玻璃钢/复合材料  
 
2010年 44卷 1期
刊出日期 2010-02-04

计算机科学技术
电子、通信与自动控制技术
光学仪器
地球科学
机械工程
土木与建筑工程
机械工程
1 张斌, 徐兵, 杨华勇, 等
基于虚拟样机技术的数字式柱塞泵控制特性研究

为了开发新式的数字液压泵并研究其控制特性,开发了高速开关阀控制的数字式柱塞泵,通过可编制控制器程序来实现不同的控制功能.分析该数字泵的控制原理,建立数字泵的动力学模型和液压系统模型,并以接口模型实时连接2个模型构成数字泵的虚拟样机.通过虚拟样机仿真和试验测试,研究数字泵的流量控制、压力控制和功率控制等功能.结果表明,数字式柱塞泵压力、流量控制的调节时间可以控制在2 s以内,能够达到精确的控制结果,同时实现准确的恒功率控制方式.采用高速开关阀控制的数字式柱塞泵满足控制性能需要,可以实现良好的柱塞泵变量控制功能.数字泵虚拟样机能够实现对数字泵控制性能的准确预测,仿真结果和试验结果吻合较好,虚拟样机技术将成为数字泵设计和优化的重要手段.

2010 Vol. 44 (1): 1-7 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
8 卢汉良, 李德骏, 杨灿军, 等
深海海底观测网络水下接驳盒原型系统设计与实现

为实现深海海底观测网络的长期连续观测,设计一套基于水下接驳技术的接驳盒原型系统.通过分析接驳盒体系结构,采用多个耐压密封腔体作为水下接驳盒的机电集成封装结构,完成耐压腔体机械结构和散热结构设计.在实验的基础上,利用MOSFET器件以输入串联和输出并联相结合的方式,把2 kV高压直流电转换为400 V中压直流电,实现深海远距离高压直流电能传输.针对深海观测仪器设备通信的实时性要求,采用基于TCP/IP的光以太网技术和应用层自定义协议技术来实现通信控制.实验验证了在40 MPa下,水下接驳盒原型系统能够正常工作.该水下接驳盒原型系统合理且实用,为实现深海海底观测网络的长期连续观测提供了技术支撑.

2010 Vol. 44 (1): 8-13 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
14 王杭州, 秦华伟, 杨灿军, 等
深海热液采样阀PEEK阀芯疲劳寿命研究

通过分析深海热液采样阀PEEK阀芯的实际工作情况,综合考虑几何尺寸、应力集中以及加载方式等因素的影响,研究PEEK阀芯在峰值为70 MPa脉动工作压力下的疲劳寿命.运用传统名义应力法,由PEEK材料的应力-疲劳寿命曲线求得PEEK阀芯在工作过程中的应力-疲劳寿命曲线,结合疲劳损伤累积理论估算出阀芯的疲劳寿命.在实验中模拟取出样品过程,对同一批次的多个阀芯进行疲劳寿命试验,试验结果的一致性较好且与理论估算结果相吻合.PEEK阀芯在工作条件下的疲劳寿命为7个工作周期,阀芯的疲劳断裂符合疲劳损伤累积理论.

2010 Vol. 44 (1): 14-18 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
19 陈馨蕊, 郝志勇, 杨陈
镁合金AZ31阻尼性能的实验研究

采用脉冲响应衰减法研究镁合金AZ31的减振降噪效果.由脉冲激励激发镁合金薄板自由振动,测得镁合金薄板表面的辐射声压,将声压信号进行带通滤波,分离出薄板各个简正振动对应的辐射声压,或分析带宽内几个简正振动产生的复合声压,将该声压信号曲线进行多项式拟合,由拟合曲线的斜率得出镁合金的阻尼损耗因子,并与钢的阻尼性能进行比较.结果表明,镁合金的阻尼损耗因子随频率的增大逐渐减小,在660、1 090、1 230和1 760 Hz处存在阻尼峰值,是减振性能最佳的频率.在中低频段,镁合金的阻尼性能约为钢的2、3倍.镁合金构件在使用中必将体现出良好的抗冲击和减振降噪性能.

