CN114395952B - 一种水射流修复钢轨的几何轮廓拟合及修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水射流修复钢轨的几何轮廓拟合及修复方法，包括：将钢轨修复目标轮廓分解为不少于两段的半径不等的圆弧轮廓曲线；确定钢轨修复精度控制指标：修复目标为将钢轨修复目标轮廓的轮廓度大小控制在，将轮廓度不超过δmm作为拟定目标廓形拟合方法的设计目标；确定水射流修复钢轨的喷嘴切割方向：确定每段轮廓曲线所需的水射流喷嘴数目；测量拟合线段端点处的横坐标数据，并依据每段轮廓曲线的坐标表达式，计算每个拟合线段端点处横坐标的纵坐标；采用两点式直线方程，求出拟合线段的表达式；可快速得到用于水射流切割的轮廓曲线拟合线段及最优的水射流喷嘴数量，可以有效的拟合出轨头部分的几何轮廓廓形。

Description

一种水射流修复钢轨的几何轮廓拟合及修复方法
技术领域
本发明涉及钢轨轨头几何轮廓的拟合方法，具体涉及一种水射流修复钢轨的几何轮廓拟合方法。
背景技术
钢轨是铁路轨道的主要组成部件，它的功用在于引导机车车辆的车轮前进，承受车轮的巨大压力，并传递到轨枕上。钢轨的断面形状采用具有最佳抗弯性能的工字形断面，有轨头、轨腰以及轨底三部分组成。钢轨轨头具有固定铁路轨道轨距，承载钢轨及通过车辆的重量荷载，使轨道压力荷载均匀分散传递至路基，保持线路稳定畅通的作用。
轨头的几何轮廓拟合是修复钢轨的重要环节，目前钢轨的修复主要有钢轨打磨车修复和钢轨铣磨车修复，钢轨打磨车修复利用砂轮端面或周面磨削钢轨，但相较于钢轨铣磨车修复，单次修复深度小，修复效率较低，且容易留下接口棱角。钢轨铣磨车修复则先利用成型铣刀铣削初步修复，再利用砂轮周面磨削精细修复，成型铣刀单次修复深度大，砂轮周面磨削则可以减小铣削加工误差和去除铣削加工接口棱角，有效提高了表面加工质量。但是这两种钢轨修复方式均无法有效拟合出钢轨轨头的几何轮廓。
发明的内容
针对目前现有钢轨修复方式无法拟合出钢轨轨头几何轮廓廓形的不足，本发明提供了一种水射流修复钢轨的几何轮廓拟合方法，在修复钢轨轨头的同时，还可以拟合出轨头的几何廓形。
为了解决上述问题，本发明涉及一种水射流修复钢轨的几何轮廓拟合方法，包括如下步骤：
步骤1：将钢轨修复目标轮廓进行分解：将钢轨修复目标轮廓(钢轨轨头外表面轮廓曲线)分解为不少于两段的半径不等的圆弧轮廓曲线；
步骤2：确定钢轨修复精度控制指标：确定钢轨修复精度控制指标：修复目标为将钢轨修复目标轮廓的轮廓度大小不超过δmm作为拟定目标廓形拟合方法的设计目标；
步骤3：确定水射流修复钢轨的喷嘴切割方向：确定水射流修复钢轨的喷嘴切割方向：使喷嘴轴线与钢轨横截面平行，令喷嘴沿钢轨表面切线方向进行切割，每个喷嘴切割出一个平面，多个喷嘴切割可以拟合出目标廓形；
步骤4：确定每段轮廓曲线所需的水射流喷嘴数目：采用n段等长的拟合线段拟合步骤1中每段轮廓曲线，依据线段拟合弧线的几何关系、弧度关系、角度关系及设计目标要求轮廓度的约束条件，确定每段轮廓曲线所需的水射流喷嘴数目；
步骤5：确定拟合线段端点处坐标：测量步骤4中拟合线段端点处的横坐标数据，并依据每段轮廓曲线的坐标表达式，计算每个拟合线段端点处横坐标的纵坐标；
步骤6：求出拟合线段的表达式：依据步骤5中得到的拟合线段端点的坐标数据，采用两点式直线方程，求出拟合线段的表达式；
进一步的，所述步骤1中圆弧轮廓曲线由两段或三段半径不等的圆弧曲线组成。
进一步的，所述步骤2中δ的大小为0.2-0.3。
进一步的，所述步骤3切线方向与喷嘴轴线的角度范围为3～7°。
进一步的，所述步骤4中确定每段轮廓曲线所需的水射流喷嘴数目的具体方法为：
设有n条等长的线段来拟合圆弧步骤1中的每条轮廓曲线，同时设直线线段长度为l，每段直线所截圆弧圆心角为α(单位：弧度)，圆弧总圆心角为β，圆弧半径为R，直线线段与圆弧之间的最大距离为dm，由几何关系得到如下关系式：
Figure BDA0003414586290000031
