• 2020年第20卷第12期文章目次
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    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 煤矿机械设备故障分析与诊断技术及发展趋势

      2020, 20(12):4621-4630.

      摘要 (987) HTML (0) PDF 3.78 M (697) 评论 (0) 收藏

      摘要:煤矿机械进行故障诊断,能够有效的避免事故发生,降低维修时间,减少维修成本,对于煤矿高产高效发展具有重要意义。详细阐述了三大类八种故障诊断方法,分析了故障诊断方法存在的不足,针对存在的问题,提出了未来多理论技术相结合的预测模型,克服单一理论的不足,促进故障诊断理论发展;不断引入新的在线监测与分析技术。在硬件方面、软件方面都得到加强,将监测的数据通过信号处理的算法用软件得以实现;故障诊断是一个动态的、复杂的问题,特别是在井下复杂的地质条件下,其非线性问题将是未来需要克服的一个关键问题。

    • >O1-2数学
    • 基于核密度估计的泥土物证分类方法

      2020, 20(12):4631-4635.

      摘要 (907) HTML (0) PDF 3.13 M (558) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文利用核密度估计建立了泥土物证元素数据分布不符合正态分布时,估计样本总体概率密度函数的方法,为城市样本间基于似然比检验的分类与比对建立基础。在估计过程中采用积分均方误差衡量窗宽优劣,以积分均方误差最小化准则求得核密度估计的最优窗宽。利用判别分析与似然比检验为特定地域泥土物证的分类提供了可靠的分类分析方法。

    • >P天文学、地球科学
    • 微地震事件震源机制求解技术

      2020, 20(12):4636-4640.

      摘要 (678) HTML (0) PDF 3.81 M (534) 评论 (0) 收藏

      摘要:微地震技术是通过监测致密储层压裂改造产生的微地震波,来评价分析压裂效果、指导压裂工艺优化的地球物理技术。根据微地震事件的震源机制解可以描述压裂过程中裂缝破裂情况,能够更好地分析水力压裂裂缝的延伸和展布特征。利用纵波初至来估算震源机制解是一种比较直接的反推震源性质及破裂过程的方法,但该方法对微地震监测数据的品质要求较高,既需要足够多的台站监测到纵波信号,又要求纵波初至具有较高的信噪比。针对常规方法的不足,采用纵波和横波的能量比计算微地震震源机制解的方法,即通过纵横波能量比值来判定压裂震源点是剪切性破裂还是拉张性破裂。将纵横波能量比方法与常规矩张量反演方法进行对比,两者计算结果具有较高的相关性,微地震监测实际数据验证了该方法的可行性和有效性。

    • 干寒区冻融循环作用下原油对土壤渗透系数的影响

      2020, 20(12):4641-4646.

      摘要 (730) HTML (0) PDF 6.35 M (519) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文针对冻融循环作用下,原油污染土壤后渗透系数的变化规律展开研究。首先对研究区井田的土壤原状样做变水头试验;然后在可程式恒温恒湿试验箱进行冻融循环试验,循环温度为-20℃—40℃,循环次数为6次,测其渗透系数。实验结果显示,土壤原状样的渗透系数为1.76×10-4 cm·s-1,而当原油进入土壤之后,表现为进入土壤中的原油的量与渗透系数的大小呈负相关;经冻融循环后原状样的渗透系数变为4.36×10-4 cm·s-1,此时的渗透系数是原状样的2.47倍;当污染浓度超过1.20%之后,原状样渗透系数略大于冻融样,主要是冻融过程中伴随着土壤内部结构及土的粒径变化,原油渗透进入新形成的骨架孔隙,使原油中部分成分与土壤中的有机质发生反应,形成新的各式颗粒或胶结物,堵塞渗透通道,进而使得渗透系数略小于原状样。试样冻融循环之后,土壤的渗透系数维持在1×10-5 cm·s-1左右,表明试样经冻融循环一定次数后,使得土壤的渗透系数维持在1—2个数量级之间变动。研究成果可为该地区土壤修复提供依据。

    • >S农业科学
    • 禽流感病毒通用型荧光定量PCR检测试剂盒比对结果分析

      2020, 20(12):4647-4652.

      摘要 (745) HTML (0) PDF 3.52 M (500) 评论 (0) 收藏

      摘要:对6种禽流感病毒通用型荧光定量PCR检测试剂盒进行比对与科学评价,为实验室采购提供依据。利用禽流感病毒H5、H7、H9亚型标准品,鸡新城疫活疫苗与传染性支气管炎活疫苗对市售的6种品牌(分别记为A、B、C、D、E、F)禽流感病毒通用型荧光定量PCR检测试剂盒灵敏性与特异性进行了比对,并对97份临床样品进行了检测,筛选出禽流感病毒通用型最佳检测试剂盒。结果表明:A厂家试剂盒最低可检出1∶100倍稀释的H7亚型标准品浓度,B厂家试剂盒最低可检出1∶1倍稀释的H7亚型标准品浓度,C厂家试剂盒最低可检出1∶10倍稀释的H7亚型标准品浓度,D厂家试剂盒最低可检出1∶10倍稀释的H7亚型标准品浓度,E厂家试剂盒最低可检出1∶1000倍稀释的H7亚型标准品浓度, F厂家试剂盒最低可检出1∶10倍稀释的H7亚型标准品浓度,6种试剂盒特异性均良好。综上,E厂家试剂盒优于其他厂家试剂盒,可以作为动物疫病检测实验室在实施监测任务中的首要选择。

    • >TB一般工业技术
    • 改性白炭黑与炭黑协同增强天然橡胶复合材料

      2020, 20(12):4653-4659.

      摘要 (707) HTML (0) PDF 5.46 M (487) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善填料的分散性,采用离子液体1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑(AMI)改性白炭黑(SiO2),并制备改性白炭黑/炭黑/天然橡胶复合材料,通过傅里叶红外光谱(FT-IR),扫描电镜(SEM),动态力学分析仪(DMA),热失重分析仪(TGA)等分析方法,研究了AMI改性对白炭黑/炭黑/天然橡胶复合材料微观结构、力学性能、动态力学性能的影响。结果表明,经AMI改性后,白炭黑粒子间的相互作用减小,团聚倾向减弱,且与炭黑并用后在橡胶复合材料基体中的分散性改善,弥散效应和界面作用增强,改性复合材料的硫化反应活化能降低,综合力学性能提高。此外,离子液体用量的提高有助于复合材料分子链有序性的增加,使复合材料的热稳定性增强。可见改性白炭黑与炭黑并用对橡胶有很好的补强效果。

    • 对多孔材料夹层板的隔声性能进行试验及仿真分析

      2020, 20(12):4660-4664.

      摘要 (729) HTML (0) PDF 4.70 M (603) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高夹层板的隔声性能,对多孔材料夹层板的隔声性能进行仿真分析。首先对空腔双层板的隔声性能进行研究,利用有限元软件COMSOL进行仿真计算得到空腔双层板的隔声曲线,并通过阻抗管的试验数据来验证仿真结果的准确性,在此基础上研究空腔填满多孔材料的双层板的隔声性能。通过等效流体模型来模拟多孔吸声材料,研究入射角度、多孔材料流阻、多孔材料分布位置等因素对夹层板结构的隔声性能的影响。结果表明,填充多孔材料的夹层板的隔声性能在中高频段得到明显的提高,随着多孔材料流阻增加,夹层板的隔声效果得到加强。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 基于智能手机和数字图像相关的模型实验变形场测量标点法

      2020, 20(12):4665-4670.

