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• 2017年, 38卷, 第4期
  刊出日期：2017-07-10

    

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  Ce基FBC催化柴油机碳烟氧化特性的试验

  刘军恒, 孙平, 嵇乾, 郝慧敏, 沈辉

  2017, 38(4): 373-378. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.001

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  为了研究Ce基燃油添加剂(FBC)对柴油机碳烟催化氧化的效果,采用环烷酸铈溶液作为FBC,按照Ce元素质量分数分别为50,100,150,300 mg?kg-1加至柴油中,依次标记为F50,F100,F150,F300.在发动机台架上进行了燃用FBC燃油的烟度、颗粒粒径分布和氧化特性以及微粒捕集器(DPF)催化再生的试验研究.结果表明:添加FBC可以改善柴油机燃油消耗率,降低排气温度和烟度排放;柴油机燃用FBC燃油时,其碳烟颗粒质量分布总体向着小粒径方向移动,排放颗粒物中积聚态颗粒物所占比重有所上升,而粗粒子模态所占比重下降;FBC对碳烟颗粒的催化效果非常显著,碳烟氧化特征温度随着FBC比例的增加而降低,柴油机燃用FBC燃油有利于降低DPF再生平衡温度.
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  双行人可变形部件模型及其在行人检测中的应用

  蔡英凤1, 刘泽2, 孙晓强1, 陈龙1, 王海2

  2017, 38(4): 379-382. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.002

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  针对传统行人检测算法在检测靠得很近或相互遮挡的多行人目标时容易出现漏检的问题,分析了可变形部件模型,提出了基于双行人可变形部件模型的行人检测算法.该算法包含模型训练、模型匹配及融合过程,可以获取双行人可变形部件模型.提出了一种对图像进行分区域匹配加融合的新方法.设计了2组试验,对单行人可变形部件模型和双行人可变形部件模型的检测效果进行了对比.结果表明:提出的算法相比其他算法对检测靠得很近和相互遮挡的多行人目标时容易出现的漏检情况有较大的改善,有效降低了漏检率.
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  随机干扰下横向互联空气悬架车身高度控制

  江洪1, 周扬扬1, 王玉杰1, 李美2

  2017, 38(4): 383-388. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.003

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  以横向互联空气悬架车辆为研究对象,设计了与横向互联气路相协调的车身高度调节系统,建立了随机干扰下车身高度调节数学模型.基于传统高度控制目标设计模糊控制器,通过搭建试验台架验证其在干扰下的实际效果.考虑到若将随机激励下测量所得的带噪的高度信号直接作为控制输入将对系统判断造成干扰,提出了以目标高度对应空气弹簧内气体质量作为控制目标,并对先前模糊控制器输入及控制规则进行修改.在此基础上,为保证车高调节过程中车身姿态的稳定,制定了“追逐式”高度调节策略,并在Matlab／Simulink中搭建模型进行仿真分析.结果表明:该控制目标及策略在随机路面干扰下能快速调节车身高度至目标高度,相比于车身高度未调节时,切换过程中簧上质量加速度均方根值无恶化迹象,保留了车辆悬架的减振性能,能有效保证车高调节过程中车身姿态的稳定性.
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  正丁醇预混层流燃烧试验

  潘锁柱1,2, 钱云寿2, 韩伟强1,2, 韩志强1,2, 夏琦3

  2017, 38(4): 389-395. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.004

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  基于定容燃烧弹,利用高速纹影摄影和球形火焰扩展法,分析了不同燃空当量比(0.7～1.6)、初始温度(400,430,460 K)、初始压力(0.1,0.2,0.3 MPa)对正丁醇空气预混层流燃烧的影响.研究了正丁醇空气层流燃烧速度、火焰传播速度和拉伸率等关键层流燃烧特性参数的变化规律.结果表明:随着燃空当量比的增加,火焰前峰面稳定性变差,火焰传播速度和无拉伸火焰层流燃烧速度均呈现先增加后减小的趋势;随着初始温度的增加,火焰传播速度和无拉伸层流燃烧速度均增加,火焰前峰面稳定性下降;随着初始压力的增加,无拉伸层流燃烧速度和火焰传播速度均减小,火焰前峰面稳定性变差;火焰前峰面拉伸率随拉伸火焰传播速度的增加而逐渐减小.
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  附加升程曲线对柴油机进气状态的影响

