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当期目录

    2018年, 第52卷, 第4期 刊出日期:2018-04-28 上一期    下一期
    学报(中文)
    负泊松比效应防护结构抗爆抗冲击性能影响因素
    杨德庆,张相闻,吴秉鸿
    2018,52 (4):  379-387.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.04.001
    摘要 ( 952 )  
    研究了宏观负泊松比效应蜂窝夹芯结构胞元壁厚、胞元层数和胞元泊松比等参数对弹体侵彻及水下抗爆等防护性能的影响.模拟弹体在空气中对宏观负泊松比蜂窝夹芯舰船防护结构的侵入和穿透过程,以及蜂窝夹芯防护结构在水下爆炸冲击载荷作用下的破坏形式.计算结果表明:单纯依靠结构性的被动防御无法应对高速或超高速弹体的侵彻问题;负泊松比效应蜂窝夹芯防护结构较传统防护结构具有良好的水下抗爆性能,且其水下抗爆性能随蜂窝胞元层数和胞元泊松比的增大而增强.
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    养护车辆路径规划的鲁棒性优化方法
    刘洋,陈璐
    2018,52 (4):  388-394.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.04.002
    摘要 ( 63 )  
    通过引入养护时间的有界不确定性集合,建立了路径规划问题的鲁棒优化模型,以使总服务成本最小化.设计开发分支切割算法,对该问题进行精确性求解.通过蒙特卡罗模拟法从总服务成本和服务水平两方面对解的鲁棒性进行评价,并对方案的鲁棒性水平进行敏感性分析.实验表明,利用鲁棒优化模型得到的解对服务时间偏差的敏感性较低.
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    考虑复杂预应力的深海立管参激稳定性
    陈炉云1,2,韦克龙3
    2018,52 (4):  395-402.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.04.003
    摘要 ( 39 )  
    针对立管结构中存在着复杂预应力分布的问题,探讨了立管受海洋平台升沉运动所引起的立管参激振动问题.基于结构预应力和立管振动理论,开展了含复杂预应力的顶张力立管结构参激振动问题研究.对顶张力立管的参激振动进行了数值计算,对比了复杂预应力大小、方向对立管结构固有频率、振型及参激不稳定区的影响.计算结果表明,焊接残余应力的存在使立管振动频率、振型、不稳定区大小和迁移方向发生改变,影响着立管结构的共振特性.
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    基于复杂柔性运动流场数值求解的动网格方案及应用
    郭泽宇,陈作钢
    2018,52 (4):  403-409.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.04.004
    摘要 ( 50 )  
    为解决在复杂柔性边界非定常变化的流场中高精度结构化网格的应用问题,提出一种二维贴体结构网格快速生成的动网格计算方案,基于代数法对流场边界进行贴体网格快速生成,根据边界的变化,随时间步快速生成新的高质量结构化网格.应用于类鱼体柔性推进流场的计算结果显示,所提出的方案在计算负荷、网格交叉、多时间步网格质量等方面性能良好,充分显示了结构化网格在网格生成速度、网格质量、计算精度、湍流模型适用性等方面的优势,为柔性运动的流场研究提供了新方案.
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    超弹性记忆合金螺旋结构径向变形的理论分析
    蒲祺龙,周翔
    2018,52 (4):  410-418.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.04.005
    摘要 ( 56 )  
    针对超弹性记忆合金(SMA)螺旋结构的实际应用,基于现有的描述轴向拉伸变形的解析模型和简化后的SMA材料本构关系,采用等效转换法,建立均匀外部径向载荷下螺旋结构收缩变形与轴向拉伸变形的联系,得到描述径向收缩变形时线圈半径随外部均匀径向载荷变化的解析模型.通过与有限元数值分析的对比,验证了该解析模型的准确性.将所提出解析模型推广到螺旋编织结构介入治疗支架的实际应用中,通过参数化分析及与有限元数值模拟结果的对比,讨论其适用性,并进行误差分析.由于采用解析函数描述SMA螺旋结构的径向收缩变形特征,便于螺旋结构前期设计时针对目标进行参数调整,所以该理论模型的计算效率优于有限元分析方法.
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    不同表面粗糙度下圆柱体涡激振动响应特性数值研究
    高云1, 2,郑文龙1,熊友明1,邹丽3
    2018,52 (4):  419-428.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.04.006
    摘要 ( 26 )  
    使用数值模拟方法,研究了不同粗糙度下圆柱体的涡激振动响应特性,对圆柱体的涡激振动位移响应幅值、响应频率、涡激力、漩涡泄放模式以及涡激振动位移响应与涡激力之间的相位角等参数进行了分析.结果表明,圆柱体涡激振动响应幅值随着粗糙度的上升呈下降趋势.当圆柱体表面光滑或表面粗糙度较小时,涡激振动响应可分为初始分支、上分支以及低分支.在初始分支以及上分支区间,圆柱体尾部漩涡泄放模式呈2S模式;在低分支区间,圆柱体尾部漩涡泄放模式呈2P模式.当圆柱体表面粗糙度较大时,涡激振动响应仅存在初始分支和低分支.初始分支区间,尾部漩涡泄放模式呈2S模式;低分支区间,尾部漩涡泄放模式呈2P模式.
