玻璃钢/复合材料  
 
2006年 40卷 4期
刊出日期 2006-04-20

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541 李奇安 褚健
对角CARIMA模型多变量广义预测控制

为了丰富多变量广义预测控制算法(MGPC)的建模能力、降低其求解难度、增强其控制参数选择的灵活性,采用对角形式的受控自回归积分滑动平均 (CARIMA)模型来改进MGPC.通过把CARIMA模型中的A与C矩阵构造成对角多项式矩阵的形式,把m个输入n个输出的多变量对象的参数辨识与模型预测问题分解成一系列m个输入单个输出子对象的参数辨识与模型预测问题.一方面简化了模型辨识问题,另一方面避免了模型预测中大量的矩阵运算,从而减轻了在线运算负担,简化了MGPC的实现,增强了MGPC的实用性.在一个由集散控制系统(DCS)控制的非线性液位装置上的对比实验结果表明,该方法保持了常规MGPC方法的优良性能.

2006 Vol. 40 (4): 541-545 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
546 裘炅 马晨华 尹建伟 董金祥
协同图档流程模型的研究和实践

为更好地处理多流程协同图档操作中存在的问题:复杂的图档文件关系、图档的协同操作及冲突,提出了协同图档流程模型,定义了图档文件集、文件关系和协同图档操作,并通过协同图档文件操作规则和协同图档流程处理来描述协同图档流程管理模式,给出了计算文件操作冲突集的方法,并提供了冲突解决规则及算法.结果表明,协同图档流程模型能很好地解决了多流程下对复杂关系图档集合的协同操作,能充分发挥三维CAD协同设计能力.

2006 Vol. 40 (4): 546-552 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
553 黄琦 孙守迁
基于意象认知模型的汽车草图设计技术研究

产品意象认知模型阐明了消费者情感需求与产品造型之间的关系.运用专家访谈、影响汽车外观造型特征的眼部跟踪观察实验、影响产品意象认知的造型特征提取实验、关键造型特征与产品意象认知关系之量化实验等多实验的方法,建立了基于特征匹配的产品意象认知模型.基于该意象认知模型,开发了汽车草图设计原型系统,消费者只要输入意象词汇,就可以得到一组具有该意象的草图设计方案;设计师在计算机中描绘简单的造型特征,系统就可以自动给出该草图相应的意象.

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560 纪杨建 祁国宁 顾巧祥
机械产品配置知识自适应方法研究

 配置知识的组织与管理方式直接影响了配置设计的效率和配置结果的正确性.为了提高产品配置设计的效率和正确性,将配置知识与产品零部件相结合形成多个智能配置单元(ICU),提出了基于ICU的产品配置知识自适应模型,通过ICU的消息机制和执行机制实现了产品配置知识的自适应.根据配置知识的作用范围将自适应分为主动式自适应和被动式自适应,主动式自适应通过优化配置规则搜索顺序和减少配置实例等自适应方法有效地提高了产品配置设计的效率,克服了一般配置设计效率随配置规则和实例增加而降低的缺点;被动式自适应方法,通过多个ICU协商保证了产品零部件在增加、删除和更改等操作过程中配置知识的正确性和一致性.该方法已经在某电梯厂的配置知识管理中得到了较好的应用.

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567 仇国芳 陈劲
模糊信息表决策规则获取与属性约简方法

将粗糙集方法用于模糊信息表上的规则获取和属性约简, 在包含度概念的基础上, 定义了齐次包含度.对两类模糊信息值的信息表, 条件属性是离散值,而决策属性是模糊的模糊决策信息表和条件属性与决策属性均为模糊的模糊信息表, 采用齐次包含度研究了条件属性在决策属性中的包含关系, 得到了包含度意义下模糊决策信息表的属性约简判定定理和决策规则获取方法. 给出了模糊条件属性的所有可能组合, 研究了模糊组合属性在模糊决策属性中的包含关系, 提出了最大属性协调集的概念,建立了在最大协调属性集下的模糊信息表属性约简和决策规则获取的算法步骤, 并通过算例演示了模糊决策规则获取和属性约简的过程, 从而为模糊信息表决策规则获取与属性约简提供了一类算法.

