河北工业科技

研究与开发

  • 铸钢壳体砂型铸造工艺数值模拟及优化

    胡腾腾;贾丽敏;于延龙;李春海;赵海波;宋东君;谭建波;

    为了减少壳体在砂型铸造过程中所产生的气孔、夹杂、浇不足及缩孔、缩松等缺陷,提高壳体铸件的合格率,依据壳体铸件的工艺特点,设计了3种浇注工艺方案,利用计算机模拟软件研究了浇注温度、浇注速度对砂型铸造壳体充型、凝固过程及铸件孔隙体积的影响;采用正交试验的方法研究了第3种工艺方案浇注温度、浇注速度对壳体铸件孔隙体积的影响,最后按照优选出的浇注温度、浇注速度工艺参数进行生产验证。研究结果表明:第1种和第2种工艺方案在铸件上方均出现了浇不足铸造缺陷,第3种工艺方案的缩孔、缩松缺陷体积明显减少,方案较好;优选出的工艺参数为浇注温度1 560℃,浇注速度1.6 m/s,工艺参数下壳体铸件孔隙体积最小,为1.416 cm~3,铸件合格率为96%,并且铸件的组织和性能均满足要求。所提第3种方案可缩短试制周期,降低生产成本,提高经济效益,研究可为壳体类铸钢件砂型铸造工艺的设计提供参考依据。

    2022年06期 v.39;No.196 411-416页 [查看摘要][在线阅读][下载 1136K]
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  • 机电系统虚实结合实验教学平台设计

    王建新;任有志;鹿有杰;张晓天;

    为了解决传统实验实践教学环节中的实验资源紧缺、实验设备维护成本高以及存在安全隐患等问题,设计了一种虚实结合的实验教学平台。首先以实际实验教学设备为基础,应用虚拟仿真技术,搭建具有与实物设备同样功能、属性的虚拟教学设备的机械结构及检测装置,其次通过连接物理PLC控制实验教学系统接口及编程环境,最后实现了虚拟教学设备与现实控制系统的结合。设计结果表明,平台较大程度地提高了实验设备机械执行部分在编程控制教学过程中的可验证性、容错能力及安全性,降低了实验设备采购及维护成本,提供了系统的VR仿真的运行环境,学生获得了真实的实验教学体验。所设计的机电系统虚实结合实验教学平台可应用在高校机械相关专业的实验与实训课程中,所利用的虚拟建模技术可为建立虚拟工厂和虚拟实验平台提供参考。

    2022年06期 v.39;No.196 417-423页 [查看摘要][在线阅读][下载 1436K]
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  • 基于温度分析的抽水储能发电机故障模式识别

    路建;李勇;王宗收;郝崇清;

    为提高抽水蓄能电站系统运行的稳定性和可靠性,提出了一种通过主站发电机瓦温信息构建发电机故障诊断模型的方法。以温度值作为特征量构建了支持向量机故障诊断模型,结合麻雀算法全局寻优和局部寻优自由切换的优势,将故障识别正确率作为迭代更新的目标函数,对支持向量机的惩罚因子以及核函数半径的参数组合进行优化。根据麻雀种群位置优化特点,给出了基于麻雀搜索算法进行SVM参数优化的详细步骤流程,并对采集的水泵发电机实测温度数据进行验证和分析。实测数据表明,所提方法可对下导瓦间隙偏小、冷却器容量不足、透平油老化、杂质混入等故障模式进行识别。与若干现行同类方法进行对比分析可知,基于温度分析的发电机故障诊断方法可为抽水储能发电机运行状态监测及主站电机的安全可靠运行提供有益参考。

    2022年06期 v.39;No.196 424-429页 [查看摘要][在线阅读][下载 1305K]
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污染防治专栏

  • 芬顿污泥颗粒特性及煅烧回收利用研究

    苏文龙;李科林;侯红波;成应向;

    为了解决芬顿污泥产量大、难处理的难题,探索其资源化途径,提出以煅烧法处理焦化废水芬顿污泥,并对芬顿污泥颗粒特性及煅烧过程中的铁相变化进行了分析,最后探讨了煅烧产物的资源化途径。结果表明:1)芬顿污泥主要成分为羟基氧化铁(FeOOH)和α型氧化铁(α-Fe_2O_3),铁元素质量分数为48.3%,含有丰富的羟基和羧基等含氧基团,有氧煅烧铁相转化过程为FeOOH→α-Fe_2O_3→Fe_3O_4→α-Fe_2O_3;2)500℃有氧煅烧产物为Fe_3O_4,可直接出售实现经济收益;3)酸改性后的350℃缺氧煅烧产物(AFS350)可有效吸附去除水中95%以上的锑和砷,480℃缺氧煅烧产物(FS480)对水中的铅和铊有较高的吸附容量;4)AFS350对Sb(Ⅴ)和FS480对Tl(I)的吸附符合准二级动力学及Freundlich等温吸附模型,AFS350和FS480表面均有异质性分布的饱和吸附位点,2个吸附过程均是以表面非均相吸附为主的多层化学吸附。煅烧法处理芬顿污泥,方法简单,产物回收率高且用途广,为芬顿污泥资源化提供了可行途径。