2010 Vol. 44 (1): 19-22 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
23 沈洪垚, 傅建中, 陈子辰
基于轴向自适应的曲线插补算法

高速加工中各运动轴上的动力学状态将直接影响机床运行的平稳性和工件尺寸精度,而传统的自由曲线插补算法没有很好地考虑插补运动在各轴上的影响.为此提出一种新的非均匀有理B样条(NURBS)曲线插补算法(ALANI).该算法在保证插补轮廓精度的基础上,将各轴上的加速度分量严格控制在相应轴伺服系统加速能力范围内,同时控制加加速度分量,以保证在加工中的任意时刻不会出现过大冲击和振动.通过运动学定性分析,设计一种稳定的插补策略修正算法,对曲线状况进行前瞻计算,在发现危险点后灵活、高效地追溯原数据,并对速度曲线进行修正.与同类算法的仿真对比实验表明,该算法能够获得更好的加工特性.

2010 Vol. 44 (1): 23-28 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
29 郑慧峰, 周晓军, 张杨
基于最优时间的超声检测轨迹规划

为提高实体曲面工件超声自动化测量中曲面特征选取效率与探头的平稳性,对五自由度超声检测臂的终端探头从初始位姿到目标位姿进行最优轨迹规划.利用D-H表示法和牛顿-欧拉递推方法,分别建立超声检测臂运动学和动力学模型,以时间为参数,采用五次多项式对探头的初始位姿与目标位姿之间的运行轨迹进行拟合,以轨迹时间最短为目标,运用黄金分割法来寻找各关节的最大速度、加速度和驱动力(矩)约束下的最优轨迹.该方法符合实际工程应用要求,提高了探头运行平滑性和检测效率.

2010 Vol. 44 (1): 29-33+183 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
计算机科学技术
34 谭光华, 许秋儿, 吴双卿, 等
特征保持的大规模点云曲面自由变形

针对大规模点云模型,提出一种简略图的表示方式,记为ObbGraph,在此基础上,给出一种特征保持的大规模点云曲面的变形方法.该方法首先针对大规模点云曲面建立ObbGraph结构,然后通过对ObbGraph的变形来驱动原始点云模型的变形.ObbGraph的建立基于OBBTree的构建以及有向包围盒的相交测试,ObbGraph的变形则通过非线性优化每个节点的仿射变换而实现,原始点云模型的变形由ObbGraph每个节点的仿射变换的线性组合得到.通过约束每个节点的仿射变换尽量为刚体变换,能够较好地保持原始模型的特征.实验结果表明,对于大规模点云曲面的变形,该方法计算简单、速度快,能够较好地保持几何特征,是一种行之有效的方法.

2010 Vol. 44 (1): 34-40 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
41 徐进, 柯映林
N边域大区域曲面逼近及其裁剪计算技术

针对反求工程中出现的N边域问题,提出一种用大四边域曲面进行曲面逼近,再对其进行裁剪计算的N边域填充方法.在N边域周围曲面上构造曲线,对周围各曲面逐一裁剪后得到一个包含N边域在内的空间大四边形区域.将周围曲面分别进行均匀离散化得到大区域内完整的离散约束点,拟合一张B样条曲面,使得它插值于大区域边界处的离散位置和法矢约束,并且逼近大区域内的所有约束点.将大区域曲面进行裁剪得到用于填充N边域的裁剪曲面,并以大区域曲面为基准对周围各曲面进行重逼近,使得填充后模型各曲面之间达到近似G1连续,同时在整体上保持了模型原有的拓扑结构.

2010 Vol. 44 (1): 41-45+117 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
46 董占勋, 孙守迁, 吴群, 等
心率变异性与驾驶疲劳相关性研究

为获取与驾驶疲劳程度相关性较高的、可以量化的、客观的心电指标,对10名成年男性司机在驾驶仿真平台上进行心率变异性(HRV)检测与眼动跟踪同步实验研究.对HRV信号指标与评估疲劳的客观指标——PERCLOS p80值进行相关性分析.结果表明,在HRV信号的线性指标中,表征交感-副交感神经张力平衡状态的频谱低频与高频部分比值与PERCLOS p80值的相关程度最大,皮尔逊相关系数达到0.728,可以作为实时监测驾驶疲劳的量化心电指标.为进一步解释HRV信号的混沌特性,采用非线性动力学方法进行R-R间期C0复杂度计算,该非线性指标与疲劳累积过程相关,可以用来衡量驾驶员在遇到应急危险状况下的控制能力.

