玻璃钢/复合材料  
 
2009年 43卷 8期
刊出日期 2009-09-01

计算机科学技术
电子、通信与自动控制技术
光学仪器
力学
动力与电气工程
机械工程
土木与建筑工程
水利工程
计算机科学技术
1349 杨珂, 罗琼, 石教英
图形处理器在数据库技术中的应用

综述了图形处理器上的通用计算(GPGPU)技术以及利用图形处理器(GPU)进行数据库处理的工作。将GPU技术的发展划分为固定功能架构、分离渲染架构和统一渲染架构3个时代,归纳了GPGPU技术的难点和现状。对于3个时代的GPU,分别论述其体系结构带来的机会与存在的局限,提出了相应的通用计算模型。综述了GPU用于数据库领域的相关研究,这些应用包括谓词、布尔组合和聚集、排序、连接、多维索引等。根据GPU技术的推动因素展望了GPGPU技术的趋势,归纳了GPU技术可以被利用的3个层面:图形流水线和通用并行计算、交互式多媒体、图形学理论与方法。以数据库技术为例展望了在每个层面上通用计算的趋势。

2009 Vol. 43 (8): 1349-1360 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 2694KB] ( 0 )
1361 陈伟, 刘康苗, 卜佳俊, 等
搜索引擎中混合型分布式索引组织策略

针对搜索引擎中索引组织策略在查询性能和可扩展性等方面存在的问题,提出了一种混合型分布式索引组织策略(Loc-Glob)。该策略整合了局部和全局索引组织的基本思路,首先将搜索引擎系统的索引服务器从逻辑上分为若干个索引服务器池,索引数据先以局部(或全局)索引组织策略分配到索引服务器池上。然后,在索引服务器池的内部,索引继续以全局(或局部)索引组织的方式存储到各索引服务器上。混合型的索引组织策略较局部和全局索引组织策略具有更好的可扩展性。实验结果表明,该策略较全局索引组织策略在查询性能、负载均衡方面都有所提升,与局部索引组织策略的查询性能基本相当,并具备较高的负载均衡水平。

2009 Vol. 43 (8): 1361-1366 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 927KB] ( 0 )
1367 刘肖健, 孙守迁, 陈实
基于图像的编织产品三维图案结构映射

由于结构的复杂性以及设计与制作环节的不可分性,作为传统手工艺产品的编织产品在设计技术上的发展明显滞后于一般工业产品。分析了编织产品组织结构的数学特征与造型规律,在织物结构设计的三维单元体技术基础上,增加了形态变量控制与整体图案的映射控制,利用二次映射技术基于Nurbs曲面自动生成细节丰富的编织产品组织结构,进一步利用图像映射技术将平面图像自动映射为三维编织产品表面的图案结构。将编织产品的设计工作简化为一般的曲面形态概念设计,利用技术手段完成复杂编织结构细节的自动化建模,有效地分离了编织产品的设计与制作过程,扩展了创新的空间,提高了生产效率。

2009 Vol. 43 (8): 1367-1371 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 2413KB] ( 0 )
1372 余轶民, 许端清, 余轶军, 等
基于视频的微帧组合动态场景生成

针对基于视频的动态场景在时域上的不连续问题,提出了一种新的场景生成方法.以微帧为组成单元,以纹理合成特征匹配为基础,采用平滑过渡的方法达到时域的连续性,以获得具有真实感的视觉效果,同时应用无缝纹理混合方法保持视频帧的完整性和平滑性.实验结果表明,该算法具有良好的适应性,能够生成具有良好真实感的新动态场景,可以应用于三维仿真和虚拟现实等领域.

2009 Vol. 43 (8): 1372-1376 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 772KB] ( 0 )
1377 黄勇, 陈小平, 陈文智, 等
支持动态调节的保密性和完整性统一模型

针对简单结合BLP模型和Biba模型导致系统不具可用性的问题,提出了一种基于多级安全策略的保密性和完整性统一模型.以保密性和完整性作为安全模型的2个维度将主体的安全标识扩充为分离的读写权限区间,根据客体的安全标识和主体访问的历史过程,通过一定的安全转换规则动态调节主体的访问范围,实现BLP模型和Biba模型的有机结合,不仅保证了系统的保密性和完整性,而且使系统具有相当的灵活性和实用性.形式化描述了模型,并对模型的安全性进行相应的分析和证明.通过实例说明了模型的有效性和可用性.

