在变幅杆振动中，变幅杆的自身阻尼特性以及与螺栓/工具头的耦合会导致明显温升. 为研究该温升特性并探讨其对变幅杆振动稳定性的影响，采用数值模拟得到了纵振变幅杆的总功耗密度和温度分布；通过红外热成像测试对变幅杆理论温升进行了验证，并分析了不同材料的螺栓与工具头连接对温升的影响. 结合数值模态分析与实验分析，进一步探讨了温升对变幅杆谐振频率与振幅的影响规律. 结果表明，变幅杆连续运行时温升趋于平衡，该平衡点取决于螺栓材料、变幅杆材料和环境因素. 对于低阻尼TC4钛合金变幅杆，螺栓处能量损耗为主要热源，其中45钢螺栓发热量占97.7%，而采用TC4钛合金螺栓和TU2紫铜工具头可显著减小温升. 同时发现，变幅杆谐振频率与温升成线性负相关，振幅因温升有所降低，二者均稳定在平衡温度点.  [PDF](864.32 K)(44)

针对复杂成形件的热冲压模具提出一种考虑流场分布差异影响的模温分析方法. 通过Fluent流场分析计算出冷却水道管壁各节点处的对流传热系数，计算过程中考虑了水道结构所导致的流场分布差异对传热能力的影响；利用LS-DYNA完成板料成形及保压淬火过程的仿真模拟，获取板料上的温度数据；以A柱边梁为研究对象将仿真分析结果同热冲压生产线上的实际冷却效果进行对比. 结果表明，考虑流场影响的模温分析结果中高温区域的分布和实测一致，12个温度监测点处最大温度误差为3.6 ℃，平均温度误差为0.96 ℃，而采用平均传热系数的仿真中温度分布及最大温差点发生改变，监测点最大温度误差为9.1 ℃，平均温度误差为4.96 ℃. 仿真与试验对比表明：流速的改变对传热系数的影响显著，基于流场分析的模温分析方法考虑了热冲压模具冷却水道中流速差异性分布的影响，能够用于复杂零件及多腔模具的模温分析.  [PDF](1.50 M)(36)

针对自动驾驶电动汽车对车轮滑移率跟踪控制的需求，提出一种基于快速终端滑模状态观测器的全状态反馈车轮滑移率跟踪控制器. 首先，以车轮制动力矩导数为控制输入，建立车轮滑移率跟踪控制模型，避免车轮滑移率跟踪控制器设计过程中引入不连续项对系统稳定性和控制性能的影响. 随后，利用有限时间稳定和快速终端滑模控制理论设计具有有限时间收敛特性的快速终端滑模状态观测器，实时观测未知的系统状态信息. 以此为基础，采用模块化思想独立设计快速终端滑模跟踪控制律，实现车轮滑移率的连续、快速的跟踪控制. 最后，结合车辆动力学仿真软件建立模型在环测试系统，仿真验证本文提出的车轮滑移率跟踪控制器的可行性和有效性.  [PDF](1.62 M)(29)

为探究等离子体对类厢式货车的气动减阻效果，以GTS模型为研究对象，采用数值仿真的方法，分别研究了当来流风速为20 m/s时，3个位置处等离子体布置角度、激励电压对GTS模型的气动减阻效果并分析其减阻机理，然后进行组合工况的分析. 研究结果表明，等离子体是通过诱导近壁面气体定向流动使流动分离点后移、推迟流动的分离，从而减小GTS模型前后压差阻力、降低整车气动阻力系数，等离子体布置的位置在流动分离点后方并且靠近流动分离点. 单个位置激励时，等离子体布置在GTS尾部两侧时气动减阻效果最好，最大减阻率为5.09%；组合工况时最大减阻率可达6.01%. 当来流风速一定时，等离子体存在最佳布置角度与激励电压.  [PDF](2.88 M)(18)

