• 2021年第21卷第2期文章目次
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    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 煤矿机械装备维修再制造无损检测技术现状及发展趋势

      2021, 21(2):423-433.

      摘要 (879) HTML (0) PDF 6.50 M (636) 评论 (0) 收藏

      摘要:煤矿机械装备维修再制造无损检测技术对于煤矿机械高效安全运行和煤矿安全快速发展具有重要意义。详细阐述了煤矿机械装备维修再制造无损检测技术,并对其预测过程进行了较为详细的论述与分析。指出煤矿机械装备维修再制造无损检测技术存在的问题,针对目前存在的问题,提出了未来无损检测应为智能化、数字化、自动化,由单一模式向复合模式新技术发展,检测设备向低能耗、高信噪比发展,未来应与断裂力学、材料力学有机结合检测的同时对寿命进行预测;其未来检测应基于煤矿环境,建立基于煤矿环境的无损检测评价体系以及技术网络,提高检测效率和准确度。

    • >V航空、航天
    • 固体火箭发动机装药结构完整性研究进展

      2021, 21(2):434-441.

      摘要 (753) HTML (0) PDF 1.23 M (489) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对固体火箭发动机装药结构完整性问题,总结与分析了国内外复合固体推进剂本构模型、结构完整性解析模型、结构完整性数值仿真。研究表明,复合固体推进剂具有力学性能复杂特点,并总结了影响复合固体推进剂本构模型的主要因素,为建立合适本构模型提供方向。其次,复合固体推进剂不可压缩、大变形、粘弹性性能,对装药结构完整性计算精度具有重要影响,总结了提高求解精度的处理方法,为结构完整性分析提供基础。最后,总结了结构完整性分析的解析模型,为验证数值仿真提供了解析解。通过本文的总结与分析,为装药结构完整性分析提供方向,为进一步优化装药设计提供理论基础。

    • >O4-5物理学
    • 介电常数对比度对光子晶体平带的影响

      2021, 21(2):442-446.

      摘要 (557) HTML (0) PDF 2.79 M (623) 评论 (0) 收藏

      摘要:光子晶体是由不同介电常数材料构成的具有周期性空间排布的人工微结构。周期性调制的介电常数使得光子晶体呈现出各种各样的能带结构,其中平带因其无色散的特性引起了人们极大的关注。为了研究影响光子晶体平带的影响因素,以二维正方格子介质柱光子晶体为例,通过有限元方法,从数值上系统研究了构成光子晶体单元的两者材料的不同介电常数比值对光子晶体能带平整性的影响。研究结果表明,通过降低介质柱周围的介电常数也可以获得较好的平带,从而为获得和进一步研究光子晶体近平带提供新的方法。

    • >P天文学、地球科学
    • 孔内多点源直流电阻率三维正演研究

      2021, 21(2):447-452.

      摘要 (600) HTML (0) PDF 3.67 M (440) 评论 (0) 收藏

      摘要:为验证孔内多点源地面三维观测方法的有效性,通过孔内多点源地表电位场理论公式推导、有限差分数值计算研究了多种地电模型的地表响应。结果表明:钻孔内多点源直流电阻率三维观测思路可行,能够很好的识别地下异常体的平面位置及电阻率高低。可见在工程勘察中,可以在钻孔内布置多个点电源地表三维观测,判定钻孔附近地下岩土层结构及含水区分布情况,为钻孔周围的勘察空白区提供补充,丰富工程勘察资料。

    • 基于绕射波的碳酸盐岩储层缝洞识别方法及应用

      2021, 21(2):453-457.

      摘要 (636) HTML (0) PDF 3.67 M (474) 评论 (0) 收藏

      摘要:在塔里木盆地北部奥陶系碳酸盐岩储层中,沿断裂发育的溶洞和裂缝是重要的油气储集空间。因此对于缝洞型油藏的地震识别,关键在于断裂、裂缝和溶洞的刻画。溶洞和裂缝等储集空间存在形态多样性、多尺度性和非规则性,导致其地震响应通常表现为复杂的绕射波特征。基于绕射波的识别方法可从地震数据中去除反射波,只利用地震波场中的绕射信息进行分析。为此,本文首先基于平面波破坏滤波和均值滤波技术,从常规反射波数据中分离出绕射波数据;然后对比了不同分离程度的绕射波数据对溶洞的刻画能力;最后基于绕射波实际资料,对比分析了相干属性和最大似然属性对断裂和裂缝的识别能力。实际资料的应用表明,绕射波信息能够有效地识别溶洞、小尺度断裂和裂缝等地质体,对碳酸盐岩缝洞型油气藏研究具有重要意义。

    • 冀东都山地区富锶矿泉水锶的运移与赋存特征分析

      2021, 21(2):458-464.

      摘要 (441) HTML (0) PDF 6.60 M (448) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究冀东都山地区锶的运移和矿泉水体的赋存特征,通过收集资料和水文地质调查,采用岩矿鉴定试验和PHREEQC模型确定矿物成分,分析锶的运移路径,认为都山岩区深部构造裂隙水中锶的含量主要受垂向地下水补给影响,水平向地下水径流对锶含量的影响较小。基于此,分析含锶矿泉水的分布特征,并结合可控源音频大地电磁测深法和氡气测量法,探讨了矿泉水体的赋存特征,即:(1)研究区岩体锶的含量高是物质基础,锶通过化学变化,可以随钙等离子一起迁移、分异和富集;(2)都山断裂构造较发育,为矿泉水体提供了赋存空间和径流通道;(3)在高温、高压等特定环境下,地下水的长期径流及与岩石的溶滤、混合、水解和变质等作用下,锶随水体沿裂隙带不断向地下深部运移、富集形成锶型矿泉水体。最后,成井后水质和水量满足锶型矿泉水开采条件。通过分析该地区锶的运移和矿泉水体的赋存特征,为矿泉水规模化开发利用提供科学依据。

    • 贵州软硬互层地质条件下典型崩塌稳定性分析

      2021, 21(2):465-472.

      摘要 (408) HTML (0) PDF 7.08 M (434) 评论 (0) 收藏

      摘要:以贵州省赤水市立树天崩塌为例,基于野外地质灾害详细调查,总结崩塌的形成因素及失稳模式,通过FLAC3D软件建立软硬岩互层条件下的三维地质数值模型,以此分析崩塌的稳定性,结果表明:立树天崩塌的形成与斜坡岩性组合、危岩体结构面及气象条件有关,其失稳模式包括差异风化阶段、岩体破坏阶段与岩体失稳崩落阶段;泥岩空腔附近出现拉应力与压应力集中区,使陡崖岩体处于不稳定状态;综合分析得出崩塌更容易发生在上部陡崖,而下部陡崖主要发生局部剪切破坏,这可为该地区类似崩塌的防护治理提供经验。

    • >R医药、卫生
    • 听觉诱发电位信号分析中小波基函数的确定

      2021, 21(2):473-479.

      摘要 (618) HTML (0) PDF 3.34 M (489) 评论 (0) 收藏

      摘要:声舒适作为评价建筑室内环境的重要部分,影响着人的工作效率、情绪变化等多方面因素。随着人们生活质量的提高,人们对声环境的要求也发展成为以人为本的舒适性需求。听觉诱发电位是声环境舒适度评价的客观生理指标,因此,可以用听觉诱发电位信号的时频能量特征来评价声环境的舒适性。小波包分析可以探究听觉诱发电位信号时频能量分布规律。分析时运用的小波基不同,产生的结果也不同。为了更好地研究听觉诱发电位信号的时频能量分布,比较了五种小波基函数的时域特点和幅频特性。对16名正常成年人进行了脑干听觉诱发电位实验,将所测16组听觉诱发电位的平均值进行小波包时频能量分析。结果表明,dmey小波分析结果在时频分布上可与实际信号的能量信息相匹配,可以减少各个频带信号分解后的失真问题。选择dmey小波对听觉诱发电位信号进行处理,能够更准确地分析听觉诱发电位信号的时频能量分布,为声环境的舒适性研究提供理论依据。

    • >TB一般工业技术
    • 应力波在吊索-梁结头处的传播规律

      2021, 21(2):480-485.