简化公式(3)可得
Figure BDA0003414586290000032
由步骤1可知，设计目标要求轮廓度不超过δmm，故与轮廓度值相等的拟合廓形与目标廓形的最大距离应小于δmm，即满足
dm≤δmm(5)
结合公式(4)和公式(5)可得
Figure BDA0003414586290000033
在钢轨型号确定的情况下，(6)中β和R均为确定值，所以可以求出拟合段数n的取值范围，由于一个喷嘴对应一条拟合线段，在考虑避免合拟线段过长的条件下，即得出所需水射流喷嘴数目。
进一步的，所述步骤5中测量步骤4中拟合线段端点处的横坐标数据，是在钢轨横截面平面Oxy内，以钢轨横截面曲线最顶点为原点O(0，0)，根据实际不同类型钢轨的尺寸，通过尺寸测量得到(例如可以在CAD软件中进行)。
还涉及一种水射流修复钢轨的修复方法，依照步骤6中拟合线段的表达式所对应线段对水射流喷嘴的方向进行排布，同时使得水射流喷嘴轴线不在同一个平面但都平行于钢轨横截面，射流之间互不干涉；进行切割时，需要沿起始切割面以及沿终止切割面向外延伸，直至切穿钢轨。
总体而言，通过本发明的所构思的以上设计方案与现有系统相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明的水射流修复钢轨的几何轮廓拟合方法，可快速得到用于水射流切割的轮廓曲线拟合线段及最优的水射流喷嘴数量。
(2)本发明的水射流修复钢轨的修复方法，水射流喷嘴轴线不在同一个平面但都平行于钢轨横截面，射流之间互不干涉，依据拟合线段的表达式进行修复，在修复钢轨轨头的同时，可以有效的拟合出轨头部分的几何轮廓廓形。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的几何轮廓拟合方法流程示意图。
图2是本发明较佳实施例钢轨轨头修复区域示意图。
图3是本发明较佳实施例水射流喷嘴排布示意图。
图4是本发明较佳实施例圆弧廓形拟合的几何模型示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明的，并不用于限定本发明的。此外，下面所描述的本发明的各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
一种水射流修复钢轨的几何轮廓拟合方法，包括如下步骤：
请参考图1，步骤1：将钢轨修复目标轮廓进行分解：将钢轨修复目标轮廓(钢轨轨头外表面轮廓曲线)分解为不少于两段的半径不等的圆弧轮廓曲线；该圆弧轮廓曲线由两段或三段半径不等的圆弧曲线组成；型号为43kg/m、50kg/m的钢轨轨头修复区域只有R13、R300两段圆弧；型号为60kg/m的钢轨轨头包含R13、R80、R300三段圆弧；型号为75kg/m的钢轨轨头包含R15、R80、R500三段圆弧。
步骤2：确定钢轨修复精度控制指标：修复目标为将钢轨修复目标轮廓的轮廓度大小控制在，将轮廓度不超过δmm作为拟定目标廓形拟合方法的设计目标，δ的大小为0.2-0.3。
(修复后钢轨横向轮廓精度为±0.2mm，即轮廓度不超过0.4mm，且表面粗糙度Ra不超过6μm。考虑到加工误差，设计时需要尽量严格，故将轮廓度不超过0.2mm作为拟定目标廓形拟合方法的设计目标)；
步骤3：确定水射流修复钢轨的喷嘴切割方向：使喷嘴轴线与钢轨横截面平行，令喷嘴沿钢轨表面切线方向进行切割，切线方向与喷嘴轴线的角度范围优选为3～7°。每个喷嘴切割出一个平面，多个喷嘴切割可以拟合出目标廓形
步骤4：确定每段轮廓曲线所需的水射流喷嘴数目：采用n段等长的拟合线段拟合步骤1中每段轮廓曲线，依据线段拟合弧线的几何关系、弧度关系、角度关系及设计目标要求轮廓度的约束条件，确定每段轮廓曲线所需的水射流喷嘴数目；水射流喷嘴越多，拟合线段越多，拟合精度越高，但喷嘴的排布方式复杂；水射流喷嘴越少，单次切割钢轨的深度越大，不利于钢轨几何轮廓的拟合进度，故需确定一个合理的最佳水射流喷嘴个数。
具体方法为：