2009 Vol. 43 (8): 1377-1382 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 679KB] ( 0 )
1383 张建海, 张森林, 刘妹琴
离散时滞标准神经网络模型的鲁棒稳定性分析

研究了离散时滞标准神经网络模型(SNNM)的鲁棒渐进稳定性和指数稳定性问题,结合Lyapunov稳定性理论和S方法推导出了两种稳定性的充分条件.所得到的稳定性条件被表示为线性矩阵不等式形式,便于求解.特别的,将鲁棒指数稳定性问题转化为一个广义特征值问题,除了可以判断网络的指数稳定性,还可以方便地估计其最大指数收敛率.在数值示例中,将两类递归神经网络(RNNs)转化为SNNM的形式并利用得到的相关结论对其鲁棒稳定性进行了分析,仿真结果验证了稳定性判据的有效性.SNNM为分析递归网络提供了新的思路,简单且有效.

2009 Vol. 43 (8): 1383-1388 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 650KB] ( 0 )
1389 石怀东,蔡铭,吴洪森,董金祥,富浩
增量式频繁闭合序列挖掘算法

在许多场合挖掘频繁闭合序列时,输入串数据库呈现实时动态增长的特点.分析Bide算法,给出并证明了闭合序列前缀中任意一个项目的后向扩展事件(BEE)项目交集随前缀的生长单调不增的定理,据此对BEE累计操作进行了优化,使其性能平均提高了48%.定义了闭合序列树作为频繁闭合序列的表示形式,并阐述了它的3个性质.分析发现,当新增输入串不同时包含前缀串和频繁项目时,两次连续挖掘的结果是相同的,给出了相应的定理和证明,据此实现了增量式频繁闭合序列挖掘算法BideInc.实验验证了BideInc算法的正确性,使用该算法后挖掘性能平均提高了47%.

2009 Vol. 43 (8): 1389-1395 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 795KB] ( 0 )
1396 贾晨军, 廖永建, 陈抗生
无线传感器网络中高效的基于身份的加密算法

无线传感器网络节点的通信和计算能力非常有限,使得传统的公钥加密算法无法有效应用,为此提出了一种安全的轻量级的加密算法.基于身份的密码系统简化了基于证书的密码系统繁琐的密钥管理过程,根据无线传感器网络自身的特点,对现有的基于身份的加密算法安全模型进行改进,提出了一个新的安全模型,并在此基础上提出了一种在标准模式下可证明安全的基于身份的加密算法.与现有的基于身份的加密算法相比,提出的加密算法存储需求更小、计算量更少,更加适合于无线传感器网络.

2009 Vol. 43 (8): 1396-1400 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 580KB] ( 0 )
电子、通信与自动控制技术
1401 项志宇, 郑路
摄像机与3D激光雷达联合标定的新方法

针对摄像机与3D激光雷达融合系统的标定问题,提出了一种基于平面标定模版的新方法.整个标定过程分为单传感器独立标定和多传感器联合标定两部分.与以往的基于特征点或者边缘对应的标定方法不同,根据传感器原点到标定平面的距离对应性原理实现了联合标定,解决了在激光雷达距离图像上提取特征点或者边缘时精度较低带来的问题.同时,仅采用同一块平面模板完成了整个标定过程,简单实用.实验结果表明,相比传统标定方法,本方法能够获得更高的精度.

2009 Vol. 43 (8): 1401-1405 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 1078KB] ( 0 )
1406 陈勋, 张朝阳, 罗海燕
无线Mesh网络中功率控制、信道分配和调度的联合优化

研究规则的多接口多信道无线Mesh网络吞吐量最优化问题,目的是在给定网络拓扑结构和流量需求的情况下,联合考虑功率控制、信道分配和调度,求出公平性约束下的最大吞吐量.采用图论的方法,目标优化问题可以被分解为有限个子问题,而每个子问题可以表示成一个线性规划问题,分别求解这些子问题从而得到目标问题的解,并从理论上证明了该解的全局最优性.该算法需要遍历所有可行的场景,具有O(2n)的计算复杂度.同时提出了一种次优算法,以很小的性能下降为代价获得了O(n)的计算复杂度.仿真实验结果显示,在9个节点的网络中,次优算法得到的网络吞吐量与最优算法相比下降不超过8%,而计算速度有显著提高.