      摘要 (451) HTML (0) PDF 1.75 M (395) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析吊索与拱肋连接处的受力特点,通过引入应力波理论的方法研究了吊索-梁结头处应力波传播规律。利用刚性结头处的位移协调性和内力连续性建立控制方程,假设入射波、反射波和透射波的质点位移函数,从而求出反射系数及透射系数的影响矩阵;最后,对拱肋截面特性进行了参数分析,并与有限元计算结果进行对比,结果表明:在梁截面无限大和无限小的两种特殊情况下,理论计算均可以回归到经典理论,而且随着梁截面尺寸的不断增大,索上端的轴力也是不断增大,可见拱肋的截面特性和材料特性对吊索上端受力的影响非常明显。

    • Ti3C2Tx薄膜制备与电磁屏蔽性能研究

      2021, 21(2):486-490.

      摘要 (390) HTML (0) PDF 2.61 M (563) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了减少电磁屏蔽对设备的影响,本文通过真空抽滤方法制备了一种超薄Ti3C2Tx薄膜,在2~18 GHz范围内研究了其电磁屏蔽性能。用扫描电子显微镜(SEM)表征了Ti3C2Tx薄膜断面的微观形貌,X射线衍射仪(XRD)测试了Ti3C2Tx薄膜成分。结果表明:制备的Ti3C2Tx薄膜,具有超薄性、高导电性和高电磁屏蔽性等特点,层层堆积的Ti3C2Tx纳米片提升了电子传输。通过测试可知:14 μm厚的Ti3C2Tx薄膜表面电阻仅为509.9 m?/sq,电磁屏蔽性能可以达到52.23 dB。分析得知,Ti3C2Tx薄膜电磁屏蔽屏蔽机制是反射主导的,可见Ti3C2Tx薄膜具有优异的电磁屏蔽性能。

    • 基于假雷目标拖曳系统的水声对抗试验方案设计

      2021, 21(2):491-494.

      摘要 (439) HTML (0) PDF 2.39 M (419) 评论 (0) 收藏

      摘要:假雷目标拖曳系统对于水声对抗器材的研制、湖上试验及指标考核具有十分重要的意义。文章介绍了假雷目标拖曳系统的组成及工作流程,提出通过电动绞车拖曳假雷目标实现高速近距离穿越对抗器材样机的试验方案,同时完成对假雷目标的水下探测与跟踪,从而达到对水声对抗器材样机测试与考核的目的。此外文章在阐述假雷目标拖曳系统的基础上,给出了具体的试验总体布置方案与试验测试方案。经实航试验验证,文章所述的总体布置方案、测试方案及实航验证结果具有较高的实用性及参考性。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 煤岩裂缝渗流能力实验评价及近井地层等效渗透率分析

      2021, 21(2):495-503.

      摘要 (612) HTML (0) PDF 5.12 M (445) 评论 (0) 收藏

      摘要:煤岩裂缝的渗流能力是影响煤层气产能的重要因素。本文采用API导流仪及岩心驱替装置,模拟煤层气排采过程中煤层有效应力的连续变化,评价了裂缝闭合压力逐渐升高、地层压力连续下降以及频繁开关井(间歇性排采)等工况条件下煤岩压裂裂缝的动态导流能力和含天然裂缝煤心的渗透率变化。实验结果表明,提高裂缝闭合压力、降低孔隙流体压力以及频繁开关井等都会降低煤岩裂缝的渗流能力,尤其对压裂裂缝的导流能力影响更为显著。基于此,利用实验数据分别回归了煤岩压裂裂缝导流能力和含天然裂缝煤岩渗透率与有效应力的经验关系式,建立了近井煤层等效渗透率计算模型。利用该模型可以根据现场测算的等效渗透率,初步判断煤层压裂裂缝的有效导流能力或缝长,可以为煤层气压裂效果评价、分析排采过程中煤岩裂缝参数的动态变化提供一种新方法。

    • >TE石油、天然气工业
    • 济阳坳陷页岩油富集要素及地质甜点类型划分

      2021, 21(2):504-511.

      摘要 (605) HTML (0) PDF 4.55 M (408) 评论 (0) 收藏

      摘要:以济阳坳陷页岩系统取芯井获取的大量地层、地化测试资料为重要研究基础,结合页岩油产能,落实了控制页岩油高产富集的主要因素,划分了页岩油地质甜点类型。结果表明:①富含碳酸盐矿物的富有机质纹层状页岩是济阳坳陷页岩油储集的最有利岩相;岩相(组合)、埋深和成岩演化,地层压力以及烃类流体性质(原油密度和黏度)是控制页岩油富集高产的关键因素;②页岩油高产富集要素之间关系密切,中高演化程度、高孔隙度发育带与游离油窗吻合(3200~3800m);③页岩油地质甜点划分充分考虑了页岩油富集、可动及高产要素,在原本页岩油类型划分的基础上,使页岩油类型更加具体,采取生油-储油-产油等因素先后排列的顺序进行命名,突出了夹层在济阳坳陷页岩油勘探开发中的重要作用。

    • 渝东南下志留统龙马溪组不同岩相页岩的孔隙结构与分形特征

      2021, 21(2):512-521.

      摘要 (646) HTML (0) PDF 6.48 M (465) 评论 (0) 收藏

      摘要:下志留统龙马溪组是我国重要的页岩气勘探开发层位。其中页岩气主要产自下部含黏土硅质海相页岩。本文通过矿物组分将页岩样品划分为含硅黏土质页岩和含黏土硅质页岩,结合有机碳含量(TOC)测试,镜质体反射率(Ro)测试,X射线衍射分析(XRD),低压氮气吸附及高压压汞(MIP)实验,分析了YC-6井龙马溪组两种不同岩相页岩的孔隙结构特征。并基于Frenkel-Halsey-Hill(FHH)模型计算了不同岩相页岩的孔隙分形维数。结果表明:YC-6井龙马溪组整体含气量低。下部含黏土硅质页岩平均TOC为4.31%,高于上部含硅黏土质页岩(1.13%),同时总孔体积和比表面积也高于后者。不同岩相页岩的分形维数D2均大于D1,表明孔隙结构复杂程度大于孔隙表面。分形维数与总孔体积和比表面积均呈正相关关系,表明具有大比表面积,大孔容的孔隙结构更复杂。TOC和矿物组分含量是页岩孔隙分形维数的重要影响因素。TOC与分形维数呈正相关关系,有机质含量越高,在热演化过程中将生成更多微小的孔隙,从而使孔隙结构更加复杂;黏土矿物含量越多,分形维数越低,黏土矿物在成岩过程中受到压实作用,使得黏土矿物颗粒排列更为紧密,孔隙更加规则,均质性更强,分形维数更低;海相页岩中的石英多为生物成因,其自身的不规则性将使孔隙结构复杂,分形维数变大。

    • 概率法在煤层气储量估算中的应用

      2021, 21(2):522-528.