设有n条等长的线段来拟合圆弧步骤1中的每条轮廓曲线，同时设直线线段长度为l，每段直线所截圆弧圆心角为α(单位：弧度)，圆弧总圆心角为β，圆弧半径为R，直线线段与圆弧之间的最大距离为dm，由几何关系得到如下关系式：
Figure BDA0003414586290000061
简化公式(3)可得
Figure BDA0003414586290000062
由步骤1可知，设计目标要求轮廓度不超过δmm，故与轮廓度值相等的拟合廓形与目标廓形的最大距离应小于δmm，即满足
dm≤δmm (5)
结合公式(4)和公式(5)可得
Figure BDA0003414586290000063
在钢轨型号确定的情况下，(6)中β和R均为确定值，所以可以求出拟合段数n的取值范围，由于一个喷嘴对应一条拟合线段，在考虑避免合拟线段过长、单次切割钢轨的深度过大的条件下，可得出所需水射流喷嘴数目。
步骤5：确定拟合线段端点处坐标：测量步骤4中拟合线段端点处的横坐标数据，并依据每段轮廓曲线的坐标表达式，计算每个拟合线段端点处横坐标的纵坐标；其中拟合线段端点处的横坐标数据，是在钢轨横截面平面Oxy内，以钢轨横截面曲线最顶点为原点O(0，0)，根据实际不同类型钢轨的尺寸，通过尺寸测量得到(例如可以在CAD软件中进行)。
步骤6：依据步骤5中得到的拟合线段端点的坐标数据，采用两点式直线方程，求出拟合线段的表达式；
作为本发明的另一方面，还提出一种水射流修复钢轨的修复方法，具体包括：依照步骤6中拟合线段的表达式所对应线段对水射流喷嘴的方向进行排布，同时使得水射流喷嘴轴线不在同一个平面但都平行于钢轨横截面，射流之间互不干涉；进行切割时，需要沿起始切割面以及沿终止切割面向外延伸，直至切穿钢轨。
以下结合附图并以60kg/m型号钢轨为例对本发明作进一步说明：
本发明提供的一种水射流修复钢轨的几何轮廓拟合方法，如图1所示，主要包括以下步骤：
步骤1，确定钢轨修复区域以及修复目标。如图2所示，60kg/m型号的钢轨轨头修复区域为AB段曲线，具体的，由三段圆弧组成，从左到右依次为：圆心O1且半径为13mm的圆弧
Figure BDA0003414586290000071
圆心O2且半径为80mm的圆弧
Figure BDA0003414586290000072
圆心O3且半径为300mm的圆弧
Figure BDA0003414586290000073
由坐标几何知识容易得到，轨头外表面轮廓曲线
Figure BDA0003414586290000074
在Oxy平面的坐标表达式为
Figure BDA0003414586290000081
用磨料水射流修复钢轨时，相当于将钢轨基准廓形往下平移一个修复深度H，达到修复所需的目标廓形，则目标廓形在Oxy平面的坐标表达式为
Figure BDA0003414586290000082
参考相关标准可知，修复后钢轨横向轮廓精度为±0.2mm，即轮廓度不超过0.4mm，且表面粗糙度Ra不超过6μm。考虑到加工误差，设计时需要尽量严格，故将轮廓度不超过0.2mm作为拟定目标廓形拟合方法的设计目标。
步骤2，建立水射流修复钢轨方案。在进行钢轨修复，喷嘴轴线与钢轨横截面平行时，主要有两种方案，一种是喷嘴沿轨头表面法线方向，相当于磨料水射流铣削钢轨试件；一种是喷嘴沿轨头表面切线方向，相当于磨料水射流切割钢轨试件。当喷嘴沿法线方向时，单次加工需要将曲面铣削为平面，难以控制修复深度，且单次铣削修复面积小、效率低；而当喷嘴大致沿切线方向时，每个喷嘴切割出一个平面，多个喷嘴切割可以拟合出目标廓形，故在修复时令喷嘴大致沿钢轨表面切线方向。如图3所示为磨料水射流钢轨修复车的喷嘴排布示意图。
步骤3，确定水射流修复钢轨喷嘴个数。如图4所示圆弧廓形拟合的几何模型，共有n条等长的直线线段拟合圆弧，直线线段长度为l，每段直线所截圆弧圆心角为α(单位：弧度)，圆弧总圆心角为β，圆弧半径为R，直线线段与圆弧之间的最大距离为dm，由几何知识容易得到如下关系式
Figure BDA0003414586290000091