2009 Vol. 43 (8): 1406-1411 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 900KB] ( 0 )
1412 竺乐庆, 陈文智, 幸锐, 等
鲁棒的掌纹图像特征提取方法

提出了一种基于低分辨率彩色图像的鲁棒的掌纹图像特征提取方法.采用均值平移算法对彩色图像帧中像素进行聚类,应用Ostu二值化方法分割出手掌,并提取出有效掌纹区域.采用KLT角点检测算法提取出有效掌纹区域内的特征点,给每个特征点赋予方向,并根据局部区域特征构造方向不变的特征向量,所有特征点及其特征向量的集合构成了掌纹图像特征.在识别时只须在两个特征点集之间查找匹配对应,并通过随机采样一致性检验最大一致集中内点个数是否大于自适应域值来确定两个手掌是否匹配.利用该算法对网络摄像头采集的手掌样本进行了实验测试,获得了较高的识别精度与性能.该算法对手掌的距离、方向、姿势没有特殊要求,是一种鲁棒高效的掌纹图像特征提取方法.

2009 Vol. 43 (8): 1412-1418 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 1555KB] ( 0 )
1419 贺庆, 张宏建, 周洪亮, 等
基于Rayleigh波的薄壁容器温度与压力测量方法

为了提高薄壁容器抗压能力,保证薄壁容器的安全运行,提出了一种压力与表面温度的非侵入式测量方法.基于Rayleigh波传播速度与传播介质的应力、温度有关这一原理,通过理论推导和实验研究,建立了Rayleigh波传播时间与容器表面温度、容器压力之间的实用模型.基于这一模型,通过测量Rayleigh波沿容器壁面轴向和切向固定距离上的传播时间可以同时测量容器的表面温度和内部压力.实验结果表明,这种表面温度测量方法响应速度快,且对被测表面温度场影响小;测量压力时不需要在容器上开孔,实现了无损测量,提高了压力容器的安全性.

2009 Vol. 43 (8): 1419-1423 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 807KB] ( 0 )
1424 赵光灿,王晓萍,陈惠滨,等
基于表面等离子共振的全自动浓度检测系统

研制了以SpreetaTM传感器为核心,结合液体处理系统、信号检测与控制器、计算机分析处理软件等模块的小型表面等离子共振(SPR)检测系统.运用该系统,通过在传感器表面偶联牛血清蛋白(BSA),采用直接检测法测量了不同浓度的BSA抗体溶液,得到了BSA抗体溶液的SPR传感图,建立了BSA抗体的浓度标准曲线.在传感器表面固定雌二醇(E2),采用间接检测法测量了不同浓度的E2溶液,根据E2溶液SPR响应信号的变化量,建立了E2的浓度标准曲线.实验中系统的分辨率为10-5折射率单位(RIU).对于实际的待测样品,只要测得其SPR信号的变化量,结合标准曲线就能够得出样品的浓度.

2009 Vol. 43 (8): 1424-1427 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 811KB] ( 0 )
光学仪器
1428 孙旭涛,郑臻荣,刘旭,等
用Zernike自由曲面设计弯曲屏幕超薄投影系统

基于非球面离轴反射式投影系统,提出了采用Zernike自由曲面取代非球面进一步优化系统结构的设计方法,并利用Zernike多项式与Seidel像差之间的关系,优化系统的成像性能.设计采用一片Zernike自由曲面取代四片非球面系统中的一片非球面,使投影系统的厚度从24cm减为20cm,边缘视场的调制传递函数(MTF)在50lp/mm时由45%提高到57%,中心视场及0.7视场的MTF由60%提高到了70%,两系统畸变均小于3%,且由于采用柱面弯曲屏幕设计,场曲均在18mm以下.研究结果表明,应用Zernike自由曲面设计投影系统不仅可以提高光学系统的性能,而且可以实现更加超薄的系统结构.