      摘要 (550) HTML (0) PDF 7.44 M (592) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高模型实验位移测量精度和效率,通过智能手机作为图像采集工具,结合数字图像相关技术获取不同载荷状态下附着于被测体表面标点的位移。基于标点法的基本原理引入刚体运动补偿法进行误差校正以提高测量精度,同时通过实验验证了标点法的可靠性。将标点法应用于相似材料模型实验变形场量测中,在模型表面设置自行研制的DIC和全站仪两用标点,利用标点法获取岩层位移,并使用全站仪和百分表同步量测,验证其有效性。结果表明,通过刚体运动补偿法进行误差校正,标点法具有与商业测试系统相当的精度;标点法所测得岩层变化均与实际情况一致,该方法测量结果与百分表的测量结果最大相对偏差为6.1%,与全站仪最大相对偏差为5.7%,满足模型实验测量的精度要求;研究成果为进一步研究覆岩变形和动态沉陷规律提供了新的监测手段。

    • >TE石油、天然气工业
    • 歧口凹陷古近系原油地球化学特征及油源分析

      2020, 20(12):4671-4679.

      摘要 (558) HTML (0) PDF 11.48 M (648) 评论 (0) 收藏

      摘要:歧口凹陷发育多个含油气构造,油源条件充足。古近系沙三段、沙一下段、沙一中段和东三段为研究区主力烃源岩系,但对其油源对比结果尚存在分歧。选取歧口凹陷102个原油试样为研究对象,综合类异戊二烯烷烃、甾萜类生物标志物等地球化学指标,重新厘定古近系原油地球化学特征,并利用Q型聚类分析方法划分原油类型,在此基础上进一步对比分析油源。结果表明,歧口凹陷原油可划分为D1-Q1-Z2,D4-Z3,D5-Q3-Z1,Q2,D2,D3,Z4,Z5共8种类型,其中,D1-Q1-Z2类原油来源于沙一下亚段烃源岩, D4-Z3类原油在唐家河、张巨河地区来源于沙一中亚段烃源岩,其他地区具有混源特征;D5-Q3-Z1类原油来源于沙一下亚段烃源岩,D2类原油为沙一下亚段与沙三段烃源岩的混合来源,D3类原油为多源混合,Q2类原油中馆陶组原油来源于沙一中亚段与沙三段烃源岩,沙三段原油来源于沙三段烃源岩,Z4类原油来源于沙一下亚段与沙三段烃源岩,Z5类原油来源于沙三段烃源岩。

    • 基于灰色关联的逼近理想解排序法的煤层气井重复压裂选井——以沁水盆地柿庄南区块为例

      2020, 20(12):4680-4686.

      摘要 (716) HTML (0) PDF 3.38 M (663) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对煤层气井重复压裂选井研究较少的问题,利用灰色关联法求取影响煤层气井产量的各因素权重,在此基础上运用逼近理想解的排序法(TOPSIS)优选重复压裂井。选取储层物性、压裂施工等14个因素,定量计算14个影响因素对产量影响的权重,并将权重带到逼近理想解的排序法(TOPSIS)模型中对研究区块已进行重复压裂的6口井进行验证,根据6口候选井与理想解的贴近程度,确定了最具有潜力的2口井。优选出的重复压裂井压裂后实际产气效果与未被优选的重复压裂井产气效果相比,产气效果得到了明显的改善,证明了该方法的有效性,该研究对煤层气重复压裂选井具有一定的借鉴意义。

    • CO2驱不同阶段采出气分离工艺模拟研究及回注效果评价

      2020, 20(12):4687-4694.

      摘要 (603) HTML (0) PDF 4.53 M (505) 评论 (0) 收藏

      摘要:CO2-EOR(enhanced oil recovery)采出气目前多采用回注或管输的方式进行处理,而由于CO2含量较高且不同阶段波动较大,往往不满足管输的要求。本文基于Aspen HYSYS软件设计并优化了混合胺溶液法和低温分离法的CO2分离工艺流程,针对现场实例优选了工艺参数并对CO2分离效果进行了评价,另外对比了不同采出气成分的回注效果。结果表明:对于CO2驱开发早期采出气(CO2含量30%左右),醇胺吸收法具有良好的分离效果;而随着开发中后期采出气中CO2含量增加,结合低温分离法是更为经济有效的分离方式。此外,提纯后的CO2回注的混相效果明显优于采出气直接回注。

    • >TH机械、仪表工业
    • 爆破针型泄压装置力学行为模拟分析

      2020, 20(12):4695-4705.

      摘要 (886) HTML (0) PDF 19.90 M (1167) 评论 (0) 收藏

      摘要:以细长压杆失稳的欧拉定律作为核心工作原理的爆破针型泄压阀,作为一种不同于传统安全阀和爆破片的新型泄压装置,在国内石化行业的应用尚在起步阶段,因而国内对其的研究还较少,缺乏相关的数值模拟研究。本文应用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法,开展了针对爆破针型泄压阀的数值模拟分析,考察不同进口压力下爆破针型泄压阀的泄放过程,获得了阀腔内部流场的漩涡形态、压力场以及速度场分布图,计算了不同进口压力下阀门的泄放量,对阀瓣在介质流场作用下的动态特性进行了分析,并研究了阀盖在阀瓣冲击作用下的疲劳寿命,为不同类型爆破针阀的结构优化、不同工况下的选型和应用,及后续深入研究提供了理论依据和参考。

    • 司机-起重机-轨道系统动力学建模与分析

      2020, 20(12):4706-4712.

      摘要 (941) HTML (0) PDF 16.64 M (1216) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对轨道缺陷下起重机运行过程中结构振动特性、司机舒适性等问题,提出基于司机-起重机-轨道系统动力学模型。根据拉格朗日方程建立司机-起重机-轨道系统振动微分方程,并通过精细积分法(PTSIM)求解系统振动时域响应。以100/40t-28.5m铸造起重机为例,分析了大车运行速度和轨道缺陷对起重机和司机振动的影响。提出的模型和方法为起重机设计、分析和人体各部位动态响应提供理论依据与参数基础。

    • 高精度直线切换式调焦机构的设计与试验研究

      2020, 20(12):4713-4717.

      摘要 (606) HTML (0) PDF 9.22 M (871) 评论 (0) 收藏

      摘要:调焦机构是显微成像系统的重要组成部分,目前的显微成像设备主要使用转盘式物镜切换机构和升降载物台来进行调焦,其不利于仪器的小型化,且价格昂贵。为此提出一种新的采用丝杆电机驱动与直线导轨相配合的兼具切换与调焦的机构,主要由混合式丝杆步进电机、高精度导轨、编码器、光电开关等组成。具体给出了机构的组成,调焦方法,并进行了模态分析,单步精度测试,垂直度测试,实验结果表明步进分辨率<1μm,垂直度<10″。在能达到同类产品性能的同时,降低了成本。

    • 基于冲击瞬时能量梯度的蜂窝夹芯复合材料结构损伤监测

      2020, 20(12):4718-4722.