简化公式(3)可得
Figure BDA0003414586290000092
由步骤1可知，设计目标要求轮廓度不超过0.2mm，故与轮廓度值相等的拟合廓形与目标廓形的最大距离应小于0.2mm，即满足
dm≤0.2mm (5)
结合公式(4)和公式(5)可得
Figure BDA0003414586290000093
如图3所示，圆弧
Figure BDA0003414586290000094
圆弧
Figure BDA0003414586290000095
和圆弧
Figure BDA0003414586290000096
都满足图4所示的圆弧轮廓拟合几何模型，故圆弧
Figure BDA0003414586290000097
圆弧
Figure BDA0003414586290000098
和圆弧
Figure BDA0003414586290000099
各自拟合廓形的多段线与目标廓形的最大距离dm1、dm2和dm3满足
Figure BDA00034145862900000910
式(7)中，R1、R2和R3分别为圆弧
Figure BDA00034145862900000911
圆弧
Figure BDA00034145862900000912
和圆弧
Figure BDA00034145862900000913
的半径，β1、β2和β3分别为圆弧
Figure BDA00034145862900000914
圆弧
Figure BDA00034145862900000915
和圆弧
Figure BDA00034145862900000916
的圆心角，n1、n2和n3分别为圆弧
Figure BDA00034145862900000917
圆弧
Figure BDA00034145862900000918
和圆弧
Figure BDA00034145862900000919
各自的拟合段数。对于60kg/m型号的钢轨，有
Figure BDA0003414586290000101
联立式(6)-式(8)，计算可得
Figure BDA0003414586290000102
式中，n1、n2、n3属于正整数。
由于磨料水射流进行钢轨修复时，多个喷嘴同时切割，不同的切割面对应不同的喷嘴，拟合段数越多，钢轨修复所需的喷嘴越多，故在满足式(7)的基础上，应当使得拟合段数尽量少，即取n1＝4、n2＝2、n3＝1，但n3＝1时圆弧
Figure BDA0003414586290000103
拟合线段过长，所需切割深度过大，限制了修复效率，故取n1＝4、n2＝2、n3＝2，即共需8个水射流喷嘴。
步骤4，水射流修复钢轨得到多段目标轮廓线。如图3所示，AB段曲线为基准廓形，A'B'段曲线为目标廓形，阴影部分为修复深度为H时，磨料水射流切割去除的钢轨材料，线段1、2、3、4、5、6、7、8端点均在目标廓形上，8条线段组成的多段线即拟合廓形。具体地，目标廓形A'B'段曲线由线段1、2、3、4、5、6、7、8组成的多段线拟合，其中圆弧
Figure BDA0003414586290000104
由线段1、2、3、4组成的多段线拟合，圆弧
Figure BDA0003414586290000105
由线段5和6组成的多段线拟合，圆弧
Figure BDA0003414586290000106
由线段7和8组成的多段线拟合。为防止钢轨修复后A'及B'处出现凸台，影响轮轨接触，切割时需要沿起始切割面即线段1所在面以及沿终止切割面即线段8所在面向外延伸，直至切穿钢轨(所谓切穿是指将图3中椭圆圈出部分切穿)，故修复后钢轨表面的横截面投影线由拟合廓形线段1、2、3、4、5、6、7、8以及线段1、8到钢轨外表面的延伸线组成。