      摘要 (502) HTML (0) PDF 2.71 M (424) 评论 (0) 收藏

      摘要: 煤层气田在勘探评价初期,储量估算参数往往存在一定的分布区间,采用容积法估算储量难以给出确定结果。针对此类问题,以M煤层气藏为例,利用概率法估算储量,围绕储量估算参数(储层面积、厚度、含气量),结合地质分析和储量参数样本分别建立了理论分布模型(三角分布、正态分布、对数正态分布、威布尔分布、伽马分布)和任意分布模型;利用K-S检验和卡方检验对相关理论分布模型进行拟合度优选;确立储层面积采用三角分布和正态分布模型,储层厚度采用威布尔分布和任意分布模型,储层含气量采用伽马分布和任意分布模型,并形成4组不同模型组合方案,再利用蒙特卡罗方法对储量进行估算。结果表明,任意分布模型服从原始样本分布,置信区间较窄,理论分布模型则体现过滤作用,两者对储量估算结果有一定影响;储层含气量对储量估算结果影响较大;概率法可以排除人为因素,估算出不同概率级别下的储量,从而起到降低决策风险的作用。

    • 考虑缝间流量不对称的裂缝井干扰试井分析方法

      2021, 21(2):529-537.

      摘要 (547) HTML (0) PDF 4.11 M (486) 评论 (0) 收藏

      摘要:考虑不同井压裂缝间的相互干扰作用,采用有限差分方法耦合地层与裂缝渗流方程,建立了压裂井邻井干扰试井模型,绘制了试井典型图版。分析了裂缝表面线流量分布,由于存在缝间干扰,压裂井裂缝表面线流量呈非对称分布。同时,由于干扰井裂缝的高导压能力,本模型中干扰信号将更快传导至观察井井底,压力导数曲线提前出现干扰过渡阶段。研究了观察井与干扰井布井方位的影响,当观察井与干扰井裂缝位于同一直线时,裂缝高导压作用最显著,其中裂缝半长的影响效果远大于裂缝导流能力。通过与商业软件数值试井模型对比,验证了模型的正确性。使用本文建立的模型解释了现场实例,曲线拟合效果好,解释结果合理,为判断井间连通性及制定开发调整政策提供依据。

    • 吉木萨尔芦草沟组致密油储层渗吸驱油特性

      2021, 21(2):538-545.

      摘要 (579) HTML (0) PDF 11.14 M (675) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评价吉木萨尔地区芦草沟组致密油储层的渗吸驱油潜力,利用井底岩心结合扫描电镜、接触角仪、核磁共振、X射线荧光能谱等仪器,对储层影响渗吸驱油效率的关键因素:孔隙结构、润湿特性进行了评价分析,并在传统自发渗吸实验的基础上结合核磁共振技术,研究了该地区储层自发渗吸特征以及渗吸驱油采收率。结果表明:储层润湿性与流体接触历史密切相关,同时层间含油性对液体渗吸量影响显著;吉木萨尔地区芦草沟组储层孔隙主要以粒间孔隙为主,矿物颗粒分选良好,储层纹层高度发育,但主要由岩性差异形成,层理微裂隙发育程度不高;渗吸作用对储层岩心大、小孔隙内部原油均具有一定动用能力,综合渗吸采收率约23%,渗吸驱油作用在该地区具有一定的增产潜力。

    • 基于核磁共振技术的黏弹性颗粒驱油剂流动特征

      2021, 21(2):546-550.

      摘要 (488) HTML (0) PDF 3.09 M (443) 评论 (0) 收藏

      摘要:首次通过核磁共振技术和岩心驱替实验相结合的方法,对黏弹性颗粒(B-PPG)驱油剂在岩心中的流动特征进行深入研究。驱替结果表明:B-PPG在岩心孔隙介质中以重复堵塞-变形-通过的方式运移。核磁共振横向弛豫时间(T2)图谱明确了B-PPG在孔隙介质中的调剖作用,即B-PPG首先运移进入大孔隙,然后对其进行封堵,促使液流转向较小孔隙。核磁共振图像直观揭示了B-PPG驱油剂在岩心孔隙中的流动分布状态,B-PPG驱油剂驱替前缘均匀推进,能够进入水驱波及不到的区域,具有显著的调整微观非均质性、增大波及系数的能力。渗透率、B-PPG浓度及注入速率对B-PPG驱油剂的流动特征具有显著影响。增大渗透率能够提高B-PPG在孔隙介质中注入性;增大浓度或降低注入速率有利于B-PPG堵塞大孔隙,液流转向较小孔隙,提高波及系数。

    • 黏度对垂直上升管段塞流流动规律的影响

      2021, 21(2):551-557.

      摘要 (646) HTML (0) PDF 3.68 M (416) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究在不同黏度的条件下的垂直管段塞流流动特性,进行了实验和数值模拟研究,对不同黏度下的截面压力、含液率、压差波动信号及压降值进行分析。分析结果表明:液相黏度的增大使气塞长度减小,并缩短至7.5~9倍的管径,段塞周期缩短,管道截面压力和压差波动会随之加快,平均持液率也逐渐增大,Mukherjee-Brill模型无法准确预测高黏油气流动的持液率,VOF(Volume of Fluent Model)模型的持液率计算精度较高。液相黏度的变化对段塞流压降有一定影响,实验和模拟计算中都出现了负摩阻压降现象,总压降随着黏度增大而增大;Beggs-Brill模型的压降计算精度随着黏度的增加而降低,Hagedorn-Brown模型和VOF模型对压降的预测效果较好,误差低于15%,可见优于其他模型。

    • >TK能源与动力工程
    • 预处理对兰炭燃烧性能的影响

      2021, 21(2):558-562.

      摘要 (471) HTML (0) PDF 1.78 M (381) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对兰炭中碱金属含量过高,燃用中会出现严重的结渣问题,本文采用热重分析法研究不同预处理方式对兰炭燃烧特性的影响。研究表明,碱金属对兰炭热解燃烧存在催化作用,所以预处理使燃烧TG和DTG曲线向高温区偏移,燃尽温度和最大燃烧温度升高,综合燃烧特性指数减小,但酸洗降低程度较小。兰炭经过液固比为30、45水洗后,活化能提高4.56kJ/mol左右,经过40℃、70℃热水水洗后,活化能降低5.06kJ/mol左右。兰炭经过不同液固比和不同温度热水水洗后活化能差别不大,但经不同质量分数盐酸洗涤后,活化能降低幅度差异较大。该实验结果可为兰炭在火力发电行业应用提供参考。

    • 空气管出口布置方式对平焰燃烧特性的影响

      2021, 21(2):563-568.

      摘要 (562) HTML (0) PDF 4.02 M (404) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了减少CO和NO的排放,采用不同的空气出口布置方式,对平焰燃烧特性进行了分析。实验结果表明:四管切圆和三管切圆两种空气出口布置方式都能形成平焰,空气旋流造成的负压区使回流阻力减少,高温炉气回流到焰心挤压在旋流的中央,也促进气流附壁,使燃烧更稳定;随着空气管至烧嘴中心轴线距离的增加,火焰面逐渐扩展,从而降低了燃烧区峰值温度,进而促使CO和NO含量的降低;在相同空气管距离下,四管切圆比三管切圆具有更大的火焰面和更均匀的分布,且峰值温度和CO、NO含量略低于后者。可见采用四管切圆布置方式,并适当增加空气管至烧嘴中心轴线的距离,更适合平焰燃烧器的低氮燃烧。

    • >TL原子能技术
    • 基于遗传算法比例积分微分控制器的铅冷快堆堆芯功率控制

      2021, 21(2):569-575.

