼厚度及壓下量的關系的基礎上,采用數學模型和神經網絡相結合的方法計算了金屬變形抗力,建立了冷連軋機軋制力在線計算數學模型.經大型工業軋機生產實踐數據檢驗,該冷連軋機在線軋制力計算模型預報誤差控制在6.1%以內,滿足模型在線控制要求,可提高在線控制軋制力模型的計算精度.

高溫直流超導量子干涉器心磁圖儀的研制

丁紅勝, 陳賡華, 張利華, 黃旭光, 楊乾聲

2006, 28(9): 863-866. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.013

[摘要](152)

[PDF 400KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
研制了用于心磁測量的直流高溫量子干涉器,并建立了單通道高溫直流超導量子干涉器心磁圖儀.根據臨床診斷標準,在磁屏蔽室內依次調節無磁床的位置,采集了人體胸前平面5×5正方格子上各點的心磁數據.實驗結果表明,健康人與心臟病患者的心臟磁場信號存在明顯差異.利用該系統,可為心臟病的臨床診斷提供有價值的實驗數據.

控制與決策

基于神經網絡預報的燒結礦化學成分控制專家系統

龍紅明, 范曉慧, 陳許玲, 姜濤, 石軍, 宋清勇, 羊小東

2006, 28(9): 867-870. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.014

[摘要](241)

[PDF 224KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
采用帶動量項的線性再勵自適應變步長BP神經網絡算法,建立了基于多周期運行模式的燒結礦化學成分預報模型;使用基于數據庫技術的知識庫和正向推理的推理機,開發了化學成分控制專家系統.系統自投入運行以來,預報模型命中率穩定在90%以上,操作指導建議采納率達到92%,實現了對燒結礦化學成分的穩定控制.

交流變頻矢量控制系統的自適應逆控制

白晶, 李華德, 郝智紅

2006, 28(9): 871-874. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.015

[摘要](181)

[PDF 327KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
針對一般矢量控制系統存在的動、靜態轉矩電流與磁場電流的耦合問題,在分析磁場定向偏差對系統性能影響的基礎上,首次引入自適應逆控制策略的控制方案,并分析了方案的控制特點.理論分析及仿真實驗表明,該控制策略可以有效地解決一般矢量控制系統存在的轉矩與磁場耦合對系統性能造成的影響,提高系統動、靜態性能.

時變時滯不確定系統的魯棒控制

史桂剛, 廖福成

2006, 28(9): 875-880. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.016

[摘要](190)

[PDF 234KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
基于魯棒二次穩定性理論,采用線性矩陣不等式方法,研究了具有時變狀態時滯的不確定系統的魯棒H_∞控制問題,給出了對所有允許不確定性,被控對象滿足H_∞范數界γ約束下魯棒二次穩定的一個充分條件.通過求解一個線性矩陣不等式,即可獲得H_∞狀態反饋控制器.

CDMA中干擾消除多用戶檢測器的研究

劉向東, 顧學邁

2006, 28(9): 881-885. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.017

[摘要](191)

[PDF 225KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
基于統計分析方法,導出了傳統并行干擾消除檢測器(PIC)、部分干擾消除檢測器(P-PIC)和最小均方誤差檢測器(MV-PIC)的輸出均值和方差.結果表明:與傳統PIC檢測器比較,P-PIC檢測器降低了軟判決量的均值和方差的偏差;選擇恰當的部分干擾消除系數,可以使MV-PIC的輸出均值增大、方差減小、誤碼性能優于PIC檢測器.

利用FPGA和USB總線的視頻圖像的采集與處理系統設計

周劍波, 鞏憲鋒, 王長松, 孫宏林

2006, 28(9): 886-889. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.018

[摘要](161)

[PDF 326KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
構建了以FPGA為核心芯片的高速圖像采集與處理系統,圖形采集頻率可達13.5MHz.在該系統中,采用了視頻A/D芯片SAA7111A將電視信號轉換成數字信號,并由FPGA作為控制器將數字信號存入SRAM中,以便進行處理,提取有用數據;系統還采用了EZUSB2131Q芯片來進行處理后的數據與PC機的傳輸.

基于核主元分析法和支持向量機的人耳識別

袁立, 穆志純, 劉磊明

2006, 28(9): 890-895. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.019

[摘要](141)

[PDF 349KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
對人耳識別中若干關鍵問題進行了研究.介紹了兩種人耳圖像歸一化處理的方法,即基于外耳輪廓長軸的線標記法和基于外耳輪廓起始點的點標記法,并對這兩種方法進行了對比.在分析現有人耳識別方法不足的基礎上,提出利用核主元分析法提取人耳圖像的代數特征,再利用支持向量機分類模型進行人耳識別.在帶有角度、光照變化的北京科技大學人耳圖像庫上得到的識別率為98.7%,表明了該識別方法的有效性以及利用人耳圖像進行身份識別的可行性.

一種分布式Web使用模式挖掘模型及算法

張克君, 楊炳儒, 趙耿, 曲文龍, 李欣

2006, 28(9): 896-901. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.020

[摘要](170)

[PDF 433KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
給出了一種分布式Web日志挖掘模型DWLMS.根據對挖掘過程及算法進行分析,提出了一種基于DWLMS的局部頻繁路徑的更新算法LFP和全局頻繁路徑的更新算法GFP,較好地解決了Web訪問信息的異地存儲、實時增長、分布式算法通訊量等因素給模式分析過程帶來的困難.在實驗室對該方法進行了簡單實現和實際日志數據的測試,結果表明了算法的有效性.

一種不完備信息表的預處理方法

鄂旭, 高學東, 邵良杉, 葉柏青

2006, 28(9): 902-906. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2006.09.021

[摘要](157)

[PDF 359KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
針對不完備信息表預處理問題中的不完備數據的填補問題、冗余屬性的約簡問題和連續屬性的離散化問題進行了研究.應用粗糙集理論,由相容信息表中條件屬性與決策屬性間的一致性對應關系,定義了劃分區間的加法運算,解決了不完備數據填補問題;根據類別概念,定義了差別向量,利用差別向量加法運算刪除了冗余屬性;根據條件屬性與決策屬性之間的依賴關系及相對信息熵概念,實現了連續屬性的離散化.數值示例和實驗結果顯示此方法是有效可行的.