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    基于桥式放大机构的薄膜致动器设计
    刘积昊,闫维新,李培兴,潘根,赵言正
    2018,52 (4):  429-436.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.04.007
    摘要 ( 37 )  
    提出了一种基于桥式放大机构的柔性薄膜致动器设计.该设计采用桥式放大机构提高致动器位移输出特性,利用并联耦合连杆机构降低输出漂移.采用理想模型和弹性梁理论,对薄膜致动器的运动学特性与形变位移模型建模,深入探究机构位移放大比和输出漂移误差.中心旋转对称式的机构拓扑构型,降低热变产生的寄生位移.通过ANSYS有限元模拟以及样机实验,验证致动器机构设计和位移放大比.采用MEMS工艺设计的样机,最大输出位移为50μm,位移放大比为23.设计参数满足约束要求时,机构输出位移大小只与并联输入位移的均值相关,径向位移不会因输入位移大小的差异产生.
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    碳碳双键对3-己烯酸甲酯着火延迟的影响
    于亮,吴丹阳,吕兴才
    2018,52 (4):  437-446.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.04.008
    摘要 ( 32 )  
    为了研究己烯酸甲酯在均质压燃条件下的着火规律,通过一台快速压缩机开展了3-己烯酸甲酯(mhx3d)在上止点压力为1.1,1.5,2.0MPa,当量比为0.5,1.0,1.5条件下的着火试验.并将mhx3d着火延迟与己酸甲酯(mhx)在上止点压力为1.5,2.0MPa,当量比为1时的实验结果进行了对比.使用CHEMKIN-PRO软件对mhx3d和mhx在较宽的温度范围内的着火延迟进行模拟,并进行了反应物浓度分析、敏感性分析和反应路径分析,研究了影响着火的重要基元反应.此外,在mhx3d中加入正丁醇(比例20%,40%,60%)来研究正丁醇对mhx3d着火延迟的影响.结果表明:mhx3d的当量比减少会增大着火延迟,减小最大燃烧压力;mhx3d的着火延迟随着正丁醇含量的增加而增大;mhx3d的着火延迟会随上止点压力的增大而减少;与mhx相比,mhx3d不存在明显的负温度系数现象,这是因为mhx3d中含有碳碳双键.试验测量了mhx3d的着火延迟,揭示了双键结构对mhx3d着火的影响.
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    电位对508III-52M-690合金焊接接头应力腐蚀的影响
    汪家梅1,苏豪展1,何琨2,张乐福1
    2018,52 (4):  447-454.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.04.009
    摘要 ( 40 )  
    通过慢应变速率拉伸和高温电化学试验相结合的方法,研究了外加电位对压水堆核电机组安全端 508III-52M-690合金异种材料焊接接头在含氯离子的高温高压水中应力腐蚀开裂(SCC)倾向的影响规律.结果表明,在温度为300℃高温高压水环境下,当氯离子的含量为50mg/kg、除氧时,焊接接头的SCC敏感性随电极电位升高而增大,即随着溶解氧浓度增加而增加.存在一个介于-500~-400mV(相对标准氢电极)的SCC临界电位,低于该电位时,焊接接头SCC敏感性较小,未见明显沿晶开裂,断裂为由力学性能主导的塑性开裂,与焊接接头不同冶金组织的硬度密切相关,硬度越低,越容易断裂,断裂位置均为硬度最低的52Mb处;高于临界电位时,SCC敏感性急剧增加,并出现明显的沿晶开裂和穿晶开裂断口,断裂为腐蚀主导的脆性开裂,断裂位置均为腐蚀性能最差的低合金钢 508III 热影响区.同时发现,焊接接头中52Mb对接焊和 508III 钢之间的热影响区对SCC最敏感.
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    改进移动最小二乘法及其在结构可靠性分析中的应用
    韦益夫1,2,KAWAMURA Yasumi3,王德禹1,2,3
    2018,52 (4):  455-460.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.04.010
    摘要 ( 43 )  
    基于移动最小二乘法的响应面法对结构可靠性问题进行分析.在确定样本点权重时,将样本点与中心点、响应面的距离同时作为判断其权重大小的依据,并考虑每次迭代得到的响应面函数对下一迭代的影响域的影响,由此提出改进移动最小二乘法.结果表明,改进方法可有效提高计算精度.
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    自吸离心泵蜗壳内瞬态流动特性
    牟介刚a,吴振兴a,周佩剑a,谷云庆a,吴登昊b,任芸b
    2018,52 (4):  461-468.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.04.011
    摘要 ( 34 )  
    为了研究自吸离心泵蜗壳内瞬态流动特性,分别对有、无回流孔时的模型泵进行了三维非定常流动数值模拟,得到了蜗壳内压力脉动特性和蜗壳回流孔处的瞬态流动特性.研究结果表明:回流孔的存在使蜗壳内压力脉动更加剧烈多变;蜗壳内最大幅值监测点处的蜗壳断面上,存在强度较大、位置对称、大小不等的反向二次流漩涡;回流孔向蜗壳的流出口处存在较大的涡量,且在此处的蜗壳断面和其垂直截面内都有随时间周期性变化的漩涡流动结构;有回流孔时的最大脉动幅值在 0.8、1.0 和1.2倍设计流量工况下比无回流孔时相应工况下的幅值分别增大 35.5%、13.7% 和 19.6%.
