河南科技大学学报:自然科学版

Journal of Henan University of Science and Technology: Natural Science

材料科学与工程

  • 等离子熔覆Ni基耐磨涂层制备及摩擦学性能

    闫明明;杜三明;刘超;张永振;

    以商用WF260合金粉末为原料,采用等离子熔覆技术在20钢表面制备镍(Ni)基耐磨涂层。在室温干摩擦条件下,采用MM-200型摩擦磨损试验机测试涂层的摩擦磨损性能。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)等对涂层的微观结构和组织成分进行了表征。研究结果表明:所制涂层呈层片状分布,与基体的冶金结合良好,表面存在孔隙现象。组织中存在大量的树枝晶,等离子熔覆层中主要物相为γ-(Ni,Fe)、(Fe,Cr,Ni)mCn、Cr_2Ni_3、BPO_4及Fe_5C_2。20钢的磨损率为1. 90 mm~3/min,涂层的磨损率为0. 26 mm~3/min,大幅改善了基体的耐磨性。涂层的磨损机制为磨粒磨损以及氧化磨损,其主要强化机制为弥散强化和固溶强化。

    2019年01期 v.40;No.176 1-5+117页 [查看摘要][在线阅读][下载 3195K]
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  • TC11钛合金室温高周疲劳断口及微观组织

    范梅香;熊毅;陈艳娜;查小琴;陈沛;

    以片层组织TC11钛合金为研究对象,借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对室温高周疲劳断口及断口附近的微观组织形貌进行了观察分析。研究结果表明:不同载荷下TC11钛合金疲劳断口均由疲劳源区、裂纹扩展区和瞬断区3部分组成,且裂纹扩展区存在着大量与疲劳裂纹扩展方向相垂直的二次裂纹。随着载荷的增大,二次裂纹数量逐渐增多的同时,其宽度明显增加,疲劳辉纹的宽度也随之增大,从0. 6μm(475 MPa)增加到1. 0μm(525 MPa)。在交变载荷的作用下,钛合金内部萌生出大量的位错亚结构,且位错多堆积在α/β相界处,造成应力集中,导致界面开裂形成裂纹源,从而降低疲劳寿命。

    2019年01期 v.40;No.176 6-11+4页 [查看摘要][在线阅读][下载 4052K]
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  • 微波辅助法制备钴酸锌纳米花及其储锂性能

    王飞;柳勇;魏治中;韩雪洋;任凤章;

    采用微波液相辅助法及退火处理制备了纳米花结构的钴酸锌(ZnCo_2O_4),并考察了不同退火温度对材料性能的影响。利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)法、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电测试,对所制备材料的晶体结构、形貌以及电化学性能进行了分析。分析结果表明:不同退火温度均能制备出尖晶石结构的ZnCo_2O_4。随着退火温度的升高,ZnCo_2O_4纳米花趋于团聚。400℃退火制备的ZnCo_2O_4纳米花具有较好的电化学性能。在200 m A·g~(-1)的电流密度,经过50圈循环后,比容量仍高达673. 5 m A·h·g~(-1),对应的库伦效率为97. 5%,表现出了良好的循环性能和高充放电比容量。

    2019年01期 v.40;No.176 12-18+5页 [查看摘要][在线阅读][下载 802K]
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机械与仪表

  • 准双曲面齿轮冷摆辗加工模具寿命预测及其工艺

    党玉功;都德伟;邓效忠;高振山;

    为了降低生产成本和提高生产效率,对冷摆辗加工模具寿命进行了预测和工艺优化分析。通过热力耦合有限元数值模拟得到模具在摆辗过程中的应力应变,借助模具寿命估算数学模型,估算出特定工艺参数下的模具寿命。根据寿命计算结果对不同工艺参数组合下的模具寿命进行对比分析,找出各工艺参数对模具寿命的影响规律,并确定合理的工艺参数组合。研究结果表明:当上模转速、上模摆角和摩擦因子分别为40 r·min~(-1)、10°和0. 14时,模具寿命达到了21 464次,寿命得到了显著的提高。

    2019年01期 v.40;No.176 19-24+5页 [查看摘要][在线阅读][下载 742K]
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  • 土壤对管道纵模导波传播特性的影响

    蔡海潮;尚振东;吕冠宇;

    针对超声导波技术在不同地理环境下埋地管道的缺陷检测问题,对埋地管道中纵向模态的频散和衰减特性进行了分析。建立了埋地管道的三维有限元模型,分析了激励频率和土壤类型对纵模导波传播的影响。在埋地管道中粘贴压电陶瓷片激励和接收L(0,2)模态。研究结果表明:随着激励频率增加,L(0,2)模态能量衰减也逐渐增大,而在激励频率为40 k Hz时,弹性模量较小的硬黏土对纵模导波的衰减相对较小,表明采用低频纵向模态超声导波对较低弹性模量土壤覆盖的管道检测效果较好,可有效提高导波在该类埋地管道中的检测距离。