      摘要 (499) HTML (0) PDF 2.40 M (441) 评论 (0) 收藏

      摘要:PID (Proportion Integration Differentiation)控制器对堆芯功率控制过程存在着适用性低的问题,而采用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)整定PID控制器参数可以很好地解决此问题。以铅冷快堆堆芯为对象,基于遗传算法PID控制器,结合堆芯状态空间模型,建立铅冷快堆堆芯功率控制系统,模拟堆芯反应性和堆芯进口温度扰动下系统的响应情况,并与PID控制器的控制结果进行比较。结果表明,外界存在扰动时,引入控制器可使堆芯达到稳定状态,与初始状态偏离较小,且遗传算法PID控制器的控制效果比PID控制器更为显著。

    • >TM电工技术
    • 变压器铁心电磁振动仿真及影响因素研究

      2021, 21(2):576-582.

      摘要 (504) HTML (0) PDF 2.63 M (432) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究变压器铁心的电磁振动的多场耦合问题,使用应变能原理修正铁心磁-结构耦合关系对变压器铁心的本体振动进行了仿真研究。将硅钢片磁化特性曲线导入到仿真模型中,计算得到线圈中的电流密度以及铁心闭合回路中的磁感应强度分布,实现电场与磁场的耦合。利用应变能原理对磁致伸缩力进行等效,并以等效磁致伸缩力为耦合变量对铁心进行结构瞬态动力分析,得到了铁心本体的振动分布。分析了铁心电磁振动的影响因素,结果表明随着铁心预紧应力增大,硅钢片磁致伸缩增量比值增大,铁心振动加剧;随着铁心叠片方向上的弹性模量增大,铁心振动量逐渐降低,仿真结果定性地验证了装配工艺对铁心振动的影响规律。

    • 基于改进学习矢量量化神经网络输电线路故障识别技术

      2021, 21(2):583-590.

      摘要 (549) HTML (0) PDF 2.02 M (478) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对输电线路的距离长且覆盖范围广,容易受到自然环境和人为因素的影响,导致输电线路的运行和维护困难,如何从大量数据中挖掘有用信息实现输电线路的故障分类和识别。本文在输电线路故障分类中将经验小波变换与改进的学习矢量量化神经网络相结合,使用经验小波变换提取输电线路的故障特征,并使用改进的学习矢量量化神经网络识别故障特征。通过对不同故障类型、故障位置、过渡电阻和初始故障角度进行仿真,验证该模型的准确性和有效性。仿真结果表明,该方法在故障分类中具有一定的优势,不受上述因素的影响,具有良好的鲁棒性和故障分类性能。可见该研究对我国输电线故障识别的发展具有一定的参考和借鉴意义。

    • 基于虚拟现实技术的变电站交直流电源仿真设计

      2021, 21(2):591-596.

      摘要 (538) HTML (0) PDF 2.58 M (403) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于电源结构复杂,需要对变电站交直流电源结构进行分层,导致现实中设计变电站交直流电源分层结构成本高,因此提出虚拟现实技术,仿真设计出变电站交直流电源。根据MultigenSCreator所创立的变电站实体和场景模型,利用Unity 3D仿真平台实现虚拟变电站各种功能,在变电站三维虚拟场景与各项辅助功能下,构建分层分布结构的变电站交直流一体化电源模型。该电源模型将站用交流电源和直流电源以及UPS电源等设备结合进行一体化设计和配置,利用统一智能虚拟平台,实现变电站交直流电源集中管控与供电,并检测电源在线状况。一体化电源模型运行情况及相关信息可以经一体化监控模块显示,同时转换成标准模型数据,利用标准DL/T860格式与当地站控层交换机连接,上传到远程控制中心,实现电源系统控制。经验证,该方法能够有效降低变电站交直流电源设计成本;同时,该方法可应用到变电站交直流电源培训系统仿真设计领域,将具有重要的培训应用价值。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 某型海警舰艇电站自动化控制设计

      2021, 21(2):597-603.

      摘要 (479) HTML (0) PDF 4.24 M (383) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提升某型海警舰艇在不同工况下电力负荷可靠有效分配的能力,依据舰艇电站系统结构,基于PLC技术设计了该型舰艇电站自动化控制系统。结合TPC人机界面完成了舰艇电站自动化监控系统总体结构分析,给出了控制系统I/O配置方案,设计了包含电网参数采集和系统电源、系统运行操作和系统控制输出及系统状态指示、系统模拟量数据采集、系统控制输出等部分的电气原理图。此外,给出了电站自动化监测控制系统程序流程图,采用程序结构模块化的设计思路编写了电网及柴油机数据监测、电网报警、电站合闸及并列检测等程序,完善了该型舰艇电站自动化的硬件及软件设计,为进一步开展工程应用奠定了基础。

    • 基于目标转换的低复杂度幂次迭代混合预编码算法

      2021, 21(2):604-610.

      摘要 (506) HTML (0) PDF 2.45 M (372) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了使大规模毫米波多输入多输出系统能耗与性能得到更好的均衡,通过基于目标转换的幂次迭代算法、Aitken加速算法、数学归纳法研究了信道混合预编码矩阵的设计问题。结果表明:与现有的其他预编码方案相比,本文所提算法可获得更高的系统总可达率、更低的计算复杂度、更小的误码率,性能逼近最优全数字预编码方案。可见,本文所提出的算法具有很好的有效性和可靠性。

    • 基于预编码的正交频分复用雷达通信一体化信号设计

      2021, 21(2):611-615.

      摘要 (659) HTML (0) PDF 2.47 M (462) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对OFDM雷达通信一体化信号中的通信信息影响其探测性能的问题,提出一种基于预编码的OFDM雷达通信一体化信号形式。利用具有较好相关特性的伪随机序列对一体化信号的通信信息进行预编码,以提高一体化信号的模糊函数性能,进而提升其探测能力。特别地,选取m序列、gold序列和kasami序列进行预编码,并分析了扩展因子的影响和这三种序列的特点和适用环境。仿真结果表明,取相同扩展因子时,分别采用这三种序列进行预编码,不同程度地增加了OFDM一体化信号的峰值旁瓣比,将提升OFDM一体化信号的目标检测能力。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于微机电系统传感器的杆塔倾斜度无线监测系统

      2021, 21(2):616-622.

      摘要 (693) HTML (0) PDF 3.59 M (445) 评论 (0) 收藏

      摘要:文章提出了一种新型的基于MEMS传感器的杆塔倾斜度无线监测系统。硬件设计选用STM32F103CT86为控制器,以BMI160、AK8963为传感器,STM32通过四元数卡尔曼滤波算法对传感器数据进行解算、融合,得到杆塔的倾斜角.通过试验与三轴姿态传感器对比得出九轴姿态传感器更为稳定。其安装固定方法简单,成本低。如果本产品大范围推广,挽回的损失足以抵消成本,随着时间的积累,挽回的损失将远大于成本,并且会带来不可估量的经济效益。

    • 室内移动机器人的视觉惯性组合定位研究

      2021, 21(2):623-628.

      摘要 (627) HTML (0) PDF 1.51 M (438) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要:针对在室内环境下移动机器人无法利用GPS进行精确的定位问题,提出一种紧耦合的视觉惯性组合定位方法。本方法运用了预积分、联合初始化、边缘化等关键技术,并提出了一种新的基于Vicon的IMU内参标定方法。首先,通过EuRoc数据集实验,验证了新的标定方法能提供鲁棒的IMU内参初值;其次,模拟室内场景的测试结果表明,本方法的定位结果具有很高的准确性与稳定性,定位误差可控制在0.1米以内。

    • CKMM基因A/G多态性与耐力、力量速度、混合型运动能力关联性的Meta分析

      2021, 21(2):629-637.