2010 Vol. 44 (1): 46-50 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
51 寿涌毅, 傅奥
多目标资源受限项目调度的多种群蚁群算法

为实现资源受限项目调度的多目标优化,通过改进传统蚁群算法,提出适用于多目标优化的多种群蚁群算法.该算法基于串行进度生成机制,每个蚁群具有各自的目标函数、与目标函数相匹配的不同搜索策略以及各自的信息素更新机制.各蚁群独立进行搜索决策,但各蚁群之间存在信息素的相互作用,从而实现加速搜索.针对多目标资源受限项目调度问题设计新的精英策略.在目标规划基础上构造一系列多目标项目调度算例,经系统测试表明,所提出的多种群蚁群算法能够有效优化资源受限项目的资源配置,实现多目标优化.

2010 Vol. 44 (1): 51-55 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
56 夏莹杰, 宋广华, 朱明哲, 等
基于零知识交互式证明和Bayesian信誉网的小世界P2P模型

针对当前P2P(Peer-to-Peer)系统在网络拓扑和信誉评估机制结合方面的不足,设计一种基于角色和信誉访问控制机制的可信小世界P2P(SW-R2P)模型.模型使用零知识交互式证明(ZKIP)算法,在不传输节点身份相关信息的前提下安全地验证对等节点的组信息,并以此作为构建小世界网络拓扑的基础.通过Bayesian信誉网对节点和组的多方面信誉进行评估,从而影响节点的各种操作和组之间连接的建立.仿真实验结果表明,SW-R2P模型在资源查找成功率、网络聚合度以及节点信誉偏差等方面的性能优于Chord和R2P模型.SW-R2P模型结合了ZKIP算法、Bayesian信誉网和小世界拓扑的优势,实现了一种可信、安全和高效的P2P网络架构.

2010 Vol. 44 (1): 56-60 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
61 蔡文郁, 唐军, 张昱
无线传感器网络MDC视频传输的跨层多径路由协议

将网络协议栈的跨层优化设计思想应用于多媒体无线传感器网络,提出一种基于视频编码峰值信噪比最优的跨层多径路由协议.在跨层多径路由模型中,以最大化应用层的多描述编码(MDC)峰值信噪比作为优化目标,通过物理层的丢包率测量和MDC层的信道容量估计联合确定网络层的多径路由属性,MDC的每个描述被映射到多条链路独立的路径上分别传输,最终在Sink节点进行汇聚.对随机生成的网络拓扑求取最小跳数节点的独立两路径路由和跨层多径路由,将Foreman视频分割成2个描述编码视频沿不同路由进行传输,仿真结果验证了跨层多径路由能够降低丢包率和提高平均PSNR.跨层多径路由协议能够提高MDC视频在无线传感器网络中的传输质量.

2010 Vol. 44 (1): 61-67 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
68 蔡华辉, 王国瑾
三次C-Bézier螺线构造及其在道路设计中的应用

针对道路设计的工程需要,构造曲率单调且保号的平面三次C-Bézier螺线. 利用这条螺线,详细推导在道路设计等工业应用中直线和圆弧之间的过渡曲线. 如同工程中使用回旋曲线过渡一样,直线和圆弧之间用一条螺线过渡,圆弧与圆弧之间用一对C型或S型螺线过渡,两条直线之间用一对螺线过渡,当圆包含圆弧时用一条螺线过渡. 给出在前4种情况下螺线的具体表达式,第5种情况不一定有解. 由于直线、圆弧能够用C-Bézier曲线精确表示,可以在C-Bézier模式下统一处理整条道路设计问题,避免了以往采用Fresnel积分所表示的回旋曲线不适用于计算机辅助设计系统的情况.

