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

國內發行：北京報刊發行局

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2008年第30卷第9期

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石人溝鐵礦露天轉地下開采生產規模優化

盧宏建, 高永濤, 吳順川, 潘貴豪

2008, 30(9): 967-971. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.001

[摘要](226)

[PDF 378KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
合理確定礦山生產規模是露天轉地下開采關鍵技術問題之一.以石人溝鐵礦為研究對象,結合礦山具體情況提出了七個技術上可行的方案.綜合考慮技術、經濟和社會等因素對石人溝鐵礦生產規模的影響,結合礦山實際,從現有規范、規程、標準出發,采用層次分析法與模糊綜合評判理論構建了規模優化模型并進行選優,得到礦山露天轉地下后地下合理規模為215萬t·a^-1.

安太堡露天煤礦土地破壞與土地復墾動態變化的遙感調查

葉寶瑩, 白中科, 孔登魁, 于英娜

2008, 30(9): 972-976. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.002

[摘要](208)

[PDF 650KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
通過對安太堡煤礦1976-2006年期間共10期遙感數據的處理分析,建立了該煤礦土地利用遙感分類系統;在遙感和GIS平臺支持下,對10期遙感數據進行正射校正;采用人機交互式解譯方式提取了該礦區近30 a的土地利用變化情況,并通過室內航片以及野外實地考察進行了驗證.結果表明:研究區土地利用類型由簡單到復雜,由1976年的4種類型發展到2006年的12種類型;地表遭到強烈破壞,到2006年因采礦破壞的土地達到了2730.7 hm²,大面積復墾工作從1993年開始,到2006年共復墾了687.05 hm²,為破壞面積的25.1%,復墾后部分地段出現退化,且有逐步擴大的趨勢,需要盡快采取補救措施.

石煤鈉化焙燒料酸浸動力學

何東升, 馮其明, 張國范, 歐樂明, 盧毅屏

2008, 30(9): 977-980. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.003

[摘要](234)

[PDF 485KB](4) [施引文獻] ()

摘要:
研究了石煤鈉化焙燒料硫酸浸出過程中,浸出劑初始濃度、攪拌速度和浸出溫度對浸出率的影響,并對浸出過程動力學進行了分析.結果表明:浸出劑初始濃度和浸出溫度對釩浸出率有顯著影響,攪拌速度對釩浸出率影響不大;該浸出過程符合核收縮模型,與化學反應控制動力學方程式相吻合,浸出反應的表觀活化能為50.88 kJ·mol^-1,浸出過程控制步驟為化學反應控制.

大港土電阻率的測量及其導電模型

聶向暉, 杜鶴, 杜翠薇, 李曉剛

2008, 30(9): 981-985. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.018

[摘要](155)

[PDF 583KB](5) [施引文獻] ()

摘要:
利用直流四電極法測量了不同含水量條件下的大港土電阻率,其電阻率隨含水量增加而降低.在測量中發現當外加電位梯度比較小時,所計算的電阻率ρ值相對較大;隨著外加電位梯度增加,其電阻率逐漸減小,并最終趨于一個穩定的數值,特別是在含水量比較低的情況下,這種變化更為明顯.提出了一個土壤導電模型,利用等效電路的方法對土壤的導電性進行了討論:在含水量較低時,主要是孔隙水液相和固/液界面上的交換性離子導電;在高含水量條件下,土壤主要是通過孔隙水液相導電,固/液界面上的交換性離子導電可以忽略不計.

超低氧彈簧鋼硫容量計算及硫脫除分析

王郢, 王新華, 周紅霞, 郭佳, 王萬軍

2008, 30(9): 986-992. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.014

[摘要](160)

[PDF 616KB](5) [施引文獻] ()

摘要:
采用KTH模型、Young光學堿度模型、Tsao硫容量經驗公式等方法對超低氧彈簧生產過程的硫容量進行了計算,并使用Turkdogan、Hino等提出的公式預測了生產過程中硫的分配比(L_S).對比預測與實測的硫分配比,找到了比較準確的超低氧彈簧鋼的L_S預測模型.

低碳鋼中鐵素體動態再結晶的粒子激發形核

王猛, 李龍飛, 楊王玥, 孫祖慶

2008, 30(9): 993-996,1028. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.005

[摘要](245)

[PDF 1483KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
利用淬、回火工藝得到具有彌散分布的滲碳體粒子+鐵素體雙相組織的低碳鋼,采用Gleeble-1500型模擬機進行熱壓縮變形實驗,研究了在700℃、0.01 s^-1條件下變形過程中滲碳體粒子對低碳鋼鐵素體動態再結晶過程的影響.結果表明:在700℃、0.01 s^-1條件下變形時,存在以粒子激發形核機制為主的鐵素體動態再結晶過程,在形變初期粒子激發形核主要在大尺寸滲碳體粒子(〉1μm)附近發生,大應變量下應變累積促進粒子激發形核在小尺寸滲碳體粒子(0.5~1μm)附近發生.

