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当期目录

    2018年, 第52卷, 第12期 刊出日期:2018-12-28 上一期    下一期
    学报(中文)
    立体式预制构件养护仓温湿度分布建模及数值模拟
    汤洁冬,翟晓强
    2018,52 (12):  1543-1551.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.12.001
    摘要 ( 657 )  
    针对目前混凝土构件厂生产线主要使用的立体养护仓温湿度分布进行模拟研究.考虑立体养护仓的高温高湿特点,采用壁面冷凝和雾状冷凝模拟养护仓内的凝结放热现象.模拟结果表明:仓室内大部分区域相对湿度都能较快地达到100%,但温度分布极不均匀,上下温差达到26℃.通过改变喷口朝向、位置和数量发现:喷口向下喷时仓室内温度更均匀;喷口高度在仓室总高度的46%~65%区间时,仓室内温度分布的均匀性最好;喷口数量的增加能够改善喷口之间温度的不均匀性.
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    基坑开挖对围护墙竖向变形的影响机理
    肖潇,李明广,陈锦剑,夏小和
    2018,52 (12):  1552-1558.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.12.002
    摘要 ( 36 )  
    采用数值分析方法,研究开挖卸荷引起的基坑围护墙竖向变形机理.在有限差分软件中建立考虑土与结构共同作用的分析模型,采用理想弹塑性接触模型模拟墙土接触力学特性,对比分析了3种土体参数下墙体和墙底土体竖向位移、墙土相对位移和墙体两侧摩阻力分布特性.结果表明:墙体的竖向位移主要由墙底土体竖向隆起和墙土相对滑动共同决定;坑底土体位移主要受到土体卸荷回弹的影响,与土层参数关系较大;当黏聚力增大时,墙体的下沉量减小;砂土的摩擦角越大,墙体的竖向隆起量也越大;墙土相对滑动则受墙体两侧的摩阻力共同作用,而摩阻力受参数取值的影响;当接触属性变强时,坑内摩阻力上升的趋势将增强,墙体发生的竖向隆起量也显著增加.
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    由Rossler混沌系统构建的复合型网络的同步
    于洪洁,董奕煊
    2018,52 (12):  1559-1564.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.12.003
    摘要 ( 22 )  
    将Rossler混沌系统作为神经元,先建立星形子网络,再将子网络的中心神经元按照完全连接形式连接,构建复合型网络. 采用并扩展使2个混沌系统同步的稳定性准则(SC)同步方法,对所构建的复合型网络的同步控制进行理论研究与数值模拟分析.提出了复合型网络的系统耦合方程,以及网络中神经元之间的同步误差发展方程.通过对相关耦合强度因子的控制,将参数对网络同步的形式与过程的影响进行了详细的讨论,得到了复合型网络中可能存在的混沌同步类型与相对应的参数控制范围,并证明了SC同步方法可以有效地解决由星形和完全连接型子网络构成的复合型网络的混沌同步问题.
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    深埋圆形隧洞围岩各向异性稳态渗流场解析解
    徐长节1,2,3,梁禄钜1,丁文湘4
    2018,52 (12):  1565-1570.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.12.004
    摘要 ( 23 )  
    在传统各向同性渗流的深埋圆形隧洞渗流场解析解的基础上,引入2个相互垂直方向上的渗透系数比,通过坐标变换以及共形映射的方法,推导了各向异性渗流情况下深埋圆形隧洞的渗流场解析解.参数分析结果表明:当渗透系数比等于1时,所得解退化为各向同性渗流圆形隧洞渗流场解析解;当渗透系数比不等于1时,圆形隧洞渗流场等水头线为椭圆形,渗透系数较小的方向水力坡降较大,渗流场不再均匀分布,但是随着与隧洞中心距离的增大,这种不均匀性逐渐减弱.该解析解的计算结果与数值模拟的结果完全吻合,从而验证了其正确性.研究成果可供相关工程参考借鉴.
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    考虑螺栓抗弯刚度的T型连接初始刚度计算方法
    武念铎1,强旭红1,刘晓2,罗永峰1
    2018,52 (12):  1571-1579.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.12.005
    摘要 ( 25 )  
    为深入了解螺栓抗弯刚度对T型连接初始抗弯刚度的影响,探讨了现阶段T型连接刚度的不同理论计算方法,并分析了不同计算方法的优缺点;在此基础上,采用连续梁模型导出了考虑螺栓抗弯刚度的T型连接初始刚度计算公式;将公式计算结果与可靠的有限元模型计算结果进行对比,验证了公式的正确性;进而对影响T型连接初始刚度的翼缘厚度和螺栓位置进行了参数分析,得到了不同参数的影响规律.研究结果表明:随着翼缘厚度的减小和螺栓轴线至翼缘边缘距离的增大,螺栓抗弯刚度对T型连接初始刚度的影响增大;对于普通钢T型连接,考虑螺栓抗弯刚度时T型连接初始刚度的计算结果较不考虑时提高的幅度不足5%;但对于高强钢T型连接,考虑螺栓抗弯刚度的计算结果较不考虑时提高约30%.因此,对于高强钢T型连接,计算其初始刚度时,不可忽略螺栓的抗弯刚度.