为了使电池系统单体间的温度具有较好的一致性，设计了一种在单体间隙中填充铝柱的液冷热管理系统，建立了单体的电化学-热耦合模型，对比研究了不同入口流速、不同截面边长和高度组合的铝柱液冷系统对电池热性能的影响. 研究结果表明，截面边长和高度梯度变化的铝柱液冷系统的冷却性能和单体间的温度一致性都要优于截面边长和高度为定值的系统. 在放电倍率为3 C，入口流速为0.10 m/s时，此组合方式下电池模块中单体间的最大温差保持在3.72 ℃以内，满足电池系统热管理的需求. 最后，针对此模型对不同放电倍率进行了仿真验证，结果显示单体间温度具有较好的一致性.  [PDF](2.28 M)(22)

针对现有无级变速器变速范围窄、最大传动比小的问题，提出了一种基于凸轮机构驱动的无级变速器. 该无级变速器通过变速装置调整中间摆臂支点位置，改变力臂，从而调节从动件的旋转速度，实现无级变速目的. 根据摇臂输出端转速的变化规律，控制摆臂转速按一定规律变化，对输出速度进行反向补偿，提高了运动输出的平稳性. 利用反转法原理，分别对凸轮轮廓曲线、摆臂轮廓曲线进行设计，并将凸轮组中4组凸轮均匀错开22.5°，保证无级变速器在运行的过程中，至少有一组凸轮处于推程状态，实现运动连续输出. 利用NX10软件对传动机构进行运动学仿真，通过分析不同传动比状态下摇臂的角位移曲线图，验证了无级变速器总传动比在一定调速角范围内，可实现运动连续平稳输出. 本文无级变速器可获得较宽的变速范围和较大的传动比，弥补了现有无级变速器变速范围窄、最大传动比小的不足.  [PDF](1.54 M)(26)

采用RPL100电子式蠕变疲劳试验机，对高铁齿轮钢18CrNiMo7-6开展了不同应变幅值下的对称应变循环实验，研究了齿轮钢在对称应变循环下的循环软硬化行为；对齿轮钢18CrNiMo7-6在不同应力工况下开展了非对称应力循环下单轴棘轮行为实验，研究了齿轮钢棘轮变形的演化规律. 结果显示，在实验研究循环周次内齿轮钢18CrNiMo7-6在对称应变控制循环下表现出循环软化的特征，在非对称应力控制循环下呈现出衰减的棘轮应变率和常棘轮应变率两阶段. 通过在Ohno-Abdel-Karim非线性随动硬化律中引入与累积塑性应变相关的棘轮参数的演化方程，建立了修正的循环弹塑性本构模型. 模拟结果显示，该模型能够合理预测齿轮钢18CrNiMo7-6的循环软化特征和棘轮行为的演化规律.  [PDF](1.51 M)(28)

由于逆变器非线性、磁场空间谐波、检测误差等因素，令滑模观测器系统中的反电动势存在直流偏置和谐波，进而导致了转子位置观测值中6k次谐波脉动生成. 针对上述问题，提出一种基于五阶广义积分器的转子位置滑模观测器，在锁频环确保频率自适应的前提下，完成内置式永磁同步电机无传感器矢量控制系统的精确解耦，改善驱动系统的控制性能. 在五阶广义积分器作用下，反电动势谐波及直流分量将得到更完善的滤除，进而保证了锁相环计算转子位置角度的准确性. 将五阶广义积分器与经典控制系统中的五阶标准积分方程类比，在充分合理简化其参数整定过程的同时保证了转子位置观测系统的快速收敛性. 在与传统二阶广义积分器进行动态响应、干扰抑制等性能方面的比较后，通过仿真和1.5 kW dsPACE半实物实验论证该控制策略的优势和有效性.  [PDF](2.08 M)(22)

避雷线预绞丝端口所产生的电磁损耗是预绞丝端口高温的主要热源，局部高温可能导致避雷线发生损伤. 基于避雷线与预绞丝之间接触点的实际分布特征，利用Comsol有限元分析软件构建预绞丝端口的三维电磁场仿真模型. 通过仿真计算得到预绞丝端口的电磁损耗密度分布，并进行分析讨论. 结合稳态温升实验与接触电阻测量实验对仿真模型的准确性进行验证. 基于该仿真模型，探究了预绞丝端口电磁损耗与钢的相对磁导率和绞线绞合参数之间的关系. 研究结果表明，仿真模型具有足够的准确性，误差没有超过8%. 预绞丝端口的电磁损耗主要集中于避雷线与预绞丝之间的接触点，各排接触点的电磁损耗随着轴向距离的增加逐步递减. 此外，预绞丝端口的电磁损耗与钢的相对磁导率、相邻接触点的轴向距离呈正相关.  [PDF](1.76 M)(21)

