最新刊期

    2018年第52卷第5期
    • 采用俞茂宏统一强度理论求解套管的极限外压强

      田红亮, 何孔德, 陈从平, 钟先友, 郤能
      2018, 52(5): 1-11+87. DOI: 10.7652/xjtuxb201805001
      摘要:充分考虑拉压强度比和中间主应力系数,根据俞茂宏统一强度理论推导出在外压强下闭端、开端和平面应变套管弹塑性极限外压强的统一算法。数值仿真显示:随拉压强度比的减小和中间主应力系数的增大,弹性极限外压强增大; 开端套管的弹性极限外压强最大,平面应变套管的次之,闭端套管的最小; 塑性区的半径随外压强的增大而增大; 当外压强增大时,套管由弹性状态进入弹塑性状态,塑性区的半径逐渐从内半径扩展到外半径; 塑性极限外压强随拉压强度比的减小而增大; 随外内半径比的增大,在同样的统一强度理论参数下,闭端、开端和平面应变的塑性极限外压强之间的差异增大,且塑性极限外压强大于弹性极限外压强; 塑性极限外压强的计算值与试验测试值之间的相对误差为-4%~-9%,而国际标准化组织样板数据与试验测试值之间的相对误差为-12%~-25%,美国石油协会推荐数据与试验测试值之间的相对误差为-17%~-30%,表明文中的套管塑性极限外压强公式更接近试验值。  
      关键词:俞茂宏统一强度理论;套管;弹性极限;塑性极限;压强   
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      更新时间:2025-07-09
    • 1.5级涡轮轮缘密封燃气入侵特性的数值研究

      程舒娴, 李军
      2018(5): 12-20+115.
      摘要:通过雷诺应力湍流模型(SST)求解三维URANS(unsteady Reynods-averaged NavierStokes)方程组,研究了1.5级涡轮双重径向轮缘密封的非定常封严特性,采用附加变量法研究了主流入侵程度,数值模拟获得的动叶前、后腔时均预旋比和静压系数与实验数据吻合,验证了1.5级涡轮动静交界面设置和数值方法的有效性,并在此基础上研究了变工况对动叶下游压力分布与后腔封严效率的影响规律。结果表明:后腔轮缘密封的封严效率高于前腔;后腔上游主流周向压差的开方与主流流量系数成正比;冷气量不变时,随着主流流量的增大,后腔的封严效率逐渐降低至0.4后变化趋缓。  
      关键词:涡轮;轮缘密封;燃气入侵;封严效率;数值模拟   
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      更新时间:2025-07-09
    • 光刀自适应灰度加权亚像素中心精确提取

      胡改玲 1, 周翔 1, 杨涛 1, 王军平 1, 张春伟 1, 王刚锋 2, 李玉勤 1, 郭家玉 1
      2018, 52(5): 21-28. DOI: 10.7652/xjtuxb201805003
      摘要:为了提高线结构光三维面形测量精度,提出了一种基于骨架跟踪的光刀法向自适应灰度加权中心提取方法。首先由采集的光刀图像根据数学形态学方法计算得到一组光滑、单向连通的光刀骨架,以骨架为搜索路径,沿骨架法向设置一个有用像素区域。根据骨架法向截面内像素灰度对光刀中心提取影响的重要程度划分不同的灰度阈值,对影响中心提取较大的像素灰度值进行加权平方,最后根据灰度加权重心法计算光刀亚像素中心。分别通过仿真实验与多组真实光刀中心提取实验进行验证,仿真结果表明,本文算法提取到的光刀中心到拟合曲线距离的平均偏差小于0.3像素,标准偏差小于0.03像素,计算时间为87.6 ms。实物测量结果表明,用本文方法提取光刀中心时最大偏差距离、平均偏差距离和标准偏差较其他方法最小,提取结果稳定、精度高、鲁棒性好,能得到光顺性较好的亚像素光刀中心线,满足在线测量的要求。  
      关键词:线结构光;光刀中心;骨架跟踪;自适应灰度加权;亚像素   
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      更新时间:2025-07-09
    • 迷宫型声学超表面可调参数及其全相位调节