碳含量對中碳含釩微合金鋼晶內鐵素體等溫形成的影響規律

許磊, 劉國權, 王安東

2008, 30(9): 997-1001,1028. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.016

[摘要](148)

[PDF 2091KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
研究了碳質量分數分別為0.26%,0.33%和0.42%的三種含釩微合金鋼在600,550,500和450℃下等溫處理時碳對晶內鐵素體形成的影響,測量了不同等溫溫度處理后鋼的維氏硬度、500℃下晶界和晶內鐵素體的納米硬度,并探討了晶內鐵素體的形核位置.結果表明:在相同溫度下等溫處理時,隨著鋼中碳含量的增高,鋼中非共析鐵素體的含量降低,鐵素體晶粒的尺寸減小,鋼的硬度升高.在500℃等溫處理后,晶界鐵素體的納米硬度遠高于晶內鐵素體的納米硬度;且隨著碳含量的增高,晶界和晶內鐵素體的納米硬度都隨之升高,但各實驗鋼中晶內鐵素體的納米硬度相差不大.適當的夾雜物和先析出晶內鐵素體都可以作為形核位置誘導晶內鐵素體析出.

二次熱循環對管線鋼在役焊接粗晶區顯微組織的影響

陳玉華, 王勇

2008, 30(9): 1002-1005. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.006

[摘要](249)

[PDF 1568KB](4) [施引文獻] ()

摘要:
采用焊接熱模擬技術、金相分析及透射電鏡研究了X70管線鋼在役焊接粗晶區及其經受不同峰值溫度二次焊接熱循環作用后熱影響區各區的金相組織和精細結構.結果表明,在役焊接粗晶區的金相組織主要是板條束貝氏體和粒狀貝氏體,經歷不同峰值溫度的二次熱循環后,組織類型沒有發生變化,但各種組織的形態、大小、數量以及原奧氏體晶粒大小有些差異.熱影響區各區的主要形貌都是鐵素體板條和分布在板條之間或板條基體上的M-A組元.在役焊接粗晶區M-A組元形態以條狀為主,經歷二次熱循環后,再熱臨界粗晶區的M-A組元有所細化.再熱臨界粗晶區存在下貝氏體組織,且具有典型的"中脊"形貌.

低碳微合金化含硼冷鐓鋼的沖擊性能

周新龍, 陳偉慶, 葉飛, 劉振清

2008, 30(9): 1006-1010. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.007

[摘要](281)

[PDF 708KB](4) [施引文獻] ()

摘要:
通過對不同B含量的低碳硼鋼和Nb、V微合金化低碳硼鋼的沖擊實驗,研究了B含量及Nb、V微合金化對低碳硼鋼沖擊性能的影響.結果表明:0.0006%~0.0015%的B將提高熱處理狀態鋼的沖擊韌性,B質量分數超過0.003%將降低鋼的沖擊韌性.Nb、V復合微合金化同時加入適量Al可顯著提高熱處理狀態低碳硼鋼的沖擊韌性.Ti質量分數超過0.03%對低碳硼鋼和微合金硼鋼的沖擊性能不利.

6061-T6鋁合金薄板的攪拌摩擦焊接

佟建華, 李煉, 鄧冬, 萬發榮

2008, 30(9): 1011-1017. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.008

[摘要](266)

[PDF 2608KB](9) [施引文獻] ()

摘要:
采用攪拌摩擦焊(FSW)技術對1 mm厚6061-T6鋁合金薄板進行了對接.研究了焊接工藝參數的范圍,實驗測試了焊接接頭的強度、硬度和延伸率,利用金相顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡分析了接頭的微觀組織.結果表明:對于1 mm厚度6061-T6鋁合金,FSW的最優工藝參數為旋轉速度1 800 r·min^-1,焊接速度1000 mm·min^-1;在此參數下,接頭的硬度值達到母材的80%左右,抗拉強度達到母材的103%,延伸率達到母材的54%;接頭的力學性能與微觀結構相符.

Waspaloy合金碳化物和γ'相析出規律的熱力學計算

洪成淼, 姚志浩, 張麥倉, 董建新, 張玉峰

2008, 30(9): 1018-1023. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.009

[摘要](337)

[PDF 1095KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
利用熱力學計算軟件Thermo-Calc對Waspaloy合金中可能析出的平衡相以及元素含量變化對其影響進行了計算分析.結果表明:碳含量的增加可以明顯地提高碳化物的析出量,但對碳化物的析出溫度的影響較小;γ'的析出量和析出溫度均隨Al、Ti含量的增加而增加,Al的影響尤為明顯;Ti是MC的主要形成元素,Ti含量的增加可以提高MC的析出量,但對其析出溫度無太大影響;M₂₃C₆的析出量不受Cr含量的影響,而析出溫度卻隨著Cr含量的增加而提高.