针对强噪声环境下扰动特征提取困难的问题，提出一种基于改进小波阈值函数和变分模态分解的电能质量扰动检测算法. 采用改进小波阈值函数滤除电能质量扰动信号的噪声，通过傅里叶变换确定预设尺度，再基于变分模态分解准确地求出电能质量扰动信号的各个本征模态函数，结合Hilbert变换和奇异值分解分别求解每个本征模态函数的振幅、频率、起止时间等特征量，并据此搭建PXI和LabVIEW结合的电能质量扰动检测平台. 分别采用单一扰动、复合扰动和电网实际扰动数据验证本文算法的准确性与有效性，相比现有经验模态分解和集合经验模态分解，本文提出算法不仅具有抗模态混叠和虚假分量的能力，且在强噪声环境下仍具有较高的准确性和鲁棒性.  [PDF](1.48 M)(20)

针对桥式吊车滑模控制器参数设置繁琐以及布谷鸟搜索算法（Cuckoo Search，CS）全局搜索能力不足问题，提出了自适应选取交叉操作算子的布谷鸟搜索算法（Cuckoo Search Algorithm with Adaptively Selecting Crossover Points，ASCP-CS），并将该算法用于桥式吊车滑模控制器参数整定. 该算法在CS算法的基础上改进自适应搜索步长，并在交叉操作过程中引入自适应选取染色体交叉点. 通过对4种典型寻优函数进行测试的结果表明：ASCP-CS算法具有较好的寻优精度和搜索能力. 对桥式吊车滑模控制器采用不同优化算法进行参数整定，仿真实验表明，基于该算法的控制器能更快地实现吊车负载定位，更有效抑制负载摆角，并具有较好的鲁棒性.  [PDF](1.17 M)(19)

SOI CMOS工艺具有高的截止频率和良好的温度稳定性，能够满足微波毫米波雷达收发芯片在多种应用场景下的使用要求. 采用90 nm SOI CMOS工艺，设计一种A类无输出阻抗匹配网络Stacked-FET功率放大器，改善了功率放大器的饱和输出功率和可靠性. 基于此功率放大器设计并实现了一款24 GHz信号发生器电路. 通过电磁场仿真分析研究了Dummy金属对片上螺旋电感性能的影响. 经流片加工测试，结果表明, 该信号发生器电路能够输出22.2~24.7 GHz的信号，平均输出功率为8.83 dBm，峰值输出功率为10.5 dBm. 在偏1 MHz和10 MHz处压控振荡器的相位噪声分别为-91 dBc/Hz和-123 dBc/Hz. 芯片面积为1.4 mm × 1.4 mm.  [PDF](1.39 M)(18)

为了实现5G通信系统中高数据传输速率的要求，满足宽带条件下接收信号幅度的大动态范围变化，基于Global Foundries 55 nm CMOS工艺提出一种宽带且增益大范围线性变化的可变增益放大器. 在该可变增益放大器中，采用改进型Cherry-Hooper放大器结构使其动态范围和电路带宽有效扩展，并利用晶体管的可调谐特性，在不使用附加电路的前提下使增益变化具有良好线性，解决了CMOS电路中放大器增益与控制电压非线性变化的难题，同时添加低截止频率的高通滤波器，消除可变增益放大器的直流偏移，并降低其误码率. 版图仿真结果表明，在-33.4~46.9 dB的超宽动态范围内实现增益线性变化，3-dB带宽对应的频率达到1.89 GHz（0.000 12~1.9 GHz），可变增益放大器芯片（核心区域，不含焊盘）面积仅为0.006 mm2. 该可变增益放大器指标完全满足目前5G宽带通信系统的要求.  [PDF](1022.50 K)(27)