  田维1, 何文潇1, 韩志强1, 韩伟强1, 郭明强1, 夏琦2

  2017, 38(4): 396-402. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.005

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  以自主研发的DK4A型柴油机可变气门系统为研究对象,利用数值模拟与试验相结合的方式,系统化研究附加升程峰值与原机气门升程峰值间隔角、附加升程高度和附加升程持续角对进气状态参数的影响.结果表明: 峰值间隔角存在一个临界值,当峰值间隔角小于临界值时,峰值间隔角不影响发动机缸内气体状态参数;当峰值间隔角大于临界值时,进气门关闭角随着峰值间隔角的增大而延迟,进气总管气体质量流量越小,压缩上止点气体温度和压力越低;在附加升程高度不影响进气门关闭角的情况下,附加升程高度的增加能放大发动机缸内气体状态参数的变化率;当附加升程持续角影响进气门关闭角时,附加升程持续角越大进气门关闭角越延迟,发动机进气流量、压缩上止点温度和压力也随着附加升程持续角的增大而减小.
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  车内声品质主客观评价模型对比分析

  左言言, 张海峰, 庄婷

  2017, 38(4): 403-409. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.006

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  为了研究轿车理想的车内声品质主客观评价模型,采集某轿车在时速为60 km?h-1时,车内播放不同音乐时的驾驶员双耳噪声样本.对声样本进行剪辑、等响及分频段等预处理,基于成对比较法进行车内声品质主观评价试验、客观参量计算并建立了多元线性回归、BP神经网络和径向基函数(RBF)3种评价模型.评价模型的预测效果表明:多元线性回归评价模型各个频段的误差较大,稳定性较差,车内声品质的评价为非线性过程;BP神经网络预测模型整体频段的误差最小,频率为160～1 280 Hz时的误差较大,相比多元线性回归模型误差进一步缩小,但距理想的预测效果还有一定的距离;基于径向基函数评价模型误差基本能控制在20％以内,且稳定性较高,能够较好地预测此试验工况下的声品质.
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  互联空气悬架对整车振动性能的影响

  张云1, 周孔亢1, 钱宽2

  2017, 38(4): 410-415. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.007

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  以互联空气悬架为研究对象,通过搭建整车试验台架研究不同互联模式下车身加速度频率响应,综合车辆动力学、工程热力学和流体力学理论,建立集成非互联、横向互联、纵向互联和四角互联的互联空气悬架整车动力学模型,仿真研究互联模式对车身固有频率的影响,从频域和时域2方面研究互联模式在C级路面,车速为60 km`h-1工况下的车身加速度响应规律.结果表明:与非互联模式相比,互联空气悬架车辆在正弦对扭激励下,前左簧上质量加速度均方根值在中低频为0.5～7.0 Hz时均有不同程度的改善,横向互联和四角互联模式能降低侧倾角固有频率,纵向互联和四角互联能降低俯仰角固有频率,在随机路面激励下3种互联模式下乘坐舒适性均得到提升.
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  单孔孔板水力空化特性的可视化与数值模拟

  何志霞1,2, 张鑫1, 陈驭航1, 纪长浩1

  2017, 38(4): 416-422. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.008

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  在自行搭建的单孔孔板空化反应试验台上,采用高速数码摄影和长工作距离显微成像技术,对单孔孔板中心孔内和孔板下游进行空化特性试验研究,分析了背压、空化数等参数对孔板水力空化的影响.试验结果显示:当背压一定,逐渐改变喷射压力时,会出现“空化初生迟滞”现象,在空化两相流区,较高的背压对应着较小的流动损失;孔板内和孔板下游都有空化区存在,且孔内空化对下游空化区影响较大.数值模拟结果显示，孔内空化与试验相符合,且下游空化区的产生是由孔内空化云脱落至下游漩涡区引起的.
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  横移对行控制系统设计与试验分析