不同類型粉末對金屬注射成形耐熱合金性能的影響

林冰濤, 段柏華, 曲選輝

2008, 30(9): 1024-1028. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.015

[摘要](167)

[PDF 1443KB](4) [施引文獻] ()

摘要:
研究了不同類型耐熱合金粉末對金屬注射成形(metal injection molding,MIM)燒結樣品的致密度、金相組織、力學性能及耐蝕性能的影響.結果表明:只要工藝控制得當,以羰基鐵粉為主體的元素混合粉制備的MIM耐熱合金的力學性能和耐蝕性能均優于氣霧化預合金粉;前者的致密度、抗拉強度及飽和失重率分別達到98.1%、510 MPa及1.3 mg·cm^-2;而兩者的顯微組織均為Fe-Cr鐵素體α相,并未呈現顯著的差異.

鐵酸鎂生成反應非等溫動力學

李靜, 申寧, 汪琦, 陳樹江

2008, 30(9): 1029-1031,1040. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.004

[摘要](250)

[PDF 533KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
為了研究鎂鐵質材料中粘結相鐵酸鎂的生成反應過程,使用輕燒鎂粉和分析純試劑Fe₂O₃粉混合料,在靜態空氣中分別以10,15,20 K·min^-1的升溫速率進行了鐵酸鎂合成反應的DSC實驗研究,并用Kissinger、Flynn-Wall-Ozawa和Achar-Brindley-Sharp-Wendworth三種方法進行了反應動力學特征參數計算.研究結果顯示,鐵酸鎂生成機理滿足隨機形核與長大機理模型,反應的活化能介于626.83~652.60 kJ·mol^-1之間.

難選赤鐵礦熔融還原煉鐵及熔渣制備微晶玻璃

王亞利, 倪文, 李克慶, 馬明生, 劉鳳梅, 楊曉光

2008, 30(9): 1032-1036. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.010

[摘要](161)

[PDF 554KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
以河北宣化赤鐵礦為主要原料,采用熔融還原法煉鐵和澆鑄工藝制備熔渣微晶玻璃,獲得了可用于煉鋼的生鐵原料和建筑裝飾用微晶玻璃.利用正交試驗設計方法探討了不同原料配比組成條件下渣鐵分離和熔渣微晶玻璃晶化的效果,確定了可用于工業試驗的最佳原料配比(質量配比)為:赤鐵礦石77.3%,氧化鋁粉2.2%,生石灰13.7%,螢石5%,氧化鈉1.8%,焦炭5.5%.并通過光學顯微分析、X射線衍射分析、物理化學性能測試等手段確定了微晶玻璃的物相組成及性能特征.

冰晶石熔體的電導性質

郭慧鵬, 葉亞平, 李麗芬, 周國治

2008, 30(9): 1037-1040. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.011

[摘要](200)

[PDF 522KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
采用電化學交流阻抗譜法研究了Na₃AlF₆(冰晶石)-Al₂O₃熔鹽體系的總電導以及CaO加入對其電性能的影響.根據測得的阻抗譜,提出了等效電路,用EvolCRT電化學軟件對阻抗數據進行了擬合.獲得了Na₃AlF₆-Al₂O₃體系電導率隨溫度及Al₂O₃濃度變化的數學關系.CaO加入使得體系電導率增加.

實現等向鍛造的水平V型錐面砧鍛造法

張永軍, 劉助柏, 胡朝備, 韓靜濤, 孔俊其

2008, 30(9): 1041-1045. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.012

[摘要](166)

[PDF 670KB](9) [施引文獻] ()

摘要:
針對水平Ⅴ型錐面砧拔長矩形截面坯料建立了力學模型,并進行了定性物理模擬實驗與生產性實驗.研究結果表明,水平V型錐面砧不僅可以實現變形均勻的無橫向拉應力鍛造,而且提高了軸類鍛件的橫向力學性能,實現了大型軸類鍛件的等向鍛造,同部位力學性能值的橫縱向之比均約等于1.00.

偏心軸類零件楔橫軋軋制區軋制力差的影響因素

何濤, 王寶雨, 胡正寰

2008, 30(9): 1046-1049. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.013

[摘要](188)

[PDF 712KB](5) [施引文獻] ()

摘要:
兩軋輥在軋制區的軋制力不對稱性是偏心軸類零件兩輥楔橫軋軋制成形的一個顯著特征.利用有限元法計算了偏心軸類零件楔橫軋成形中軋制區軋制力差,并對其影響因素進行了較為系統全面的分析,闡明了影響因素對軋制力差的影響機理,最后還綜合分析了各影響因素對軋制力差的影響程度.