      侯明明 1, 2, 吴九汇 1, 2
      2018, 52(5): 29-37. DOI: 10.7652/xjtuxb201805004
      摘要:针对以往声学超表面研究的不足,提出一种亚波长迷宫型声学超表面结构; 以迷宫型声学超表面物理特性的有效调控为目的,深入研究了各参数与声学超表面的关系,重点分析了声学超表面对反射相位的调节作用,实现了对声学超表面反射相位的人工调控。为了揭示声学超表面与各参数之间的内在联系,逐一分析了每个可调参数对声学超表面的吸声系数和反射相位的影响,结果表明:声学超表面盖板上小孔的直径、迷宫超表面原胞边长和迷宫槽宽对吸声系数和反射相位有决定性的影响,相对而言,迷宫棱宽和迷宫盖板的厚度对吸声系数和反射相位影响较小; 盖板上的小孔直径越小,相应的共振频率就越低,吸声系数曲线向低频移动,而峰值保持不变,反射相位曲线也向低频移动,但相位轮廓保持不变; 原胞边长越小,相应的共振频率就越高,吸声系数曲线向高频移动,且峰值增大,反射相位曲线也向高频移动,相位幅值基本不变但是跨度增大; 迷宫槽宽越小,相应的共振频率就越低,吸声系数曲线向低频移动,且峰值变大,反射相位曲线也向低频移动,相位幅值不变但是跨度减小。设计了一种具有10个超表面原胞的迷宫组合结构(10个原胞除孔径外其他参数均相同),实现了从0到2π跨度上的相位调节,而且结构小巧紧凑,操作简单易行。这种结构可以进一步拓展成由多个超表面原胞构造的超薄二维阵列平面,从而实现声隐身。  
      关键词:声学超表面;吸声系数;反射相位;全相位调节;迷宫   
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      更新时间:2025-07-09
    • 考虑啮合齿对失效相关性的齿轮系统可靠性评估

      白恩军 1, 谢里阳 1, 2, 胡杰鑫 1, 2
      2018, 52(5): 38-43. DOI: 10.7652/xjtuxb201805005
      摘要:为了考虑齿轮系统在输入扭矩载荷作用下啮合齿对的失效相关性,详细分析了齿轮时变啮合关系,基于蒙特卡罗抽样方法,提出了考虑齿轮啮合时变特性及失效相关性的仿真方法。编写了考虑多种失效模式和时变啮合关系的可靠性仿真程序,以齿轮的齿根弯曲和齿面接触静强度失效模式为研究对象,分析了多种失效模式的共因失效现象和时变啮合特性,并比较了所提出方法与传统的串联系统可靠性分析方法之间的差异。算例表明:随着载荷作用次数的增加,传统方法由于未考虑相互啮合轮齿的失效相关性、时变特性和各轮齿强度的不确定性,从而高估或者低估了齿轮系统的可靠度,表明文中提出的方法更贴合实际,评估结果更趋于合理。  
      关键词:齿轮可靠性;串联系统;失效相关;多失效模式   
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      更新时间:2025-07-09
    • 空心静叶蒸汽加热除湿传热特性的研究