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572 钟崴 童水光
锅炉智能CAD的技术和方法研究

从设计方法学角度描述了锅炉方案设计问题,将锅炉方案设计活动分解为“方案创造”、“方案分析”、“方案评价”和“方案调整”四项子活动.基于面向对象的知识表示方法,建立了由属性空间、关系空间、规则空间、约束空间、案例空间和方法空间构成的锅炉智能计算机辅助设计(CAD)的设计对象模型,并解释了运用该模型进行锅炉智能CAD的主要过程.提出了锅炉智能CAD的总体技术方法,即基于案例知识的智能化方案创造、基于确定性过程知识的智能化方案分析、基于约束知识的智能化方案评价,以及基于规则知识的智能化方案调整.开发了锅炉智能CAD系统的总体框架原型,并已将部分功能应用于工程实践.实践表明,上述技术和方法符合实际需求,可有效支持锅炉智能CAD系统的开发.

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577 陈海初 孙立宁 王宣银
全方位精密微小型移动机器人的运动分析

采用压电陶瓷作为微驱动元件,设计了一种尺寸为50 mm×50 mm×10 mm,基于尺蠖蠕动原理工作的新型全方位精密微小型移动机器人,以其作为负载平台,用于精密操作过程中对微小元件的搬运、操作、精密定位等.在介绍尺蠖蠕动工作原理的基础上,对机器人的运动特性进行了分析,建立了机器人全方位运动模型.对机器人进行了分辨率、定位精度以及全方位运动等的实验研究,实验结果表明,该机器人负载能力约为750 g,最大工作频率可达40 Hz,运动速度可达208 μm/s,运动分辨率可达50 nm,开环直线定位偏离率约为5%;在采用了逐次逼近法进行误差补偿和显微视觉实现闭环控制后,定位精度可达100 nm,可以作为一种通用的高精密移动定位平台,在机器人上集成多种精密微操作器件后,可完成多种微作业任务.

2006 Vol. 40 (4): 577-580 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
581 焦卫东 杨世锡 钱苏翔 严拱标
乘性噪声消除的同态变换盲源分离算法

为消除乘法性观测噪声,利用独立分量分析的冗余取消特性,提出一种基于同态变换盲源分离(BSS)的消噪新方法.通过对原始观测信号的同态变换——对数变换,将乘法性噪声转变为加法性噪声.引入经过相同对数变换的虚拟噪声分量,将变换后的一维观测信号扩展为多维观测.依据最大化估计分量间独立性的准则(由高阶累积量构成)对多维观测实施盲源分离.最后,联合指数逆变换及输出信号校正处理,实现真实信号的估计,从而消除原始观测中的乘法性噪声.仿真消噪实验结果表明,该方法可有效地消除观测信号中的乘法性噪声.与同态滤波等传统的乘性噪声消除技术相比,新方法不仅实现简单,运算效率高,而且可以方便地扩展应用于多维观测信号的噪声消除.

2006 Vol. 40 (4): 581-584 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
585 沈国江
城市区域交通智能分散控制研究

针对城市区域交通非线性、不确定性和模糊性特点,提出了一种新颖的实时智能分散控制策略.把整个城市区域交通作为一个大系统,区域中的各交叉口作为子系统,在每个交叉口设置一个独立的控制器,该控制器根据自己和相邻交叉口的交通流信息对交叉口的相序、相位切换、信号周期和绿信比进行动态优化.每个控制器有3个模块组成:相序优化模块、绿灯判断模块和相位切换模块.对每个控制模块设计了相应的模糊优化控制算法,并用改进的BP神经网络实现算法的模糊关系.控制目标是保持区域内各交叉口前的交通畅通和车辆延误最小.仿真研究表明,在交通流量较大和流量时变的环境下,智能分散控制方法比普通单交叉口车辆感应控制方法的控制效果更好,实用性更强.

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590 王继林 陈晓峰 陈德人
无安全信道的OSBE方案

基于访问控制策略的协议无法解决信任协商中出现的循环依赖问题,OSBE(oblivious signaturebased envelope) 方案可用来克服循环依赖,然而既有方案需要建立在一个安全信道上才能实施.利用基于身份的系统和基于证书加密的思想,提出一个高效率的不需要安全信道的OSBE方案,并证明了新方案不仅满足有效性、不经意性等OSBE的所有性质,而且也克服了原OSBE方案中接收者外传证书和签名的问题;在随机预言模型下,如果不存在一个多项式时间的算法能以不可忽略的概率伪造对消息的聚合签名,那么方案对接受者是安全的.