步骤5，测量目标轮廓线坐标数据。结合图2和图3，在CAD中进行尺寸标注可得线段1至线段8的端点横坐标分别为：-35.4000、-34.5211、-32.3878、-29.2214、-25.3498、-17.6994、-9.9500、0和9.9500，由于这些端点都在曲线段A'B'上，故都满足式(2)，将横坐标值代入式(2)中得各端点的纵坐标值分别为：-(H+14.2000)、-(H+10.1087)、-(H+6.5085)、-(H+3.7726)、-(H+2.1845)、-(H+0.8002)、-(H+0.1651)、-H和-(H+0.1651)。
步骤6，建立目标轮廓线的坐标表达式。直线方程两点式的表达式为
Figure BDA0003414586290000111
对于如图3所示的线段1，由步骤5可知其两端点坐标分别为(-35.400，-H-14.200)、(-34.5211，-H-10.1087)，将两端点坐标代入式(10)中可得线段1在Oxy平面的坐标表达式为
y＝4.6550x+150.5878-H (11)
同理，可以求出其他7条目标轮廓拟合线段的表达式如下
线段2 y＝1.6876x+48.1498-H (12)
线段3 y＝0.8640x+21.4759-H (13)
线段4 y＝0.4120x+8.2138-H (14)
线段5 y＝0.1809x+2.4024-H (15)
线段6 y＝0.0820x+0.6503-H (16)
线段7 y＝0.0166x-H (17)
线段8 y＝-0.0166x-H (18)
至此，得到了钢轨轨头几何轮廓拟合线段的坐标表达式。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明的，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水射流修复钢轨的几何轮廓拟合方法，其特征在于:包括如下步骤：
步骤1：将钢轨修复目标轮廓进行分解：将钢轨修复目标轮廓分解为不少于两段的半径不等的圆弧轮廓曲线；
步骤2：确定钢轨修复精度控制指标：修复目标为将钢轨修复目标轮廓的轮廓度大小不超过δmm作为拟定目标廓形拟合方法的设计目标；
步骤3：确定水射流修复钢轨的喷嘴切割方向：使喷嘴轴线与钢轨横截面平行，令喷嘴沿钢轨表面切线方向进行切割，每个喷嘴切割出一个平面，多个喷嘴切割可以拟合出目标廓形；
步骤4：确定每段轮廓曲线所需的水射流喷嘴数目：采用n段等长的拟合线段拟合步骤1中每段轮廓曲线，依据线段拟合弧线的几何关系、弧度关系、角度关系及设计目标要求轮廓度的约束条件，确定每段轮廓曲线所需的水射流喷嘴数目；所述步骤4中确定每段轮廓曲线所需的最少水射流喷嘴数目的具体方法为：
设有n条等长的线段来拟合圆弧步骤1中的每条轮廓曲线，同时设直线线段长度为l，每段直线所截圆弧圆心角为α，圆弧总圆心角为β，圆弧半径为R，直线线段与圆弧之间的最大距离为dm，由几何关系得到如下关系式：
Figure 978787DEST_PATH_IMAGE001
（3）
简化公式（3）可得：
Figure 177818DEST_PATH_IMAGE002
（4）
由步骤1可知，设计目标要求轮廓度不超过δmm，故与轮廓度值相等的拟合廓形与目标廓形的最大距离应小于δmm，即满足
Figure 223134DEST_PATH_IMAGE003
（5）
结合公式（4）和公式（5）可得
Figure 149502DEST_PATH_IMAGE004
（6）
在钢轨型号确定的情况下，（6）中β和R均为确定值，所以可以求出拟合段数n的取值范围，由于一个喷嘴对应一条拟合线段，在考虑避免合拟线段过长的条件下，即得出所需水射流喷嘴数目；
步骤5：确定拟合线段端点处坐标：测量步骤4中拟合线段端点处的横坐标数据，并依据每段轮廓曲线的坐标表达式，计算每个拟合线段端点处横坐标的纵坐标；
步骤6：求出拟合线段的表达式：依据步骤5中得到的拟合线段端点的坐标数据，采用两点式直线方程，求出拟合线段的表达式。
2.根据权利要求1所述的水射流修复钢轨的几何轮廓拟合方法，其特征在于:所述步骤1中圆弧轮廓曲线由两段或三段半径不等的圆弧曲线组成。
3.根据权利要求1所述的水射流修复钢轨的几何轮廓拟合方法，其特征在于:所述步骤2中δ的大小为0.2-0.3。
