2025年, 第51卷, 第02期　
刊出日期：2025-02-10

  

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  CO₂水合物蓄冷空调系统的热力学分析

  张玉梅, 马国远, 王磊

  北京工业大学学报. 2025, 51(02): 121-129.

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  为了转移建筑峰值负荷，提出一种CO₂水合物蓄冷空调系统，该系统以CO₂为循环工质，以CO₂水合物为蓄冷介质，采用直接接触式蓄冷方式，可有效减少传热热阻，提高系统性能。基于热力学循环分析方法，对CO₂水合物蓄冷系统循环建立数学模型，进行理论分析，结果表明：当CO₂消耗量增加到制冷剂质量流量的20%时，系统的性能系数增加到原来的1.25倍。根据温度降低CO₂水合物更容易生成的特性，随着蒸发温度的升高，潜热蓄冷量减少，总瞬时蓄冷量和压缩机功耗降低，系统性能系数增大。升高蒸发温度和降低气冷器出口温度有助于提升蓄冷系统的性能。气冷器出口温度对系统的最优排气压力影响较大，而蒸发温度的变化对系统最优排气压力影响较小。当蒸发温度从2℃升高到8℃时，系统的最优排气压力值均维持在8.6 MPa左右。当气冷器出口温度从35℃升高到45℃时，最优排气压力的平均上升幅度约为0.24 MPa/℃。
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  基于固-液界面传热的异质结冰过程模拟

  王军, 张悦, 朱星光, 夏国栋

  北京工业大学学报. 2025, 51(02): 130-139.

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  采用分子动力学模拟方法研究了基于固-液界面传热的铂表面异质结冰过程。结果表明，对于疏水表面而言，界面传热是影响结冰过程的主要因素。一方面，疏水表面的界面热阻较大，通过疏水表面将水冷却至低温所需的时间较长，因而增加了冰成核时间；另一方面，由于水分子在降温过程中可以逐渐排列成类冰结构，因此从形成冰核到液膜全部冻结的时间变短。对于亲水表面而言，固-液界面传热过程的影响较弱，固-液界面处较强的吸附作用可以诱导水分子排成类冰结构，是亲水表面促进结冰的主要原因。
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  环氧基Sn-Bi焊膏的焊点热稳定性

  杨晓军, 李晓光, 贺定勇, 马立民

  北京工业大学学报. 2025, 51(02): 140-147.

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  为探究环氧树脂壳层对Sn-Bi焊点的热稳定性的影响，选取了130～170℃的温度区间，对自制环氧基Sn-Bi焊膏和商用Sn-Bi焊膏(不含可固化树脂)形成的焊点分别进行了热循环试验。结果表明，1 000次热循环后，环氧基Sn-Bi焊膏形成的焊点，其表面的环氧树脂壳层依然完整保留，而焊点与铜基板的界面金属间化合物的厚度也明显低于商用Sn-Bi焊膏。1 000次热循环后，环氧基Sn-Bi焊膏形成的焊点的电导率由1.90×10～6 S/m降为7.96×10～5 S/m,剪切强度由145.7 MPa降为123.7 MPa;商用Sn-Bi焊膏形成的焊点的电导率由1.94×10～6 S/m降为4.95×10～5 S/m,剪切强度由116.1 MPa降为97.3 MPa。因此，对比商用Sn-Bi焊膏，环氧基Sn-Bi焊膏形成的焊点表面的环氧树脂壳层对于提高焊点的剪切强度和热稳定性是有利的，且一定程度上抑制了金属间化合物的生长。
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  六自由度超声C扫描成像检测系统研制

  宋国荣, 赵宇, 吕炎, 解东, 曹曦, 程俊, 杨敬

  北京工业大学学报. 2025, 51(02): 148-156.

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  为了解决复杂形貌构件的超声无损检测问题，研制了一套具有6个自由度的喷水式超声C扫描自动成像系统，采用喷水耦合方式对大型平面构件、回转体、复杂曲面工件进行超声检测并实时成像。采用六自由度工业机械臂作为夹持换能器的运动机构，实现超声换能器的复杂形貌构件的仿形扫查；采用层析成像方法对工件进行实时成像；使用C#语言作为编程环境，开发了具有集成度高、适合多种工况的超声C扫描成像检测系统。经过实验验证证明，该系统稳定可靠，检测精度高，可重复性好。
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  基于区间Ⅱ型FNN的MSWI过程炉膛温度控制

  汤健, 田昊, 夏恒, 乔俊飞

  北京工业大学学报. 2025, 51(02): 157-172.

