Journal of Zhejiang University

Current Issue: <JZUS-A>

Journal of Zhejiang University-SCIENCE A (Applied Physics & Engineering)

ISSNs 1673-565X (Print); 1862-1775 (Online); CN 33-1236/O4; started in 2000,Monthly.

JZUS-A is a peer-reviewed physical and engineering journal, indexed by SCI-E, Ei Compendex, INSPEC, CA, SA, JST, AJ, ZM, CABI, ZR, CSA, etc. It mainly covers research in Applied Physics, Mechanical and Civil Engineering, Environmental Science and Energy, Materials Science and Chemical Engineering, etc.

Impact factor: 0.408 (2011), 0.527 (2012), 0.608 (2013), 0.882 (2014), 0.941 (2015), 1.214 (2016), 1.215 (2017), 1.369 (2018).

Journal of Zhejiang University SCIENCE A

ISSN 1673-565X(Print), 1862-1775(Online), Monthly

2017 Vol.18 No.6 P.413-496

<<< CONTENTS >>>

Articles

A study of multi-pass scheduling methods for die-less spinning

Hai Guo, Jin Wang, Guo-dong Lu, Zi-han Sang, Qi-hang Wang

DOI: 10.1631/jzus.A1600403 Downloaded: 2494 Clicked: 3831 Cited: 0 Commented: 0(p.413-429) <Full Text> <PPT> 1487

Chinese summary <32> 无芯模旋压道次规划方法研究

目的：通过优化无芯模旋压轨迹提高成形件形状精度，同时保持壁厚以防止过度减薄。
创新点：针对轨迹形状设计，提出利于形状误差抑制的"几何相似性原则"和利于壁厚保持的"小曲率原则"。针对道次间距设计，提出利于形状误差抑制的终道次"大变形量原则"和利于壁厚保持的"变形量均匀分配原则"。
方法：首先，根据不同的前道次轨迹形状与目标件复杂轮廓形状的结合衍生出四种成形方式（表1）。通过试验比较不同成形方式对成形件形状精度和壁厚的影响。而后比较等道次倾角差（EPA）、等外径差（EDD）和等平均环向应变（EHS）成形量分配方法对成形质量的影响（图13~16）。最后，根据终道次对成形质量的关键性影响，提出基于终道次优先的等平均径向应变道次轨迹规划方法。
结论：基于终道次优先的等平均径向应变道次轨迹（RF+(FP & EHS)）规划方法，能够在有效抑制形状偏差和提高形状精度的同时较好地保持壁厚以防止过度减薄，是一种较优的道次轨迹规划方法。

关键词组：无芯模旋压；道次规划；形状偏差；旋轮轨迹；变形量分配

Valve-based compensation for controllability improvement of the energy-saving electrohydraulic flow matching system

Min Cheng, Bing Xu, Jun-hui Zhang, Ru-qi Ding

DOI: 10.1631/jzus.A1600346 Downloaded: 3751 Clicked: 5493 Cited: 0 Commented: 1(p.430-442) <Full Text> <PPT> 1792

Chinese summary <30> 基于阀补偿的电液流量匹配节能系统的动态性能改进

目的：电液流量匹配系统通过前馈指令信号来调节泵排量，故可采用增大阀口开度的方法来降低能量损失，但是该方法降低了超越负载工况下的操控性能。为改进该工况下的系统动态性能，本文旨在研究电液流量匹配系统泵阀控制方法，在提高系统效率的前提下，提高系统动态性能。
创新点：提出了基于比例阀补偿的动态性能改进方法，研制了考虑动静态性能补偿的比例阀控制器，提高了系统速度控制性能。
方法：1. 建立电液流量匹配节能系统数学模型，分析在超越或阻抗工况下的系统速度控制需求；2. 提出基于比例阀开口补偿的控制方法（图2）以提高系统动态性能；3. 相对于传统阀口控制方法，分析提出的方法在不同负载工况下的节能特性；4. 通过频域分析法研究系统稳定性，并提出保证系统稳定和动态性能的参数选取准则。
结论：1. 相比传统阀口控制方法，提出的基于比例阀补偿的控制方法能够提高3.2%~6.8%的系统效率；2. 相对于阀口全开控制方法，所提方法的优势在于能保证系统在不同工况下的动态控制性能，尤其能保证在超越负载工况下的系统可控性；3. 所提方法不仅提高了设备的效率，也保证了系统的操控性能。