      摘要 (610) HTML (0) PDF 4.94 M (557) 评论 (0) 收藏

      摘要:碳纤维增强复合材料具有独特的材料特性、可设计性,在现代卫星研制过程中的作用日益凸显,但其极易受到外太空碎片的撞击而产生多种类型的损伤,严重威胁在轨卫星的可靠性与稳定性。本文针对一种预制损伤的铝蜂窝夹芯碳纤维复合材料的安全监测需求,利用光纤Bragg光栅构建了分布式全光纤监测系统,监测在冲击过程中损伤区域处感应的光响应信号。通过总体经验模式分解(ensemble empirical mode decomposition,简称EEMD)结合希尔伯特变换(Hilbert transform,简称HT),对冲击时域信号进行了有效提取,获得了冲击瞬时能量密度谱,提取相关能量特征并进行对比,进而生成冲击能量云图。实验结果表明:传感网络中任意一支传感器能够检测出四处损伤位置。该方法可为部分传感器失效情况下的损伤监测提供有益参考。

    • >TJ武器技术
    • 线膛复合身管无座力炮动态应变分析和测试

      2020, 20(12):4723-4730.

      摘要 (797) HTML (0) PDF 10.96 M (1078) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对线膛复合身管无座力炮,利用有限元软件ls-dyna对弹带挤进、内压载荷下的身管变形进行了数值仿真,对比身管的动态测试数据,其误差范围可以满足性能设计要求。同时,发现线膛复合身管无坐力炮在射击过程中,弹带挤进造成的身管变形占主要部分;内压载荷下金属内衬阴线处局部应变大于阳线处,但弹带挤入膛线时与此有所不同,挤入引起的膛线根部阳线应变大于阴线应变。

    • 超高速弹丸电磁发射动力学

      2020, 20(12):4731-4735.

      摘要 (947) HTML (0) PDF 4.02 M (545) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究超高速弹丸(hyper velocity projectile,HVP)在电磁炮中发射时的弹炮刚柔耦合问题,建立身管刚柔耦合模型,以及弹托、电枢与导轨之间的接触-碰撞模型,并在Adams中对刚性、柔性两种身管下的弹丸膛内运动进行仿真,获得超高速弹丸膛内运动基本特性。通过对比仿真结果得到了考虑弹炮刚柔耦合作用时弹丸的横向角速度变化情况,以及弹托、电枢与导轨之间的接触-碰撞力变化情况。结果表明:为获得到相对准确的系统运动规律,在研究电磁炮发射动力学时需充分考虑弹炮刚柔耦合作用对系统动态响应的影响。

    • 基于无迹粒子滤波的车辆质心侧偏角估计方法

      2020, 20(12):4736-4740.

      摘要 (821) HTML (0) PDF 3.33 M (527) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对轮毂电机驱动车辆行驶状态参数获取困难的问题,提出了一种基于无迹粒子滤波的质心侧偏角估计方法。以采集的低成本普通车载传感器信息和驾驶信号作为输入信息,在构建非线性三自由度车辆模型基础上,建立了车辆行驶状态参数估计方程,设计了质心侧偏角无迹粒子滤波估计器。利用Matlab/Simulink和Adams进行了联合仿真实验。结果表明:该估计方法具有可行性,在不同工况下均具有良好的质心侧偏角估计效果。

    • >TM电工技术
    • 应用于直流电网的直流断路器参数选取研究

      2020, 20(12):4741-4747.

      摘要 (597) HTML (0) PDF 3.50 M (491) 评论 (0) 收藏

      摘要:混合式高压直流断路器所能承受的电流水平不仅反映了整个网络向故障点的馈能情况,同时也是其内部各开关器件承受能力的外在体现。直流电网的稳态潮流分布及故障时的电流变化情况则是高压直流断路器载流支路及主断路器支路参数选取的重要依据。本文以直流电网潮流分布为基础,考虑了直流电网可能存在的多种运行方式,分析了高压直流断路器承受的稳态电流水平,进而为其载流支路参数选取提供参考。同时,在基于半桥子模块结构的换流器故障机理分析的基础上,进一步研究了直流电网线路发生故障时的网络电流、换流器出口电流及换流器桥臂电流的变化情况,为高压直流断路器所需开断故障电流水平提供理论依据,并为高压直流断路器的主断路器支路参数及限流电感参数整定及其与换流站闭锁保护相互配合提供一定的参考。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建的四端环网模型上验证了所提方法的正确性。

    • 盐密变化对不同材质绝缘子闪络特性的影响

      2020, 20(12):4748-4753.

      摘要 (583) HTML (0) PDF 3.67 M (447) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究不同材质绝缘子随盐密变化的闪络特性,本文以XP-160、LXZP-210、FXBW-10/70绝缘子为研究对象在人工雾室中开展了污秽试验,分析了这三种材质绝缘子的闪络电压、闪络电压梯度随盐密变化的规律以及不同盐密下串长与闪络电压的关系;以此为基础,得到了不同盐密下绝缘子闪络电压与饱和盐密下绝缘子闪络电压之间的具体关系,并给出了利用不同盐密下监测得到的闪络电压估算饱和盐密情况下绝缘子闪络电压值的表达式。试验结果表明:复合绝缘子受污秽的影响程度小于玻璃、瓷绝缘子,且其闪络电压梯度较高;不同材质的绝缘子串长与闪络电压大致成线性关系;不同盐密下的闪络电压与饱和盐密下的闪络电压呈线性关系,不同材质绝缘子的估算系数a大致相同。

    • 含电转气技术的电气耦合系统优化运行

      2020, 20(12):4754-4759.

      摘要 (574) HTML (0) PDF 3.17 M (603) 评论 (0) 收藏

      摘要:在“低碳经济”背景下,风电、光伏的快速发展促进了电力工业低碳化的发展进程,但弃风、弃光问题愈发严重。电转气(P2G)技术的出现为解决可再生能源消纳问题提供了新思路。考虑减少碳排放和消纳弃风,提出一种含P2G与燃气轮机双向耦合的电-气-电能源循环的电气耦合系统低碳经济优化运行模型。模型以经济成本和碳交易成本之和最小为优化目标,并考虑了弃风惩罚成本以及P2G实现能源转换过程中的经济效益和环境效益,协调经济性与低碳性的同时实现了多目标问题的单目标化。通过对包含电转气和不含电转气两种场景下的系统进行算例分析,验证了本文优化模型的有效性和优越性。

    • 基于信号小波预处理的继电保护仿真实验平台

      2020, 20(12):4760-4768.

      摘要 (653) HTML (0) PDF 4.43 M (493) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统继电保护教学实验仪器功能单一、造价昂贵等常见问题,设计了基于计算机MATLAB软件和数模转换输出硬件系统的继电保护仿真实验平台。依靠MATALB强大的仿真运算和程序处理功能,通过高性能的DA转换模块和功率放大电路,将灵活的电网模型仿真模拟量传送到待测继电保护设备中,并将设备动作信号收集并反馈;为解决仿真算法引入的系统外部误差,设计了基于小波理论的信号重构方法,使信号稳定的进行转换和输出。通过仿真实验对比,在消除解法器引入的误差时,所提方法明显优于常用滤波方法。最后通过实际微机保护测试实验验证了该实验平台的可行性。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 超密集部署下以用户为中心的分簇与资源分配

      2020, 20(12):4769-4774.