      摘要 (487) HTML (0) PDF 1.65 M (447) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索 CKMM 基因 A/G 多态性与耐力、力量速度、混合型运动能力的关联性,通过检索超星医学在线、万方数据库、维普数据库、中国生物医学文献服务系统、中国知网(CNKI)、中国科学引文数据库(CSCD)、 EBSCO 数据库、 PubMed 、 Science Direct 及 Web of science 中 CKMM 基因A/G多态性与耐力、力量速度、混合型运动能力关联性的相关研究,采用 Review Manager 5.3 对纳入研究进行Meta分析。结果表明:耐力运动员 CKMM 基因多态性与耐力运动能力、速度力量及混合型项目运动能力不存在显著关联(P < 0.05)。根据人种进行亚组分析发现,亚洲及欧洲人群CKMM基因 A/G 多态性等位基因、显性基因及杂合子模型与耐力运动能力均存在显著关联(P < 0.05);亚洲优秀耐力运动员表现为 G 等位基因增加,欧洲优秀耐力运动员表现为 A 等位基因增加。由此可见,CKMM 基因 A/G 多态性可作为亚洲及欧洲耐力运动员选拔指标,但应考虑不同种族人群A:G等位基因差异。

    • 一种混合阈值剪枝的稀疏化训练图像识别算法

      2021, 21(2):638-643.

      摘要 (627) HTML (0) PDF 2.73 M (478) 评论 (0) 收藏

      摘要:卷积神经网络在图像识别的应用中,有大量的冗余参数,增大了计算量,降低了网络运行速度。针对这个问题,本文提出了一种混合多阈值的稀疏化训练剪枝算法,通过稀疏化训练和混合全局与局部阈值的剪枝算法,压缩了神经网络的模型。通过对缩放因子L1正则化,使重要性低的通道值接近0,进行稀疏化训练,再引入全局阈值和局部阈值剪枝掉接近于零的通道并防止模型向粗粒度方向压缩,并对其进行训练微调参数,得到了混合阈值剪枝的精简模型。最后为了验证本文方法有效性,在DOTA遥感图像数据集中进行测试,该算法在小幅度降低图像识别精度的前提下,成功的压缩模型大小,加快计算的速度。

    • 基于分数阶积分的发动机在线检测数据融合技术

      2021, 21(2):644-650.

      摘要 (555) HTML (0) PDF 1.58 M (404) 评论 (0) 收藏

      摘要:物联网下发动机检测数据的准确性已成为实现发动机在线故障诊断技术的技术瓶颈。本文提出了基于分数阶积分算子的物联网下发动机检测数据的融合算法,探讨了分数阶积分算子在信号处理中的应用特性,建立了基于分数阶积分算子的发动机检测数据融合处理模型,并通过0.5阶积分算子在发动机油温远程检测数据融合处理实验中的应用,实现了对发动机检测信息的远程高精度测量,从而验证了分数阶积分算子在远程检测数据融合处理中的优越性。

    • 基于轴面对称机制的物联网节点覆盖算法

      2021, 21(2):651-657.

      摘要 (504) HTML (0) PDF 2.45 M (386) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决物联网部署过程中存在的节点覆盖强度低、传输盲区面积大,以及簇头节点受限等不足,提出了一种基于轴面对称机制的物联网节点覆盖算法。首先,采用等距分割方案,设计了一种基于轴面对称机制的区域覆盖方法,通过对称分布簇头节点来实现网络区域的初级分割,提高网络初始化覆盖效率。随后,鉴于主备机制难以进行节点s动态更新,通过预热方式来部署多个镜像节点,构建了基于热备机制的簇头轮询方法,降低网络因簇头节点受限而出现传输受阻现象。最后,采对初始化分割区域进行非等距优化,提出了一种基于量化部署机制的传输优化方法,进一步改善网络传输能力,提升簇头节点对数据的传输效率。仿真实验表明,与当前常用的改进蚁狮算法的无线传感器网络覆盖优化和基于改进粒子群算法的无线传感器网络覆盖策略等方案相比,本文算法具有更高的拥塞控制能力和节点覆盖效率高,以及更低的簇头受限概率。

    • >TU建筑科学
    • 轻型木结构剪力墙新型面板钉节点试验研究

      2021, 21(2):658-663.

      摘要 (579) HTML (0) PDF 2.53 M (433) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了一种在墙骨柱与覆面板之间粘结硅胶条的新型面板钉节点,并对新型面板钉节点进行了单调加载试验。通过试验分析了不同类型钉节点的承载能力、变形能力和破坏模式。试验结果表明,新型面板钉节点较常规钉节点具有更高的承载力和峰值位移,当硅胶条与结构胶协同性较好时,新型面板钉节点的延性、极限位移等会得到更大提升;同时发现顺纹方向加载试件的承载能力和初始刚度等普遍优于横纹方向加载试件。最后本文在试验数据分析基础上,对承载力及延性都较好的硅胶条新型面板钉节点的荷载-位移曲线进行了拟合,为该新型面板钉节点在轻型木结构剪力墙的有限元研究提供了合理的恢复力模型。

    • 局部双层去顶网壳参数化设计与力学分析

      2021, 21(2):664-670.

      摘要 (439) HTML (0) PDF 6.17 M (483) 评论 (0) 收藏

      摘要:以六类局部双层去顶网壳为研究对象,应用ANSYS软件的程序设计语句APDL(ANSYS Parametric Design Language),设计了六类局部双层去顶结构的模型设计宏程序;实现了给定结构主要几何参数下六种结构模型的建立;并对六种结构的静力性能及影响要素作出了比对分析研究。研究结果表明,该模型设计程序简单实用,为不同几何参数下该类网壳结构选型设计及力学性能分析带来了极大便利;力学分析结果得出了六种网壳中受力性能较好的结构形式以及结构几何参数对其力学性能影响规律。

    • 楼板作用的装配式型钢混凝土柱-钢梁节点抗震性能分析

      2021, 21(2):671-679.

      摘要 (522) HTML (0) PDF 5.35 M (426) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究楼板组合效应对装配式SRC柱-钢梁节点抗震性能的影响,基于拟静力试验研究,运用ABAQUS软件对栓焊混合连接形式的装配式边节点进行有限元验证,在有效模型的基础上,对装配式SRC柱-钢梁及其考虑楼板组合效应的节点的抗震性能进行系统的对比分析;进而研究楼板厚度、宽度两个参数对节点抗震性能的影响规律。结果表明:数值模拟所得的节点模型的骨架曲线、承载特性及刚度退化与试验结果一致,所建模型可较好的模拟出节点的实际受力情况;楼板与钢梁的结合使节点试件承载力和刚度均显著提升,破坏时H型钢梁下翼缘连接板屈曲变形明显,提高了上翼缘的局部稳定性,延性系数和等效黏滞阻尼系数均减小,环线刚度退化明显,强度退化不明显;增加楼板厚度使装配式SRC柱-钢梁节点试件的承载力以及刚度和耗能能力得到提升,而且会减缓刚度退化速度;在600~1 000 mm范围内,楼板有效宽度的增加对节点承载力、初始刚度及耗能能力均有较明显的提升,但其延性有所降低。楼板设计时应合理选取各参数。研究成果可为装配式SRC框架节点实际工程应用提供理论支持。

    • 方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点地震损伤演化过程分析

      2021, 21(2):680-687.

      摘要 (570) HTML (0) PDF 3.70 M (583) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点在地震作用下的损伤演化过程,基于4个方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点的抗震性能试验,运用有限元分析软件ABAQUS对梁柱节点进行了数值分析,并选取了适用于此类异型节点的双参数地震损伤模型。通过有限元结果和损伤模型分析了不等高钢梁框架节点在低周反复荷载作用下的损伤发展过程。结果表明:所选取的损伤模型能更好地反映节点从“基本完好”到“完全破坏”的损伤演化规律,且能够定量确定节点不同破坏程度的损伤限值;节点的地震损伤主要集中在高梁上下翼缘螺栓连接处,并随着加载循环次数的增加,损伤累积不断加大,最终破坏模式为高梁端塑性铰破坏。研究结论为该类节点基于损伤的抗震设计方法以及地震损伤评估提供了理论依据。

    • 洱海泥炭质土滞回曲线形态特征的定量研究

      2021, 21(2):688-693.