    2019年01期 v.40;No.176 25-29+5-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 221K]
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交通运输、能源与动力工程

  • 微型动力装置内掺氢甲烷燃烧特性

    禹莉莉;王谦;黄蓉;赵岩;柏金;

    针对微型动力装置存在的燃烧不稳定问题,研究了甲烷掺氢在圆柱型微燃烧室内的燃烧特性。确定了甲烷掺氢燃烧的空间气相化学反应机理,建立了自由活塞动力装置三维立体模型。在试验基础上,基于Fluent软件,数值模拟了甲烷掺混氢气和空气的燃烧过程,研究了掺氢比对微压燃着火界限、着火时刻、着火燃烧过程以及临界压燃初动能等的影响,分析了不同掺氢比条件下混合燃料的燃烧特性。研究结果表明:当物质的量比为0. 5时,掺入氢气可拓宽压燃气体着火界限,提高着火燃烧可靠性,使着火时刻提前。因氢气热值远低于甲烷热值,随掺氢比增大,活塞做功能力减小。当掺氢比为10%~20%时,装置具有稳定的燃烧性能和高做功能力。

    2019年01期 v.40;No.176 30-36+6页 [查看摘要][在线阅读][下载 791K]
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  • 近距平行跑道配对进近程序及其碰撞风险研究

    谷润平;吴俊;卢飞;

    为了有效提高跑道的运行效率,引入了近距平行跑道配对进近运行模式,对前后两航空器从最后进近定位点到跑道入口过程进行了图示,呈现了其速度和间距的变化。基于假设条件,结合其进近过程,建立了相关的运动学模型,分析该过程中飞机对之间碰撞风险的变化情况。分析了初始间隔、最大允许间隔等参数的变化对前后两机碰撞风险的影响。通过算例仿真,验证了该模型的有效性,并能够将最大碰撞风险控制在3. 471×10~(-11)次/飞行小时。

    2019年01期 v.40;No.176 37-41+6页 [查看摘要][在线阅读][下载 211K]
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  • 固定式光伏阵列最佳安装角度研究

    张玉;黄睿;张烈平;魏书豪;

    光伏阵列的最佳安装角度是充分利用太阳能发电的有效手段之一,最佳安装角度大多依据当地夏至日的太阳高度角来确定,较少考虑当地区域气候条件的影响。本文基于天文学基础推导出光伏阵列的辐射度计算公式,结合当地的周期气候特征,通过数据拟合的方法对光伏阵列的安装角度进行优化。实验结果表明:桂林理工大学分布式光伏发电站的最佳方位角为南偏西11. 3°,最佳倾斜角为27. 5°,此时光伏发电效能最高。

    2019年01期 v.40;No.176 42-46+6-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]
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电工电信、自动化与计算机

  • 考虑风电不确定性的微电网小时前最优调度

    丰阔;李金蓉;刘智伟;

    微电网由风力发电机与燃油/燃气发电机联合供电,因无法准确预测接下来1 h内的风力发电量,该不确定性在很大程度上会影响小时前调度的准确性。因此,在供电侧利用信息差决策理论(IGDT)提出风险管理模型,并利用预测校正近端乘子(PCPM)法设计得到小时前最优电价。基于该电价的需求响应机制,实现了用户侧效益、供电侧效益和社会效益的最大化,同时,最大化风电可波动区间,使得供电侧免受风电不确定性所造成风险的影响。最后,通过数值仿真算例验证了本文所提微电网小时前最优调度框架的有效性。

    2019年01期 v.40;No.176 47-53+7页 [查看摘要][在线阅读][下载 192K]
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  • 不完美信息博弈中对手模型的研究

    吴天栋;石英;

    针对传统的显式建模方法依赖大量数据样本的问题,提出了策略自扩展算法,通过样本数据的自扩展来提高建模效率。同时,为了提高对手模型的准确度,结合隐式建模和隐式子策略建模的方法,提出了子策略发现算法。以勒杜克(Leduc)扑克博弈为实验对象,对比研究了2种传统方法和本文提出的2种算法。实验结果表明:策略自扩展算法提高了显式建模的效率和模型准确性。在利用对手弱点获取收益方面,策略自扩展算法比显式建模方法提升了84. 4%,子策略发现算法比隐式建模方法提升了128. 6%。