時變不確定性機械設計方法

石博強, 閆永業, 范慧芳, 趙德祥

2008, 30(9): 1050-1054. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.017

[摘要](156)

[PDF 406KB](4) [施引文獻] ()

摘要:
針對機械零件的應力和強度在不確定因素作用下的時變性,基于含有時變和隨機因素的時變可靠度計算模型,提出了包含時變和隨機因素的時變不確定性機械設計方法.該方法以當前時刻為時間分析起點,不但考慮應力和強度受到隨機因素的影響,而且考慮了在某一時刻t應力和強度的分布,討論了其求解方法.該方法是基于時變可靠度計算模型的時變概率設計方法,它同樣可以應用于其他領域如結構工程領域.

基于EMD的復合故障診斷方法

崔玲麗, 高立新, 張建宇, 胥永剛

2008, 30(9): 1055-1060. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.022

[摘要](120)

[PDF 1039KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
針對轉子不平衡故障和滾動軸承微弱損傷性故障的復合故障診斷問題,提出了一種基于經驗模式分解的故障診斷方法,進行復合故障的耦合特征分離和軸承損傷性故障信號特征提取研究.該方法首先通過經驗模式分解將復合信號分解為若干個本征模函數(intrinsic mode function,IMF);然后通過計算各IMF與原始復合信號的相關系數確定包含故障特征信息的主要成分,除去虛假分量;最后針對主要成分中的低頻成分進行頻譜分析提出轉子故障特征,針對主要成分中的高頻成分進行Hilbert包絡解調提取調制故障特征,即軸承損傷性故障特征.仿真及實驗結果表明該方法的有效性和實用性.

多感官群集智能算法及其在前向神經網絡訓練方面的應用

劉帆, 解侖, 李秉杰, 王志良, 鄭雪峰

2008, 30(9): 1061-1066. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.023

[摘要](154)

[PDF 753KB](4) [施引文獻] ()

摘要:
針對連續域函數優化問題,提出了一種新的全局極大值搜索方法——多感官群集智能算法(multi-sense swarmintelli-gence algorithm,MSA).受魚群算法(artificial fish-swarmalgorithm,AFA)和FS算法(free search algorithm,FSA)的啟發,MSA的搜索機制將大范圍勘察和小范圍精確搜索相結合,個體在使用視覺信息快速逼近局部較優解的同時,利用嗅覺信息避免群體過于集中并引導個體向全局較優解方向移動.仿真結果證明:MSA魯棒性較強,全局收斂性好,收斂速度較快,收斂精度較高.最后,將該方法應用于前向神經網絡訓練,結果表明滿足應用要求.

一種適用于HFC網絡CM的QoS解決方案

宋麗華, 李培婭, 張燕, 王沁

2008, 30(9): 1067-1071. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.021

[摘要](197)

[PDF 656KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
通過對不同網絡QoS機制進行分析比較和對DOCSIS1.1規范QoS標準的深入研究,提出了一種適用HFC網絡接入網設備CM的QoS機制解決方案.給出了CM QoS體系的設計模型,對各模塊進行了詳細的功能介紹,從設計上保證了為不同的IP數據提供不同的服務質量.詳細闡述了動態業務的發起過程和實現技術,討論了HFC網絡QoS的下一步研究方向.

基于顧及像素空間信息的加權FCM聚類的圖像分割

康家銀, 閔樂泉

2008, 30(9): 1072-1078. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.020

[摘要](138)

[PDF 952KB](4) [施引文獻] ()

摘要:
針對標準的FCM算法沒有考慮像素的空間信息而對噪聲比較敏感和沒有考慮不同樣本數據對聚類效果的不同影響的不足,提出了一種顧及像素空間信息的基于圖像的灰度直方圖加權的FCM聚類算法,它在Szilagyi等提出的算法基礎上通過引入圖像的灰度直方圖加權對算法中的目標函數進行修改.對人工合成圖像和真實圖像的數值模擬結果均顯示出該算法的優良性能.

概率邏輯中的命題相關性與邏輯運算

劉宏嵐, 高慶獅, 楊炳儒

2008, 30(9): 1079-1084. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2008.09.019

[摘要](165)

[PDF 434KB](4) [施引文獻] ()

摘要:
原子命題是數理邏輯研究的基本單位.分析了原子命題的相關性與邏輯運算之間的關系.在經典二值邏輯中,命題邏輯運算結果的真值只與參與運算的命題的真值有關,而與命題的具體內容無關;在概率邏輯中,命題邏輯運算由命題的關系決定,真值相同的不同命題,邏輯運算結果不一定相同.定義了與經典二值邏輯相容的蘊涵聯結詞,克服了條件概率不能用于推理的缺點.