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  • 2015年第42卷第8期文章目次
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    • 基于DSP的磨削表面粗糙度在线检测系统开发

      2015, 42(8):1-7.

      摘要 (815) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决磨削工件在线粗糙度等级识别速度慢和准确性不高的问题,开发了基于DSP的工件表面粗糙度在线检测系统.该系统基于光散射原理,通过工业相机采集光散射图像,运用DSP芯片对采集到的图像进行图像预处理以及特征参数的提取;最后利用建立的多分类支持向量机模型,对不同表面粗糙度等级的图像进行分类.实验结果表明,在该硬件平台上整个识别过程耗时约0.5 s,识别率可达96%以上,说明该系统可有效识别工件表面粗糙度等级,有效实现工件表面粗糙度的在线检测.

    • 叶片难抛光区域粗糙度对压气机性能的影响

      2015, 42(8):8-14.

      摘要 (772) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究压气机转子中叶片叶顶、叶根倒圆、下端壁这类难以自动抛光区域的表面粗糙度对转子气动性能的影响规律,旨在为叶片抛光加工表面粗糙度目标的制定提供指导.基于计算流体动力学(CFD)对跨音速转子rotor37进行气动计算,分析了98%阻塞流量工况不同转速下各部位表面粗糙度对转子的损失系数和出口总压的影响规律.结果表明,在设计转速下,叶片各部位的表面粗糙度增加均使转子损失增加,叶顶的表面粗糙度使出口总压升高,而叶根倒圆和下端壁表面粗糙度使出口总压降低;表面粗糙度15 μm是一个转折点,大于15 μm时表面粗糙度对气动性能的影响程度开始变大;下端壁表面粗糙度对性能的影响最大,在60%设计转速下,下端壁表面粗糙度使损失降低,但是在80%和100%设计转速下,则使损失增加.

    • 超高强钢板冲压模具磨损CAE分析研究与应用

      2015, 42(8):15-21.

      摘要 (1329) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对超高强钢板冲压模具的磨损问题,提出一种有效而快捷的预测模具磨损量和使用寿命的方法.该方法采用Archard磨损理论,得到冲压成型结束后模具的磨损区域主要集中在模具圆角处.系统地研究了模具硬度、冲压速度和模具材料对模具磨损程度的影响.结果表明:模具硬度达到60~65HRC时能有效减小磨损量;模具磨损量与冲压速度成正相关关系.采用磨损累积法预测模具修模前的使用寿命,模拟得到的冲压7 500次的模具磨损量与试验数据仅相差1.47%,表明该方法是正确可行的.这对于确定合理的冲压工艺方案和模具结构设计具有重要的实用价值.

    • 碟形橡胶准零刚度隔振器的设计和特性分析

      2015, 42(8):22-28.

      摘要 (854) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了具有准零刚度(QZS)特性的碟形橡胶隔振器,并分析了其隔振特性.隔振器由负刚度元件碟形橡胶(内含钢材料的筋)与正刚度元件竖直橡胶柱并联组装而成.基于Abaqus有限元仿真分析,给出了隔振器在静平衡位置处出现零刚度时,碟形橡胶元件和竖直橡胶元件分别需要满足的构型和尺寸参数条件,得到了隔振器的回复力曲线,并用仅含三次的多项式进行了拟合.进一步,建立隔振系统动力学方程,基于谐波平衡法分析了系统的隔振特性,并与Abaqus动力学仿真分析进行对比,结果表明,碟形橡胶准零系统隔振性能明显优于相应的线性系统.

    • 不同摩擦系数的少片变截面钢板弹簧性能分析

      2015, 42(8):29-33.

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      摘要:采用不同材料的板簧垫片,簧片间摩擦系数亦有所不同,因此设计钢板弹簧时仅考虑钢与钢的接触摩擦将造成其性能分析结果的不准确.针对这一问题,利用ANSYS软件的接触非线性功能,对少片变截面钢板弹簧的等效应力及刚度特性进行分析,得到不同摩擦系数下的VonMises应力分布和载荷〖CD*2〗变形曲线,重点讨论了摩擦系数对钢板弹簧应力及刚度特性的影响;同时对钢板弹簧进行相应的性能试验.结果表明:少片变截面钢板弹簧的应力计算值和测试值误差较小,刚度仿真计算值和试验测量值基本吻合,相对误差小于5%,说明有限元分析能精确地模拟各簧片间的接触和摩擦问题,真实反映钢板弹簧的受力和变形情况,可用于研究簧片间不同摩擦系数对钢板弹簧应力及刚度特性的影响.