      邹佳生 1, 吴晓明 3, 李亮 1, 2, 杨建道 3
      2018, 52(5): 44-49. DOI: 10.7652/xjtuxb201805006
      摘要:针对空心静叶蒸汽加热除湿过程中加热蒸汽侧凝结换热、叶片固壁热传导以及主流蒸汽侧沸腾换热的传热特性,开展了平板蒸汽加热除湿实验和一维理论分析。研究了主流蒸汽马赫数和加热温差对传热特性的影响,并基于实验数据拟合了蒸汽加热除湿过程的综合传热系数关联式。研究结果表明,一维理论分析得到的综合传热系数与实验值偏差小于10%,可用于汽轮机空心静叶蒸汽加热除湿的方案设计中。主流蒸汽马赫数的增大有利于叶片外表面的水膜蒸发,从而增大主蒸汽侧的沸腾换热传热系数,马赫数为0.28、0.31时,主流蒸汽沸腾换热的热阻最大; 马赫数为0.42时,固壁导热过程的热阻最大。主流马赫数是影响综合传热系数的主要因素,加热温差的影响很小,马赫数为0.42时的综合传热系数达到马赫数为0.28、0.31时的2倍左右。  
      关键词:空心静叶;蒸汽加热除湿;传热特性;一维分析;实验研究   
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      更新时间:2025-07-09
    • 负电晕放电对柴油机排气颗粒Zeta电位的影响

      肖雪, 孙平, 刘军恒, 万垚峰, 范义
      2018(5): 50-55.
      摘要:为了解决荷电凝并技术在降低柴油机排气颗粒数量浓度时颗粒荷电量的大小影响凝并过程的问题,对柴油机排气颗粒的荷电特性进行了试验研究。用颗粒的Zeta电位表征其荷电状态,计算了单个颗粒在负电晕条件下的荷电量;通过改变荷电电压、荷电区温度以及柴油机负荷,探究了各因素对柴油机排气颗粒荷电量的影响。研究结果表明:电压的增高可有效提高颗粒的荷电量,颗粒的Zeta电位绝对值也相应增加;温度升高时,电晕放电的起晕电压下降,相同放电参数下的颗粒荷电量增加;颗粒荷电量随柴油机负荷的增加而增加,全负荷时的荷电效果最好。此项研究可为提高柴油机排气颗粒的荷电效果、建立荷电凝并的数学模型提供参考。  
      关键词:柴油机;电晕放电;颗粒物;Zeta电位;荷电特性   
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      更新时间:2025-07-09
    • 纳米流体矩形微通道热沉结构参数多目标优化

      史晓军, 李珊, 魏亚东, 高建民
      2018, 52(5): 56-61+132. DOI: 10.7652/xjtuxb201805008
      摘要:为了开发高效低阻的纳米流体微通道热沉,对单层矩形纳米流体微通道热沉几何结构参数进行了多目标优化。设计变量为高宽比α和微通道宽度与间距比β,优化目标是使全局热阻和泵功最小。对Pareto最优解进行K均值聚类分析发现,在5个聚类点的最高点和最低点之间存在有效权衡点,让泵功和热阻均处于较优范围内。实际设计中可以根据泵功或所需的热阻来选择最优结构参数。相对于高宽比,热阻和泵功对微通道宽度与间距比更敏感。尤其当β大于1.15时,其对热阻和泵功的影响非常强烈。相对于热阻,泵功对设计变量更敏感,在α和β的设计空间内,泵功的变化幅度约为360%,而热阻的变化幅度只有135%。纳米流体的热阻比去离子水显著减小,且随泵功的增大,去离子水和纳米流体热阻之差有缓慢增大的趋势。  
      关键词:微通道热沉;纳米流体;多目标优化;结构参数   
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      更新时间:2025-07-09
    • 矩形喷嘴超声速射流啸叫模式切换的分布性研究