      摘要 (577) HTML (0) PDF 3.24 M (460) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决基站超密集部署时移动用户的吞吐量需求问题,建立了以用户为中心的分簇模型,结合对下一个调度时刻用户位置的预测,对基站进行预分簇,在此基础上设计了区分优先级的资源分配算法,并研究了簇大小是否固定对系统性能的影响。仿真结果表明,与原算法相比,提出的算法改善了移动用户的平均吞吐量,降低了速率需求未得到满足的用户比例,保证了用户的服务质量。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于改进LeNet-5的车牌识别算法

      2020, 20(12):4775-4779.

      摘要 (656) HTML (0) PDF 12.21 M (677) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的车牌识别算法有模板匹配、特征统计等方法,但是这些算法依赖于人工提取图像特征,识别率低。利用卷积神经网络LeNet-5结构能够自动提取车牌图像的特征,提高车牌识别准确率。但是目前基于LeNet-5网络结构的车牌字符识别算法存在识别不完整,运算时间长等缺点。因此本文提出了改进的LeNet-5车牌识别算法,该算法将输入车牌字符图像归一化为32*16大小,并通过删除传统LeNet-5网络中的C5层、修改了输出层中神经元个数等操作,将车牌字符按照汉字和数字字母的形式识别输出。通过搜集大量车牌数据进行训练验证,结果表明,与其他作者改进的LeNet-5网络结构相比,本文改进的LeNet-5网络结构的车牌识别算法在识别率和时间效率上均得到提高。

    • 基于遗传算法和克里金的气温站网拓展设计

      2020, 20(12):4780-4786.

      摘要 (556) HTML (0) PDF 4.90 M (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用江苏省2016年58个地面气象站日均温数据,针对其站点布局的不合理以及对未来站网的拓展,提出一种基于地统计克里金法和遗传算法的方法,以研究区域现有地面气温站点,利用克里金方法计算整个区域的克里金方差并对研究区域进行估值作为模拟站点,通过遗传算法从模拟站点中寻找最优的站网组合,解决局部最优站点组合起来不一定是整体最优的问题。最终确定了6个添加站点位置,研究结果为未来气温站网的建设提供了理论参考。

    • 一种点线特征融合的双目同时定位与地图构建方法

      2020, 20(12):4787-4792.

      摘要 (574) HTML (0) PDF 4.36 M (489) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于特征点的视觉同时定位与构图方法依赖于图像质量以及可提取的特征点数量,且稀疏的特征点不能直观表达环境的结构信息。为此,提出了一种将图像的点特征和线段特征融合的双目同时定位与构图方法。算法前端提取图像的点特征和线段特征,进行特征跟踪并完成相机位姿求解,从跟踪线程中分离出特征提取线程,进一步提升了前端线程的帧率。后端采用集束调整对局部地图进行优化,利用基于词袋模型的闭环检测以抑制系统的累积误差。最后结合点线特征共同构建环境地图。在公开数据集上进行了实验,与当前主流算法相比,提出的算法在保证定位精度的同时能够获得更丰富的环境地图,具备较好的鲁棒性与实时性。

    • 基于主成分分析和区域增长的结构光中心线提取

      2020, 20(12):4793-4797.

      摘要 (575) HTML (0) PDF 4.30 M (539) 评论 (0) 收藏

      摘要:结构光中心提取是结构光三维测量中的重要环节,为了能够在光学条件复杂的情况下实现结构光中心线快速精确的提取,本文提出一种基于PCA(principal component analysis)算法与RG(regional growth )算法的提取方法。首先,通过图像掩模法提取结构光的感兴趣区域(region of Interest ,ROI);然后对ROI进行两次高斯卷积得到其梯度分布,根据梯度分布确定一个初始位置;利用主成分分析确定初始位置的法线和切线方向并在该位置沿法线方向进行二阶泰勒展开得到亚像素级中心点,将其作为区域增长的种子点进行迭代运算,最终得到结构光的中心线。本文方法与灰度重心法、Steger法在中心线提取效果和时间上进行了比较,实验结果表明:本文方法在光学条件复杂的情况下,能够在光学条件复杂的情况下,准确的提取结构光的中心线且速度更快。

    • 基于能量均衡和拥塞程度的改进AODV路由协议

      2020, 20(12):4798-4802.

      摘要 (449) HTML (0) PDF 3.16 M (497) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无线自组网数据包在传输过程中的能量损耗和拥塞问题,本文以AODV(Ad Hoc On Demand Distance Vector Routing) 路由协议为基础,提出了一种基于拥塞控制和能量状态的CE-AODV-H(Congestion-Energy AODV Hop)路由协议。首先CE-AODV-H路由协议根据设定的阈值将拥塞状态和能量状态划分为不同的等级,其次将每段路径的拥塞状态和剩余能量以跳数的形式表示出来,即跳数代价,将跳数代价与实际跳数相加得到每段路径的总跳数。最后将每段路径的跳数累加得到最终的跳数,选择跳数最少的路径作为最优路径。使用NS2.35仿真软件进行仿真,仿真结果表明:端到端延时、路由开销和数据包投递率、节点存活率方面都优于AODV和AODV-I路由协议。

    • >TQ化学工业
    • 耐酸型磺化酚酞侧基聚芳醚砜/氨基化石墨烯杂化膜及渗透汽化醋酸脱水性能

      2020, 20(12):4803-4809.

      摘要 (785) HTML (0) PDF 4.22 M (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:将四乙烯五胺修饰的氨基化石墨烯(reduced graphene oxide modified by tetraethylene pentamine, rGO-TEPA)引入磺化酚酞侧基聚芳醚砜(sulfonated polyarylethersulfone with cardo, SPES-C)中制备了不同填充量的SPES-C/rGO-TEPA杂化膜,并用于醋酸的渗透汽化脱水。采用扫描电镜(scanning electron microscope, SEM),热重分析(thermogravimetric analyzer, TGA)和水接触角测试对杂化膜进行了表征,考察了杂化膜的溶胀行为,吸附和扩散选择性及分离性能。结果表明,rGO-TEPA在膜内分散均匀,杂化膜表面无缺陷。杂化膜热稳定性优良。rGO-TEPA的引入提高了膜的亲水性和溶胀度。料液温度为50 ℃时, rGO-TEPA填充量为4 wt%的杂化膜M-4综合分离性能最优,渗透通量和分离因子分别达到0.765 kg?m-2?h-1和96.5。15天的长期测试和拉伸实验结果证明所得杂化膜具有良好的稳定性和耐酸性能。

    • >TU建筑科学
    • 深圳大运体育中心行人风环境的大涡模拟

      2020, 20(12):4810-4817.

      摘要 (607) HTML (0) PDF 27.25 M (725) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以深圳大运体育中心主要建筑为工程对象,采用一种新的湍流脉动流场生成方法discretizing and synthesizing random flow generation(DSRFG)模拟风场的实际湍流边界条件,基于数值模拟计算软件Fluent,对深圳大运会体育场馆为中心10公里范围内的山体和主要建筑物进行全尺寸大涡模拟计算。本文对大运会中心片区风场特性进行分析,并采用超越阈值法对体育场馆周围场地的行人风环境进行预测与评估。结果表明,大运会中心片区大部分风环境较好,少部分需要设置阻风物提高风环境。该研究方法可以较准确的预测出建筑群周围风环境分布,并为类似体育场馆设计的合理性以及行人风环境的研究与优化提供有价值的参考。

    • 基于差示扫描量热法的冻土冻融过程未冻水含量计算模型

      2020, 20(12):4818-4825.