2006 Vol. 40 (4): 590-593 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
594 刘强 冯培恩 潘双夏
基于干扰观测器的非对称液压缸鲁棒运动控制

为实现对比例阀控制非对称液压缸系统的高性能位置伺服控制,提出了基于干扰观测器的新型鲁棒运动控制方法.在闭环控制中采用干扰观测器,对各种外部力扰动和系统参数变化进行估计并引入相应补偿,从而提高系统运动性能和鲁棒稳定性;对于比例阀中位死区,基于名义模型位置输出信息的新型补偿策略,保证在不牺牲系统动态品质的情况下,能有效地避免阀芯的频繁切换.对挖掘机器人关节液压缸系统进行计算机仿真的结果表明,该方法对外部力扰动和参数变化均具有很强的鲁棒性,且新型比例阀死区补偿环节能明显增强液压系统运动的平稳性.

2006 Vol. 40 (4): 594-598 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
599 马孝琴 骆仲泱 方梦祥 余春江 岑可法
添加剂对秸秆燃烧过程中碱金属行为的影响

在小型燃烧装置上对秸秆及秸秆与添加剂混合物进行了燃烧试验,并对燃烧过程中凝结在金属管道表面的沉积物和分离器灰进行了分析.添加剂包括:高岭土(AI2Si2O5(OH)4)、燃煤飞灰、硅藻土(SiO2)、氢氧化铝(Al(OH)3)和碳酸钙(CaCO3).试验结果表明,高岭土、 燃煤飞灰和硅藻土,可以减少沉积物中水溶性钾和氯的质量分数.对纯秸秆和以高岭土为添加剂的沉积物和灰进行了SEMEDX分析, SEM图片显示沉积物中主要是由被黏接物黏在一起的圆形球状颗粒组成.EDX测试结果表明,燃烧纯秸秆的球形颗粒主要由钾、硅和钙组成,而以高岭土为添加剂的秸秆燃烧沉积物中的球形颗粒主要由钾、硅和铝组成,两个样品中的黏接物主要是由氯化钾(KCI)组成,由此证明了合适的添加剂可以和气态的KCI反应并减少其在沉积物中的质量分数,进而减轻了秸秆燃烧过程中由碱金属引起的沉积所造成的腐蚀.

2006 Vol. 40 (4): 599-604 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
605 李相鹏 周昊 岑可法
涡结构对小颗粒在圆管背风面碰撞分布的影响

针对锅炉管背风面飞灰沉积过程,采用数值模拟的方法进行了研究.对绕柱气相湍流的模拟采用了较新的分离涡模拟方法(detached eddy simulation, DES),通过对粒径为1~10 μm的颗粒在圆管背风面碰撞分布规律的计算发现背风面近壁区存在的主涡、二次涡和分离点附近小涡对颗粒在背风面的碰撞均有一定的影响.当速度较小时,随着粒径的增大,颗粒在背风面碰撞的质量逐渐增加,大颗粒在主涡和二次涡作用下均有较大的碰撞质量流量,而且二次涡的作用明显强于主涡;速度增加后,由背风面3种涡结构引起的颗粒碰撞量均有不同程度的减少,此时主涡的作用较强,而且二次涡引起的大颗粒碰撞量有明显减少.通过与实验测试结果进行对比检验,证明了数值模拟结果的准确性.

2006 Vol. 40 (4): 605-609 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
610 翟昕 俞小莉 刘忠民
压缩空气燃油混合动力的研究

为了了解新型的混合动力——压缩空气/燃油混合动力的节能效果,提出了混合动力的串联、并联和混联3种组成形式,并通过数学模型对混合动力的工作过程进行了仿真分析,分析表明,这种混合动力能有效地提高内燃机燃料燃烧产生能量的转化效率以及气动发动机的输出功率,验证了压缩空气/燃油混合动力的节能效果.研究表明,在额定工况下,串联方式能够分别从内燃机排气废气和冷却循环水中吸收13.2%和6.7%的能量;并联方式能够分别从内燃机排气废气和冷却循环水中吸收26%和20%的能量;同时内燃机也可以省去冷却风扇和散热器,节能效果更加明显.