关键词组：补偿控制；节能；流量匹配；移动机械

Research on transmission performance of a surface acoustic wave sensing system used in manufacturing environment monitoring

Cong-cong Luan, Xin-hua Yao, Qiu-yue Chen, Jian-zhong Fu

DOI: 10.1631/jzus.A1600259 Downloaded: 2566 Clicked: 4302 Cited: 1 Commented: 0(p.443-453) <Full Text> <PPT> 1641

Chinese summary <29> 声表面波传感系统制造环境监测通信性能研究

目的：旋转和高速运动机械结构的状态监测因缺少有效的技术手段而成为制约其性能提升的关键因素。声表面波传感实现了传感器的无线和无源化，有望解决上述难题。本文旨在研究复杂制造环境中金属件和旋转运动对声表面波传感器通信性能的影响，为其应用提供理论基础和技术参考。
创新点：1. 揭示了金属件和传感器之间不同相对位置和距离对传感系统测量和通信性能的影响；2. 分析了机械结构旋转运动中影响传感系统通信性能的因素，为传感器结构设计和配置优化提供了参考依据。
方法：1. 通过仿真计算，研究金属件对声表面波传感系统的影响；2. 实验研究金属环境及旋转运动中影响声表面波传感系统通信性能的关键因素。
结论：1. 金属环境对声表面波传感系统有重要影响，传输天线下方的金属能够增强系统传输功率，但平行于天线附近的金属会削弱传输功率；2. 质询器天线与传感器天线的相对夹角对传感器通信性能有重要影响；3. 安装位置对传感器测量性能和信号传输功率均有显著影响；4. 动态实验证明了声表面波传感系统应用于主轴温度监测的可行性。

关键词组：通信性能；声表面波；传感器；制造环境；监测

Pseudo-dynamic testing of a fabricated composite frame with steel plate shear walls

Zheng-gang Cao, Peng Du, Feng Fan, Zhe-ming Chen

DOI: 10.1631/jzus.A1600022 Downloaded: 2422 Clicked: 4367 Cited: 0 Commented: 0(p.454-466) <Full Text> <PPT> 1652

Chinese summary <26> 装配式钢板剪力墙-组合框架结构伪动力试验研究

目的：装配式建造技术以其施工速度快和质量可靠等优点而被广泛采用。本文旨在探讨装配式钢板剪力墙-组合框架结构在不同地震烈度下的响应及失效模式，研究该结构体系的抗震性能，评估设计规范ASCE/SEI 7-10所推荐地震楼层剪力分布模式的合理性。
创新点：1. 通过伪动力试验，研究了装配式组合框架结构的抗震性能；2. 分析了两边连接钢板剪力墙应用于装配式结构体系时的受力性能；3. 评估了设计规范ASCE/SEI 7-10中地震楼层剪力分布的合理性。
方法：1. 通过开展不同地震烈度下的伪动力试验研究，分析装配式钢板剪力墙-组合框架的地震响应和失效模式；2. 通过对比规范公式与试验数据，验证规范地震楼层剪力分布的合理性。
结论：1. 两边连接钢板剪力墙在较小的荷载下屈曲，通过屈曲后形成的拉力带抵抗水平荷载并屈服耗能；2. 由可变梁高装配式钢框架节点拼装而成的装配式组合框架具有稳定的力学性能、
良好的耗能能力以及足够的延性；3. 本文所分析的装配式框架试件在大震下发生了组合梁严重开裂以及钢板剪力墙与组合梁之间螺栓连接冲切破坏的现象，应通过合理设计避免该破坏模式；4. 设计规范ASCE/SEI 7-10所建议的公式可以合理地预测地震楼层剪力分布。

关键词组：装配式框架；组合梁；钢板剪力墙；伪动力试验

Modular construction mechanics of a European pressurized reactor steel containment liner

Jia-chuan Yan, Xiao-fei Jin, Feng Qin, Zheng Li, Feng Fan, Jin-ping Ou

DOI: 10.1631/jzus.A1600136 Downloaded: 3383 Clicked: 4685 Cited: 0 Commented: 0(p.467-486) <Full Text> <PPT> 1762