      摘要 (510) HTML (0) PDF 4.48 M (455) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过差式扫描量热法(DSC)试验,研究不同初始含水率下黏土在冻融过程中未冻水含量与温度的关系,将融化和冻结过程中冻土未冻水含量的特征点作为参数,建立黏土未冻水含量与温度关系半经验模型,并分析初始含水率对参数的影响。结果表明:模型计算值与试验值吻合较好;初始含水率对黏土冻结时的过冷温度影响较小;完全融化温度随初始含水率增大略有上升;不同初始含水率的相同土质的未冻水含量在同一温度点的变化较小。

    • 基于分形理论的岩体原生节理分布特征研究—以长河坝水电站为例

      2020, 20(12):4826-4832.

      摘要 (512) HTML (0) PDF 5.63 M (535) 评论 (0) 收藏

      摘要:岩体内部结构面的分布规律具有随机性和复杂性,由于它具有自相似的特征,可以运用分形理论对其进行研究。通过现场节理调查,描绘了待爆破区域原生节理的分布网络,并统计分析了节理迹长和倾角的概率分布模型;运用盒维数计算方法得出了结构面分布的分形维数D,讨论分形维数D与岩体的工程质量以及结构面分布之间的关系,实现了对岩体的工程性质以及不同尺度结构面的定量对比分析。结果表明,节理面的倾角和迹长分别服从正态和对数正态分布;江咀料场节理分布的分形维数D=1.315,响水沟料场节理分布的分形维数D=1.275,河口料场断层系的分维数D=1.164,可见分形维数D越大,结构面越发育,岩体的工程质量就越差;另外随着调查尺度范围的增大,分形维数D反而减小。研究结果可对分形理论在岩土工程质量评价及节理岩体的爆破块度预测等方面提供参考价值。

    • 非饱和土中能量桩换热解析模型及试验研究

      2020, 20(12):4833-4837.

      摘要 (646) HTML (0) PDF 6.67 M (470) 评论 (0) 收藏

      摘要:能量桩作为地源热泵的一种特殊形式,现有的换热理论不适合于非饱和土中的桩。本文以圆柱源换热理论为基础,推导了非饱和土中能量桩换热解析模型,建立了饱和度与能量桩换热比率的函数关系,对饱和度与土体有效导热系数现有计算模型进行了比较分析,并通过室内模型试验,验证了所构建换热模型的适用性。

    • 双壁静压开口管桩贯入及承载特性试验研究

      2020, 20(12):4838-4845.

      摘要 (517) HTML (0) PDF 16.47 M (769) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更进一步研究黏性土地基上静压桩贯入及承载特性,本文通过在桩身安装光纤光栅(FBG)以及在桩顶安装温度自补偿传感器,对双壁开口模型管桩进行沉桩和单桩承载特性进行研究。结果表明:压桩力、桩端阻力、桩侧摩阻力随着灌入深度的增加而增大,且桩端阻力为沉桩过程的主要阻力,沉桩结束时占比为66.7%。相比于外管,内管桩侧摩阻力和桩身轴力均较小。Q-s曲线为陡降型,最大沉降量为47.72 mm,极限荷载为6.3 kN,是沉桩终压力的2.48倍。试桩内管桩身轴力在土塞高度范围内以及外管桩身轴力在桩长范围内随着桩身埋深逐渐减小。内管桩侧摩阻力仅在土塞高度的范围内随着深度逐渐增加;外管桩侧摩阻力在荷载小于7.0 kN时,随着深度呈先增大后减小的趋势,当桩顶荷载达到7.0 kN时,随着深度逐渐增大。在各级荷载作用下桩端阻力占桩顶荷载的比例介于53.6~65.1%,表现出了较好的端承桩性状。研究结果对双壁开口管桩内外管贯入及承载特性的研究具有重要的意义。

    • I型裂纹的高强混凝土梁断裂性能试验研究

      2020, 20(12):4846-4852.

      摘要 (483) HTML (0) PDF 3.45 M (471) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 太原二青会终点塔悬挂钢桁架结构施工工况模拟分析

      2020, 20(12):4853-4859.

      摘要 (573) HTML (0) PDF 5.76 M (499) 评论 (0) 收藏

      摘要:对太原二青会水上运动中心终点塔钢结构的吊装及临时支撑胎架的卸载过程进行了模拟,通过对吊装的施工过程模拟来确定临时支撑卸载的先后顺序以及卸载后的下挠度是否符合规范及设计要求。通过MIDAS的模拟计算结果与现场实测值进行比较,顶部钢桁架施工及临时支撑卸载后的变形均符合设计要求,卸载方案合理可行。为同类施工提供了一种模拟分析比较方法。

    • 典型喀斯特地区土地利用转型的时空特征及其景观格局演变——以仁怀市为例

      2020, 20(12):4860-4870.

      摘要 (642) HTML (0) PDF 9.88 M (586) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究仁怀市土地利用转型及其景观格局演变对地区土地利用管理和生态保护具有重要意义。以2010年、2015年、2018年Landsat TM影像为数据源,并结合实地调研对解译数据进行对比验证,通过对土地利用动态指数,核密度和景观格局指数的计算来揭示仁怀市土地利用动态的幅度、速度以及时空转型特征及其景观格局的演变规律。结果显示:(1)仁怀市土地利用主要以灌木林地、有林地、旱地、水田为主,其次是农村居民用地、草地和城镇用地;在2010-2018年时期,仁怀市土地利用转型幅度最大的是有林地、城镇用地、农村居民用地和旱地,其转型幅度阶段:2015-2018年>2010-2015年;转型速度最大的是城镇用地、道路,转型速度阶段:2010-2015年>2015-2018年。(2)2010-2018年时期,仁怀市土地利用类型转换面积较大的是有林地、草地、城镇用地、农村居民用地、旱地、水田;从空间上,2010-2015年时期,土地利用转换主要集中于仁怀市中部主城区,其土地利用转换向北部迁移。2015-2018年,仁怀市地区土地利用类型转变现象不明显。(3)随着时间发展,仁怀市的景观斑块密度(PD)、形状指数(LSI)、分维度指数(CONTAG)、集聚度指数(AI)都呈现出增加态势,景观斑块类型逐渐增多,斑块破碎化大,空间集聚程度集中,空间异质性强,景观斑块呈现多样化,逐渐趋于均匀分布态势,斑块融合较强。(4)仁怀市土地利用演变模式主要为城区扩张型、道路指向型、区位型和斑块多样型,驱动土地利用转型及其景观格局演变的影响因素是自然因素、人口因素、社会经济因素和政策因素相互作用的结果。

    • >TV水利工程
    • 北洺河大桥桥墩布设对河道防洪安全的影响

      2020, 20(12):4871-4877.