2006 Vol. 40 (4): 610-614 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
615 年珩 贺益康 黄雷
基于场路耦合法的永磁同步电机数字控制系统设计和分析

针对电机控制系统中电机与控制器相互耦合对系统设计精度带来的影响,提出了一种永磁电机控制系统设计新方法,该方法基于永磁同步电机(PMSM)数学模型,建立完整的电机三维电磁场分析模型和基于转子磁场定向控制策略的控制系统模型,通过场路耦合法进行协同仿真分析,仿真结果可精确反映永磁同步电机与控制系统的相互耦合特性,同时转矩和转速良好的动、静态响应可满足控制系统高性能的要求.进而建立了与仿真系统完全对应的永磁同步电机实验系统,实验结果与仿真结果完全吻合,表明该设计分析方法的正确性,为实际永磁电机系统的设计分析提供了实施途径.

2006 Vol. 40 (4): 615-618 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
619 杨家强 黄进
交流变频电力测功机的控制和实现

针对传统测功机消耗的燃油或电能较高,造成能源浪费且需散热设备的问题,提出了一种交流变频电力测功机控制和实现的方法.该测功机通过异步电机直接转矩控制可以工作在电动和发电两种状态.通过空间电压矢量定向的三相PWM整流控制策略实现了测功机单位功率因数的能量双向流动,电动时从电网吸收能量,发电时把产生的能量反馈给电网;并利用异步电机的直接转矩控制方法来提高测功机的动态响应性能.根据提出的控制策略建立了该测功机的数学模型和运动方程,给出了实验研究方法.实验结果表明,该测功机具有良好的动静态性能,在测试过程中可以节约能源,也减少了整流对电网造成的干扰.

2006 Vol. 40 (4): 619-623 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
624 黄宛真 张孝彬 卢荻 徐铸德 陈卫祥
鱼骨状纳米碳纤维嵌脱锂性能的初步研究

为了探索具有鱼骨状特殊结构的纳米碳纤维作为锂离子电池负极材料的潜在应用价值,采用化学气相沉积(CVD)法制备了高纯度、高质量的鱼骨状纳米碳纤维,对其分别进行了酸处理、退火处理以及酸处理和退火处理相结合的复合处理,装配成模拟电池后通过恒流充放电测试,研究了不同预处理方式对该鱼骨状纳米碳纤维电化学嵌脱锂性能的影响.结果显示,简单的酸处理和退火处理未能明显改善鱼骨状纳米碳纤维电极的综合嵌脱锂性能,而将两者有效结合,则使该纳米碳纤维的首次充放电效率提高近两倍,并且明显提高了可逆容量及循环稳定性,嵌脱锂性能得到综合改善.

2006 Vol. 40 (4): 624-628 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
629 曹发和 张昭 施彦彦 张鉴清
镁合金阳极氧化膜的微观结构与耐蚀性能研究

为了提高镁合金的耐蚀性能,采用扫描电镜(SEM)、电化学测试和盐雾试验等技术,对不同阳极氧化液中得到的镁合金AZ91D阳极氧化膜层的微观结构及其耐蚀性能进行了评价.所有工艺采用交流电源、氧化液无氟、铬和无磷,有利环境保护.先后对外加交流电压、Na2SiO3浓度、NaAlO2浓度,以及Na2SiO3和NaAlO2的协同作用对膜层腐蚀性能的影响规律进行了考察.结果表明,外加电压和氧化液组成对氧化膜的微观结构及其性能有着至关重要的影响.在碱性溶液中,NaAlO2和Na2SiO3的协同作用下,得到的阳极氧化膜的综合耐蚀性能优异,自腐蚀电流密度达到1.87×10-7A/cm2,耐中性盐雾大于500 h(氧化膜未封孔).

2006 Vol. 40 (4): 629-633 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
634 董辉跃 柯映林 杨慧香
薄壁板高速铣削加工过程中的让刀误差预测

为了研究薄壁工件在铣削加工过程中的让刀误差以及获得使让刀误差较小的优化铣削参数,以薄壁板为例,在进行高温拉伸试验和高速压缩试验获得材料力学性能的基础上,建立了薄壁板铣削过程的热力耦合有限元模型.通过模拟螺旋立铣刀与工件材料之间相互的物理作用,获得了铣削力的变化曲线和铣削热的分布,同时得到了在刀具与工件之间物理作用下壁板随刀具的旋转与进给运动而产生的让刀变形,从而得到了薄壁板在铣削过程中的最大让刀误差.根据该有限元模型的结果可以优选薄壁件铣削用量,优化刀具几何形状,弥补让刀变形.