2010 Vol. 44 (1): 68-74 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
75 蔡卫光, 姚庆栋, 刘鹏, 等
基于提前写回策略的数据转发优化方法

针对深度流水线和复杂指令集结构,给出一种基于操作数访问时序的数据转发模型,使用5个参数描述指令执行过程,并以一种RISC/DSP结构MediaDSP64原型机为例进行分析.在分布式转发电路的基础上,提出一种基于提前写回策略的转发优化方法.该策略在不影响指令执行效率的前提下,通过将DSP指令中辅助寄存器的结果提前写回寄存器文件减少了转发源的数量.针对该方法造成的指令乱序执行情况,设计一种影子寄存器结构,保证了精确异常处理的实现.实验结果表明,转发电路的硬件资源占用减少了43.8%,关键路径延时下降了19.8%.

2010 Vol. 44 (1): 75-80 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
81 欧立勇, 杜树新
基于多智能体的公共检测资源协调方法

公共检测资源协调过程的关键是任务合作者的选择和检测任务的分解.采用改进的合同网协议选择任务合作者,采用基于知识库的专家推理实现任务分解.在改进的合同网协调机制中,为每个任务类维护一个专家集,从而减少管理智能体的筛选负担和多智能体系统的通信开销,同时应用模糊综合评价方法实现投标书评价,并选取任务最佳合作者.采用多级推理机实现任务分解,设计了从实例中推导新知识和根据历史分解记录得到分解规则2种知识获取方法,设计采用正向推理策略的推理机.最后给出了公共检测资源协调的基于Web Service的实现.

2010 Vol. 44 (1): 81-86+123 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
87 欧海英, 李晓宇, 付战平
设计优化中的非线性主轴降维映射法

为了在二维或三维空间中表达高维设计空间,分析多变量优化数学模型的本征维数及其所独立依赖的、有意义的和尽可能少的潜变量,发展了设计优化降维理论和非线性主轴降维映射法.非线性主轴降维映射法首先通过试验设计理论采样获得设计样本集,通过主轴的各种非线性函数逼近目标函数和约束,实现对高维目标函数和约束的降维处理.工程实例研究表明,非线性主轴降维映射法具有发现数据流形本征变量的能力,能够在二维或三维空间中展示多维设计空间全景图,从而用于分析目标函数性质和选择优化算法,展示优化迭代轨迹,研究优化算法的性质.

2010 Vol. 44 (1): 87-93 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
电子、通信与自动控制技术
94 鲍慧强, 毛慧, 马慧莲, 等
谐振式微型光学陀螺锁频精度分析

在谐振式微型光学陀螺(R-MOG)系统中,为了减小由于光学器件受温度、应力等外界环境因素影响产生的各种噪声,提高环路锁频精度,在反馈回路中引入PI控制器取代一阶惯性反馈环节,建立反馈控制模型,对比分析PI控制器和一阶惯性反馈环节2种反馈方式对锁频精度的影响.利用PI控制器设置的反馈回路能够消除环路的阶跃响应稳态误差,从而降低温度等外界因素引起的环形腔互易性噪声的影响,提高环路锁频精度.进一步优化PI控制器参数,将优化设计的PI控制器应用于R-MOG系统,得到锁定环路阈值精度为30 Hz,对应环长为7.9 cm的微型环形腔可检测转动角速度为0.15°/s,并在该芯片构成的系统上观察到20°/s的陀螺响应.

2010 Vol. 44 (1): 94-98+135 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
99 陈坤, 刘毅, 王海清, 等
Hammerstein系统递推辨识的自适应算法

采用最小二乘支持向量回归对Hammerstein系统进行辨识缺乏稀疏性,且模型不易递推.提出一种基于输出预报误差的Hammerstein模型自适应稀疏递推辨识算法.根据分块矩阵对模型进行递推运算,基于系统输出预报误差的结果,自适应调整算法的辨识步骤,可以避免递推时可能出现的误差积累问题,有效提高算法的稀疏性和稳定性.仿真结果表明,与常规的递推算法相比,该自适应算法能够在保证辨识精度的情况下,有效稀疏和简化模型,提高算法的鲁棒性和辨识效率,更加符合系统在线辨识的需要.