    • 基于两相流沸腾传热模型的缸盖温度场辨析

      2015, 42(8):34-39.

      摘要 (920) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更精确地研究发动机缸盖温度场的分布,在Eular多相流模型的基础上,结合Rohsenow核态沸腾传热模型,建立新的可用于内燃机缸盖水腔内过冷沸腾数值模拟的两相流模型.以某汽油机缸盖为研究对象,分别采用BDL和Rohsenow两种传热模型,利用CFD技术对其进行流固耦合传热计算和分析.结果表明,采用Rohsenow沸腾传热模型能够比BDL沸腾模型更精确地计算缸盖温度场;缸盖的最高温度192.22 ℃,最大应力156 MPa,均满足缸盖材料的强度条件.

    • 液压挖掘机混合动力系统节能特性及试验研究

      2015, 42(8):40-46.

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      摘要:针对目前液压挖掘机能量利用率低、油耗高的问题,分析挖掘机在典型作业工况下的能量损耗,确定混合动力系统进行节能研究的重要方向.根据混合动力挖掘机的特点,提出基于超级电容与电机的并联式油电混合动力系统方案,以山河智能公司20吨级液压挖掘机为平台建立系统仿真模型,对系统动力耦合特性、控制策略及超级电容SOC等因素给混合动力挖掘机节能效果带来的影响进行理论计算和仿真分析,并对系统关键参数进行了优化匹配.搭建液压挖掘机混合动力系统试验平台,对系统的节能效果进行试验验证.研究结果表明,采用油电并联混合动力系统,并选择合适的动力耦合参数、瞬时优化控制策略及超级电容SOC补偿参数有利于提高液压挖掘机的节能指标,节能效率可改善20%以上.

    • 基于ISM与FMECA的加工中心故障分析

      2015, 42(8):47-52.

      摘要 (912) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:故障分析是实现加工中心可靠性水平增长的重要环节,因此提高故障分析的准确性至关重要.鉴于此,本文首先充分考虑加工中心故障子系统间影响关系,基于ISM法构建递阶结构模型,使得关联故障子系统间复杂影响关系层次化,以求得深层故障子系统,确定可靠性改进薄弱环节.其次对所得薄弱环节进行FMECA分析,进而确定关键故障模式,为提高加工中心可靠性奠定基础.最后以某系列加工中心现场故障数据为研究对象进行实例研究,证明了ISM和FMECA法在加工中心故障分析中的准确有效性.

    • 水润滑轴承振动噪声分析及实验研究

      2015, 42(8):53-58.

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      摘要:建立低速重载条件下水润滑轴承有限元模型,应用Abaqus /Explicit模块分析不同摩擦系数、载荷、转速对水润滑轴承瞬态特性的影响规律,确定轴承的振动频率和振动加速度有效值,并进行实验验证.结果表明:摩擦系数越大,系统的振动幅值越高,振动噪声的分布越大,系统的稳定性越低,在一定范围内,随着载荷的增加,轴承系统的振动增大;转速对水润滑轴承振动频率的影响较小,但系统的振动加速度随着速度的增大而增大.有限元分析与实验结果基本吻合,为研究水润滑轴承的振动噪声机理提供理论依据.

    • 含分布式电源的配电网启发式孤岛划分方法

      2015, 42(8):59-65.

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      摘要:分布式电源接入配电网后,孤岛运行可以作为一种新的故障恢复方式,保障重要负荷的供电.本文提出了一种基于距离权重搜索孤岛的启发式孤岛划分方法,以恢复的重要负荷最多为主要目标,充分考虑孤岛安全运行的约束条件,计及不可控负荷的影响,引入距离权重来表征负荷与当前孤岛的距离远近,决定负荷并入孤岛的先后顺序.在先形成仅含分布式电源和相连支路的初始孤岛后,按负荷重要程度,依次并入距离当前孤岛最近的负荷,最后对划分好的孤岛进行安全校验和优化.仿真结果表明了该方法能在配电网发生故障后,动态划分合理的孤岛范围.