2006 Vol. 40 (4): 634-637 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
638 谢健 赵新兵 曹高劭 涂江平
纳米CoSb作为锂离子电池新型负极材料的研究

用溶剂热法合成了纳米尺寸的CoSb合金粉末,并研究了该合金粉末作为锂离子二次电池新型负极材料的电化学性能.合成的合金粉末经过了X射线衍射 (XRD)、透射电镜 (TEM) 和场发射扫描电镜 (FESEM) 的表征,研究发现,该合金粉末的首次可逆容量达到362 mA·h/g,经过了20个循环后,其可逆容量仍保持在320 mA·h/g. 与用悬浮熔炼/球磨工艺所得的微米尺寸的合金粉末相比,用溶剂热方法制得的纳米CoSb粉末的可逆容量和循环性能均显著提高.这是因为,纳米CoSb粉末颗粒尺寸较小,在充放电过程中绝对体积变化较小 (尤其在最初的几个循环中),这显著地减缓了活性材料的粉化和剥落.

2006 Vol. 40 (4): 638-641 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
642 曹江林 吴祖成 冷文华 张鉴清
可见光下Rhodamine B在钴掺杂TiO2薄膜上的光催化降解

采用溶胶凝胶法和涂覆成膜技术在钛片上制备了有可见光响应的Co2+掺杂TiO2薄膜(Co-TiO2).应用该薄膜光催化剂在可见光下进行了Rhodamine B(RhB)的光降解研究.结果表明,当Co2+的掺杂摩尔分数为0.02%时,光催化剂对RhB有最佳的光降解效果,而且在降解过程中存在光催化和光敏化的协同效应;同时在酸性体系中光降解RhB比在碱性体系中有较快的速率和较小的最大吸收峰位移,这可能与不同pH下,TiO2表面的荷电状态影响光降解过程有关.Co-TiO2光催化剂的使用,成功地实现了可见光下对RhB的光催化和光敏化协同降解,提高了可见光下RhB的光降解速率.

2006 Vol. 40 (4): 642-646 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
647 丛燕青 马香娟 李玉琼 吴祖成
光电一体化处理杀扑磷农药废水

为了解决有机磷农药引起的严重环境污染问题,采用一种新的催化氧化方法——光电一体化高级氧化工艺,处理杀扑磷农药废水.实验表明,光电结合能有效地降低废水的化学需氧量(COD),与单独光催化和单独电催化相比,杀扑磷的降解效率大大提高,且存在协同作用,协同效率可达96%.加入少量电解质后,废水COD去除率迅速提高到80%以上.光电催化过程产生大量强氧化性羟基自由基(·OH),诱发链反应产生,杀扑磷被有效降解,生成小分子有机酸,导致溶液pH值降低.由于NaCl在电解中产生氧化能力较强的ClO-,加入NaCl电解质比加入Na2SO4能更好地降低废水的COD.不同初始浓度对降解效率有较大影响,杀扑磷农药废水的降解符合表观一级动力学方程.光电结合能有效降低杀扑磷废水的毒性,适于作为高浓度难降解废水的预处理过程.

2006 Vol. 40 (4): 647-651 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
652 郭健 孙炳楠
多尺度结构动力方程及其在损伤识别中的应用

以一个三层框架结构为研究对象,分析了结构发生损伤时其动力参数的变化特征.应用小波变换,推导了多尺度结构动力方程来分析结构动力系统中的损伤识别.面向结构损伤识别,描述了多尺度动力方程能获得更丰富的结构参数变化信息.根据时变动力系统的结构损伤识别数值计算的特点,应用状态空间法来对结构损伤动力过程进行数值模拟.通过不同激励荷载下的损伤数值模拟和损伤时域识别,研究了多尺度损伤识别的两个关键性问题:不同位置的传感器对损伤预警的敏感性;系统输入荷载频率成分对损伤信息分布的影响.所进行的研究对于在基于小波分析的结构健康监测中合理选择传感器位置、采样频率及确定信号分解的尺度数具有理论指导意义.