      摘要 (522) HTML (0) PDF 2.79 M (572) 评论 (0) 收藏

      摘要:以重塑泥炭质土为研究对象,利用GDS动三轴仪对土体进行循环加载试验,分析一系列围压、固结比、频率下土体滞回曲线演化规律,采用滞回曲线长轴斜率k、中心偏移量d、动应变幅值εm和包围的面积S对洱海高原湖相泥炭质土滞回曲线形态特征进行定量描述。试验结果表明:泥炭质土滞回曲线较为封闭,整体呈长梭形,在相同动应力幅值下,εm随围压、固结比、频率增大而减小,且减小速度逐渐降低;k随动应力幅值σm增大呈对数关系衰减,随围压、固结比、频率增大而增大,加载前期对频率变化表现不敏感;d和S随动应力幅值σm增大呈两阶段增大,加载前期增大平缓,后以指数关系快速增大;d和S随围压和频率增大而减小,且对频率变化表现更敏感;非等压固结(Kc≠1.0)条件下的d比等压固结(Kc=1.0)条件下更大,且S即土体完成一个荷载循环消耗能量更小。

    • 各向异性应力边界条件下不同方向裂缝的变形特征

      2021, 21(2):694-702.

      摘要 (568) HTML (0) PDF 6.36 M (608) 评论 (0) 收藏

      摘要:裂缝随地应力的变形规律对油气藏的高效开发具有重要的指导意义,目前国内外对裂缝应力敏感变形特征的研究多集中在各向同性应力且方向与宏观压力梯度方向平行条件下的裂缝变形特征。但是对各向异性应力不同方向裂缝的应力敏感特征研究的较少。为此,本文建立了各向异性应力条件下不同方向裂缝的变形计算模型,并研究了流体压力、弹性参数、几何参数等对裂缝变形的影响及整个渗流介质渗透率张量的变化规律,最后通过物理模拟实验验证了该模型的准确性。研究结果表明:裂缝性渗流介质加载各向异性应力时,与最大主应力方向夹角越小的裂缝渗透率越大;两组裂缝不对称分布时,随流体压力增大,裂缝系统渗透率主值变大,主值方向逐渐偏向应力敏感性强的那组裂缝,当两组裂缝正交分布时,只有主值大小会发生变化,最大主值方向始终平行于弹性模量较小的那组裂缝。

    • 水-热循环花岗岩的物理力学性质试验研究

      2021, 21(2):703-713.

      摘要 (379) HTML (0) PDF 7.29 M (393) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究水-热循环次数对花岗岩物理、力学性质的影响,将花岗岩进行不同次数的高温-水冷循环处理,并将处理后的花岗岩在刚性试验机上进行单轴压缩力学试验,结果表明:(1)在相同水-热循环次数下,随着温度的增加,花岗岩试样的饱和吸水率分阶段增加,峰值强度与弹性模量持续下降,变形模量下降,峰值应变呈现多阶段变化。(2)在相同的温度作用下,随着水-热循环次数的增加,花岗岩试样的饱和吸水率逐渐增加,峰值强度和弹性模量出现先下降、后小幅上升、最后持续下降的变化现象,变形模量出现多阶段变化,峰值应变小幅度上升后下降。(3)花岗岩单轴压缩破坏的应力-应变曲线分为四个阶段,随着温度的升高,花岗岩延性增加,应力应-变曲线幅度逐渐减小,压密阶段与累进性破裂阶段都增长,峰后曲线从光滑跌落过渡到分段跌落,随着循环次数的增加,呈现出相似变化趋势。(4)温度的升高和循环次数的增加都导致了花岗岩内部缺陷和孔隙的增加,即随着饱和吸水率的增加,峰值强度减小,可见花岗岩的物理性力学性质在不同温度、不同循环次数水-热循环后发生了不同程度的劣化。本文研究结果对分析花岗岩变形破坏机理以及实际工程中评价高温岩石工程的稳定性提供了一定的参考依据。

    • 深基坑开挖对邻近大直径管线影响的优化分析

      2021, 21(2):714-719.

      摘要 (404) HTML (0) PDF 4.03 M (413) 评论 (0) 收藏

      摘要:狭长型的市政管廊基坑施工会引起邻近管线沿长度方向的位移及内力变化。本文以杭州管廊基坑工程为背景,运用有限元软件PLAXIS建立三维数值模型,探讨不同围护结构形式下的基坑开挖对邻近大直径污水管线的影响规律。分析得出管线的位移因近邻基坑的开挖存在时空效应,且提高基坑围护结构的刚度可以减小20%管线位移量;同一围护结构形式下两条管线的竖向位移变化趋势基本一致,但两条管线之间在水平方向的位移存在较大的差距,应分别监测两条管线的水平位移,文中所研究的结论和建议可为相似工程提供一定的依据。

    • 基于FLAC3D的塑钢板桩路基防护优化设计与现场试验研究

      2021, 21(2):720-727.

      摘要 (386) HTML (0) PDF 3.38 M (401) 评论 (0) 收藏

      摘要:低等级公路防护设施匮乏,路肩边坡水土流失严重。为了提高路基路面整体稳定性,延长道路使用寿命,通过对塑钢板桩材料本身的物理力学性能测定、基于FLAC3D对桩型优选和相应的参数优化分析以及依托工程现场试验,对塑钢板桩用于低等级公路路基防护工程中的可行性与适用性进行研究。结果表明:悬臂式塑钢板桩路基防护型式适用于防护高度1.2 m以下,防护高度与入土深度比宜取1: 1;拖板式和拉锚式塑钢板桩路基防护型式分别适用于防护高度1.8 m和2.4 m以下,防护高度与入土深度比均推荐取3: 2。塑钢板桩用于低等级公路中防护效果显著,防护成本低廉,在“四好农村路”建设中广阔的应用前景。

    • 农村装配式住宅侧墙送风系统室内气流组织研究

      2021, 21(2):728-737.

      摘要 (372) HTML (0) PDF 4.57 M (380) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对装配式建筑特殊结构形式对暖通空调系统新的挑战与机遇,作者结合置换通风优势以及装配式住宅建筑墙体空间结构特征,开展了装配式住宅侧墙通风系统集成研究。采用数值建模研究手段,基于CFD(Computational Fluid Dynamics)计算平台,在诠释系统架构与运行方式基础上,重点分析了该新型系统运行效果表征关键环节,即室内气流组织效果。选择了夏季室内三种不同送风模式以及传统射流送风方式进行对比分析,并以风速不均匀系数、空气扩散性能指标以及通风效率等作为系统性能评价指标。研究结果表明:在相同的制冷量限定条件下,大面积侧墙下送上回和中送风工况的风速不均匀系数、空气扩散性能指标、通风效率分别为0.432、0.963、1.279和0.386、0.926、1.574,优于传统射流送风方式的0.552、0.483、1.081。尤其采用中送风模式下,室内工作区内温度较低,在满足室内设计温度的条件下具有节能潜力。该装配式住宅侧墙送风系统,不仅可提高室内热舒适性,而且能一定程度上降低建筑能耗,为装配式建筑与暖通系统的融合与一体化设计开拓了新思路。

    • 青岛土岩复合地层地铁隧道初支结构参数

      2021, 21(2):738-743.