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  针对城市固废焚烧(municipal solid waste incineration, MSWI)过程的炉膛温度难以实现有效控制的问题，提出基于区间Ⅱ型模糊神经网络(interval type-Ⅱfuzzy neural network, IT2FNN)的炉膛温度控制方法。首先，进行炉膛温度控制特性分析以确定对其产生影响的关键操作变量；然后，根据上述操作变量基于线性回归决策树(linear regression decision tree, LRDT)建立多入单出(multiple-input single-output, MISO)炉膛温度模型；最后，构建具有自适应参数学习的IT2FNN控制器，并证明其稳定性。在MSWI过程数据集上构建模型并进行控制，实验结果验证了所提方法的有效性。
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  结构化约束增强的6D物体位姿估计

  王立春, 杨超, 付芳玉

  北京工业大学学报. 2025, 51(02): 173-182.

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  针对基于投票策略的6D物体位姿估计方法忽略了关键点间结构信息的问题，提出结构化约束增强的6D物体位姿估计方法——SC-Pose。该方法定义了一种用于描述物体2D关键点间结构化信息的形状描述符，通过增加关键点结构化损失约束形状描述符的预测值与真值相近，从而使2D关键点的定位更加准确，提升了6D物体位姿估计的精度。在LINEMOD、OCC-LINEMOD和TruncationLINEMOD数据集上进行了实验，结果表明，SC-Pose可以明显提升6D物体位姿估计的性能。
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  基于LightGBM的电动汽车动力电池故障双层诊断模型

  伍毅平, 杨傲然, 陈家源, 荣建, 马俊, 宋鹏

  北京工业大学学报. 2025, 51(02): 183-191.

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  动力电池是电动汽车的能量之源，需要准确预测动力电池故障并识别其故障类型以保障电动汽车的安全性和可靠性。基于10辆纯电动汽车6个月的实车监测数据，提取16个特征数据为输入，以电池故障类型为输出，通过模型训练和参数调优，建立了基于LightGBM的电动汽车动力电池故障双层诊断模型。上层模型用于判断车辆动力电池是否存在故障，下层模型对具体故障类型进行诊断分析。结果表明：该模型能够完全正确预测电动汽车动力电池是否发生故障，诊断故障类型的准确率达94.05%。同时，根据模型结果特征值排序筛选出了影响动力电池是否发生故障的主要特征。研究成果为识别电动汽车动力电池状态、分析故障类型以及诊断故障原因提供了方法支撑。
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  螺栓连接松动的监检测技术研究进展

  龚裕, 唐国良, 王孝然, 刘增华

  北京工业大学学报. 2025, 51(02): 192-213.

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  螺栓连接的完整性维护仍然是一个面临众多挑战的问题，特别是在遭受外部干扰(如振动)时，连接界面表面可能会发生大面积或局部的滑移。这种滑移现象会加剧界面间的相对运动，导致预紧力水平下降，也就是螺栓连接的松动。在过去的10年中，诸如振动法、导波法和机电阻抗法等检测方法已逐渐应用于检测螺栓连接的松动。伴随着计算能力的显著提升，机器学习算法包括神经网络和支持向量机已被开发出来，用于进一步提升螺栓松动检测方法的准确性。这些方法的融合为螺栓连接的实时健康监测提供了新的途径。该文综述了基于声弹性效应、振动、导波和机电阻抗的方法，以及基于机器学习算法的信号分析方法在螺栓连接松动检测和监测领域的应用，旨在展示近年来该领域的研究进展。
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  电化学脱合金调控铂基氧还原催化剂表面结构的研究进展

  徐伟洪, 武晓梅, 柯小行, 隋曼龄

  北京工业大学学报. 2025, 51(02): 214-228.

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  铂基纳米结构催化剂因其高活性而成为质子交换膜燃料电池阴极最有应用前景的氧还原催化剂。电化学脱合金能够通过调节铂基催化剂的表面结构提升催化剂性能，并且兼具简单易行、低成本等优点，成为优化铂基催化剂的有效手段之一。重点介绍电化学脱合金在铂基催化剂的微结构调控中的应用研究进展。首先，对铂基氧还原催化剂的电化学脱合金机理进行了归纳总结；其次，从纳米催化剂(组分、粒径、表面暴露晶面)和电化学脱合金条件(电位、扫描速率、气氛)两大方面分析了电化学脱合金在铂基催化剂微观结构调控中的机理，并对其未来的研究发展进行了展望。
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  结构远程抗震试验技术的发展

  纪金豹, 李绅, 李倩

  北京工业大学学报. 2025, 51(02): 229-240.

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  为丰富结构抗震试验技术、扩大结构实验室的影响力，结构远程抗震试验将异地分布的实验室通过互联网连接，形成网络化的实验室系统，是结构试验技术发展的方向。对结构远程抗震试验技术进行概述，分别从远程拟动力试验、远程实时混合试验和远程振动台试验3个方面进行综述，并基于远程试验技术存在的主要问题，对其未来研究方向进行展望，为结构远程抗震试验技术的进一步发展提供参考和借鉴。