2010 Vol. 44 (1): 99-103 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
104 吴丹, 封洲燕, 王静
微电极阵列神经元锋电位信号的去噪方法

为了去除神经细胞外单细胞动作电位(即锋电位)记录信号中的各种噪声,提高幅值很小的单细胞锋电位信号检测的正确性,根据多通道微电极阵列记录信号中各个通道之间噪声空间相关性较强的特点,提出主成分分析(PCA)去噪与小波阈值去噪相结合的联合去噪方法.采用PCA方法提取并去除多通道记录信号中相关噪声的第一主成分,然后将信号进行小波多尺度分解,采用软阈值法去除各尺度下的噪声.仿真数据和测试结果表明,联合去噪方法可以同时去除有色噪声和白噪声,在各通道锋电位序列相互独立而噪声相关性较强的情况下,可以显著提高锋电位信号的信噪比.联合去噪方法的性能明显优于PCA去噪方法和小波阈值去噪方法单独使用时的性能,是一种有效的多通道锋电位信号去噪新方法.

2010 Vol. 44 (1): 104-110 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
111 杨旸, 赵梦恋, 陆佳颖, 等
高亮度白光LED驱动控制器设计

针对多种应用条件下高亮度白光LED的驱动要求,提出一种对于不同应用电路拓扑具有广泛适应性的LED驱动控制器芯片.设计采用峰值电流模式控制策略以适应LED的控制特性.针对不同应用拓扑对宽供电电压适应性的要求,引入高精度线性调压器为系统提供稳定的基准电压与工作电压;针对常用的Buck、Boost和Buck-Boost 3种拓扑分别提供灵活的接入端口;为支持不同拓扑下的电流检测,构造一个兼具高端与低端电流检测功能的运算放大器;应用分段线性补偿解决斜率补偿中补偿不足或过补偿的问题.芯片实现了3 000∶1的高调光比,并给出了整个控制器芯片和模块的电路设计.该芯片在1.5 μm BCD(bipolar-CMOS-DMOS)工艺下设计与流片,样片测试的结果与设计目标基本一致,取得了预期的效果.

2010 Vol. 44 (1): 111-117 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
118 谢斌, 张开石, 潘华东, 等
未知环境中无人机适航地图构建与地面目标跟踪

提出一种无人机在未知环境中通过D-S证据理论构建目标适航地图,并结合适航地图和贝叶斯非线性滤波方法进行目标跟踪的算法.为解决观测间隔时间可能较长的问题,基于FPKE和适航地图来预测目标位置概率分布的时间演进;在量测更新时充分考虑无人机的观测视野,将未观测到目标应用于目标位置概率分布的量测更新.仿真结果表明,该算法能够有效提高无人机在未知环境中跟踪地面目标的准确性.

2010 Vol. 44 (1): 118-123 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
124 赵璐, 于慧敏
基于先验形状信息和水平集方法的车辆检测

针对交通视频检测应用,提出一种基于先验形状信息和主动轮廓模型的运动车辆检测方法.算法首先利用颜色信息和边缘信息检测并去除车辆阴影,提取车辆的初始轮廓;为了改善车辆轮廓的提取精度,在进一步的车辆分割中引入车辆形状的先验知识,用水平集符号距离图像的隐含表示建立车辆的先验形状模型,并以先验的车辆形状模型作为约束构造出主动轮廓能量函数;将第一步获得的车辆轮廓作为车辆分割演化曲线的初始轮廓,采用变分法求解能量函数的极小值,利用形状配准和水平集方法演化车辆的分割曲线,得到准确的运动车辆轮廓.将该方法应用于实际采集的交通视频,获得了很好的测试结果.

2010 Vol. 44 (1): 124-130 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
131 郑雅羽, 田翔, 陈耀武
基于随机采样的两阶段全局运动估计

为了有效地估计全局运动参数,提出一种基于随机采样的两阶段全局运动估计方法.在第一阶段,根据矩阵条件数最小化准则随机选取每组运动矢量,利用最小二乘法计算每组初始的变换参数,使用直方图获得最终的变换参数.在第二阶段,对运动矢量场进行变换运动补偿,从已补偿运动矢量场中随机采样一组运动矢量,使用直方图估计最终的平移参数.对于4个仿射全局运动模型和真实视频序列的实验结果表明,与基于固定采样模式的估计算法相比,该方法能够有效地缩短计算时间,同时获得更好的估计精度.

