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中南大学学报（英文版）
中南大学学报（英文版）

黄伯云

月刊

2095-2899

zngdxb@mail.csu.edu.cn

0731-88879765

410083

湖南省长沙市中南大学内

中南大学学报（英文版）/Journal Journal of Central South UniversityCSCDCSTPCD北大核心EISCI
查看更多>>《Journal Central South University of Technology》（即《中南大学学报（英文版）》ISSN 1005-9784,CN43-1231/TD）是国家教育部主管、中南大学主办的以材料、选矿、冶金、化学化工、机电、信息、地质、采矿、土木等专业学科为主的科技期,1994年创刊,双月刊。自2007年第1期起与世界著名德国科技出版集团施普林格(Springer-Verlag)联合出版。本刊已被《科学引文索引》（SCI-E）；《EI Compendex》(即EI核心版)；《化学文摘》；《金属文摘》；《铝工业文摘》等知名检索刊物收录：
正式出版
收录年代

    一种矿山酸性废水利用的新方法:活化高碱石灰溶液中被抑制黄铜矿的浮选

    柏少军李颉袁加巧毕云霄...
    811-822页
    查看更多>>摘要：硫化铜矿山容易产生富含硫酸、重金属离子的矿山酸性废水,从而对周边生态系统构成威胁.本文研究了矿山酸性废水对高碱石灰溶液中被抑制黄铜矿浮选的活化机制.试验结果表明;当矿山酸性废水与高碱石灰溶液体积比为3:1时,被抑制黄铜矿的浮选回收率提高近12％;矿山酸性废水能够有效解吸原先罩盖在黄铜矿表面的亲水性钙物种,并促使铜离子在矿物表面吸附;黄铜矿表面铜原子浓度增加了2.2％,Ca—O/OH物种的浓度降低了33.24％,S 2p能谱中单一硫化物(S2−)和多硫化物(S22−)的面积占比分别增加了14.67％和23.96％.捕收剂吸附量和微区电化学交流阻抗检测结果显示,经过矿山酸性废水活化后,黄铜矿表面异戊基黄原酸钠的吸附量增加了1.99 mg/g,矿物表面微区电化学交流阻抗值由1.30×105Ω降低到1.13×105Ω,黄铜矿表面的疏水性得到明显改善.本论文为矿山酸性废水资源的综合利用和尾矿中硫化铜矿的回收提供了一种新的途径.

    矿山酸性废水被抑制的黄铜矿活化疏水性微区电化学交流阻抗

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    微波流态化预处理鲕状赤铁矿的创新技术:分离特性和机理

    周文涛吕宪俊孙永升袁帅...
    823-833页
    查看更多>>摘要：鲕状赤铁矿具有资源储量大、铁品位低、嵌布粒度细、矿物成分复杂等特点,传统选矿工艺难以有效利用.本文提出了一种新的微波流态化预处理工艺(MFP)来强化鲕状赤铁矿的分离.采用扫描电子显微镜、振动样品磁强计和激光粒度分析仪研究了MFP对焙烧磁选和浸出的影响.结果表明,与常规电炉预处理(EFP)相比,MFP焙烧产物的磁性显著提高,其磁选精矿的铁品位从56.88％提高到58.72％;回收率从88.89％提高到89.32％,浸出渣的磷含量从0.17％降至0.11％,MFP使磷浸出率从83.06％提高到89.77％.MFP可以强化微裂纹的形成和生长,从而增加矿石的比表面积和可磨性.

    微波预处理流态化焙烧鲕状赤铁矿分离特性

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    欧姆加热纳米流体中具有热跳现象移动表面的Falkner-Skan流分析

    Ahmad SHAKEELFarooq HINAFarooq MUHAMMAD
    834-843页
    查看更多>>摘要：边界层假设下的Falkner-Skan流分析因其在渗流、导热垫、热交换器、油层检测和地热分析等许多工业领域和过程中的广泛应用引起了越来越多的关注.本文主要研究了氧化石墨烯-水纳米流体的Falkner-Skan磁楔流.通过对驻点附近进行分析,研究了可拉伸壁面的速度和热滑现象,以及黏性耗散和欧姆加热对热传输的影响.利用同伦算法说明了相关参数与速度和热传输机理的关系,阐述了Nusselt数和表面摩擦因数的影响.结果表明:温度随着Brinkman数的增长而升高,进一步的热跳则使温度场减小;Hartmann数的增加使热场厚度增大,动量谱厚度减小.该研究对医疗、高温设施、热交换器和机械结构有极大意义.