2006 Vol. 40 (4): 652-657 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
658 朱平华 金伟良 倪国荣
在役混凝土桥梁结构耐久性评估方法

对在役混凝土桥梁结构的耐久性进行评估是评价其工作性态是否满足设计要求的关键所在.将桥梁结构划分成桥梁结构、桥梁构成、桥梁构件3个层次,提出了桥梁构件划分方法与耐久性关键构件抽样法,并按照不同构件的耐久性劣化影响因素的差异选取了相应的包括构件环境作用因素指标在内的构件耐久性考核指标,从而建立了在役混凝土桥梁结构耐久性的3层次多指标的评估模型.并定义了桥梁结构全寿命周期的5个耐久性典型状态,以5个典型状态来评估桥梁现有耐久性水平,3个层次均划分为5个模糊等级,对应于完好、较好、较差、差、危险5个耐久性状态.基于模糊数学理论,将定性指标给予定量化,采用最优区间型隶属度函数确定构件的耐久性考核指标对各个模糊等级的隶属度,用可信度与频数统计(CMFS)方法确定权重,用综合隶属度评分法进行等级评定.基于以上分析,总结出在役混凝土桥梁结构耐久性评估流程,用Matlab语言编制了评估程序,用该程序对浙江省4座在役混凝土桥梁进行耐久性评估,评估结果与实际情况十分吻合.基于该程序开发的《公路混凝土桥梁耐久性评估软件系统1.0版》,已通过浙江省交通厅的鉴定并初步运用于浙江省公路桥梁管理系统,效果良好.

2006 Vol. 40 (4): 658-667 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
668 楼铁炯 项贻强
体外预应力梁的弧长法分析与二次效应评估

为跟踪体外预应力混凝土梁的软化段路径,建立了一种基于法平面弧长算法的有限元模型,可预测梁从开始加载直到失效的非线性响应.通过对计算和试验结果的比较验证了分析模型的可靠性.设计了3根设置不同转向块的体外预应力混凝土梁以及1根体内无黏结预应力混凝土对比梁,利用提出的分析模型对这些梁进行非线性全过程分析.分析结果表明,当梁没有配置转向块时,二次效应随着挠度的增加会越来越明显;通过在梁最大挠度处设置一个转向块,能基本消除二次效应的不利影响.

2006 Vol. 40 (4): 668-671 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
672 边学成
临界移动速度荷载作用下地基的振动特性

边学成通过建立2.5维有限单元结合薄层单元方法,研究了接近或超过临界速度的移动荷载作用下地基三维振动问题.通过沿荷载移动方向的波数变换将三维问题降维成每个节点有3个自由度的平面应变问题,极大地提高了计算效率.采用有限单元模拟荷载作用范围所在的地基近场区域,用动力薄层单元构建透射边界来模拟波从近场向无穷远处的传播.通过数值计算给出了地基表面振动的动力时程和三维波动场的分布,发现当移动荷载的马赫数接近或大于1.0时地基中产生明显的波动传播现象.

2006 Vol. 40 (4): 672-675 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
676 程继鹏 张孝彬 弋桂芬
含铁粒子修饰碳纳米管的初步研究

采用溶液浸渍法在氧化的碳纳米管上搭载铁离子,并研究了在高温下氮气和乙炔气氛中它的化学性质.在氮气氛中600 °C退火后,铁离子转化成Fe3O4纳米颗粒,并负载于碳纳米管上;当它与乙炔在同样温度下作用时,形成被石墨层包裹的Fe3C纳米晶,石墨层的包裹可以避免空气氧化.高分辨透射电镜观察证实,用铁离子修饰的碳纳米管是一种优异的前躯体,它能够通过简单的工艺处理,合成Fe3O4和Fe3C两种磁性纳米颗粒,且它们均是单晶体.

2006 Vol. 40 (4): 676-678 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
679 杜春慧 朱宝库 徐又一
PVDF硬弹性纤维的制备及其结构与性能研究

研究了熔融纺丝法制备聚偏氟乙烯(PVDF)纤维的工艺条件,并采用示差扫描量热仪(DSC)、广角和小角X射线散射仪(WAXS和SAXS)以及力学试验分析了所得纤维的结晶结构和硬弹性.试验结果表明,PVDF纤维的熔点和结晶度随纺丝牵伸比的增大而增大,随退火时间的延长而升高.PVDF纤维中具有垂直于纤维轴平行排列的片晶结构,其长周期为19 nm.PVDF纤维还具有较高的弹性模量(2.08 GPa)和弹性回复率,在伸长50%时第一个回复圈的弹性回复率为91.4%.PVDF纤维的结晶结构和力学性能都表明PVDF纤维是硬弹性纤维,纤维的弹性模量随拉伸速率的增加而降低的反常现象,进一步证明了PVDF纤维的硬弹性特征.