应用自洽场方法模拟计算了本体结构为柱状相的AB两嵌段共聚物在球形和扁长形三维受限空间下的自组装行为. 通过改变受限空间的尺寸，系统总结了AB两嵌段共聚物在球形和扁长形受限下的相形态、自由能、构象熵和相互作用能的变化规律并做了比较研究. 结果表明，在受限体系中，嵌段共聚物会呈现出多样的相形态；在球形受限中，嵌段共聚物的相形态由于在不同方向上受限程度相同而表现出较好的结构对称性；而在扁长形受限中，共聚物分子链在不同维度方向上会受到不同程度的伸展取向限制，从而其相结构的对称性会被破坏.  [PDF](752.22 K)(15)

采用超声半连续铸造方法制备了3种不同杂质Fe质量分数的2219铝合金铸锭，并结合OM、SEM、力学拉伸实验、电化学实验等分析测试方法，研究了Fe质量分数对2219铝合金组织和性能的影响. 结果表明，当Fe元素超过一定质量分数后，有Al7Cu2（FeMn）相析出，且残余结晶相体积分数增加，导致合金强塑性与耐腐蚀性能下降. 2219铝合金的室温断裂行为主要由Al7Cu2（FeMn）相的脆断、Al2Cu相在锻造过程中所形成的裂纹源扩展方向及粗大结晶相与基体界面结合强度低三方面因素综合影响.  [PDF](4.47 M)(20)

在矿山充填采矿中，充填料浆在管道输送中的阻力损失计算是一重要环节. 为探索采用摩擦阻力系数模型简单高效地预测充填料浆管输阻力损失的方法，按照流态分类，总结了7种常用的非牛顿流体的摩擦阻力系数模型，结合一个具体案例分析讨论了模型的正确使用. 结果显示，选取模型时必须先考虑工程实际的流体类型和流态；对于最常见的宾汉塑性体的层流运动，使用Darby-Melson模型和Swamee-Aggarwal 方程可近似替代Buckingham-Reiner方程，其预测的沿程阻力损失与实际监测十分吻合，是宾汉塑性体层流流动首选的阻力预测模型，而Danish-Kumar模型则过低估计阻力值，适合赫德数较大的流体. 实际监测中的速度、沿程阻力波动原因与料浆配比的波动、骨料变异性、料浆非均匀性和充填采场倍线大小等因素密切相关且不可避免. 对于层流紊流过渡区流体的沿程阻力预测仍是工程难题.  [PDF](908.82 K)(15)

针对La2Ce2O7抗烧结性能较差，La2Zr2O7的热膨胀系数较低的性能特点，采用水热法合成了La2Ce2O7内核，然后通过共沉淀法成功制备La2Ce2O7@La2Zr2O7核壳结构纳米粉体. 将粉体预压成块，分别在1 100 ℃、1 300 ℃和1 500 ℃下进行了不同时间的烧结测试及在1 100 ~1 500 ℃烧结6 h以考察温度对其抗烧结性能的影响. 采用扫描电镜、透射电镜、能谱仪分析了材料的形貌和成分，并测试了试样的密度和显微硬度. 结果表明，La2Ce2O7内核具有立方结构或八面体结构外形，粒径约200 nm. La2Zr2O7壳层为非晶体，形成了包覆效果良好的La2Ce2O7@La2Zr2O7核壳结构. 等温烧结时，核壳结构的密度变化率保持在2.1%以内，远低于La2Ce2O7和La2Zr2O7，孔隙和晶粒尺寸分布均匀，无裂纹和烧结现象出现. 当烧结温度在1 300 ℃以内时，核壳结构组织均匀，多孔，密度变化率稳定在10.6%以内，晶粒尺寸约维持在450 nm，晶粒长大速率与La2Zr2O7接近，抗烧结性能良好；当烧结温度高于1 300 ℃时，核壳结构孔隙增大且晶粒迅速长大，致密化加快，晶粒长大速率也变快，与La2Ce2O7接近，出现明显烧结现象；其显微硬度稍高于La2Ce2O7，而远低于La2Zr2O7.  [PDF](5.19 M)(20)