      摘要 (774) HTML (0) PDF 16.15 M (778) 评论 (0) 收藏

      摘要:拟建北洺河大桥所处河段为弯道,且受地形条件限制,桥梁中心线呈大角度扇形布设。曲线桥梁与弯道水流交会,水流条件尤为复杂。为研究北洺河大桥斜穿弯道河流情况下桥墩布设对河道冲刷及防洪安全影响,设计制作了1:60正态物理模型,开展不同洪水重现期下曲线大桥斜穿弯道河流河工模型试验研究。试验结果表明,受桥墩布设交角及弯道水流的共同作用,原设计方案不同重现期洪水工况下均加剧了桥位处河道右岸的冲刷,最大冲刷深度3.54 m,威胁堤防安全;水流顶冲右岸产生壅水,最大壅水高0.48 m;桥墩布置对下游河道的影响范围264 m。适度调整7号桥墩与水流夹角,同时对右岸河床铺设宾格石笼,控制最大冲刷深度减小到1.68 m,有效改善了桥墩与堤防间的水流流态,优化方案保护了行洪安全。

    • >U交通运输
    • 时速80 km/h地铁地下线梯形轨枕轨道现场测试分析

      2020, 20(12):4878-4883.

      摘要 (599) HTML (0) PDF 10.46 M (869) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评价时速80km/h地铁作用下梯形轨枕的工作性能,对北京地铁某线梯形轨枕道床进行现场动位移和加速度测试,从时域、频域和Z振级角度对加速度指标进行分析,从时域角度对动位移数据进行分析,评价梯形轨枕轨道工作性能,结果表明:地铁列车作用下普通道床钢轨、道床和隧道壁振动有效值为14.1、0.48、0.069m/s2,梯形轨枕断面对应测点振动有效值为18.1、0.62、0.016m/s2,隧道壁处振动加速度在1-1000Hz内均有一定减振效果,最大Z振级差值为11.9dB,梯形轨枕道床钢轨垂向、钢轨横向、梯轨垂向、梯轨横向最大动位移分别为:0.34、0.13、1.21、0.081mm 。

    • 考虑路径尺度的城市轨道交通客流分配

      2020, 20(12):4884-4889.

      摘要 (650) HTML (0) PDF 3.96 M (491) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市轨道交通客流分配是进行轨道交通线网规划、评估和运营管理的关键技术之一。本文考虑有效路径之间重叠对路径选择概率的影响,在效用函数中加入路径尺度调整效用值,提出基于路径尺度的Logit客流分配方法。以北京地铁线网为例,构建乘客出行广义费用函数,搜索有效路径,清洗AFC刷卡数据,通过Matlab软件进行客流分配计算。结果显示,与既有模型相比路径尺度Logit模型路径选择概率误差降低了24.32%,提高了客流分配精度。本文提出的路径尺度Logit模型具有很好的适用性和有效性,对于提升城市轨道交通线网科学规划水平、降低运营安全风险具有重要意义。

    • 不同纤维沥青胶浆抗剪切性能试验研究

      2020, 20(12):4890-4895.

      摘要 (491) HTML (0) PDF 16.00 M (688) 评论 (0) 收藏

      摘要:在沥青路面工程中,纤维较多应用于提高沥青混合料的高温抗车辙性能,如城市道路交叉口或公路的长大纵坡路段.纤维沥青胶浆的抗剪切性能直接影响沥青混合料的高温抗车辙性能。本文采用沥青胶浆的直剪试验,探究不同纤维沥青胶浆的抗剪切力学性能,并对比不同纤维及纤维的掺加方式对沥青胶浆高温性能的改进效果。试验结果显示:沥青胶浆中加入纤维,其抗剪强度显著提高。玄武岩纤维+聚酯纤维胶浆的抗剪强度最高。纤维沥青胶浆抗剪强度的提升原因是粘聚力C和内摩阻角Ф的增大,但主要是粘聚力C值的增大,其对抗剪强度的贡献率约为78%.掺入纤维的沥青混合料动稳定度明显提高,聚酯纤维+玄武岩纤维混掺地效果最好,这与沥青胶浆剪切试验结果是一致的。

    • 基于胎/路啮合作用的纹理化路面行车稳定性分析

      2020, 20(12):4896-4901.

      摘要 (472) HTML (0) PDF 8.90 M (496) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了给隧道水泥混凝土路面纹理设计提供指导,对路面进行纹理化参数设计试验,并以此来保证行车的稳定性,减少隧道行车的横向摆振效应。由于目前水泥混凝土路面纹理参数设计理论缺乏相应的依据,在分析轮胎与粗糙路面接触作用的基础上,基于压力胶片测试技术考虑胎/路啮合特性对车辆轮胎的转向阻力矩计算方法进行了优化。通过依托项目的隧道纹理化路面和室内试验,对四种不同路面的轮胎接触特性进行分析,提出一种基于实际测量的胎/路接触应力分布的原地转向阻力矩评价方法。结果表明:根据实测的轮胎接触应力计算得出汽车轮胎转向阻力矩,可有效地表征轮胎的转向阻力矩状态;纹理化水泥混凝土路面汽车转向阻力矩比沥青路面上高约10~20%,加之纹理化构造与轮胎纵向沟槽的啮合作用产生较大的侧向力矩,导致纹理化路面的行车稳定性较差;通过设置一定的刀组间距进而干涉轮胎与道路的接触界面,最终达到降低轮胎转向阻力矩的目的。

    • 水泥稳定碎石基层混合料的膨胀性分析

      2020, 20(12):4902-4908.

      摘要 (589) HTML (0) PDF 12.47 M (727) 评论 (0) 收藏

      摘要:内蒙古阿拉善盟沙漠戈壁地区,年温差、日温差很大,不同等级的道路均出现了因水稳碎石基层膨胀引起的沥青路面横向隆起现象,严重影响道路的使用性能与行车安全。为分析影响水稳碎石基层膨胀的因素,基于该地区的气候和水文地质条件,设计了一系列的水稳碎石混合料涨缩试验。研究发现:影响膨胀性的主要因素为级配类型、水泥剂量和养生龄期,而硫酸盐含量对膨胀性基本没有影响;水稳碎石混合料是温度敏感性材料,当温度由10℃开始,升至40~50℃范围内时,混合料的膨胀系数达到最大;当温度由上升变为下降时,产生的收缩总变形比膨胀总变形要大,因此在沙漠戈壁地区的水稳碎石基层沥青路面,不仅在升温过程中易产生路面隆起,在冬季也容易产生低温开裂。

    • 异形人行景观斜拉桥力学分析

      2020, 20(12):4909-4915.

      摘要 (503) HTML (0) PDF 4.74 M (490) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前,景观斜拉桥结构体系越来越复杂,为了探究该独塔斜拉桥在施工阶段以及成桥阶段的力学行为,研究采用有限元分析软件进行数值建模分析。研究主要针对结构的动静力学分析,静力分析方面,从结构的位移、内力以及应力等方面对桥塔和主梁在各个施工阶段以及成桥阶段进行受力分析,特别选取了结构的8个代表性点位进行局部力学行为观察,动力分析方面分别从结构的稳定性以及自振频率进行分析。力学分析结果表明,结构的受力均符合相关规范要求。通过对该斜拉桥其相关力学行为分析,可以为未来类似结构的设计、施工等提供宝贵的参考。

    • 高填方涵洞地基承载力与稳定性及确定方法

      2020, 20(12):4916-4925.