Chinese summary <26> 欧洲压水堆核电站安全壳钢衬里模块化施工力学研究

目的：以广东台山欧洲压水堆（EPR）核电站安全壳钢衬里结构为研究背景，提炼钢衬里结构模块化施工全过程中的关键力学问题，对钢衬里结构模块化施工技术从力学角度给出建议，对确定结构施工方案和保证结构施工安全具有实用参考价值。
创新点：1. 提炼出EPR核电站安全壳钢衬里结构模块化施工全过程中的关键力学问题；2. 采用"重叠单元和生死单元"技术模拟大型复杂结构混凝土浇筑成型全过程。
方法：1. 通过精细化有限元分析，开展吊装工装结构优化分析、吊耳节点多尺度有限元分析和工作风速分析；2. 建立安全壳结构复杂实体有限元模型，分析模块之间对接拼装初内力、新浇筑混凝土侧压力、不均匀温度作用及风荷载等施工因素对筒体钢衬里的影响；3. 采用"重叠单元和生死单元"技术，分析大跨度穹顶钢衬里结构在混凝土浇筑成型全过程中的结构变形和应力；4. 考虑结构初始几何缺陷和材料弹塑性的影响，对混凝土浇筑成型过程中穹顶钢衬里结构进行稳定性分析。
结论：1. 采用三角形环形桁架吊装工装，能够满足吊装过程的应力和变形要求，并减少吊装工装用钢量；2. 获得了筒体钢衬里模块高度和混凝土一次浇筑最大高度的相关曲线；3. 得到了混凝土浇筑成型全过程中穹顶钢衬里结构的力学性能；4. 定义并验算了混凝土浇筑成型过程中穹顶钢衬里结构两个关键阶段的稳定性，为此类结构施工提供了理论参考。

关键词组：安全壳；施工力学；钢衬里；重叠单元；生死单元

High-lift siphon flow velocity in a 4-mm siphon hose

Cheng Mei, Xu Liang, Hong-yue Sun, Meng-ping Wu

DOI: 10.1631/jzus.A1600428 Downloaded: 3122 Clicked: 4712 Cited: 0 Commented: 0(p.487-495) <Full Text> <PPT> 1828

Chinese summary <26> 4 mm虹吸管高扬程虹吸流速研究

目的:探索高扬程条件下4 mm虹吸管内气体集聚现象对虹吸流速的影响,并对传统虹吸流速水力学计算公式进行修正.
创新点:1. 通过对比物理模型实验值和计算值,得出了高扬程虹吸流速的控制因素及传统虹吸流速计算公式在高扬程条件下的不适用性;2. 通过分析实验数据,对有压管流水力学公式进行修正,使之适应高扬程条件下的虹吸流速计算.
方法:通过物理模型试验,揭示高扬程虹吸流速的特征(图3);将高扬程虹吸流速实验值和传统虹吸流速水力学公式计算值进行对比(表3和4);通过分析实验数据,结合有压管流水力学公式,得出高扬程虹吸流速经验公式(公式(5)和(8)).
结论:1. 在高程差H₁一定时,虹吸流速与扬程呈负相关;在扬程H₀一定时,虹吸流速随高程差H₁的增大而流速加快,直至达到最大流速,并保持稳定状态;虹吸流速与管长呈负相关.2. 高扬程虹吸排水由于管内气压降低析出大量气泡,形成气液二相流,影响虹吸流速的计算;目前采用的有压管流水力学计算公式不适用高扬程4 mm虹吸管的虹吸水流.3. 当H₁<2ΔH, 虹吸流速的控制因素为高程差H₁;当H₁≥2ΔH, 虹吸流速的控制因素为当地虹吸极限扬程H_max和H₀的差值ΔH;4. 对于高扬程4 mm虹吸管虹吸流速的确定,一是可以直接实验测定,查找相关数据,二是可以采用经验公式来确定相关的虹吸流速.

关键词组：虹吸流速；高扬程虹吸；高程差；扬程；气体影响

Book review

Book review: Solar chimney power generating technology

Renaud Kiesgen de Richter

DOI: 10.1631/jzus.A17BR001 Downloaded: 1664 Clicked: 2450 Cited: 0 Commented: 0(p.496-496) <Full Text>