    2019年01期 v.40;No.176 54-59+7页 [查看摘要][在线阅读][下载 201K]
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建筑科学

  • 高吸水树脂内养护混凝土的氯离子渗透及碳化性能

    张力冉;孔祥明;邢锋;付孝谌;董必钦;

    针对高吸水树脂(SAP)影响混凝土的渗透性及耐久性的问题,通过测试盐水浸泡-干燥循环条件下混凝土中氯离子含量、加速碳化条件下碳化深度,研究了预吸水SAP凝胶颗粒、预吸1%(质量分数)硝酸银溶液的SAP凝胶颗粒对混凝土氯离子渗透及碳化性能的影响规律。研究结果表明:在干湿循环条件下,混凝土中的SAP与SAP-Ag颗粒分别起到了"水泵"与"氯泵"的作用,加速了Cl~-在混凝土中的积累和传输,对海工环境下混凝土的抗氯离子侵蚀能力有负面作用。但适量掺加SAP或SAP-Ag颗粒,由于其吸湿膨胀封堵孔隙的作用,阻塞了CO_2的扩散路径,一定程度上提高了混凝土的抗碳化能力。

    2019年01期 v.40;No.176 60-65+7-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1776K]
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  • 温度场下石墨烯增强功能梯度梁的主共振行为分析

    李晓倩;宋敉淘;

    针对温度影响石墨烯增强功能梯度梁的非线性强迫振动的问题,采用一阶剪切变形理论,推导出梁的控制方程,同时采用伽辽金方法对梁的控制方程进行离散。主共振情况下,利用多尺度方法对离散系统进行求解。数值结果表明:FG-X梁比FG-O梁的振动幅值小35%以上。温度的升高会同时降低梁的刚度和非线性,并且对FG-O梁影响最大。外激励频率越大,阻尼因数对梁的振动影响越大。

    2019年01期 v.40;No.176 66-71+8页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K]
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  • 干湿循环作用对非饱和锂渣混凝土氯离子扩散性能的影响

    谭靖;唐川江;陈浩;温勇;

    针对经受干湿循环作用下氯离子侵蚀致使混凝土耐久性劣化的问题,采用在不同环境相对湿度条件下浸泡和喷淋的方式模拟干湿循环作用,通过测定侵入混凝土试件内部不同深度的自由氯离子含量和氯离子总含量,借鉴生长曲线函数中的Hill模型,探讨了干湿循环作用下,锂渣的掺量、环境相对湿度以及侵蚀氯盐质量分数等因素对混凝土氯离子扩散性能的影响。研究结果表明:干湿循环作用下,随着环境相对湿度的降低和侵蚀氯化钠溶液质量分数的增大,侵入混凝土内部的氯离子总含量达到阀值所需要的时间逐渐延长。锂渣替代水泥20%时,Hill系数n值最小,侵入混凝土内部氯离子总含量达到阀值所需要的时间最长。锂渣混凝土内部取样深度1~5 mm时,自由氯离子含量排序为(RH=40%条件)>(RH=80%条件)>(RH=60%条件)>(RH=100%条件)。干湿循环作用下,混凝土内部的氯离子总含量并不随着相对湿度的递减而单调增加。

    2019年01期 v.40;No.176 72-77+8-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1128K]
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农业与生物科学

  • 无线通信技术在拖拉机牵引性能测试中的应用

    李忠利;闫祥海;周志立;

    针对拖拉机牵引性能测试系统中,被试车与负荷车之间有线连接繁杂、工作可靠性低及机动性差的问题,采用无线通信技术开发了两车多机通信功能,增强了试验车辆机动性。对自制的数据采集器进行了模拟量通道检测,牵引力通道信号最大误差为3 m V,系统线性度为0. 06%。静态试验结果表明:在良好通信条件下,系统能够进行准确稳定的数据传输,最大有效传输距离为520 m。动态试验结果表明:在两车相距15 m范围内,性能测试系统能够实时进行数据采集、交换及管理。被试拖拉机在无线通信与有线通信测试条件下,试验性能参数最大相对误差为0. 98%,此误差在传感器精度范围内。静动态对比试验结果表明:牵引性能测试系统的振动对无线通信系统的稳定性有一定影响,动态试验数据接收率为97. 36%,能够满足系统稳定性要求。

    2019年01期 v.40;No.176 78-83+9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1189K]
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  • 低张法和腹部加压法对猫排泄性尿路造影的影响

    赵浩;刘凤军;张玉玲;史新怀;朱晓娟;