    2022年06期 v.39;No.196 430-438页 [查看摘要][在线阅读][下载 2132K]
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  • 太阳能-生物质能-谷电蓄热联合供暖系统研究

    崔海亭;张良锐;马康乐;张欣悦;

    为了提高多种新能源组合供暖的热效率,考察太阳能-生物质能-谷电蓄热联合供暖系统的供暖效果,利用TRNSYS软件中的TRNbuild模块对实验室进行供暖期内逐时热负荷仿真计算,以动态负荷为基础搭建太阳能与生物质锅炉联合供暖系统的TRNSYS模型,并对仿真结果进行了实验验证。研究结果表明:7种运行模式及控制策略联合互补,实现了各单元在供暖过程中不同时段的协调控制,保证了联合供暖系统的稳定运行;联合供暖系统供水温度从40℃升高至60℃,其供热效率降低了11.08%,太阳能保证率降低了23.35%;集热器面积从20 m~2增大到40 m~2时,太阳能保证率增加25.99%,供热效率降低了2.11%;集热水箱容积从1.5 m~3增大到4 m~3时,太阳能保证率增加8.67%,供热效率增加了4.31%;系统平均供热效率实验值与模拟值误差为4.29%,平均供热指标实验值与模拟值误差为6.15%;联合供暖系统测试日平均温度为19.76℃,能够达到寒冷地区冬季供暖室内温度18~24℃的采暖要求。联合供暖系统具有良好的热舒适性,研究结果可为北方地区多源互补供热系统工程优化设计提供依据。

    2022年06期 v.39;No.196 439-448页 [查看摘要][在线阅读][下载 2396K]
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  • 基于组合赋权的城市健康舒适体检模糊综合评价

    王鸿源;石华旺;齐洋;

    为明确城市体检后续更新工作中的提升重点和主要任务,系统、准确地提升城市健康舒适环境水平,以华北H市城市体检中健康舒适部分为研究对象,建立城市健康舒适评价模型,通过组合赋权确定健康舒适指标体系中16个指标的综合权值,运用模糊综合评价方法对健康舒适进行综合评估,并依据所得到的H市健康舒适待提升等级给出合理化建议。结果表明:设施类中的社区养老服务设施覆盖率是影响城市健康舒适性的主要因素,其次是建筑类中的老旧小区改造达标率和城中村改造启动率。H市健康舒适的待提升等级为“Ⅳ”,等级较高,表明H市的健康舒适性提升空间很大,建议加快完善社区养老、卫生等基础公共服务设施、提升中小学幼儿园教育质量、推进老旧小区和城中村改造。将基于组合赋权的模糊综合评价方法应用于城市健康舒适性的体检中,其结果可为城市建设和更新发展提供有力依据。

    2022年06期 v.39;No.196 449-455页 [查看摘要][在线阅读][下载 1545K]
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编审园地

通信技术与智能服务专栏

  • 一种新型Ku频段三路功率分配/合成网络

    陈冠军;景新攀;魏伟;王雷;张乃柏;

    为突破传统2~n路功率合成/分配单元的局限性,实现更灵活的合成/分配,采用波导E-T节不等功分结构,设计出一款新型Ku频段三路功率分配/合成网络。通过等分一分二后,进行不等分一分二来实现一分三功能,采用感性柱来调节阻抗匹配,使用三维电磁仿真软件HFSS进行仿真验证,仿真结果良好。对加工而成的实物进行测试,实测结果与仿真结果基本一致,将2支三路功率分配/合成器进行背靠背连接时,在13.75~14.5 GHz频带范围内插入损耗小于0.1 dB,回波损耗大于13 dB。所设计的三路功率分配/合成网络与传统分支波导三路波导功分器相比,不需要额外的相位补偿链路,传输损耗低,驻波特性好,效率高,易于加工,具有良好的工程应用价值,对固态功率合成具有重要意义。

    2022年06期 v.39;No.196 456-460页 [查看摘要][在线阅读][下载 1797K]
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  • 基于LiDAR辅助的GNSS/INS组合导航设计

    申建华;谭志强;杨思佳;