      摘要 (549) HTML (0) PDF 8.61 M (624) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明高填方涵洞地基承载力与稳定性,提出填土-涵洞-地基共同作用下的地基承载力确定方法,通过现场试验分析涵洞基底土压力随填土高度的变化规律,揭示传统涵洞地基承载力确定方法的不足,利用有限元软件研究了不同地基土质下高填方涵洞受力特点和地基应力与变形特性,确定了高填方涵洞地基的破坏模式,建立了地基工后沉降20cm为控制指标的地基承载力确定方法,将不同填高、地基土质下的基底压力与规范公式计算值及沉降控制值进行对比,验证了此方法的可靠性。研究结果表明:传统涵洞地基承载力确定方法低估了高填方涵洞的地基承载力;涵洞和一般路堤的不均匀沉降导致涵顶应力集中,造成跳车现象;涵洞基底压力大于一般路堤,地基土强度越高,涵洞基底压力与一般路堤压力的比值越大;在一般土质与较好土质下,涵洞地基的稳定性要高于一般路堤断面的稳定性,地基土的破坏形式为典型的局部剪切破坏形式;按地基工后沉降20cm控制地基承载力符合实际情况,规范公式偏于保守。

    • 强度折减法在超大直径顶管群抗浮稳定分析中的应用

      2020, 20(12):4926-4930.

      摘要 (497) HTML (0) PDF 4.49 M (469) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评价和指导超大直径顶管群的设计,将强度折减法应用于水下顶管群的抗浮稳定分析。利用单管和六管并行两种方案,研究了适合水下顶管抗浮稳定分析的失稳判据。并通过调整群管间距,研究了管间距对群管抗浮稳定安全系数的影响。研究结果表明,将强度折减法用于顶管群的抗浮稳定分析是可行的。综合运用地表位移突变性及塑性区贯通性作为失稳判据较为合理,而数值计算收敛性因受多种因素影响不适合作为失稳判据。群管间净距小于顶管外径时,会导致群管抗浮安全系数偏小,相邻顶管间的土体易出现塑性区贯通。

    • 地铁隧道施工中钻爆强度对公路路基沉降的影响

      2020, 20(12):4931-4938.

      摘要 (484) HTML (0) PDF 3.97 M (462) 评论 (0) 收藏

      摘要:以青岛地铁君峰路-西流庄区间隧道为依托工程,运用有限差分软件FLAC3D建立隧道开挖模型,研究地铁隧道开挖时爆破强度过程中路基的位移变化,并分析其沉降槽参数的变化规律。以弥补钻爆法地铁隧道施工对路基的影响目前研究较少的不足。研究结果表明:(1)随着振速峰值在1.0cm/s ~2.2cm/s范围增加,路基沉降不断增长。(2)振速峰值达到2.0cm/s后,初始开挖面处的路基竖向位移出现上浮。随着振速峰值的增大,路基竖向位移斜率不断增大,且斜率的增长速度加快。(3)钻爆法地铁隧道开挖过程中,路基沉降曲线符合Peck公式。通过研究得到振速峰值在1.0-2.2cm/s范围内时,路基沉降值最大值Smax计算公式。随着振速的变化,沉降槽宽度i的变化规律并不明显。

    • 盾构并行穿越施工对既有隧道影响分析与关键技术

      2020, 20(12):4939-4947.

      摘要 (553) HTML (0) PDF 7.22 M (541) 评论 (0) 收藏

      摘要:文章以昆明轨道交通4号线左右线并行下穿既有昆明轨道交通2号线工程为背景,结合数值模拟以及现场监测等方法,研究了近接施工对既有隧道以及周围地层的影响规律,提出了盾构近接相关的施工控制技术。首先建立了新建盾构隧道下穿既有盾构区间的三维有限差分计算模型,通过计算分析最终选择先下方区间,再上方区间的施工顺序,对既有结构及地层的扰动最小;其次在现场建立试验段积累在类似下穿段地层中的盾构掘进经验,确定盾构下穿2号线的施工参数,并验证了“克泥效”工艺的效果;最后通过将现场监测数据并与数值模拟结果进行对比和分析,验证了数值模拟的准确性和合理性,建议工程中加强信息化施工和相关施工优化措施,以保证 2 号线地铁盾构隧道及地铁车站的结构安全和正常运营。

    • 模拟样机技术在轿车转向轮结构参数优化的应用

      2020, 20(12):4948-4953.

      摘要 (458) HTML (0) PDF 5.82 M (426) 评论 (0) 收藏

      摘要:轿车行驶中转向轮定位参数呈非线性变化,若其变幅过大将影响操纵稳定和轮胎磨损。以定型轿车为目标研究定位参数变化规律,可实现定位结构参数优化。剖析目标车型结构及动态特性,在Hypermesh限元网格划分前处理软件中建立有限元横摆臂并进行处理,导入ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)机械系统动力学自动分析软件中的Car模块建立符合动态实体的前悬架三维刚柔耦合模型。设置边界条件导入ADAMS/car进行模拟试验,确定优化目标。根据前悬架侧滑理论,进行了双滑板侧滑试验,得到车辆侧滑量与前束值的函数关系,并利用多项式回归方法对其验证。得到最佳匹配的前束角与外倾角,调整初始定位参数并进行试验,试验结果表明:前束角变化量下降19.09%,外倾角变化量下降39.94%。

    • 基于混合灵敏度的某自卸车车厢结构优化设计

      2020, 20(12):4954-4961.

      摘要 (531) HTML (0) PDF 4.47 M (653) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于HyperMesh对某款自卸车车厢结构进行有限元建模,选取了水平弯曲工况和扭转工况进行有限元分析,得到了不同工况下的最大应力和变形,验证了模型的有效性;并对进行了自由模态分析,选取前10阶的固有频率和振型。在分析结果的基础上,以弯、扭刚度及一阶弯、扭模态频率为约束;以车厢结构总质量最小为优化目标,对34组设计变量进行直接灵敏度分析和混合灵敏度分析,得到了4组对结构性能敏感变量及16组不敏感变量,并对4组变量进行厚度增加及16组变量进行减薄处理。最后对选取的20组变量进行模型重构,对优化前后的结构性能进行对比,结果表明在不影响其他性能的前提下,减重9.8 %,取得了较好的优化效果。

    • 汽车智能启停系统及制动能量回收策略性能分析

      2020, 20(12):4962-4967.

      摘要 (538) HTML (0) PDF 4.74 M (504) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对减少汽车行驶过程中能量消耗、减轻尾气排放对环境污染,同时对怠速及制动消耗能量再回收利用,对汽车智能启停技术及制动能量回收技术进行研究。首先介绍汽车启停系统研究背景、工作原理,及制动能量回收策略;其次运用ADVISOR软件对汽车进行建模,并结合城市道路工况进行仿真分析;最后搭建试验台架,实验分析启停系统的燃油经济性及制动能量回收性能。结果表明:该启停系统百公里油耗降低,燃油经济性更好;能量回收策略通过回收制动能量更有效快速重启发动机,提高整车性能。

    • 功率分流式混合动力系统电机建模与控制

      2020, 20(12):4968-4976.

      摘要 (501) HTML (0) PDF 4.73 M (475) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对功率分流式混联混合动力公交车,研究电子无级变速器(Electric Variable Transmission, EVT)电机动态模型的建立以及协调控制问题。首先,基于永磁同步电机工作原理,建立电机控制系统细节模型;其次,基于功率分流式混合动力系统工作特性,提出“电机MG1前馈+反馈”+“电机MG2转矩补偿”双电机动态协调控制算法;最后,利用MATLAB/Simulink/Simscape仿真软件建立电机、逆变器、行星机构以及整车系统模型,通过仿真测试验证电机动态响应特性以及电机在EVT系统中的动态响应特性。仿真结果表明,电机及其控制系统动态响应特性较好,能够较好满足EVT系统工作需求。

    • 竖井工法开挖深基坑对下卧既有隧道上浮的控制

      2020, 20(12):4977-4984.