    为了提升猫泌尿系统造影技术并提供相关疾病诊断方法,采用低张法和腹部加压法,分别以420 mg/kg、720 mg/kg、1 020 mg/kg剂量的碘海醇为造影剂,进行静脉注射,对猫排泄性尿路造影进行了研究。试验结果显示:在低张组,肾盂和输尿管在造影剂注射后180~300 s显影最佳;在腹部加压组,肾盂和输尿管在造影剂注射后300~600 s显影最佳。在低张组,造影图像质量随碘海醇剂量的增加而增加(1 020 mg/kg>720 mg/kg> 420 mg/kg),而在腹部加压组,随碘海醇使用剂量增加,造影图像质量变化不明显,低剂量碘海醇(420 mg/kg)就能够达到诊断要求。腹部加压法优于低张法,可以用于猫泌尿系统的相关研究及临床诊断。

    2019年01期 v.40;No.176 84-88+9-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 144K]
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数理科学

  • 非自治BVP系统的两尺度效应分析

    李晓宁;张正娣;

    以周期激励下耦合非光滑BVP系统为例,考察了周期激励频率与系统固有频率之间存在的量级差异,即存在频域上两时间尺度时的耦合效应。由于激励频率远小于系统的固有频率,将整个激励项视为慢变参数,得到慢变参数变化下系统的广义平衡点及其稳定性。在适当参数取值下,系统存在明显的周期簇发行为。利用快慢分析法,并结合转换相图,分析了慢变参数通过不同分岔点及非光滑分界面时的复杂动力学行为及其产生机理。

    2019年01期 v.40;No.176 89-94+10页 [查看摘要][在线阅读][下载 297K]
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  • 一种类Lü系统的混沌行为分析与控制

    孙观;崔岩;何宏骏;卢晨晖;

    提出了一种具有三维二次型的自治常微分方程组形式的类Lü系统。应用Lyapunov判定方法研究了系统平衡点的稳定性。数值仿真结果表明:该系统具有极其丰富的动力学现象。利用Routh-Hurwitz准则对受控系统进行了稳定性分析,结合线性状态反馈方法,证明了当受控系统达到控制目标时,受控系统中反馈系数的取值范围为k_1<1,k_2<-0. 5。

    2019年01期 v.40;No.176 95-100+10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1064K]
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化学化工及其他

  • 木质素在聚乙二醇水溶剂体系中的溶解行为

    陈琳;郭鑫;许爱荣;张军;

    利用PEG-200与水共混法设计了一种生态友好、制备简便的聚乙二醇/水(PEG-200/H_2O)溶剂体系,该体系不需要加热就可以高效溶解木质素。当H_2O与PEG-200的质量比为(0~0. 30)∶1时,随着质量比的增加,木质素在PEG-200/H_2O溶剂体系中的溶解度逐渐增加;质量比达到0. 30∶1时,木质素的溶解度达到最大(> 105. 0 g);此后,随着溶剂中H_2O与PEG-200的质量比不断增加,木质素的溶解度逐渐减小,甚至不溶解。PEG-200/H_2O溶剂体系中PEG-200主导木质素的溶解。木质素在溶解和再生过程中均没有与溶剂发生化学反应,结构几乎没有被破坏。

    2019年01期 v.40;No.176 101-104+10页 [查看摘要][在线阅读][下载 161K]
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  • 稿约

    <正>《河南科技大学学报(自然科学版)》是由河南省教育厅主管、河南科技大学主办的综合性自然科学学术期刊,原刊名《洛阳工学院学报》,1964年创刊,1980年复刊;国际标准连续出版物号:ISSN 1672-6871,国内统一连续出版物号:CN41-1362/N。本刊为双月刊,A4开本,112页,双月末出版,国内外公开发行,邮发代号36-285。读者可在当地邮局,或全国非邮发报刊联合征订服务部(天津市大寺泉集北里别墅17号,邮编300385),或本刊编辑部订阅。《河南科技大学学报。(自然科学版)》认真执行国家有关科学技术和出版方面的政

    2019年01期 v.40;No.176 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 358K]
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  • 来稿须知

    <正>来稿要求立论正确,论据充足,数据可靠,图表清晰。文稿字数(含图、表)一般要求6000~10 000字(A4纸4~6面)。文责自负,谢绝抄袭及一稿多投等学术不端行为。1.题名:中文题名应简明、具体、确切,一般不超过20个汉字。英文题名应与中文题名的含义保持一致,一般不宜超过10个实词,不用非公认的缩写词。2.作者及单位:中英文作者姓名、中英文作者单位名称、中英文单位所在省市名及邮政编码。英文部分的国内作者姓名用汉语拼音,姓前名后,作者单位的英文名称用全称,省市名用

    2019年01期 v.40;No.176 105页 [查看摘要][在线阅读][下载 365K]
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