      陈喆, 吴九汇, 任阿丹, 陈鑫, 赵梓廷, 郝梦男
      2018(5): 62-68+141.
      摘要:为了研究矩形喷嘴超音速自由射流噪声的湍流噪声、啸叫以及激波相关宽频噪声这3类成分的分布特性及其各成分的切换特性,通过准阵列实验方式对宽高比为4的矩形喷嘴射流噪声进行了分析研究,并与理论结果进行了对比验证。通过改变射流下游测点的径向距离和测点与射流轴线的夹角,研究了射流下游噪声信号的模式特性。通过分析得到,射流下游噪声主体是湍流噪声,其基频不受角度变化影响,并且噪声模式切换的随机性较高。研究发现:随着径向距离的增大,湍流噪声基频在5和2.6kHz之间跳动,高频湍流噪声强度随之减弱,基频逐步稳定;随着射流上游测点角度的增大,啸叫的占优特性增强,在120°时啸叫的占优区间最长,而且在此位置的射流初始阶段出现了激波相关宽频噪声的占优区间,与理论结果进行对比,得出啸叫的第一阶主频和激波相关宽频噪声是向射流上游传播,并呈现一定的范围。此项研究可为工程中避免小尺度的结构疲劳破坏及对相关工作人员的声防护提供一定的参考依据。  
      关键词:矩形喷嘴;超音速射流噪声;啸叫;疲劳破坏   
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      更新时间:2025-07-09
    • 圆盘密封单螺杆泵啮合特性研究

      王增丽 1, 申迎峰 1, 王宗明 1, 王萌 1, 冯全科 2
      2018, 52(5): 69-74+107. DOI: 10.7652/xjtuxb201805010
      摘要:为了研究圆盘密封单螺杆泵的啮合特性,分析了圆盘密封单螺杆泵的结构特点和工作原理,根据空间啮合理论及三维坐标变换原理建立了螺杆转子-密封圆盘啮合副的型面方程。利用上述方程得到了密封圆盘任意转角位置处的啮合特性分析模型,研究了啮合副型面参数对螺杆转子-密封圆盘啮合副啮合特性的影响机理。结果表明:密封盘存在着较为严重的局部磨损且下半侧会先予磨损; 不同截面上的密封盘其啮合角范围不同,当圆心角接近π时啮合部位最为集中; 中心距、密封盘半径对啮合角变化影响较大,圆盘边缘倒角半径、偏心距的影响较小。通过对圆盘密封单螺杆泵啮合特性的研究,可为以后对其啮合副型面的优化设计提供一定的理论基础。  
      关键词:圆盘密封单螺杆泵;啮合副;型面方程;啮合特性   
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      更新时间:2025-07-09
    • 齿间动态载荷分配下的齿轮磨损分析

      朱丽莎 1, 2, 向磊 1, 邹常青 3
      2018, 52(5): 75-80. DOI: 10.7652/xjtuxb201805011
      摘要:为了寻求与实际更为符合的直齿圆柱齿轮磨损量计算方法,基于单双齿交替啮合和磨损后轮廓形状改变对齿间载荷的影响,推导了相邻2对轮齿在共同承担载荷时的动态载荷分配公式,得到了啮合轮齿的齿间动态载荷; 基于Winkler弹性模型和轮齿啮合原理,获得了磨损量计算所需要的压力分布及啮合速度; 基于Archard磨损模型,推导了齿轮的磨损量计算模型。算例显示:随着磨损次数的增加,磨损量逐渐增大; 齿根处磨损最为剧烈,单双齿转换处的磨损有缓慢微幅波动; 磨损与载荷耦合增加; 在考虑载荷分配后,最大磨损量大幅减小。研究表明,计算齿轮磨损需考虑齿轮间动态载荷的分配问题。  
      关键词:齿轮;磨损;载荷分配;Archard磨损模型;Winkler弹性模型   
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      更新时间:2025-07-09
    • 基于单目视觉的装配机器人研究及应用