2009 Vol. 43 (8): 1428-1432 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 618KB] ( 0 )
1433 丁毅,顾培夫,孙旭涛,等
用于液晶投影显示的薄膜偏振分束器

为提高液晶投影机的光能利用率和图像对比度,设计了一种宽角度宽波长的光学薄膜偏振分束器(PBS).采用多种薄膜材料产生多个Brewster角,通过优化膜层数目和膜层厚度,获得了宽角度宽波长的PBS.以SF57和SF2玻璃作为棱镜材料,采用TiO2、Ta2O5、Al2O3、SiO2作为薄膜材料,基于上述原理采用全自动的Needle设计方法,设计了4种典型膜系,优化后的膜层数目为50~60层,空气中的光束孔径角达到±10.5°,达到的技术指标为:对于P偏振光,在420~460nm和460~680 nm波长范围内,积分透射率分别达到88.0%和93.4%;而对于S偏振光,在420~680nm波长范围内,积分透射率为0.095%.该PBS应用于F/2.8的光学系统中,能够显著提高整个系统的性能.

2009 Vol. 43 (8): 1433-1437 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 629KB] ( 0 )
力学
1438 聂德明,林建忠
模拟颗粒布朗运动的格子Boltzmann模型

通过在格子Boltzmann方法的迭代格式中附加描述分子热运动涨落的分布函数,建立了描述颗粒布朗运动的涨落格子Boltzmann模型,给出了分布函数满足的条件以及在D2Q9格子模型下的具体表达形式.通过ChapmanEnskog展开推导,得到了考虑分子热运动涨落的宏观流体动力学方程.在此基础上,对单颗粒在流场中的布朗运动进行了数值模拟,得到了颗粒运动的均方速度及速度、角速度时间自相关函数.结果表明,均方速度满足能量均分定理,说明颗粒最终达到热平衡;颗粒速度、角速度时间自相关函数符合理论预测的t-1、t-2衰减规律.数值结果证明了所建立模型的正确性,为采用格子Boltzmann方法模拟颗粒的布朗运动提供了有效的方法.

2009 Vol. 43 (8): 1438-1442 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 590KB] ( 0 )
1443 马有理
倾斜裂纹的应力分布与裂纹面开口位移的关系

由于存在裂纹的机械结构的受力方向未必与裂纹方向相垂直,有必要研究裂纹在混合型应力条件下的应力分布及位移特性,而实际机械结构的形状往往很复杂,直接测得裂尖前沿的应力分布是很困难的.为此,在应力比为零的I型循环应力下制作倾斜角度为45°的裂纹,通过测量裂纹面的开口位移,计算得到了裂尖张开方向的应力分布和滑移方向的应力分布.对实验中试件和裂纹的实际尺寸进行了有限元模拟计算.通过比较实验和模拟计算结果,分析了在混合型应力条件下影响裂纹面开口位移特性的因素.结果表明,裂纹表面的凹凸不平导致的接触会影响裂纹面(特别是裂尖处)的滑移变形;当裂纹张开方向的变形较小时,随着裂纹表面接触面积增加,裂纹滑移方向的变形阻力增大,这种影响表现得更为突出;相反,裂纹表面接触对裂纹张开方向的变形却起到了促进的作用;另外,由于压缩残余应力的作用,疲劳裂纹的张开位移受到制约.

2009 Vol. 43 (8): 1443-1447 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 614KB] ( 0 )
动力与电气工程
1448 甘智华,范炳燕,徐娜娜,等
35K两级高频脉管制冷研究:Ⅰ.理论分析

针对空间35K温区探测器的冷却需要,基于回热器数值计算软件REGEN3.2,成功设计了一台两级高频脉管制冷机.该制冷机采用热耦合的级间布置和惯性管调相方式,其中第二级脉管热端的惯性管和气库置于第一级脉管的冷头下,即冷惯性管,较好地解决了第二级脉管内小声功流条件下相位调节的难题.给出了第二级脉管制冷机的详细设计方法,讨论了第二级回热器填料、长度、充气压力对脉管制冷机性能的影响.计算表明,在80~35K,40Hz下,采用500目不锈钢丝网作为回热器时的制冷性能优于铅丸回热材料,充气压力在1.25MPa下可以获得较好的制冷性能.