      摘要 (392) HTML (0) PDF 2.78 M (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对青岛地区土岩复合地层地铁隧道初支结构参数进行研究,本文依托青岛地铁1号线隧道工程,结合正交试验设计方法,采用FLAC 3D进行数值模拟,就施工方法、锚杆长度、初支刚度、初支厚度对隧道变形的影响程度、最优初支结构参数及锚杆受力进行了分析。通过现场实测与数值计算对比,验证了数值计算的正确性。研究表明:当隧道位于强风化花岗岩地层中时,施工方法对隧道变形影响最显著,锚杆长度等因素变化引起隧道变形不明显;采用全断面法施工,最优初期支护结构参数组合为锚杆长为2 m、初支厚度为30 cm,混凝土强度等级采用C25;拱顶上方锚杆轴向受压,可能影响锚杆发挥支护作用,主要原因是地层-锚杆间产生的相对滑移变形。研究结论对重庆、厦门等“上软下硬”地区具有一定的理论研究意义和工程使用价值。

    • 北方高校校园雨水径流控制与景观设计

      2021, 21(2):744-750.

      摘要 (416) HTML (0) PDF 3.47 M (435) 评论 (0) 收藏

      摘要:以高校校园雨水管控和景观融入为目标,利用SWMM模型模拟北方校园夏季雨水径流过程,对比分析不同LID设施布设前后对高校径流、洪峰流量削减控制效果,并探讨校园雨水生态景观构建的策略。本文以东北农业大学为研究对象,设计包含下凹绿地、绿色屋顶及透水铺装所组成的四种LID情景方案, 模拟不同降雨重现期下雨水径流过程。结果表明:三种LID设施均对径流、洪峰流量具有调控削减效果,且在低降雨重现期时取得控制效果最佳;单项设施中透水铺装径流量控制效果最优,下凹绿地洪峰流量削减效果最佳;LID组合布设优于单项设施的控制效果。依据结果分析,选择LID组合布设方案,对校园景观进行改造设计。本文既可为北方校园LID设施的布设选择应用提供依据,也可为海绵校园雨水生态景观构建提供参考。

    • >U交通运输
    • 基于驾驶模拟实验的快速路交织区运行风险评价

      2021, 21(2):751-757.

      摘要 (616) HTML (0) PDF 2.15 M (548) 评论 (0) 收藏

      摘要:对快速路交织区运行风险进行有效评价,可为交通组织优化设计与交通管控的实施提供依据。本文基于8自由度驾驶模拟仿真平台,建立了16个场景模拟不同交织区长度、不同交通流密度、不同行驶路径的城市快速路交织区运行状况;基于20名驾驶员的实验数据,分析了车辆运行状态特性,并提出了快速路交织区运行风险评价指标;进一步分析了运行风险评价指标与场景变量的关系,并给出了运行风险等级划分标准。研究结果表明:高密度交通流场景下运行风险比低密度交通流场景增大50%;运行风险评价指标与交织区长度呈线性负相关关系,增大交织区长度有利于降低交织区的运行风险。

    • 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物-改性胶粉复合改性沥青路用性能流变学分析

      2021, 21(2):758-763.

      摘要 (526) HTML (0) PDF 2.17 M (536) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究改性剂掺量对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)-改性胶粉(MCR)复合改性沥青路用性能的影响,通过常规流变学试验方法,定性对比研究了SBS和MCR改性剂掺量对SBS-MCR复合改性沥青黏弹性的影响,量化分析了沥青胶结料路用性能的变化规律;通过多重应力蠕变试验,对比研究了不同改性剂掺量下沥青胶结料高温抗车辙性能的提升效果和差异;基于低温弯曲蠕变试验对8种沥青胶结料的蠕变劲度模量和蠕变速率进行对比研究,分析比较了材料在低温柔性和应力松弛性方面的差异。结果表明:不同改性剂掺量的SBS-MCR复合改性沥青虽然高温PG分级相同,但其抵抗高温变形的能力却可能存在差异;SBS和MCR改性剂对沥青胶结料劲度模量的提升效果相近;8种SBS-胶粉复合改性沥青胶结料低温等级为-24℃,低温路用性能良好;最终推荐改性剂的合理掺量为4%SBS+11%MCR。

    • 不同曲率下预应力斜墩曲线连续刚构桥施工过程变形分析

      2021, 21(2):764-773.

      摘要 (508) HTML (0) PDF 6.35 M (399) 评论 (0) 收藏

      摘要:桥墩横向变形是曲线连续刚构桥产生径向位移和扭转变形的主要原因,为探究预应力斜墩对曲线连续刚构桥施工过程变形的影响规律,通过矩形斜墩在曲梁偏压和桥墩预应力作用下墩顶横向位移和转角计算公式的理论推导,阐释了预应力斜墩在曲线连续刚构桥悬臂施工过程中变形的主要规律;以实际工程为背景,通过不同曲率半径的曲线连续刚构桥数值模拟分析,研究了曲率半径对该类桥梁各施工荷载作用下空间变形的影响规律。结果表明:斜墩的斜腿构造和预应力对减小曲梁的径向位移和扭转变形作用明显;最大悬臂状态曲梁的径向位移和扭转变形由悬臂根部向悬臂端先增大后减小,且峰值随曲率半径的减小而向桥墩靠近;直线连续刚构桥的径向位移和扭转变形产生于桥墩的横向变形,而曲线连续刚构桥还包含了曲梁自身的径向位移和扭转变形。 预应力斜墩曲线连续刚构桥施工过程变形复杂,桥梁施工控制尤其需要关注其径向变形和扭转变形。

    • 泥质页岩偏压隧道支护结构受力特征研究

      2021, 21(2):774-780.

      摘要 (473) HTML (0) PDF 4.20 M (406) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究我国西南地区泥质页岩地层修建隧道时所存在的围岩大变形、初期支护破坏等现象,依托中老铁路玉溪至磨憨段曼木树隧道为工程背景,通过现场监测和数值模拟相结合的方法对泥质页岩偏压段的围岩变形、围岩压力和钢拱架应力进行研究,探讨支护结构的受力特征。研究结果表明:上台阶开挖后的变形占总变形量的80%,最大变形位置为左侧拱腰处;围岩压力和钢拱架应力呈现明显的“上大下小”和“左大右小”的空间分布特点,围岩压力最大值为386.4kPa,钢拱架应力最大值为174.2MPa;模拟结果与实测结果变化趋势接近,具有明显的偏压特征,左侧拱腰位置偏于危险,研究成果可为泥质页岩地层下隧道的设计和施工提供参考。

    • 基于模糊比例积分微分算法的汽车半主动悬架振动分析

      2021, 21(2):781-785.

      摘要 (577) HTML (0) PDF 1.88 M (422) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高汽车的平顺性和舒适性,针对半主动悬架系统,建立了四分之一车辆简化模型,引入了模糊控制策略,结合比例积分微分(PID: proportion integration differentiation)控制以解决悬架运动过程中PID控制器参数不可变而引起的控制效果不理想等问题。并通过软件进行了仿真分析,同时在相同参数下与单纯由PID算法控制的悬架以及被动悬架进行了对比分析。仿真结果表明,基于模糊PID算法的半主动悬架能够更加出色的应对道路不平对汽车所造成的冲击,降低垂向振动,提高车辆驾驶稳定性。

    • 基于四立柱试验台和特征路面的平顺性分析方法

      2021, 21(2):786-792.