      钟德星, 杨元, 刘瑞玲, 韩九强
      2018(5): 81-87.
      摘要:针对传统工业机器人灵活性和环境适应能力差的缺点,对视觉机器人的关键技术进行了研究,提出了一套完整的识别定位抓取算法。首先,对于视觉机器人的目标识别跟踪问题,设计并实现了基于改进型Camshift的动态目标识别跟踪算法;其次,为了使机械臂精确抓取目标工件,采用单目视觉测距和视觉导航的原理对于目标工件的三维位置进行获取;最后,采用改进D-H参数法对机械臂进行运动建模,利用正逆运动学分析确定了机械臂控制方案。测试结果表明,识别算法识别成功率达到100%,定位算法测量坐标与实际坐标之间的相对误差小于5%,整体装配成功率达到96.7%,最终达到了基于单目视觉装配机器人研究的应用目标。  
      关键词:视觉机器人;目标识别;视觉测距;动态抓取;自主装配   
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      更新时间:2025-07-09
    • 表面微织构对滑动轴承支撑主轴稳定性的影响

      郑文斌, 裴世源, 洪军
      2018(5): 88-93.
      摘要:针对主轴表面微织构对轴承转子系统稳定性的影响问题,利用CFD仿真的方法,对一种轴承的动静特性进行了研究,使用APDL建立了该环槽轴承的模型。对仿真结果与实验进行了对比,验证了该模型下CFD仿真计算方法的正确性,并系统研究了深隙比、深宽比及径宽比等织构参数对轴承静动特性的影响。结果表明:添加表面微织构将会使轴承的承载力下降,但同时能够有效降低轴承的温升;在特定的织构参数下,微织构可明显改善轴承的动特性参数;相比于无织构的系统,有微织构的转子系统对数衰减率提高的幅度可达45.5%;对于滑动轴承支撑的主轴,在润滑表面添加合理参数的微织构后,能够有效提高转子系统的稳定性。  
      关键词:表面微织构;滑动轴承;稳定性   
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      更新时间:2025-07-09
    • 车载控制器局域网络安全协议

      刘毅, 秦贵和, 赵睿
      2018(5): 94-100.
      摘要:针对汽车智能化、网联化快速发展,攻击者通过逐渐开放的接口向汽车发动攻击,严重威胁驾驶者的人身和财产安全,进而引发的车载信息安全问题,提出了一种车载控制器局域网络安全协议(SPOCAN)。SPOCAN包含2个模块,启动阶段的安全模块采用公钥体系认证机制,在车辆点火启动的过程中进行初始化认证,保证了待通信节点身份的真实性;通信阶段的安全模块采用对称加密算法及信息摘要算法,在车辆正常运行时保障了节点间通信的安全,保证了数据机密性、消息正确性和数据完整性,并通过递增的序列号实现了防重放保护。通过搭建控制器局域网络车载控制系统的硬件平台对所提出的安全协议进行评估,实验结果表明,该协议能够从汽车点火启动阶段到运行通信阶段有效地为车载控制器局域网络提供安全保障,提高了网络的信息安全级别。  
      关键词:车载信息安全;控制器局域网络;安全协议   
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      更新时间:2025-07-09
    • 加入用户对项目属性偏好的奇异值分解推荐算法

      魏港明, 刘真, 李林峰, 张猛
      2018, 52(5): 101-107. DOI: 10.7652/xjtuxb201805015
      摘要:由于目前的矩阵分解推荐算法在解决项目冷启动问题时,没有充分利用项目的属性偏好信息与用户评分行为的交互信息,因此提出了加入用户对项目属性偏好的奇异值分解推荐(UC-SVD)算法。该算法综合考虑项目属性和用户对项目的评分,不仅在矩阵分解算法中加入了项目的属性信息,同时通过对评分数据集和属性数据集的综合分析,得出用户对项目属性的偏好矩阵,将项目属性特征因子和用户对项目属性的偏好特征因子一并加入到矩阵分解中。在数据集Movielens、HetRec2011上进行实验,结果表明,与经典矩阵分解协同过滤算法相比,所提算法不仅在一定程度上解决了项目的冷启动问题,而且在同等条件下的均方根误差平均降低了3.5%,平均绝对误差平均降低了3%,尤其是在更为稀疏的HetRec2011数据集上,项目属性对用户评分行为的影响更加明显,改进算法在推荐精度上表现出更大的优越性。  
      关键词:冷启动;奇异值分解;矩阵分解;项目属性   
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      更新时间:2025-07-09
    • 一种新型组合内部冷却的流动和换热特性研究