2009 Vol. 43 (8): 1448-1453 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 804KB] ( 0 )
1454 甘智华,范炳燕,陈杰,等
35K两级高频脉管制冷研究:Ⅱ.实验验证

针对空间35K温区探测器的冷却需要,结合回热器数值计算软件REGEN3.2的计算分析,自行研制了一台第二级脉管采用低温惯性管和低温气库的热耦合型两级高频脉管制冷机.实验研究了充气压力、工作频率、输入功率等对第二级脉管制冷机性能的影响.实验得到35K下最佳充气压力为1.26MPa,最佳工作频率为40Hz,从而验证了理论计算结果.实验结果表明,在充气压力为1.26MPa,工作频率为45Hz,输入功率为135W的条件下,获得了27.4K的最低无负荷制冷温度;在充气压力为1.36MPa,工作频率为40Hz,输入功率为205W的条件下,制冷机在35K获得了0.45W的制冷量.

2009 Vol. 43 (8): 1454-1457 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 542KB] ( 0 )
1458 李卓裴,邱利民,刘国军,等
热声发动机驱动的脉管制冷机模拟及实验研究

基于回热器计算软件REGEN3.2,通过数值模拟分别研究了热声发动机的频率、输出压比、充气压力以及脉管制冷机的回热器长度对热声驱动的脉管制冷机制冷性能的影响,并预测了该台脉管制冷机的最低制冷温度为45K.实验研究了不同工质、热声发动机输出压比、声功输出装置以及脉管制冷机回热器长度对脉管制冷机性能的影响.实验结果表明,热声驱动的脉管制冷机的优化方向为提高热声发动机的输出压比、降低频率以及适当提高充气压力,这与数值模拟结果吻合较好.实验采用氮气-氦气双工质并以亥姆霍兹共鸣器作为声功输出装置和声压放大器,行波型热声发动机驱动的单级斯特林型脉管制冷机获得了65K的最低制冷温度.

2009 Vol. 43 (8): 1458-1462 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 777KB] ( 0 )
1463 白昆,邱利民,王波,等
耦合管道系统在热声发动机中的传输特性

为了优化热声发动机和脉管制冷机之间的匹配,在流体网络模型的基础上,结合线性热声理论,推导了三管道耦合系统的传输方程,利用DeltaE对耦合系统在不同直径和长度下的压比放大特性和入口所需声功进行了理论计算和对比.各管道采用合适的直径,在行波热声发动机上对管道耦合系统的压比放大特性进行了实验验证.采用RC负载法测量耦合系统末端的声功,研究了在末端不同阻抗下耦合系统的声功输出特性.理论预测和实验结果趋势一致.实验中采用高纯N2作为工质,当工作压力为2.20MPa时,在耦合系统末端获得了1.50的压比;在一定的输出阻抗下获得了105W的输出声功.

2009 Vol. 43 (8): 1463-1468 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 647KB] ( 0 )
1469 鹿存跃,魏燕定,郭吉丰,等
双振子自走型直线超声电机的研究

设计了一种双振子自走型直线超声电机,电机的定子由2个同轴的对称布置的弯曲摇头型振子和中部带细颈的柔性振动块组成.2个振子的弯曲振动会激励出中间振动块的摇头振动,使驱动头上的质点产生椭圆运动轨迹,与导轨摩擦接触产生自走直线运动.测量得到定子上振动块的局部弯曲共振频率为20 792Hz,定子的弯曲共振频率约为40 420Hz.仿真发现,以振动块的局部弯曲共振模态作为工作模态能够得到更大的振幅.实验结果表明,在该模态频率下,电机可以提供较大的驱动速度,发热很少,较长时间工作仍旧稳定可靠,故被选作工作模态.在40 420Hz附近电机能够驱动,但是振子发热严重,不易稳定工作.当两相驱动信号的频率为20.8kHz、相位差为90°、驱动信号电压的峰峰值为138V时,电机的驱动速度达到598mm/s,电机的最大驱动力达到1.94N.