    Falkner-Skan流纳米流体磁流体动力驻点速度滑移热滑黏性耗散欧姆加热

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    磁流体动力压缩黏性流体在多孔介质中的流动分析

    HUSSAIN ShafqatATIF Shahzada MSAGHEER MuhammadJAHANGEER Ibraheem...
    844-854页
    查看更多>>摘要：本文通过数值分析,讨论了倾斜磁场效应下压缩黏性流体流动特征的意义.对于高效传热现象,温度方程中还考虑了黏性耗散和焦耳热效应.利用打靶法求解了无量纲守恒方程.对模型中所考虑的特定参数对流体运动、传热能量分配率和表面阻力系数的行为进行了图解和详细讨论.倾斜磁场效应对流体速度和换热速率的影响非常重要.从模拟结果可知,当普朗特常数从1增加到5时,热传导率增加了56％,而当倾斜磁参数γ从π/8增加到π/2时,热传导率下降了9.7％.实验还发现,随着挤压参数的增大,换热速率减小,而下板拉伸参数的增大则趋势相反.

    挤压流黏性流体磁流体动力流吸/注射

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    选择性激光熔化17-4 PH不锈钢零件的参数化研究和表征

    I.KARTIKEYA SARMAN.SELVARAJAdepu KUMAR
    855-870页
    查看更多>>摘要：本文对选择性激光熔化的17-4 PH不锈钢进行了参数化研究和表征.通过改变工艺参数包括激光功率和扫描速度以及扫描方式(设计参数)来研究试样的相对密度和显微硬度的变化.当使用中等能量密度和内外六角扫描方式时,试样的相对密和显微硬度最大;当使用低能量密度和交替带状扫描方式时,试样的相对密和显微硬度最小.在光学和扫描电子显微组织中,试样侧面有奥氏体、铁素体和小熔池.能量色散光谱分析表明,试样的化学成分变化导致相对密度和显微硬度发生变化.X射线衍射结果表明,中等能量密度试样的奥氏体相和铁素体峰强度最高.背散射电子衍射结果表明,随着能量密度的增加,奥氏体相增加,导致试样的显微硬度变化.相比于中等能密度试样,低能量密度试样易诱发更多的残余应力.采用不同能量密度得到的样品都具有较强的耐蚀性(0.05 mm/a),未出现明显的腐蚀裂纹.

    选择性激光熔化17-4PH不锈钢扫描方式能量密度扫描速度残余应力

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    滚动轴承静态和动态不对中对转子系统非线性振动特性的影响

    王鹏飞杨阳徐宏阳马辉...
    871-903页
    查看更多>>摘要：在滚动轴承不对中问题的研究中,以往的研究中很少考虑轴承不对中对转子系统振动特性的影响.基于现有研究的局限性,首先,给出了一种考虑轴承不对中的5自由度非线性力模型,该模型综合考虑了轴承的平行和角不对中、静态与动态不对中、内圈与外圈不对中等多种情况.其次,将该模型应用在转子有限元模型中,分析了不对中对轴承动态接触特性和转子系统振动特性的影响.然后,给出了衡量轴承不对中程度的评价指标.最后,对比分析了平行和角不对中、静态与动态不对中的异同点.结果表明,轴承不对中提高了转子的共振转速,在共振区出现了幅值跳跃现象,表现出硬式非线性特征.从频率特征上来看,滚动轴承动态平行不对中和动态角不对中分别导致转子旋转频率成分fr和2fr的幅值增大.动态不对中导致轴承的承载区随着轴承内圈的旋转而时刻变化.该研究可为转子-轴承系统的故障识别提供理论依据和有价值的参考.

    滚动轴承-转子系统不对中非线性动力学分岔故障诊断

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    基于改进LeNet5卷积神经网络的微震监测波形识别与过程解释

    李佳明唐世斌翁方文李焜耀...
    904-918页
    查看更多>>摘要：在微震大数据时代背景下,开发高精度、可解释、适应性强的波形自动分类算法变得越来越重要.针对现有网络波形识别和分类的不足,基于LeNet框架提出了一种适用于微震监测波形识别的改进模型.应用改进后的模型对引汉济渭工程8个月内出现的13种微震监测信号进行了研究.结果表明,改进模型中最佳框架的精度为0.98,比原模型提高了0.10.所有改进模型的平均精确度、召回率和F1值分别提高了0.11、0.12和0.12.同时,改进后的模型可以对整个波形的识别过程可视化.在某些信号类别中,改进的模型主要通过关注背景信息而不是波形来分类,为微震监测工程中信号的智能分类提供了参考.