2010 Vol. 44 (1): 131-135 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
136 付晓峰,韦巍
大型人脸库上基于局部二元模式直方图映射的快速识别

传统的基于局部二元模式(LBP)的人脸识别方法采用卡方统计度量LBP直方图间的差异,由于卡方统计度量的复杂性以及是在高维空间进行判别,此方法在大型人脸库上的识别速度低,为此提出一种LBP直方图映射(LBPHP)方法.将LBP直方图映射到保局投影(LPP)空间获取低维LBPHP特征,当判别新样本时只须比较新样本与训练样本的LBPHP特征,识别过程简单且在低维空间进行,识别速度很快.鉴于LPP强大的鉴别特性,此方法的识别率很高.在2个知名人脸库上对LBPHP方法进行实验验证,结果表明,相比于传统识别方法,LBPHP的识别速度快,尤其在大型人脸库上优势更加明显,适于在此类人脸库上的实际应用如身份认证等.

2010 Vol. 44 (1): 136-140 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
141 朱科翰, 董树荣, 韩雁, 等
不同栅压下NMOS器件的静电防护性能

针对金属硅化物亚微米工艺,研究当静电自保护输出驱动中NMOS器件的栅极处于不确定电压时的静电防护能力.在0.35μm CMOS工艺下,设计不同尺寸的NMOS静电防护器件,采用传输线脉冲(TLP)测试系统测量NMOS器件在不同栅压下的电流-电压曲线.借助半导体器件仿真软件ISE-TCAD对器件进行瞬态仿真,得出在不同栅压下的电场强度分布.分析表明,栅压使得电流更趋于表面流动而降低NMOS静电防护器件的二次击穿电流.在设计回跳型栅极耦合NMOS静电防护器件时,辅助触发电路的RC时间常数应该控制在50 ns左右.

2010 Vol. 44 (1): 141-144 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
土木与建筑工程
145 卓新, 杨帆, 吴建挺, 等
异形多面体钢屋盖结构施工成套技术

针对异形多面体钢屋盖结构的施工难题提出一系列施工成套技术,发明了“异形构件的虚拟四面体顶点测量定位方法”,解决了施工安装的测量定位问题;提出以异形节点为中心、同时焊接与该节点相连的至少3根主梁的施工工艺,能够有效抵消焊接应力与焊接变形,而且能够保证屋盖结构在施工期间分区形成独立稳定的结构状态;提出材料便宜、构造简单、操作简便的水平与垂直运输系统,解决了复杂结构的施工吊装问题,而且使施工成本大大降低;提出“以异形钢屋盖玻璃折板面为基准反向控制定位檩条位置”方法,能够有效控制屋盖采光顶玻璃面的安装精度.工程实践表明,提出的施工成套技术实用、经济、安全且高效.

2010 Vol. 44 (1): 145-149 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
150 苏万鑫, 谢康和
土水特征曲线为直线的非饱和土一维固结计算

基于Bishop有效应力原理,将土水特征曲线与固结方程相结合,提出土水特征曲线为简单直线型的非饱和土一维固结的计算方法.假定土体固结分为2个阶段:第一阶段为不排水、不排气阶段,土体的变形只是因为气体压缩所引起的;第二阶段为排水、排气阶段,土体的变形是因为孔隙水和孔隙气的排出而引起的.在此过程的基础上,建立并求解非饱和土一维固结方程,分析影响非饱和土一维固结的因素.影响非饱和土一维固结速率的最重要因素是孔隙流体的渗流路径.在相同边界条件下,非饱和土固结过程与饱和土固结过程中孔隙流体压力沿深度的分布随时间的变化规律相同.

2010 Vol. 44 (1): 150-155 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
156 吴玉华, 楼文娟
水平随机地震激励下弹性圆拱的半解析法

结合虚拟激励法与Galerkin法,研究弹性圆拱在水平随机地震作用下随机响应的半解析解.在建立圆拱平面内动力平衡微分方程的基础上,通过选取适当的试函数,应用Galerkin法将动力平衡微分方程转化为线性常微分方程组.通过设定虚拟荷载,采用确定性方法求解响应量的功率谱密度函数的近似解,得到圆拱随机振动问题的闭合解.该方法无须计算拱的振型,对非正交阻尼同样适用.通过算例分析和与有限元计算结果的比较,验证了该方法的计算精度.当采用的试函数与圆拱振型接近时,采用较少的试函数就能获得较高的精度,该方法是一种简便、高效的方法.