      王杰枫 1, 栾宇轩 1, 杜长河 1, 范小军 1, 2, 李亮 1, 2
      2018, 52(5): 108-115. DOI: 10.7652/xjtuxb201805016
      摘要:为了研究不同冷却结构对叶片前缘冷却性能的影响,探究综合性能更为优越的冷却结构,建立了旋流冷却、冲击冷却和旋流与冲击冷却相结合的新型冷却模型,在相同的进气腔、喷嘴数及位置、旋流腔和气动条件下进行了数值研究,对旋流冷却、冲击冷却和新型冷却模型的综合换热性能进行了对比分析,并探究了不同雷诺数下组合冷却的换热性能、冷气分配和压降的变化规律。研究结果表明:旋流与冲击冷却相结合的冷却方式综合换热性能最佳,其综合换热系数相较于旋流冷却提高了0.2%,相较于冲击冷却提高了12.5%,其压力损失低于纯旋流冷却和纯冲击冷却; 在旋流与冲击冷却相结合的冷却中,随着雷诺数的增加,努塞尔数得到显著提升。由于上游冲击冷却气与主流的相互碰撞,削弱了主流流速,加之上游顺时针涡旋向下游的发展,使得冷却腔室末端位置的换热性能得到增强。在旋流与冲击冷却相结合的冷却中,旋流冷却部分产生的涡旋对下游的影响较强,抵抗上游的横流能力较高,旋流冷却与冲击冷却的相互作用能够产生一个大尺度对涡和单涡旋; 冷气分配不随雷诺数变化,流经冲击喷嘴的冷气较少。  
      关键词:旋流冷却;冲击冷却;综合换热系数;流动结构   
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      更新时间:2025-07-09
    • 隔板位置对透平级凹槽叶顶传热和冷却性能的影响

      叶明亮, 晏鑫, 何坤
      2018, 52(5): 116-124. DOI: 10.7652/xjtuxb201805017
      摘要:采用数值方法研究了燃气透平第1级动叶带3种双凹槽的叶顶传热与冷却性能,双凹槽叶顶的隔板位于凹槽25%、50%和75%弦长位置且垂直于弦长方向(叶顶结构分别称为rib25,rib50和rib75),并与常规凹槽叶顶的透平级内效率、叶顶传热系数、叶顶气膜冷却有效度进行了对比。结果表明,在无气膜冷却时,不论是常规凹槽叶顶还是双凹槽叶顶,在凹槽底部前缘均存在高传热系数区域; 相比于常规凹槽叶顶,双凹槽叶顶可以提高透平级的总等熵效率,其中rib50的气动性能最好,总等熵效率可以提高0.43%,但叶顶平均传热系数增大13.7%; 叶顶中弧线位置布置气膜冷却孔后,由于叶片的旋转作用和凹槽隔板的限制,使冷气在凹槽内积累,对凹槽底部形成良好的气膜冷却效果; 相对于传统凹槽叶顶,3种双凹槽叶顶的气膜冷却效率显著提高,其中rib50的气膜冷却有效度最大并且气动性能最好,带rib50叶顶的透平级内等熵效率可以提高0.36%,叶顶平均传热系数减小14.4%,叶顶平均气膜冷却有效度提高31.8%。  
      关键词:燃气透平;透平级;凹槽叶顶;叶顶传热;气膜冷却   
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      更新时间:2025-07-09
    • 节点解析法研究特高压廊管气体绝缘输电线路的热特性