  张俊雄, 王凯, 张良, 孙哲, 张春龙

  2017, 38(4): 423-427. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.009

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  为提高大田农用机械作业速度、精准作业能力和行跟随控制系统模块化,基于视觉和液压伺服控制技术,研发了可以搭载不同机具的横移对行控制系统并进行了试验.横移对行装置由上位机实时采集作物行视觉信息并处理发送给下位机,由下位机核心处理器MC9S12DG128单片机精确控制液压系统驱动对行机构的横移对行,既减少了拖拉机频繁转向操作和对作物垄的破坏,又降低了作业农机具对作物的损伤.利用直线位移传感器采集横移机构中动子相对于定子的位置信息,并实时显示于显示器上,指导驾驶员调整拖拉机转向.试验表明,在拖拉机前进速度为0.58,1.22和 2.19 km?h-1时,与未使用对行装置时相比,对行准确率分别提高了27.9％,29.1％和31.7％.
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  辊杠式圆捆机青贮打捆效率与功耗试验

  高东明1, 李杰1, 王德成2

  2017, 38(4): 428-433. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.010

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  利用扭矩传感器、数据采集器和计算机测定不同的机具参数设置、物料条件以及操作参数条件下的打捆功耗及效率,并对影响打捆功耗和效率的因素及水平进行研究.结果表明:对于铡切为3～5 cm长度的青饲料,打捆功耗的时域曲线特点可分为瞬时功率阶梯状突变的斜坡凸台型,瞬时功率变化平稳打捆时间较短的缓坡单峰型和打捆耗时较长的缓坡多峰型;喂料压力角是影响作业能耗和成捆效率的最大因素,采用15°的喂料压力角,1.9 m?s-1的辊杠线速度对含水率为60％的苜蓿或玉米秸秆打捆，不但作业过程平稳,而且能以最低的能耗获得最高的打捆效率;选择玉米秸秆或苜蓿对能耗和效率的影响都很小.
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  工质种类对液态金属磁流体发电系统两相流影响的数值模拟

  李伟1, 鹿鹏1, 郑星文1, 黄护林2

  2017, 38(4): 434-439. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.011

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  为了更好地选择工质种类以提高液态金属磁流体发电系统中低沸点工质和液态金属两相流输运速度,进行了数值模拟研究.利用CFD仿真软件,分别以三氟三氯乙烷、三氯甲烷作为低沸点工质,液态金属锡和镓作为液态金属工质,模拟低沸点工质受热汽化推动液态金属流动的物理过程,进行两相流模拟仿真研究.通过模拟结果结合理论分析得出工质种类对气液两相流输运特性的影响.结果表明,在满足液态金属不发生倒灌的条件下选择具有较小摩尔质量,较小潜热,较小热容和较大密度的低沸点工质以及具有较大密度,较大热容和较大热导率的液态金属更有利于气液两相流的运输;低沸点工质的沸点和液态金属的熔点应根据应用对象合理选择.
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  中型高压异步电动机内风路流体计算与温升优化

  温嘉斌1, 刘艳翠1, 李颖男2

  2017, 38(4): 440-448. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.012

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  为确定电动机内通风沟数量对电动机内风路流动及温升的影响,以一台YKK450-4,500 kW的中型高压异步电动机为例,依据样机的实际尺寸,对电动机内风路定转子区域和电动机定子绕组端部进行建模,得到其流场和流固耦合的物理实物模型.通过对定转子流体场计算分析,得到每一段通风沟转子支架入口处的流量和流速值,再对电动机定转子进行分段流固耦合温升计算分析,找到电动机温升最高的区域.按照数值计算得到的最热点位置,在样机中埋置温度传感器进行温升试验,将两者结果进行对比分析,验证物理模型的构建和解算办法选取的可行性.在电动机外壳尺寸不变的情况下,改变通风沟宽度,对内风路重新建立模型,探究不同个数的通风沟对电动机通风沟内流体流动及传热产生的影响,再分别计算出不同个数通风沟情况下的最热段温度情况.结果表明:当采用9个等宽的通风沟情况时,电动机通风沟中流体的流动速度最大,并且电动机的温升为104.9 K,较原来10个通风沟情况的最高温升116.1 K,降低了11.2 K.
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  基于空间特征联合核稀疏表示的脑肿瘤提取方法