2010 Vol. 44 (1): 156-159+165 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
160 邵煜, 张土乔, 俞亭超
考虑腐蚀的埋地灰口铸铁管失效预测及可靠度分析

针对早期埋设的灰口铸铁管存在的破损频繁、漏失严重等影响输配水安全问题,通过管土相互作用模型得到管道应力,应用腐蚀模型预测管道腐蚀深度,进而评估管道的剩余强度,结合失效准则得到管道失效预测模型,并运用蒙特卡罗方法对管道可靠度进行分析.计算模型充分考虑了管道腐蚀、各种外部荷载以及参数的不确定性对管道失效的影响.计算结果表明,在通常荷载作用下仅考虑管道受力,管道不会失效,腐蚀是导致管道失效的重要因素;管道安全因子的概率密度分布曲线呈对数正态分布;当使用时间为20~50 a时管道失效风险较大,在使用时间超过80 a之后,管道失效风险变小且呈现出略有下降的趋势;由于渗漏或不均匀沉降引起的管道基础局部流失在腐蚀深度超过一定值时对管道失效概率的影响较大.

2010 Vol. 44 (1): 160-165 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
166 肖南, 黄玉香, 董石麟, 等
张力结构位移限制下的形状调整强度优化分析

为了提高张力结构的刚度和减小结构受力,在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.定义结构的合理工作状态系数,推导作动器的主动变形向量与结构内力向量、结点位移向量等的几何非线性迭代矩阵表达式.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优化模型,并编制相应的求解程序.通过算例表明,在作动器调整张力结构的形状后,在相同荷载作用下,结构的刚度获得提高,并且仅通过在索中布设作动器,可以达到杆件受力减小而结构刚度增大的优化目的.

2010 Vol. 44 (1): 166-173 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
174 吕翼, 楼文娟, 孙珍茂, 等
覆冰三分裂导线气动力特性的数值模拟

采用有限体积法和SIMPLEC算法,求解雷诺数在亚临界区内的均匀黏性不可压缩流体的N-S方程,对风吹过平行布置的覆冰三分裂导线的气动力特性进行计算流体动力学(CFD)数值模拟.为克服数值模拟在高雷诺数下的数值不稳定性,在求解N-S方程时采用QUICK迎风格式,其对流项为三阶精度,其余项如扩散项等为二阶精度.针对新月形和扇形2种典型覆冰三分裂导线,分析平行布置的三分裂导线各子导线尾流间的相互作用及其对气动力特性的影响.计算结果表明,新月形覆冰导线比扇形覆冰导线舞动的风攻角范围大,但前者的舞动振幅小于后者;分裂导线中处于尾流区的子导线的气动力系数均小于迎风面子导线的气动力系数,且扇形覆冰导线比新月形覆冰导线更为显著.

2010 Vol. 44 (1): 174-179 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
180 俞亚南, 徐坚, 冯建江
粉性土导热系数的室内实验研究

介绍了一种在一维稳态导热状态下测量土壤导热系数的新方法——稳态平板法.该方法试样制备简便、干扰因素少、测试数据可信、成本低廉,便于工程测试应用.利用该方法测定2种典型土壤在不同干密度、水的质量分数条件下的导热系数.实验结果表明,土壤的导热系数随着水的质量分数和干密度的增加均有不同程度的提高;采用新方法得到的导热系数变化规律与采用探针法测量的结果较为一致.根据实验数据拟合得出土壤导热系数与土中水质量分数、干密度的经验公式,可供工程设计参考.