4.根据权利要求1所述的水射流修复钢轨的几何轮廓拟合方法，其特征在于:所述步骤3切线方向与喷嘴轴线的角度范围为3~7o。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的水射流修复钢轨的几何轮廓拟合方法，其特征在于:所述步骤5中测量步骤4中拟合线段端点处的横坐标数据，是在钢轨横截面平面Oxy内，以钢轨横截面曲线最顶点为原点O（0，0），根据实际不同类型钢轨的尺寸，通过尺寸测量得到。
6.一种水射流修复钢轨的修复方法，其特征在于: 按照权利要求1步骤6中拟合线段的表达式所对应线段对水射流喷嘴的方向进行排布，同时使得水射流喷嘴轴线不在同一个平面但都平行于钢轨横截面，射流之间互不干涉；进行切割时，需要沿起始切割面以及沿终止切割面向外延伸，直至切穿钢轨。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115122242A (zh) * 2022-07-18 2022-09-30 沈阳工业大学 一种基于高压磨料水射流的钢轨修复工艺
CN115781528B (zh) * 2022-11-16 2024-10-15 武汉大学 一种水射流打磨钢轨的水刀头位置、角度控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000073301A (ja) * 1998-09-01 2000-03-07 West Japan Railway Co レール削正カス回収装置
CN106951657A (zh) * 2017-03-31 2017-07-14 西安石油大学 一种磨损钢轨打磨目标廓形快速设计方法
CN109766610A (zh) * 2018-12-29 2019-05-17 中铁工程装备集团有限公司 一种用于圆角矩形隧道全断面仿形开挖的刀盘设计方法
CN111576109A (zh) * 2020-05-06 2020-08-25 奥拓福水刀有限公司 一种铁轨修复装置
CN111843857A (zh) * 2020-08-07 2020-10-30 武汉大学 一种轨道超高压磨料射流与纯水射流联合打磨装置及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105386375B (zh) * 2015-12-11 2018-07-06 中国铁路总公司 一种基于面积的钢轨打磨方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000073301A (ja) * 1998-09-01 2000-03-07 West Japan Railway Co レール削正カス回収装置
CN106951657A (zh) * 2017-03-31 2017-07-14 西安石油大学 一种磨损钢轨打磨目标廓形快速设计方法
CN109766610A (zh) * 2018-12-29 2019-05-17 中铁工程装备集团有限公司 一种用于圆角矩形隧道全断面仿形开挖的刀盘设计方法
CN111576109A (zh) * 2020-05-06 2020-08-25 奥拓福水刀有限公司 一种铁轨修复装置
CN111843857A (zh) * 2020-08-07 2020-10-30 武汉大学 一种轨道超高压磨料射流与纯水射流联合打磨装置及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"钢轨铣磨车铣刀盘设计与优化研究";占国栋;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅱ辑》;20170215(第02期);第C033-63页 *

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