    • 直流制式下机车变压器用作电抗器的电磁特性分析及设计优化

      2015, 42(8):66-73.

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      摘要:跨线运行的电气机车,由直流供电时其变压器用作滤波电抗器.本文针对一台心式结构且具有4个高压和4个低压(牵引)绕组的机车变压器在直流供电时的有关电磁特性进行了研究.此时,高压绕组并联开路,低压绕组两两串联分别接入两个直流回路中用于滤波,两个直流回路或同时工作或单独工作.按同一铁心柱上两个绕组串联连接,则4个低压绕组有4种接法.文章在用ANSYS软件对磁场进行深入分析的基础上,计算了绕组间的电感矩阵及相应连接时的电感.同时,深入研究了4个低压绕组两两串联后或同时工作或单独工作时电感值随负载电流变化的特性,推荐了直流制式下变压器用作滤波电抗器时其低压绕组一种较合适的连接方式,且这种连接方式的电感计算值得到了试验验证.文章最后还针对所推荐的连接方式,在单回路工作时较双回路工作时所呈现的电感值差异,提出了一种增设第三绕组的补偿方案,并就有关问题进行了分析.

    • 基于LMD近似熵和SVM的自适应重合闸方法

      2015, 42(8):74-80.

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      摘要:自适应重合闸的功能是快速、准确地辨识故障性质及捕捉电弧熄灭时刻.在分析瞬时性故障和永久性故障断路器跳闸后的端电压波形复杂性的基础上,提出了局部均值分解(LMD)、近似熵和线性支持向量机(SVM)相结合的自适应重合闸整体实现方案.利用LMD分解故障信号得到若干个PF分量,选取前3个PF分量算出其近似熵值构成三维特征向量,将三维特征向量作为SVM的输入量来区分故障性质和捕捉电弧熄灭时刻.线路故障仿真结果表明,该方案可智能识别故障性质和捕捉电弧熄灭时刻且具有一定的抗噪能力.

    • 基于区域信息融合的风电场平均年发电量预测

      2015, 42(8):81-85.

      摘要 (873) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:备选风电场在寿命周期内的平均年发电量是风电场宏观选址的一个重要参考判据.为了提高风电场平均年发电量的预测精度,提出了一种基于风电场附近多个气象站长期测风数据的区域信息融合的平均年发电量预测方法.首先分别建立各气象站与风电场同期小时风速之间的相关模型,应用相关模型得到多个长期小时风速预测值,再用神经网络对长期小时风速预测值进行融合处理得出最终的小时风速预测值,在此基础上进行风电场平均年发电量的估算.仿真结果表明:本文提出的区域信息融合方法对年平均发电量的预测误差比采用单一气象站数据的预测误差最高可降低11.32%.

    • 一种环形网络的可扩展流水仲裁器设计

      2015, 42(8):86-93.

      摘要 (691) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对环形网络的仲裁器结构进行研究,提出了一种可扩展流水仲裁器结构,能够同时完成通信缓冲和通信链路的分配.对14个通信节点互连进行了建模模拟,各节点命中数量差值小于5%,该结构仲裁器具有较好的仲裁公平性;然后采用Chartered 65 nm工艺对RTL设计进行了时序综合实验,关键通路延迟比同等规模的全交叉开关结构降低36.8%;同时该仲裁结构中的仲裁核心逻辑时序受互连规模变化影响较小,具有一定的可扩展性.

    • 标准数字CMOS工艺正交压控振荡器设计

      2015, 42(8):94-99.

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      摘要:正交压控振荡器是高速链路中的一个关键部件.片上集成高质量品质的电感电容等无源器件是影响压控振荡器性能的关键因素.为了兼容传统的数字工艺,采用超深亚微米的数字CMOS工艺进行片上电感电容的集成,并基于此无源器件实现了基于电容耦合的正交压控振荡器,实现中心频率16.12 GHz,频率调节范围为10 %,1M频偏处的相位噪声为-112 dBc,相位误差小于0.39°.

    • 一种面向不可靠网络的快速RDMA通信方法

      2015, 42(8):100-107.