      徐亮, 龙艳, 张高爽, 高建民, 李云龙
      2018(5): 125-132.
      摘要:根据能量守恒定理发展了一种求解廊管特高压气体绝缘输电线路(GIL)热特性的节点解析法,并基于已有文献中的实验数据验证了该方法具有较高的准确性。利用该方法,结合苏通GIL廊管工程运行工况特点,以国产1 100kV的GIL为研究对象,研究了GIL材质、环境温度(15~40℃)、负载电流(2~8kA)、管道内压(0.1~1 MPa)等参数对GIL热特性的影响。结果表明:A类材料GIL传热性能优于B类材料GIL;环境温度与GIL温度呈线性正比关系;负载电流越大,GIL的温度越高,GIL温度与负载电流间的关系近似呈指数函数形式;管道内压只对导体温度有影响,对外壳温度无影响,同时随管道内压的增大导体温度降低,但是导体温降较小。该方法和计算结果为GIL热可靠性设计与温度监测系统设计提供了理论依据。  
      关键词:气体绝缘输电线路;热特性;解析法;电热耦合   
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      更新时间:2025-07-09
    • 锂电池性能与温度相关性的基础实验研究

      张立玉, 路昭, 韦立川, 漆鹏程, 孟祥兆, 康三娜, 赵民, 金立文
      2018(5): 133-141.
      摘要:为综合分析影响电池性能的热环境因素,利用恒温油浴工况、近似绝热工况分别模拟有无热管理措施的动力电池组工作热环境,对松下18650锂电池进行了充放电性能与温度相关性的基础测试,研究了电池工作热条件、电池状态及放电倍率对其充放电性能的影响。研究结果表明:无论在何种热条件下,电池充电容量总是小于上次放电容量;当充电温度低于20℃时,电池充电容量随着充电温度的降低迅速衰减,若前一次放电倍率为0.5C、充电温度从20℃降至-10℃时,充电容量衰减12%;较高的放电温度能有效抵消电池大倍率放电引起的容量损失,当电池在40℃环境中以2C倍率电流放电时,其容量衰减仅为3.7%;当电池放电倍率较小,且工作温度高于30℃时,温度对电池放电性能的影响逐渐减小;环境温度较低时,电池放电容量随温度降低迅速衰减,当电池放电温度为-10℃时,其2C倍率放电容量衰减高达50%。本研究期望对高效、可靠及合理的电池热管理系统的设计提供理论依据。  
      关键词:锂电池;热条件;放电倍率;充放电性能   
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      更新时间:2025-07-09
    • 采用稳态模型的毛细管墙体热工特性研究

      秦思宇 1, 王宇昂 1, 2, 李扬 3, 高松 1, 4, 赵民 1, 5, 路昭 1, 孔琼香 1, 金立文 1
      2018, 52(5): 142-148. DOI: 10.7652/xjtuxb201805020
      摘要:为了深入研究毛细管墙体的热工特性,在非稳态传热热阻热容RC(resistance and capacity)简化模型的基础上,建立了毛细管墙体的稳态换热量分配比例模型,获得了毛细管与室内和室外换热量的比值。通过实验采集了室内外空气温度、毛细管墙体内壁面温度、毛细管层温度及毛细管与室内外交换的热流密度等实验数据,研究了冬季工况下毛细管墙体与室内外换热量的特点,分析了毛细管墙体的一维换热过程,并验证了毛细管墙体换热量分配比例模型的合理性。实验结果表明:毛细管辐射空调系统具有良好的稳定性,室内温度的波动较小; 随着系统运行时间的增加,所建模型的计算值与实测结果更加趋于一致。该稳态换热量分配比例模型可应用于毛细管墙体热工特性评估,并可为进一步研究毛细管辐射空调系统室内负荷的计算提供理论依据。  
      关键词:辐射空调系统;毛细管墙体;换热量分配比例模型;热流密度   
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      更新时间:2025-07-09
    • 流固耦合作用下航空发动机燃烧室热疲劳研究