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    采用特征向量夹角联合概率密度函数的 信源个数估计方法
    郭拓1,2,王英民1,张立琛1
    2018,52 (4):  469-473.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.04.012
    摘要 ( 29 )  
    针对传统信源数估计算法如基于Akaike信息论准则方法、最小描述长度准则方法及盖氏圆盘方法等存在低信噪比时性能下降甚至完全不能正确估计信源个数的问题,提出一种基于协方差矩阵特征向量之夹角联合密度函数的信源数估计方法.该方法采用样本协方差矩阵特征分解后噪声子空间的一特征向量与其他特征向量求夹角余弦,然后求这些特征向量之夹角余弦的联合概率密度函数值,最后将两相邻密度函数值相除与阈值比较确定信源个数.数值模拟与水池实验表明该方法在低信噪比时性能远远好于以往算法,在阵列信号处理中具有一定的应用价值.
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    基于距离加权的概率数据关联机动目标跟踪算法
    陈晓,李亚安,李余兴,蔚婧
    2018,52 (4):  474-479.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.04.013
    摘要 ( 25 )  
    为了提高杂波环境下机动目标跟踪的实时性和精确性,在概率数据关联算法的基础上,引入距离加权的概念,以区分来自于目标的量测概率和来自于杂波的虚假概率,在一定程度上提高了概率数据关联算法在密集杂波环境下的非机动目标的跟踪性能.针对机动目标的跟踪,提出了一种适用于密集杂波环境下的联合交互式多模型概率数据关联跟踪算法,该算法利用距离加权的概率数据关联算法进行滤波.模拟实验结果表明:该算法可以在一定程度上提高密集杂波环境下机动目标跟踪的性能,能够更加有效、可靠地实现机动目标跟踪的目的.
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    基于子空间方位稳定性的弱目标检测方法
    孙挺1,2,耿国华2,郑恩明3,王萍4
    2018,52 (4):  480-487.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.04.014
    摘要 ( 31 )  
    针对在水下未知目标检测和方位估计中,无法同时对强目标和弱目标实现检测和方位估计的问题,提出一种基于子空间方位稳定性的弱目标检测方法.该方法首先对阵元接收信号协方差矩阵进行特征分解;然后利用目标子空间波束形成所得方位估计值在真值附近、比较稳定,背景噪声子空间波束形成所得方位估计值随机分布在[0°,180°]、比较随机的特点;最后对各子空间归一化空间谱进行方位方差加权,可以进一步抑制背景噪声子空间空间谱对弱目标子空间空间谱的干扰,缩小强目标与弱目标所在方位处空间谱幅值差异.理论分析、数值模拟和实测数据处理结果均证明,在同一频带和同一波束图中,相比分子带波束形成检测法,该方法可有效增强弱目标子空间空间谱幅值,缩小强目标与弱目标所在方位处空间谱幅值差异,同时实现对强目标和弱目标的检测和方位估计.
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    基于位置细胞的空间表征及位置估计模型
    周阳,吴德伟
    2018,52 (4):  488-494.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.04.015
    摘要 ( 21 )  
    为开发具有生物启发式空间表征和自主定位能力的导航新方法,提出一种基于位置细胞的空间表征及位置估计模型.该模型通过径向基函数神经网络实现网格细胞到位置细胞的转换,生成自运动感知下的位置细胞.同时,通过环境感知和相似性度量生成视觉感知下的位置细胞.最后,采用信息加权的方式对前两种位置细胞进行融合,生成多信息感知下的位置细胞,以此表征已探索的空间.当运行体在已表征空间中运行时,基于重心估计原理对群体位置细胞放电活动进行处理,实现自主定位.仿真分析结果表明,所提模型能够实现已探索空间的内部表征,生成的位置细胞具有生物位置细胞的放电特性,且多信息感知下的空间表征在某一感知方式存在误差时仍表现出好的位置估计性能.
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    基于Holon的承运者协同运输模型与仿真实现
    李俊松1,2,荣冈1,冯毅萍1
    2018,52 (4):  495-504.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.04.016
    摘要 ( 28 )  
    针对信息不完全共享的承运者协同运输,从控制结构的角度,提出了一种基于合弄(Holon)的多层次控制结构框架.从建模的角度,对基于这种控制结构构建的系统模型进行了统一建模语言和离散事件系统描述规范(DEVS)描述.DEVS分析表明系统模型具有耦合封闭性,从而可以将多层次复杂的承运者协同关系转化成一个局部联盟中承运者协同关系.这将有利于简化这种协同的研究.最后,设计开发实现了基于Holon的承运者协同运输仿真测算平台.通过一个例子的仿真测算表明协同的有效性.
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