2006 Vol. 40 (4): 679-683 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
684 韩晓红 陈光明 王勤
对Nasrifar-Moshfeghian方程的评价及其在气液相平衡中的应用

从热力学出发对Nasrifar-Moshfeghian(N-M)两参数立方形状态方程进行评价,并将其应用到混合物的汽液相平衡计算中.N-M状态方程结合MHV1(the first modified Hurm-videl)混合规则(N-M+MHVI)对17种双元混合物的汽液相平衡数据进行了关联,与PR(Perg-Robinson)+MHV1、SRK(Soare-RedlichKister)+MHV1模型相比,(N-M+MHVI)的关联精度比后两种模型所关联的精度低.为了更进一步提高关联精度,对于MHV1混合规则进行了两方面的改进:1)引入了新的非对称参数f;2)参数b经验地采用非线性结合规则.N-M方程结合改进后的MHV1混合规则对17种混合物的汽液相平衡数据进行了关联,关联结果与采用原MHV1混合规则所得的结果相比,精度有了一定的提高,而且绝大部分混合物关联的精度比采用PR+MHV1、SRK+MHV1模型进行关联的精度要高.但是对于极性体系,如丙酮/水、 甲醇/水,精度仍然较差,原因为:N-M状态方程本身的缺点,即总是考虑b/T的符号和在低温下计算时,对于具有较大压缩因子的物质不适应;参数b的结合规则.总之,N-M方程的提出为纯物质的饱和液体及混合物的汽液相平衡计算提供了有价值的参考.

2006 Vol. 40 (4): 684-688 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
689 张治国 尹红
聚氧丙烯醚的非等温热分解动力学及寿命

利用热重(TG)分析技术对聚氧丙烯醚的热失重行为进行了研究.采用非等温TG-DTG技术,在5.0、10.0、15.0和20.0 K/min线性升温速率和空气气氛条件下,考察了聚氧丙烯醚的非等温热分解机理及反应动力学.运用Freeman-Carroll、Kissinger、Ozawa、Coats-Redfern和Achar等方法对非等温动力学数据进行分析,确定了聚氧丙烯醚热分解反应的机理函数为Mampel Power法则(m=1),对应机理为幂函数法则,其表观活化能为62.5 kJ/mol,指前因子为106.17 s-1.同时采用等温TG技术得到失重10%和15%为寿终指标的寿命方程.

2006 Vol. 40 (4): 689-693 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
694 刘昊 陶国良 陈鹰 丁卫华
气动汽车动力系统分析

应用热力学理论和分析方法,对气动汽车动力系统各主要环节在工作过程中能量损失情况进行了研究,结果表明,由于节流、泄漏和高压尾气排放等原因,在高压减压阀和气动发动机两个环节存在损失.运用平衡方程对相关环节中的损失进行计算,建立了系统的分析数学模型,并针对一气动汽车动力系统实例,应用该模型仿真计算得到了系统的流图,图示结果表明,最终做功输出的不到总有用能量的1/3,尾气排放、节流减压和泄漏等原因引起的损失分别达43.2%、18.3%和7.8%,对系统整体效率有较大的影响.

2006 Vol. 40 (4): 694-698 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
699 王乾廷 闻育 王庆爽
变形路面上越野汽车悬架优化的仿真分析

为了提高越野汽车的平顺性,研究了不同类型越野路面变形程度与悬架振动参数之间的关系.应用载荷沉陷理论建立了地面非线性离散模型.综合动态轮胎力、悬架动挠度、越野地面沉陷等因素建立了简化越野车辆模型的动力学方程.通过改变土壤类型和越野路况,对松软路面上悬架参数与车身垂向加速度的关系进行仿真.以平顺性为目标,分析了松软路面不同变形程度对优化的悬架阻尼值的影响.仿真结果表明,增大系统刚度比可以显著减小车身垂向加速度,但刚度比不宜超过临界值;在变形较大的路面上行驶时,应采用较大的悬架阻尼以改善平顺性.

2006 Vol. 40 (4): 699-703 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
704 闻育 吴铁军 周春芳 陆续 刘泓
基于决策优化模型的驾驶行为建模方法

为了能在微观交通仿真模型中对复杂交通环境下的驾驶行为进行统一的数学描述,提出一个基于决策优化模型的驾驶行为建模方法.通过扩展Helly跟车模型并将其等式约束变换为不等式约束,建立驾驶员的可行加速度决策空间,再依次求解轨迹最优目标和速度最优目标,得到一个满意的横纵加速度.该建模方法将跟车、换道、超车、穿插、制动等驾驶行为统一地在驾驶行为决策优化模型进行描述中,模型结构灵活,模型参数校正方法简单明了,适用于交通环境复杂的混合交通流微观仿真建模.