  刘定一1, 刘亚军2, 詹天明3

  2017, 38(4): 449-454. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.013

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  为了提高融合多序列MR图像应用于脑肿瘤提取时分割区域的准确性,基于核稀疏表示分类方法,联合多序列MR图像中的空间结构和灰度特征信息,提出一种空间特征联合的脑肿瘤核稀疏表示分类方法.首先构建各个类别的子字典,再用邻域滤波核稀疏表示方法对多序列脑MR图像进行分类,该邻域滤波核可以有效地将灰度特征与空间结构结合起来提高脑肿瘤提取的准确性.对国际数据库MICCAI BraTS提供的临床和仿真数据进行分割.结果表明:与稀疏表示分类方法相比,所提出的基于空间特征联合核稀疏表示的脑肿瘤提取方法由于增加了空间结构信息,所得的提取准确率提高了5％～6％.
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  大数据时代的人工智能范式

  程显毅1,2, 胡海涛2, 曲平3, 程实1,2

  2017, 38(4): 455-460. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.014

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  针对传统人工智能范式存在的知识获取成本高、质量差、只能模拟低级智能等弊端,受大数据全样本统计、近似搜索和相关推理的启发,提出了4种AI范式,分别以感知、数据、脑科学、认知为中心.以感知为中心的AI范式主要研究一组分布的、松散耦合的主体如何协同运用它们的知识、技能、信息,为尽可能好地实现各自的或全局的目标或规划;以数据为中心的AI范式的形成是数据从量变到质变的过程,其核心是让数据说话;以脑科学为中心的AI范式旨在打造基于信息通信技术的综合性研究平台;以认知为中心的AI范式研究的目的是用大数据来解决“心智”问题.范式决定了AI的实现途径,不同的范式各有特点、相互补充,无法用一种范式统一全部,最后把AI的各种范式归结为科学研究4大范式.
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  自修复微胶囊型环氧树脂复合材料的制备及其性能

  袁新华, 陈燕秋, 张倩, 刘永强

  2017, 38(4): 461-465. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.015

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  以脲醛树脂为壁材,E-51环氧树脂为芯材,利用原位聚合法制备了自修复环氧树脂微胶囊.采用扫描电镜观察了微胶囊形貌,金相显微镜测量了微胶囊的粒径大小及分布,傅里叶变换红外光谱仪表征了微胶囊化学结构,综合热分析仪分析了微胶囊热稳定性.将E-51微胶囊与潜伏性固化剂邻苯二甲酸酐植入到E-44环氧树脂基体中,制备了自修复微胶囊型环氧树脂复合材料,利用简支梁冲击试验机测试了试样冲击强度和自修复效率.结果表明:制备的微胶囊呈规则球体,囊芯质量分数高,热稳定性好;微胶囊的植入使得环氧树脂复合材料的冲击断面形貌从平整形态向针状斑纹形态转变.当自修复环氧树脂复合材料中微胶囊和潜伏性固化剂的质量分数分别为8.0％和3.0％时,自修复效率达到81.5％.
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  利用B-TBU模型评估桥梁状态的神经网络法

  吴多1, 刘来君1, 苗如松2

  2017, 38(4): 466-471. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.016

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  鉴于目前常用的桥梁状态评估方法存在较大的人为主观性和随意性,且无法考虑历史评估数据对当前状态的影响,因此不能准确地反映出桥梁当前的真实状态,依据贝叶斯推断中考虑先验信息影响的特点,提出了一种B-TBU模型的方法,在对当前状态的评估中,考虑历史评估数据的影响,对某座桥梁近20年的状态进行重新评估.评估结果表明:采用B-TBU模型方法可大幅度提高状态评估的准确性,使桥梁各年份状态评估的准确度均提高到90％以上;同时将BP神经网络、ELM神经网络等算法初步引入B-TBU模型,对该B-TBU模型方法进行训练学习.其结果表明,采用神经网络类方法,各年份状态评估的准确度也保持在80％左右.
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  考虑非达西渗流的结构性软土非线性固结分析