2009 Vol. 43 (8): 1469-1472 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 832KB] ( 0 )
1473 刘兆燕,江全元,徐立中,等
基于特征根聚类的电力系统时滞稳定域研究

为了研究广域测量系统(WAMS)中的信号延迟对电力系统稳定性的影响,引入了一种分析时滞系统稳定性的直接法.该方法通过Rekasius变换消去特征方程中的指数项,解决了考虑时滞的超越方程的求解难题.对系统特征根进行了两步聚类处理,利用Routh判据求解系统特征方程的纯虚根,研究了特征根穿越虚轴的情况,得到了系统不稳定特征根个数在整个时滞空间内的分布.对装设晶闸管可控串补(TCSC)控制器的单机无穷大系统和四机两区域系统进行了时滞稳定域研究,结果表明,该方法计算过程简单,能够有效求解单时滞电力系统的时滞稳定域,最终得到了系统在时滞空间内的准确稳定域.对原系统进行的时域仿真结果验证了该方法的有效性.

2009 Vol. 43 (8): 1473-1479 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 785KB] ( 0 )
机械工程
1480 邓军,余忠华,吴昭同
基于信息熵的概念设计的质量评价

为避免不合理的概念设计给产品质量带来损失,建立了一般性的多层次的概念设计质量评价指标体系.线性规划了质量评价,分析了用户需求、顾客竞争性以及指标之间的互相关性等因素对质量评价指标权重具有的不确定性影响,说明了线性规划的权重的不确定性、线性规划的线性组合系数的不确定性、评价者对不同指标的评价的不确定性,并引入信息熵来描述这些不确定性.根据拉格朗日乘子法的法则,对质量评价的线性规划优化问题构造拉格朗日函数,并应用最大信息熵原理进行优化,求解概念设计质量评价的线性规划优化问题.该方法应用于汽车概念设计方案质量评价与优选,能够优选出最佳的概念设计方案,从而保证产品质量.

2009 Vol. 43 (8): 1480-1484 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 560KB] ( 0 )
1485 吕艳, 倪益华, 顾新建, 等
基于本体的面向业务协作的异构系统互操作关键技术

为了解决目前业务协作过程中异构系统集成困难的问题,提出了基于多层次本体的异构系统互操作框架.该框架以业务协作过程中涉及的关键要素——产品、活动和过程为出发点,为实现协作过程中多要素的语义统一问题,提出了由产品知识本体、活动本体、过程本体组成的多层次本体模型.产品知识本体支持活动本体中的产品描述;活动本体是对过程中每一个步骤或行动的概念、功能、执行情况的描述;过程本体通过控制结构将各个活动连接起来,组成业务过程.采用组合映射理论和语义相似度算法实现不同本体库之间的语义映射和语义集成,从而构成顶层本体库,并通过OWL-S顶层服务本体描述发布和请求Web服务.以服装销售的业务过程为例,采用业务协作互操作机制,通过自行开发原型系统中的本体映射和语义匹配模块,解决了不同企业的订单活动的协作问题.

2009 Vol. 43 (8): 1485-1491 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 1610KB] ( 0 )
1492 王宣银, 程佳
4TPS-1PS四自由度并联电动平台动力学建模与位姿闭环鲁棒控制

4TPS-1PS四自由度并联平台是针对稳定跟踪系统需要而设计的一种新型并联机构,具有3个独立的转动自由度和1个移动自由度.对该新型并联平台进行运动学分析,将其分为上平台、电动缸、从动支链3个部分,利用拉格朗日方法建立了完整动力学模型,在此基础上提出一种适用于该并联平台的位姿闭环鲁棒控制策略.采用该并联平台特有的实时正解得到上平台实际位姿进行反馈,将平台作为一个整体进行控制,在任务空间内设计滑模变结构控制器,进行两自由度复合运动控制实验.结果表明,该控制策略是有效的,提高了平台的轨迹跟踪精度,平均位姿跟踪精度优于0.05°.