2006 Vol. 40 (4): 704-707 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
708 熊红兵 朱泽飞 林建忠
三维等离子体射流中空气的卷吸和粒子的氧化

为了研究等离子体射流中空气的卷吸和由此引起的金属粒子的氧化,建立了等离子体喷涂的三维计算机模型LAVA-P-3D.喷涂系统采用氩氢混合气的直流电等离子体,粒子材料是钼.三维模型通过求解等离子射流的N-S方程得出混合气体的温度、速度和氧气浓度等的分布,其中考虑了粒子与等离子射流的相互作用.粒子的模拟采取了轨迹追踪法,研究了粒子的加速、传热、熔化和氧化等物理现象.等离子体射流的模拟结果与实验结果相吻合,并且用数值模拟研究了不同大小粒子的温度、速度、和氧的质量分数.研究结果表明,粒子越大,温度、速度和氧质量分数越小;粒子的氧化量随飞行距离的增长而线性增加.

2006 Vol. 40 (4): 708-713 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
714 丁浩 黄志尧 李海青
基于高阶统计量和小波变换的差压信号分析

 为分析气液两相流差压信号的内在特征,提高测量信号的信噪比(SNR),提出了一种基于小波变换和高阶统计量的信号分析方法.该方法利用小波变换技术将差压信号分解为多个不同频段的尺度函数,根据先验知识滤除信号中的高频噪声,同时提取不同尺度上的细节信号能量特征值.基于高阶统计量技术,提取不同工况下重构的已除噪差压信号的双谱特征值,分析了信号的双谱特性.初步研究表明,小波变换和高阶统计量相结合的信号分析方法能有效地抑制信号中的高斯有色噪声,提取的细节尺度能量特征和双谱特征可以提供更多的关于管道内复杂流动状况的信息.该方法为气液两相流流动状态的判别和过程监控提供了有益的借鉴.

2006 Vol. 40 (4): 714-718 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
719 岳文泽 徐丽华 徐建华 武佳卫
城市多光谱遥感像元分解技术改进研究

针对传统线性光谱分解中端元选择范围大、信息损失多的问题,对端元选择做了改进.以上海市中心区域为例,进行了改进研究,并采用高分辨率航空遥感影像进行了检验.结果显示,引入像元纯净指数,为端元的选择提供了基本的定量准则;同时构造了三维特征空间动态交互模式,则从技术上改变了端元选择的模式.均方根以及高分辨率航空影像的抽样检验都表明,混合像元分解的精度较好,说明该改进方法对于城市混合像元分解是可行的.

2006 Vol. 40 (4): 719-723 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
724 沈润杰 何闻
大型宽频带水下振动台流固耦合动力学特性的研究

为建立水下振动环境试验系统,对大型宽频带水下振动台中运动部件的流固耦合动力学特性进行了研究.根据水下振动台运动部件大尺寸和宽频带工作的要求,提出了运动部件结构的设计原则,进而建立其在水域中的模型及流固耦合有限元方程,由此计算分析了运动部件的两个重要模态振型及频率——台面弯曲振动振型和运动部件轴向振动振型,并与空气中的计算结果进行了比较,结果表明,流固耦合使得运动部件这两个模态频率降低;进一步的实验研究表明,计算分析结果是正确的,流固耦合使得运动部件等效阻尼变大.本研究结果为研制水下振动台系统的动态设计技术和测试分析技术提供了重要的依据.

2006 Vol. 40 (4): 724-728 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
729 袁波 黄梅珍
光栅分光光度系统中光谱级次重叠的研究

针对光栅和阵列探测器分光光度系统中的光谱级次重叠,提出了定位式滤光和数字式滤光两种方法,它们均能够满足快速检测和分析的需要.定位式滤光法是一种直接从硬件上滤除非被测级次光强的方法,通过在光路中插入一块特殊设计的滤光片来实现,滤光片在不同区域具有不同的滤光特性;数字式滤光法是一种间接从软件上滤除非被测级次光强的方法,在确定非被测级次相对被测级次的光强衍射效率的基础上,将光强衍射效率用于修正具有级次重叠的光谱.利用这两种方法检测了氧化钬溶液的400~570 nm光谱,并对所获得的光谱进行了仔细比较,结果表明,它们均能够有效地解决光栅衍射的光谱级次重叠问题.

2006 Vol. 40 (4): 729-733 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )

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