  李传勋, 王昌建, 王素, 董兴泉

  2017, 38(4): 472-478. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.017

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  在传统太沙基一维固结理论基础上,引入经典的Hansbo非达西渗流模型,考虑天然土体结构性对固结的影响,建立实际变荷载作用下土体的非线性固结模型,并利用有限差分法求取模型的数值解.在保证数值解可靠性的基础上,分析非达西渗流对结构性软土固结性状的影响及非达西渗流下土体结构性对固结性状的影响.结果表明:非达西渗流下结构性软土的固结速率要比达西定律下慢,且随非达西渗流模型参数m和i1的增大,固结速率的减小愈加明显;对考虑非达西渗流的结构性软土而言,结构屈服应力越大,结构屈服应力前土的压缩指数越小,则结构性软土的固结速率越大,地基土的最终沉降值越小.
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  基于重复蠕变恢复试验的化学改性沥青高温性能

  陈治君, 郝培文

  2017, 38(4): 479-483. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.018

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  为了探究多聚磷酸(PPA)和反应型三元共聚物(RET)改性沥青的高温流变行为,基于重复蠕变恢复试验,深入研究基质沥青、PPA改性沥青、RET改性沥青及SBS改性沥青在不同加载应力及温度条件下黏弹性响应的变化规律,从温度、应力等方面对改性沥青的延迟弹性进行分析,并将PPA,RET与SBS等3种改性沥青的高温性能进行比较,更加客观地评价PPA和RET两种化学改性沥青的高温性能.采用Burgers模型对试验数据进行拟合,分析了蠕变劲度黏性成分与混合料车辙试验动稳定度的相关关系.结果表明: PPA和RET的加入可显著改善沥青的高温抗变形能力,提高路面的抗车辙性能.
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  聚酯纤维复配RET改性沥青混合料的技术性能

  常睿, 郝培文

  2017, 38(4): 484-490. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.019

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  为了研究聚酯纤维和RET对沥青混合料的性能影响,通过贯入剪切试验、半圆弯拉试验以及小梁弯曲疲劳试验,采用贯入剪切强度、断裂能密度与疲劳寿命评价聚酯纤维与RET对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性以及抗疲劳性能的影响,并与SBS,SBR改性沥青混合料进行对比研究.最后采用Weibull分布,分析不同沥青混合料在不同失效概率下的疲劳性能.研究结果表明:相比于SBS,SBR改性沥青混合料,复配改性沥青混合料的贯入剪切强度、断裂能密度以及疲劳寿命显著提高,因此聚酯纤维复配RET能够显著改善沥青混合料的高温稳定性,有效改善RET改性沥青混合料的低温性能,且对沥青混合料的疲劳性能有较显著的影响.
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  复合工艺橡胶沥青混合料的性能

  李微1, 韩森1, 吴生海2, 孙培1, 牛冬瑜3

  2017, 38(4): 491-496. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.04.020

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  为了对复合工艺的橡胶沥青技术指标及其混合料路用性能进行研究,在制备橡胶改性沥青时掺入适量裂解剂,确定合理的制备温度和时间;对4种复合工艺橡胶沥青混合料的水稳定性能、低温弯曲性能及疲劳性能进行耐久性试验.结果表明:裂解剂质量分数为0.4％的橡胶沥青,以制备温度190 ℃,制备时间2 h为宜;掺加裂解剂的橡胶沥青混合料具有优异的高温、低温以及抗水损害性能,其动稳定度甚至是基质沥青混合料的3倍左右;复合工艺的橡胶沥青混合料具有优异的抗水损害、抗疲劳破坏性能以及抗低温弯曲性能,其弯拉破坏应变甚至高于橡胶颗粒SBS改性沥青混合料.