2009 Vol. 43 (8): 1492-1496 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 683KB] ( 0 )
1497 张根源, 周泓, 常宗瑜
存在点缺陷的深沟球轴承的动力学响应

点缺陷对滚动轴承的使用寿命和整机性能有着显著的影响.基于单边接触模型和弹流润滑理论,分析了存在点缺陷的滚动轴承的响应特征.采用多体动力学方法建立了考虑点缺陷的滚动轴承动力学模型,对外圈存在点缺陷的滚动轴承的内圈、外圈和保持架等的动力学响应进行了模拟.分析了在滚动体通过缺陷的动力学过程中滚动体和外圈产生的冲击现象,发现频率响应中的峰值频率与外圈的特征频率相关,这与滚动轴承故障诊断结论相吻合.提出的滚动轴承动力学模型可以用于点缺陷故障特征的提取和滚动轴承的故障诊断.

2009 Vol. 43 (8): 1497-1450 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 1200KB] ( 0 )
1501 林琼, 郝志勇, 刘宇恒
金属材料干摩擦特性的实验与仿真研究

基于单自由度弹簧阻尼器模型和Mindlin理论模型,通过金属材料干摩擦动态特性实验,得到了干摩擦迟滞特性曲线以及等效刚度与等效阻尼变化规律.随着两接触面间相对位移幅值的增大,摩擦力等效刚度单调下降,并且趋于平缓,而摩擦力等效阻尼则随位移幅值的增大而单调上升,并且在无量纲相对位移幅值为2.0附近达到最大值后随位移幅值的增大而单调下降.通过比较分析实验数据和两种理论模型的计算结果发现,当无量纲相对位移幅值小于1.0时理论模型无法反映系统的刚度与阻尼特性.利用有限元分析软件MARC建立了与实验相一致的有限元预测模型.对比分析表明,有限元模拟结果与实验结果具有较好的吻合程度,有限元方法可以帮助分析工程实际中金属材料的干摩擦特性.

2009 Vol. 43 (8): 1501-1505 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 728KB] ( 0 )
土木与建筑工程
1506 李忠学, 徐晋, 刘永方, 等
采用应变差分离法的新型协同转动三边形曲壳单元

发展了一种能够解决结构大位移、大转角问题的新型协同转动三边形曲壳单元.不同于现有的其他协同转动有限元法,本单元有如下特色:1)采用了矢量型节点转动变量,它们是单元节点处曲壳中面法向矢量的2个较小分量;2)所有的节点变量在增量求解过程中都是采用简单的加法进行更新的;3)单元的切线刚度矩阵是通过计算单元应变能对节点变量的二阶微分得到,且节点变量间的微分次序是可互换的,因而得到的切线刚度矩阵是对称的.为消除可能出现的闭锁现象,在计算单元应变能时引入了假定膜应变和假定剪切应变.这些假定应变采用应变差分离法计算,它们不影响单元切线刚度矩阵的对称性.通过对4个典型算例的分析,验证了单元的可靠性、计算精度和计算效率.

2009 Vol. 43 (8): 1506-1512 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 967KB] ( 0 )
1513 肖南, 肖新, 董石麟
张力结构形状调整优化分析

通过在张力结构杆件中引入作动器,主动调整杆件的长度,改变结构的形状,以提高张力结构的刚度和减小结构受力.定义了结构的合理工作状态系数,得出了作动器与杆件串联时的综合刚度和考虑作动器主动变形量的结点位移方程.以结构工作状态系数最小为目标,以作动器主动变形量为未知量,考虑索的应力约束、结点的位移约束以及作动器参数等约束条件建立了优化模型,编制了相应的求解程序.通过算例表明,作动器工作调整张力结构的形状后,在相同荷载作用下,结构的刚度大大提高,并且通过合理地布设作动器,可以达到杆件受力减小而结构刚度增大的优化目的.

2009 Vol. 43 (8): 1513-1519 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 1220KB] ( 0 )
1520 王昕, 楼文娟, 李宏男, 等
雷暴冲击风作用下高耸输电塔风振响应

基于考虑雷暴移动的冲击风风场模型,将非稳态高斯过程的冲击风脉动风速表达为稳态高斯过程和调幅函数的乘积,联合运用FFT算法和谐波叠加法模拟了冲击风水平方向脉动风速.通过风洞试验得到输电塔风载体型系数.采用准定常假设,并考虑到风向不断随雷暴的移动而改变,提出了作用于输电塔的雷暴移动冲击风风荷载模型.采用RungeKutta法分析了输电塔在冲击风荷载下的风振响应.针对冲击风过程的非稳态特性,采用多样本统计方法定量分析了输电塔响应动力放大作用,着重探讨了不同尺度的冲击风对输电塔风致响应的变化规律.冲击风尺度变化对输电塔响应影响较大,但对动力放大系数影响不明显.当冲击风的最大风速为60 m/s时,位移动力放大系数为1.4左右.