      摘要 (582) HTML (0) PDF 6.69 M (592) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获得在汽车工程开发中更加直接、有效的平顺性分析及试验方法,本文研究了振动传递特性理论。首先应用1/4车辆振动模型推导传递函数,并对比分析在不同设计参数的结果差异。然后构造不同的特征路面输入工况,采用整车四立柱振动试验台进行实车试验,试验中采集车辆不同位置的加速度信号,用于研究输入输出的传递特性。最终研究了适合于前期仿真分析和实车试验验证的平顺性研究方法。对比分析及试验结果表明分析和试验对应的传递特性曲线能够反映车辆的平顺性能优劣。可见研究方法可用于平顺性工程开发及测试。

    • 汽车共享背景下城市居民购车意愿影响因素分析

      2021, 21(2):793-800.

      摘要 (613) HTML (0) PDF 1.67 M (440) 评论 (0) 收藏

      摘要:汽车共享以其分时租赁、移动便捷支付等优势,逐渐成为可供城市居民选择的中短途自驾出行方式。为了探究汽车共享服务的存在对城市居民购车意愿的影响,以技术接受模型为理论框架,引入政策制度支持和汽车共享服务品质建立了可描述城市居民购车行为意愿的实证模型,并依据受访者居住城市类型及家庭有无购车进行分组,深入探讨各主观因素对城市居民购车意愿的影响方向和程度。实证结果表明:政策制度支持对接受态度的正向促进作用最强烈,接受态度、服务品质会对居民放弃或推迟购车的意愿产生显著促进影响,而感知有用性会产生抑制作用。其中,一线城市群体及未购车群体的购车意愿更容易受到汽车共享服务品质的影响,而非一线城市群体及已购车群体的购车意愿受汽车共享服务感知易用性和政策制度支持的影响更明显。

    • >V航空、航天
    • 一种基于任意拉格朗日-欧拉方法的降落伞充气展开数值模型

      2021, 21(2):801-807.

      摘要 (602) HTML (0) PDF 5.81 M (540) 评论 (0) 收藏

      摘要:降落伞充气展开过程是一个典型时变非线性流构耦合问题,大多研究所建立的数值计算模型未考虑织物透气性和初始投放速度的影响。为修正模型,基于ALE(Arbitrary Lagrange Euler,任意拉格朗日-欧拉)方法和动网格技术,考虑织物透气性并预设初始投放速度,建立了降落伞充气展开的有限元模型。计算了充气过程中,有限质量情况下C-9伞的开伞力,并与实验数据对比,验证了该模型的正确性与合理性。随后分析了其开伞过程中伞衣应力分布特征与气动减速特性,为降落伞数值建模和结构设计提供一定参考。

    • 基于运动捕捉系统的小型有动力无人机气动特性分析

      2021, 21(2):808-812.

      摘要 (525) HTML (0) PDF 2.17 M (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文通过运动捕捉系统获取飞行参数,最终通过公式推导的方式获得了有动力小型无人机的空气动力学参数。首先,使用精确的电子秤测量无人机在不同推力功率下的推力值,得到本架无人机的推力曲线。其次,无人机在vicon运动捕捉系统环境下进行飞行试验,得到飞行过程中无人机的位置及姿态信息,经过平滑和微分处理后,可得到无人机每一时刻的速度、加速度、角速度、角加速度。针对所推导的数据,使用matlab建模,生成有动力无人机的气动曲线。对所获气动曲线进行分析,结果表明,该方法可用于描述非定常空气动力学效应,为研究厘米级飞行中的空气动力学现象提供思路。

    • 基于散射电场的飞机旋翼多普勒回波模拟

      2021, 21(2):813-819.

      摘要 (471) HTML (0) PDF 3.84 M (403) 评论 (0) 收藏

      摘要:旋翼飞机飞行过程中会产生具有独特多普勒特征的雷达回波,通过对旋翼回波的准确模拟,可为不同类型飞机的精确识别提供重要依据。针对现有散射点叠加算法的假设缺陷,从目标高频电磁散射理论出发,提出了基于散射电场的飞机旋翼回波模拟方法。依据电磁散射场与雷达回波方程间的数学关系,发现目标回波的基带信号与目标后向散射电场的复振幅矢量具有一致性,基于此采用物理光学—矩量混合算法,求解飞机旋翼的散射电场,并通过短时傅里叶变换模拟得到旋翼的时频回波。最后,通过与传统散射点积分算法进行仿真对比,同时分析了不同桨叶角对旋翼回波信号的影响规律,验证了所提方法的正确性和优越性,实现了散射电场下飞机旋翼多普勒回波的准确获取,为后续研究飞机的精确识别奠定了理论基础。

    • 某型涡轴发动机试飞平台设计及试验验证

      2021, 21(2):820-824.

      摘要 (587) HTML (0) PDF 2.43 M (453) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足某型全数控涡轴发动机它机领先试飞的技术需求,在分析研究某型战术通用直升机电气、动力、燃油、环控等设计图纸基础上,并对照涡轴发动机全数控系统的装机特点,通过试飞平台建设总体方案论证、各系统方案详细设计及相关产品的研制、试验验证等环节,国内首次成功实现了在机械液压控制的直升机上搭建了全数控涡轴发动机它机试飞平台。通过设计研究和试验验证,获得结论如下:所设计的某型涡轴发动机试飞平台能够与被试发动机在起动电气控制系统、显示告警系统、发动机操纵系统等系统满足该型发动机的它机领先试飞要求,直升机旋翼负载与发动机功率匹配控制匹配良好,为后续涡轴发动机型号它机试飞平台的建设提供了直接技术支撑。

    • 小流量工况下叶尖弯曲对间隙流动影响的数值研究

      2021, 21(2):825-831.

      摘要 (505) HTML (0) PDF 2.40 M (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用数值模拟方法,研究了不同叶尖弯曲参数(弯曲方向、弯高、弯角)对跨声速压气机动叶在小流量工况条件下的间隙流动的影响,研究对象为NASA Rotor37跨声速压气机转子叶排。结果表明:在小流量工况条件下,叶尖弯曲对平均效率的影响无明显规律,但可能导致平均效率下降;叶尖正弯曲能够改善间隙附近的流动情况,使叶片通道内的堵塞程度降低,降低间隙附近的流动损失;而叶尖反弯曲会使得叶片通道内的堵塞程度增加,增加间隙附近的流动损失。

    • 叶尖间隙对小流量超音压气机级性能的影响

      2021, 21(2):832-838.

      摘要 (610) HTML (0) PDF 4.74 M (437) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究叶尖间隙对级环境下压气机气动性能的影响,本文以带导叶的超音压气机级为研究对象,采用商用软件NUMECA对该压气机在转子叶尖间隙为0.0 mm、0.3 mm、0.6 mm和0.9 mm时进行三维数值计算,分析了该压气机级气动性能及流动特点。研究结果表明:随着叶尖间隙的增大,转子叶尖处激波向上游移动;静子进口气流攻角增大;最终导致压气机稳定工作裕度、转子峰值点效率和静子低损失范围降低。叶尖间隙对进口导向器性能基本没有影响。

    • 基于增量动态逆的大型民用飞机容错控制策略

      2021, 21(2):839-844.

      摘要 (597) HTML (0) PDF 2.56 M (446) 评论 (0) 收藏

      摘要:关于大型民用飞机的非线性控制问题,首先建立完整的大型民用飞机非线性模型,并将其综合为一个状态向量方程形式的仿真模型。随后根据逆系统理论,引入增量形式的动态逆方法,针对飞行过程中可能出现的执行器故障,设计相应的容错控制器,通过加速度信号获取飞机的实时气动状态,计算需要的舵面偏转增量。需求增量与实际偏转值相加后输入到被控模型,直接避免控制系统性能受到影响。最后,以所建立好的非线性仿真模型为例,通过数值模拟进行仿真,并和线性的自适应控制方法做对比。结果表明:设计的增量非线性动态逆容错控制器能够更好的克服模型不确定性,对于飞机出现故障后的控制信号跟踪情况也有更好的时域性能。

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