2010 Vol. 44 (1): 180-183 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
184 肖潇, 关富玲, 徐彦
卷曲折叠充气管展开过程的数值分析及实验研究

采用基于能量函数的弹簧-质点模型,对卷曲折叠充气管的充气展开弯矩进行推导,考虑在充气管展开过程中薄膜自接触以及充气管中加劲钢卷尺产生的弯矩.通过Fortran语言编程对卷曲折叠充气管的充气展开过程进行数值模拟,并与利用气浮导轨消除重力,对同样条件的卷曲折叠充气管在不同时刻的展开速率的测试结果进行对比.数值分析与实验结果吻合良好,说明弹簧-质点模型方法能够很好地模拟卷曲折叠充气管的展开过程和动力性能.与传统的有限元方法相比,弹簧-质点模型方法的优点是建模简单,能够有效分析复杂充气结构的展开.研究不同充气速率对充气管的展开动力性能的影响,分析表明,充气速率增大,同一时刻的展开速率明显增大.

2010 Vol. 44 (1): 184-189 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
190 马健, 曹卫平, 蒋承杰, 等
浅水流动环境中垂向缝隙射流的数值模拟

为探求浅水流动环境中缝隙射流的流动规律,提出射流的影响范围公式与流动转变条件.应用体积率(VOF)方法跟踪处理自由水面,利用重组化群(RNG)紊动动能-紊动耗散率(k-ε)模型,对浅水流动环境中垂向缝隙射流进行数值模拟.研究流速分布和自由水面位置,对比数值模拟与物理模型试验结果,分析流动转变条件.结果表明,计算结果与试验结果吻合较好,射流出口断面垂向流速分布符合半无限域中射流流速的衰减规律,流速场分布及自由水面位置在小流速比、临界流速比及大流速比下存在不同特性,自由水面隆起高度和流速比、水深比有关,射流对上游的影响距离随流速比增大而增大.

2010 Vol. 44 (1): 190-196 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
197 张凌, 田传浩
城市住房市场差异与房价连锁反应——以35个大中城市为例

将35个城市按所在地理位置,划分为华东、中部、西部、东北、华北和华南6个地区,建立城市和全国的房价缩约方程,分析人均可支配收入、建设成本、金融机构法定贷款利率和广义货币供应量对城市或全国平均住房价格的影响.以各城市房价与全国平均房价的比值为因变量,构建面板协整和误差修正模型.长期协整关系的成立以及误差修正模型的系数差异,表明我国各地区之间存在弱的房价连锁反应现象:在长期,除华东地区外各地区房价与全国平均房价的比值没有随时间增长的趋势,具有回复到稳定均衡关系的倾向;而在短期,各地区房价变化对全国性因素变动有不同反应.华东地区的房价对全国收入、利率变化有更快的反应.

2010 Vol. 44 (1): 197-202 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
地球科学
203 李佩, 陈生昌, 常鉴, 等
基于波动理论的地震观测系统设计

基于波动方程的照明分析可以直观地反映在确定的地震观测系统下地下介质中地震波能量的分布,但是难以深入分析弱照明区域的成因并提出解决措施.针对该问题,提出一种新的复杂构造地区地震观测系统设计方法.利用波动方程照明技术定量评价不同观测系统在目标层的照明能量分布;通过波动方程正演模拟分析目标层位弱照明的成因,提出针对性的解决措施;对模拟数据的叠前深度偏移成像结果进行定量分析,优选最有利于成像处理的观测参数.将该方法应用于ZB地区逆掩推覆构造模型,结果表明,在该地区8 km的排列长度最有利于提高信噪比;在地面30.0~30.5 km进行炮点加密,并采用6 km的排列长度进行接收,可以明显改善弱照明区域的成像质量.

2010 Vol. 44 (1): 203-208 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )
光学仪器
209 朱德喜, 叶辉, 王军培, 等
聚合物电致发光器件的电流限制机制

以共轭聚合物聚(2-甲氧基-5-(2′-乙基-己氧基)-1,4-对苯乙炔)为发光材料制备复合阴极结构(LiF/Al)的聚合物电致发光器件.针对不同发光层厚度和阴极修饰层厚度的器件进行电流-电压测试,研究引起器件电流限制的机制.结果表明,单金属阴极器件的电流特性为载流子输运体限制机制;当阴极修饰层(LiF)厚度为2 nm左右时,电流特性以载流子注入限制为主;而当阴极修饰层为其他厚度时,2种限制机制同时存在.对具有不同阴极修饰层厚度的器件的电流-电压特性提出理论模型,模拟结果与试验数据较为符合.

2010 Vol. 44 (1): 209-212 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [ PDF 0KB] ( 0 )

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