      张俊红 1, 2, 戴胡伟 1, 鲁鑫 1, 王杰 1, 马梁 1, 孙宇博 3
      2018, 52(5): 149-156. DOI: 10.7652/xjtuxb201805021
      摘要:针对某航空发动机在服役过程中出现的燃烧室基体开裂现象,研究了航空发动机的燃烧室热疲劳。通过三坐标扫描逆向建模获得了航空发动机的燃烧室三维模型,选取满足周期性对称条件的1/10扇形段燃烧室作为计算域,考虑流体域与固体域之间的相互作用,建立了某航空发动机燃烧室湍流燃烧流固耦合模型,对典型工况下燃烧室内流场进行了模拟,获得了燃烧室基体及热障涂层的温度分布,并对热障涂层外表面温度场与实际服役燃烧室热障涂层宏观样貌进行对比,验证了流固耦合计算的准确性; 对燃烧室基体进行了非线性静力学分析,获得了燃烧室基体的应变分布,应变最大位置与燃烧室基体实际开裂位置对应; 通过Manson-Coffin公式及线性累积损伤理论,计算得到了在典型工作循环下危险点的寿命。结果表明,随着发动机负荷的上升,燃烧室基体温度逐渐升高,在冷热气流的冲击下,掺混孔下游区域温度分布不均匀,使得该区域塑性应变较大从而导致掺混孔区域的低周疲劳破坏,危险点的最低寿命典型起落循环数为7 126。  
      关键词:燃烧室;流固耦合;塑性应变;热疲劳   
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      更新时间:2025-07-09
    • 基于灰度信息度量的阵发性房颤自动检测方法

      张瑞, 王继斌
      2018, 52(5): 157-161. DOI: 10.7652/xjtuxb201805022
      摘要:针对心房颤动这类常见的心律失常疾病,提出了一种基于灰度信息度量的阵发性房颤自动检测方法。首先,采用离散小波变换将原始心电信号进行分解; 其次,选择恰当的频率子带信号并对其小波系数进行差分运算,得到一阶中心差分散点图以及对应的灰度直方图; 最终,分别计算灰度方差、灰度变异系数及香农熵,作为房颤心电的融合特征。将所提取的融合特征结合超限学习机,完成了阵发性房颤的自动检测。采用MIT-BIH数据库中的数值进行实验,结果表明,所提方法能够快速有效地完成房颤心电的识别,在交叉检验数值实验结果中,准确率、敏感度、特异度分别平均达到94.0%、94.6%、93.7%。  
      关键词:阵发性房颤;心电图;离散小波变换;灰度直方图;超限学习机   
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      更新时间:2025-07-09
    • 评估有无负荷及不同步态下踝关节受力的简化动力学模型

      张军 1, 何旺骁 2, 金亮 3, 王丽娟 4
      2018, 52(5): 162. DOI: 10.7652/xjtuxb201805023
      摘要:为了评价不同情况下的踝关节受力,以满足下肢保护器具以及鞋类的研发需求,建立了一个简化的下肢动力学模型:用二维刚性杆模型模拟下肢,踝关节和髋关节被简化为铰链连接,肌肉作用力分别由小腿两端的未知作用力表示,并根据测得的身体各部分重力和足底压力,利用力矩平衡方程来确定关节力矩。针对该模型建立了相应的动力学方程,结合高速摄像机和力平台获得的数据,并使用动作分析系统(APAS)对数据进行动态处理,便捷地得到了较高精度的踝关节受力数据。利用该动力学模型可以评估踝关节的受力情况,评价不同步态(如行走、跑步和踏步等)以及有、无负重时踝关节受力的差别,还可对穿着不同鞋类(跑鞋、登山鞋)和裸足时的踝关节受力进行对比分析。此项研究可应用于下肢保护器具、临床康复器具和鞋类的研发中对踝关节受力的评价。  
      关键词:生物力学;动力学模型;下肢;踝关节;关节力   
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      更新时间:2025-07-09
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