    为了解决城市峡谷、信号干扰等挑战场景下,GNSS信号短暂丢失带来的定位中断问题,保证导航服务的持续性及可靠性,设计了基于GNSS/INS/LiDAR的松组合方案。首先在GNSS信号可见的情况下,以GNSS/INS组合系统的定位、定姿结果为主作为导航服务的数据参考,其次在GNSS拒止环境下,在GNSS/INS提供的定位、定姿结果基础上,采用基于LOAM算法的LiDAR里程计接替GNSS接收机系统,通过LiDAR/INS组合方式提供定位、定姿估计,保证挑战环境下的持续性定位服务,最后在实验小车平台上完成了算法验证。实验结果表明,在GNSS挑战环境下,LiDAR系统可以在短时间段内(35 s, 20 m距离)保证分米级精度的续航能力。所设计的GNSS/INS/LiDAR的松组合方案可以应用在GNSS挑战环境下的导航服务中,以保证导航的持续精度能力。

    2022年06期 v.39;No.196 461-466页 [查看摘要][在线阅读][下载 2140K]
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人工智能专栏

  • 基于物联网技术的智能购物车设计

    张晓华;张文魁;

    为了有效解决超市中出现的排队等待结账难、手推购物车不方便、寻找目标商品难等问题,设计了基于超高频率射频识别技术和超宽带室内定位技术,并辅以手机网页和云端大数据库完成的智能购物车系统,在车载自助结账系统、购物车智能跟随系统、云端大数据库自主导航系统3个方面做了突破。首先,顾客进入到超市之后,只需要扫码领取一辆智能购物车,然后便可以在手机上完成对购物车的操控,同时手机的网页也会实时显示顾客的购物信息,最后,顾客不再需要排队等待结账,只需要在手机网页上完成支付即可。设计结果表明,智能购物车可以有效解决超市中存在的问题,实现购物过程的全自助。设计方案可应用于智能超市,取代传统超市的人工结账和导购,可以有效缓解超市人员的工作压力。

    2022年06期 v.39;No.196 467-473页 [查看摘要][在线阅读][下载 1936K]
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  • 一种基于感受野增强的人脸检测方法

    董春峰;杨春金;周万珍;

    为了解决多任务级联卷积神经网络(MTCNN)算法网络模型在小人脸检测方面鲁棒性较低的问题,提出了一种基于感受野增强的网络模型。首先,为MTCNN算法模型中的R-Net网络和O-Net网络添加感受野模块(receptive field blocks, RFB-S)。其次,通过添加批量标准化和全局平均池化,加速网络模型的收敛,防止模型过拟合。最后,调整网络任务的权重,P-Net和R-Net网络用于人脸区域粗筛选,O-Net网络用于人脸区域精筛选以及人脸关键点回归。实验结果表明,与MTCNN算法网络模型相比,所提模型缩小了16%,但检测速度提升了9%,在FDDB数据集上的检测精度提高了2.3%。因此,基于感受野增强的网络模型能有效完成人脸的检测任务,增强对小人脸检测的鲁棒性,可为人脸识别、表情识别等提供技术支持。

    2022年06期 v.39;No.196 474-479页 [查看摘要][在线阅读][下载 1873K]
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编读往来

  • 守正创新,砥砺进取——《河北工业科技》影响力稳步提升

    本刊编辑部;

    <正>从新发布的2022版《中国学术期刊影响因子年报》(自然科学与工程技术)中获悉,《河北工业科技》的复合影响因子由2021年的0.932上升为1.287,在全国149种工程技术综合类期刊中位列第47位,较上年提升了8个位次。影响因子的评价对象为本刊在统计年之前三年(2019-2021)发表的文献,可以反映其在各统计年度产生的影响力,也在一定程度上反映了它所发表文献的学术价值与应用价值。

    2022年06期 v.39;No.196 473页 [查看摘要][在线阅读][下载 1501K]
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绿色建筑专栏

  • 新型钢板螺栓连接装配式混凝土剪力墙抗震性能研究

    郝贵强;张鹏飞;赵媛媛;于海丰;邓国志;

    为解决目前装配式剪力墙水平缝常用的套筒灌浆连接存在注浆不易、钢筋不易对齐等问题,提出了一种新型钢板螺栓连接装配式混凝土剪力墙结构,并采用有限元软件分析其抗震性能。依据试验工况建立了螺栓连接装配式剪力墙(PSW-1)、新型钢板螺栓连接装配式剪力墙(PSW-2)、普通现浇墙(SW-1)3个有限元模型,并分析了不同轴压比及剪跨比对试件PSW-2抗震性能的影响。结果表明:试件PSW-2承载力随轴压比增大而提高,随剪跨比增大而降低;试件PSW-2的耗能能力相比试件PSW-1,SW-1分别提高了31%,16%,延性分别提高了8%,14%,因此,在混凝土剪力墙中预埋钢板,可有效提高混凝土剪力墙的耗能能力和延性。研究结果得到了新型装配式混凝土剪力墙的部分抗震性能指标,可为其在实际工程中的应用提供一定的参考。

    2022年06期 v.39;No.196 480-486页 [查看摘要][在线阅读][下载 2390K]
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