2009 Vol. 43 (8): 1520-1525 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 922KB] ( 0 )
1526 朱炜, 王竹, 田轶威, 等
夏热冬冷地区民居夏季环境实测及构造分析——以湖州市为例

分析浙江省夏热冬冷地区的居民生活习惯,针对夏季炎热气候条件,对湖州地区有代表性的传统和新建民居的夏季室内外环境进行连续测量,并对比新旧两种模式民居的室内环境差异.传统民居应对夏季炎热潮湿气候的主要手段是风压通风和夜间散热.利用轻质墙体快速散热以及天井的通风调节,传统民居除了在午后时段室内舒适性较新建民居差,在全天其他时段的热舒适性都优于采用砖混结构的新建民居.在新农村建设中,农居应对气候设计应该着重注意遮阳设计、内院设计、室内通风设计及围护结构材料选择.

2009 Vol. 43 (8): 1526-1531 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 956KB] ( 0 )
1532 吴瑞潜, 谢康和, 程永锋
变荷载下饱和土一维热固结解析理论

基于渗流理论、热弹性理论和饱和土固结理论,通过建立数学模型,采用解析方法研究了变荷载下饱和土的一维热固结问题.利用偏微分方程理论中的冲量定理,得到土层内部超静孔压、温度增量的解析解,并由此求出地基沉降、平均固结度的表达式.根据所得解编制了计算程序,分析了饱和土的一维热固结性状,并与不考虑温度影响的解进行比较.结果表明,加载时间、温度增量、热传导速率等对土体热固结性状有重要影响;受温度影响,热固结中的超静孔压消散速度加快、地基沉降减小;按沉降定义和按孔压定义的地基平均固结度是不同的.

2009 Vol. 43 (8): 1532-1537 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 652KB] ( 0 )
1538 王纪武, 葛丹东
节能目标下的城市设计方法

通过不同空间尺度下的城市规划与城市能耗的相关性分析,认为与街区尺度相对应的中观层面的城市设计是城市节能设计的重要尺度和内容.以重庆江北中心商务区(CBD)为例,运用步行城市理论,从城市空间布局、交通系统组织、清洁能源输入等方面,研究了具体的城市节能设计方法.在Rs和GIS技术支持下,以Landsat5 TM影像数据为基础进行模拟分析,结果显示提出的设计方法对抑制城市热岛效应、降低城市能耗具有显著的作用.

2009 Vol. 43 (8): 1538-1542 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 1775KB] ( 0 )
水利工程
1543 俞婷婷, 王卫标, 尤爱菊
钱塘江下沙海塘越顶安全性分析

钱塘江河口大规模治江围涂,导致仓前站年最高水位持续抬升,削弱了海塘安全性.采用信息熵理论,通过构造水位比较序列的差异信息相对测度,分析了钱塘江水位系列发生变异的年份,结果表明1974年、1997年为仓前站水位变异点,在此基础上分析了不同时段各频率水位.采用JC法建立了海塘越顶安全性分析模型,以下沙海塘为例进行越顶安全性分析,得到通常条件下下沙海塘发生越顶的概率为1.80×10-3;敏感性分析表明,影响海塘越顶安全性的最显著因素为外江水位特征,在遇超强台风等非常条件下,当外江水位偏差系数增加到0.1时,下沙海塘越顶概率为0.0254.

2009 Vol. 43 (8): 1543-1548 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 740KB] ( 0 )

浙ICP备14002560号-5
版权所有 © 浙江大学学报(工学版)
地址:杭州市天目山路148号浙江大学西溪校区出版社406室 邮编:310007
联系电话:0571-87952273 E-mail:xbgkb@zju.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发