    微震监测波形分类改进LeNet可解释性机器学习

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    混合光滑有限元法在岩土体变形及稳定性分析中的应用

    吕彦楠陈曦唐建彬崔柳生...
    919-933页
    查看更多>>摘要：在节点光滑有限元法(NS-FEM)中,位移、应力和应变等变量均存储于单元节点,有助于该方法的数值精度提升和便利实施.然而,在岩土体变形分析中,NS-FEM可能会导致非物理的变形.本文针对该问题,对NS-FEM引起岩土体非物理变形的原因进行研究,发现非物理变形由NS-FEM组装刚度的不均匀引起.为了避免或减轻组装刚度的不均匀问题,采用有限元法(FEM)和NS-FEM的组合方法,即混合光滑有限元法(HS-FEM),对岩土体变形和稳定性进行分析.分别对平面应变条件下柔性条形基础(不考虑土体自重)、带有圆形孔洞的线弹性介质和双层土质边坡问题进行分析,结果表明:结合推荐的α值,HS-FEM(α)在岩土体变形和稳定性分析中具有较好的应用效果和适用性.

    不均匀刚度条形基础边坡稳定性节点光滑有限元法混合光滑有限元法应变能

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    断层作用下隧道掌子面突水力学机理研究及工程应用

    张乐文吴静张翔宇
    934-946页
    查看更多>>摘要：本文采用极限平衡法、条分法和弹性力学方法研究了断层作用下隧道掌子面突水力学机理,推导了防突层最小安全厚度的半解析表达式.将防突层安全厚度预测方法应用到齐岳山隧道实际工程案例中,通过对比实际开挖结果,验证了所提新方法的准确性和有效性.在以上案例研究的基础上,进一步分析和讨论岩溶水压力、断层倾角、破碎带宽度和破碎带抗剪强度指标对防突层最小安全厚度的影响,结果表明:1)防突层最小安全厚度随着岩溶水压力的增加而逐渐增加;2)随着断层倾角的增大,防突层最小安全厚度呈先增大后减小的趋势,且当断层倾角在45°～60°之间时,隧道掌子面易发生突水;3)随着破碎带宽度的增加,防突层最小安全厚度呈线性增大趋势;4)随着破碎带抗剪强度的增大,防突层最小安全厚度呈线性减小趋势;5)随着破碎带垂直压力的增大,防突层最小安全厚度增大.研究结果为隧道突水计算方法与理论研究提供了一种新的思路,对类似工程具有一定的借鉴意义与应用价值.

    极限平衡法条分法弹性力学方法突水机理断层

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    裂隙与持续荷载影响下砂浆锚杆腐蚀退化的试验研究

    郭奇峰刘海龙席迅马宏驰...
    947-961页
    查看更多>>摘要：锚杆是岩土工程中应用最广泛的锚固结构之一.锚杆腐蚀严重影响锚固结构的长期使用性能,导致锚固工程过早失效破坏.砂浆锚杆的腐蚀退化机理尚不完全清楚,特别是考虑到岩体的天然裂隙和锚杆所受到的持续荷载作用.本文考虑天然裂隙和持续荷载,开展了锚杆腐蚀退化综合试验研究.对不同位置裂隙的混凝土-砂浆-锚杆试件进行了腐蚀试验.采用可施加持续应力装置对锚杆施加连续的轴向载荷,并采用电化学方法加速锚杆腐蚀.通过对不同腐蚀时间的锚杆进行拔出试验,得到了腐蚀试件的黏结滑移关系.进一步讨论了天然裂隙和连续荷载对锚杆腐蚀特性、腐蚀机理和黏结性能退化的影响.结果表明,锚杆腐蚀显著降低了砂浆锚杆的黏结强度和临界滑移长度.腐蚀程度为3.45％～4.98％的锚杆黏结强度较腐蚀前下降39.5％～65.8％.锚杆在天然裂隙附近更容易发生局部腐蚀.天然断裂越靠近加载端,腐蚀引起的黏结强度退化越严重.轴向载荷越大,腐蚀退化越明显.本研究解释了砂浆锚杆在裂隙岩体中的腐蚀退化机制,为锚杆支护耐久性设计提供了参考.

    锚杆腐蚀黏结退化砂浆天然裂隙持续荷载

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