      摘要 (499) HTML (0) PDF 8.13 M (630) 评论 (0) 收藏

      摘要:基坑开挖会导致下卧隧道产生明显上浮,采用竖井工法开挖基坑可有效的控制下卧隧道的上浮。本文以深圳地铁11号线区间某深基坑为例,采用考虑小应变刚度特性的硬化土模型,建立隧道与基坑共同作用的三维有限元模型,对比不同控制措施对隧道的保护效果,并研究竖井开挖基坑过程中下卧隧道的上浮规律。结果表明:竖井工法开挖基坑可以较好的控制隧道上浮,开挖过程中隧道的上浮值与卸载率呈现线性关系;坑底加固对抑制基坑底部土体上浮有较明显的效果;在开挖深度较低情况下,隧道上浮与开挖深度呈线性关系,随着开挖深度增加开始向非线性关系转化;若竖井工法开挖不能满足控制要求,可考虑增加坑底加固方式控制下卧隧道上浮。

    • >V航空、航天
    • 接触热阻对超声速飞行器结构响应分析的影响

      2020, 20(12):4985-4991.

      摘要 (529) HTML (0) PDF 7.08 M (528) 评论 (0) 收藏

      摘要:在超声速飞行中,界面间接触热阻对结构传热有重要的影响。在超声速飞行器设计与安全评估中,需要准确判断接触热阻对结构响应的影响。为此,本文形成了考虑接触问题的热力直接耦合有限元计算方法,建立了超声速飞行器前缘结构局部模型,通过CMY模型获得了界面间接触热阻,计算了超声速飞行中考虑与不考虑接触热阻时飞行器前缘的结构响应。计算结果表明,在仿真中考虑接触热阻大幅改变了结构的温度与应力响应,并增强了温度场与应力场间的双向耦合关系。同时,载荷大小决定了接触热阻对结构应力场的影响程度。

    • 波瓣混合器内扩张角对一体化加力燃烧室性能的影响

      2020, 20(12):4992-4999.

      摘要 (566) HTML (0) PDF 6.17 M (541) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过开源场运算和操作软件(OpenFOAM)中二次开发的数值计算程序对某型一体化加力燃烧室进行了数值仿真研究,并基于仿真结果定量分析了波瓣混合器内扩张角对加力燃烧室气动热力性能的影响。结果表明:随着内扩张角的增大,强化了加力燃烧室中流体的混合效果,但同时也导致了较大的总压能损失。在加力燃烧室出口处,相对于基准环形混合器模型,内扩张角25°模型对应的热混合效率提升了16.2%、总压恢复系数相对下降了0.88%。当内扩张角逐渐增加时,缩小了不考虑与考虑辐射换热时热混合效率的差值,即减弱了辐射换热强化热掺混的效果。

    • 航空器飞行轨迹表示方法及其应用

      2020, 20(12):5000-5004.

      摘要 (504) HTML (0) PDF 4.12 M (502) 评论 (0) 收藏

      摘要:航空器飞行轨迹数据的质量和规模是提高民航运行规律分析效率的基础。为了在尽可能保留原始轨迹运动特征的情况下实现对轨迹的规则化表示,减少对内存空间的占用,提出了包括等间隔采样、固定点数采样、自适应采样的重采样方法和基于傅里叶描绘子的轨迹重构方法。通过对比重构轨迹与原始轨迹在运动特征等细节的差异,分析每种方法的优缺点。针对飞行轨迹簇的聚类问题,基于固定点数采样结果,利用层次聚类法实现对重构轨迹的聚类分析。实验结果表明,本文提出方法能够利用小规模数据有效表示航空器的飞行轨迹,并成功应用于轨迹聚类等问题。

    • >X环境科学、安全科学
    • 京杭运河镇江-无锡段沉积物不同粒径颗粒物Cd的分布、吸附及影响因素

      2020, 20(12):5005-5011.

      摘要 (587) HTML (0) PDF 3.54 M (959) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市运河受水动力扰动强烈,沉积物再悬浮频繁并易于导致颗粒物发生粒径分选,从而影响各类污染物质的迁移转化过程。研究在京杭运河的镇江-无锡段设置3个采样点J1、J2和J3,对表层沉积物镉(Cd)的含量进行分析。以J2采样点为代表,采用湿沉降法对沉积物进行粒级分选,分离出50-150 μm、30?50 μm、10?30 μm、5-10 μm和<5 μm等5组不同粒径颗粒物,以此为基础对各粒径组颗粒物Cd的含量及相关理化指标有机质(OM)、铁(Fe)、铝(Al)进行了测定,并对它们的Cd的吸附动力学、等温吸附特征进行了研究,分析了理化性质对吸附特征参数的影响。结果表明:镇江-无锡段沉积物Cd的含量范围为0.61-0.95 mg/kg,为太湖背景值的2-3倍;J2采样点沉积物Cd含量随颗粒物粒径的减少有增加的趋势,其中<5 μm粒径颗粒物Cd的含量为1.67 mg/kg;Cd的吸附容量和吸附能力随着颗粒物粒径的减小而增加,OM、铁氧化物和铝氧化物在不同粒径颗粒物上的分异可能是导致它们Cd吸附性能差异的重要原因所在。

    • 液体回灌对生活垃圾好氧反应温度变化影响的模拟预测

      2020, 20(12):5012-5017.

      摘要 (611) HTML (0) PDF 3.33 M (510) 评论 (0) 收藏

      摘要:好氧反应过程中的温度变化模拟预测,对于垃圾填埋场好氧通风系统的安全运行具有重要意义。在热释放守恒定律的基础上,建立了考虑液体回灌条件下生活垃圾好氧反应过程中的热平衡方程。将氧气消耗速率引入热释放速率模型中,并提出两阶段氧气消耗速率模型来描述好氧反应过程中的热释放效应。开展了通风强度、回灌条件和等效热传导系数对好氧反应过程中垃圾堆体温度变化影响的模拟,结果表明:气体交换导致垃圾堆体的峰值温度至少下降3.6%,液体回灌使垃圾温度降低超过24.1%;液体回灌量从500ml/周增加到1500ml/周,垃圾峰值温度下降29.1%;回灌液体温度每相差10 ,对垃圾温度的影响最多可达4.0 ;随着等效热传导系数从0.3升到1.0,垃圾峰值温度逐渐降低,达到峰值强度的时间提前25.9%,后期温度下降幅度变小。以上成果为好氧通风系统运行过程中温度预测及安全调控提供了理论依据。

    • 温升速率影响空运锂离子电池热失控多米诺效应实验研究

      2020, 20(12):5018-5024.

      摘要 (518) HTML (0) PDF 15.46 M (1184) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究不同温升速率对空运锂电池热失控多米诺效应的影响,通过自主设计搭建的锂电池热失控实验平台,开展锂电池模组间热传播规律研究。结果表明,随着加热装置温升速率从10 °C/min提高至60 °C/min,锂电池模组的热失控开始时间从1 632 s提前至386 s。以模组中第三节电池热失控作为多米诺效应形成判断依据,基于二分法确定其临界温升速率为29 °C/min。该研究可用于指导航空运输的锂电池热灾害安全防控。

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