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      摘要:大数据量的远程内存访问(RDMA)传输是并行计算机中最基本的通信模式之一,对系统整体性能的影响很大.随着并行计算机系统的规模扩大,系统的容错性设计面临着很大的挑战,互连网络具有链路不可靠、自适应路由等特点,如何面向不可靠网络实现可靠的端到端RDMA传输是并行系统体系结构设计的一大难题.提出一种面向不可靠网络下的快速RDMA传输方法,方法能够在节点控制器芯片上高效实现,对上层驱动软件和应用提供可靠的端到端RDMA传输服务.与传统的建立连接的方法相比,方法的硬件设计复杂度大大降低;方法另一优点是实现了按需重传,避免了传统方法中一次RDMA传输出现错误时,需要重传整个RDMA数据的开销,在相同的错误概率下,新方法的传输效率得到了很大的提升.

    • 一种卫星移动通信语音业务半持续调度机制

      2015, 42(8):108-115.

      摘要 (729) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于LTE的卫星移动通信系统将3GPP LTE标准与卫星通信技术相结合,对实现移动通信的高速全球覆盖具有重要的意义.然而,卫星通信面临的高误码率、上下行带宽非对称等问题,对卫星移动通信的资源调度和服务质量保证提出了重要挑战.以LTE半持续调度机制为基础,针对卫星移动通信语音业务,提出了一种上行无线资源调度方案VoSPS. VoSPS中增加了基于上行信道质量的准入机制和截断机制,减少了上行资源的浪费;引入了一种基于语音服务满意度的语音编码速率调整算法,增加了系统的用户容量.仿真结果表明,VoSPS能有效提高系统的用户满意度和语音业务容量.

    • 基于弹性分布数据集的海量空间数据密度聚类

      2015, 42(8):116-124.

      摘要 (759) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了快速挖掘大规模空间数据的聚集特性,在cluster_dp密度聚类算法基础上,提出了一种基于弹性分布数据集的并行密度聚类方法PClusterdp.首先,设计一种能平衡工作负载弹性分布数据集分区方法,根据数据在空间的分布情况,自动划分网格并分配数据,使得网格内数据量相对均衡,达到平衡运算节点负载的目的;接着,提出一种适用于并行计算的局部密度定义,并改进聚类中心的计算方式,解决了原始算法需要通过绘制决策图判断聚类中心对象的缺陷;最后,通过网格内及网格间聚簇合并等优化策略,实现了大规模空间数据的快速聚类处理.实验结果表明,借助Spark数据处理平台编程实现算法,本方法可以有效实现大规模空间数据的快速聚类,与传统的密度聚类方法相比具有较高的精确度与更好的系统处理性能.

    • 传感网中不规则复杂3D平面定位策略研究

      2015, 42(8):125-131.

      摘要 (1056) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对具有障碍物的复杂3D平面定位误差大以及能耗高的问题,如何进行未知节点的定位,提出了一种具有障碍物的不规则复杂3D平面定位策略,该策略将复杂三维平面划分为水平逻辑层并标记节点的所属层,然后在具有障碍物的水平层进行子区域的划分及合并,最后利用大气压传感器测距进行计算未知节点的坐标从而得到3D复杂平面的定位.通过与最新SV定位机制及COLA定位机制在定位误差及能耗进行综合仿真实验对比,本文的定位策略3D-CCD平均定位误差比SV少了5%,比COLA的平均定位误差少8%以上,定位精度上比SV和COLA提高了6.5%以上,及在能耗上比SV和COLA减少了2.7%左右.因此该定位策略(3D-CCD)在解决复杂不规则图形的不确定节点具有较大的优越性.

    • RoleTracker:基于角色的社会网络演化分析方法

      2015, 42(8):132-140.

      摘要 (1127) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:已有的用户角色研究中,不少学者定义了角色的数目和特征,对特定数据集取得了较好的效果,但存在的两个问题:1)通用性较差,若更换数据集必须重新分析;2)现实世界中用户行为和关系纷繁复杂,用户角色多种多样,难以通过人为的定义去描述和识别.因此,本文基于张量分解模型提出了一种用户角色发现算法,它不仅能自动设定角色数量,而且能反映角色在指定时间段的行为特征.进一步将用户角色延伸到社团角色,提出基于社团角色距离和节点重叠的社团演化分析方法.实验结果表明,识别出的用户角色其行为特征与实际情况吻合,提出的社团演化分析方法其效果也高于对比算法.

湖南大学学报(自然科学版)编辑部

年第卷第

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