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    静压沉桩对邻近地下连续墙变形的影响
    李镜培,崔纪飞,李林,赵高文
    2018,52 (12):  1580-1586.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.12.006
    摘要 ( 25 )  
    以半无限土体中圆孔扩张解答为基础,运用弹性地基梁理论,通过简化基坑内部支撑条件以及墙端约束条件,得到了静压沉桩对邻近基坑地下连续墙变形影响的弹性解答,并分析了沉桩深度和沉桩距离对地下连续墙侧移的影响规律.研究结果表明:静压沉桩对邻近地下连续墙变形有较大影响,尤其对开挖面以下地下连续墙的侧向位移影响更加显著.当沉桩深度超过开挖深度后,地下连续墙产生的位移随沉桩深度不断增加;沉桩超过地下连续墙深度后,继续沉桩对地下连续墙的位移影响逐渐减弱.桩径越大,地下连续墙产生的位移越大.沉桩离地下连续墙越近,地下连续墙产生的位移越大;当沉桩距离增大到15倍桩径时,沉桩影响可以忽略.
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    静压沉桩引起的土体应力与孔压分布特征
    张亚国1,李镜培2
    2018,52 (12):  1587-1593.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.12.007
    摘要 ( 31 )  
    通过开展一系列离心模型试验,对饱和粉质黏土中沉桩挤土应力和孔隙水压力分布特征进行研究.利用微型传感器监测沉桩过程中土体的应力和孔压变化,并根据试验结果对已有的圆孔扩张模型进行修正,提出考虑地表隆起的沉桩挤土模型,对其可靠性进行验证.研究结果表明,桩周土体总应力和超孔压变化特征主要由距桩的水平距离和埋深控制,对于确定埋深处的土体,当桩尖接近并经过其埋深位置时,应力和孔压先增大后减小;当水平距离相同时,埋深越大,沉桩引起的应力和孔压增量越大,分析认为是地表自由边界的存在影响了浅埋土体中应力变化;当沉桩深度达到7~7.5倍的桩径时,地表边界效应的影响不再明显.
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    正交下穿盾构开挖面失稳的离散元分析
    张孟喜1,张梓升1,王维2,吕岩2,韩佳尧2,金琦2
    2018,52 (12):  1594-1602.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.12.008
    摘要 ( 35 )  
    基于上海轨道交通工程实践,采用离散元软件PFC2D模拟盾构隧道的正交下穿施工,分析了存在既有隧道情况下盾构开挖面塌陷失稳破坏的失稳模式、地表沉降及支护压力比,并与现场监测数据进行比较验证,沿开挖纵向进行关于开挖面塌陷失稳影响的普适性规律研究.结果表明,当开挖面距离既有隧道较近且未穿越时,既有隧道对失稳模式存在显著影响,表现为烟囱状失稳区扩大、地表沉降槽不连续、极限支护压力比减小;当开挖面穿越既有隧道后,有既有隧道开挖的失稳模式基本与无既有隧道开挖一致.模拟过程中测得2种工况极限支护压力比分布为0.4~0.6,其中下穿工况极限支护压力比较小,即较不容易发生塌陷破坏.综合对模拟结果的分析,当开挖面位于既有隧道前2倍隧道直径范围内时,开挖面的失稳模式将受到既有隧道的影响.
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    高深宽比微细结构紫外光固化-脱模工艺建模与分析
    吴昊,易培云,彭林法,来新民
    2018,52 (12):  1603-1608.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.12.009
    摘要 ( 21 )  
    针对高深宽比结构的脱模问题,利用压缩试验获得了材料的力学性能,并用Ogden模型对其进行描述,建立了卷对卷紫外光(UV)固化-脱模工艺过程的有限元模型.分析了光照时长、残余层厚度、微结构深宽比以及结构间隙等参数对脱模最大应力的影响规律.结果表明:在结构深宽比为4∶1时,界面粘接力是导致脱模缺陷的主要原因;光照时长越长,残余层厚度越薄;微结构深宽比越小以及结构间隙越大,固化-脱模应力越小、越有利于脱模.
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    多载频辐射源稀疏阵列角度估计算法
    陈璐1,毕大平1,2,崔瑞1,韩佳辉1
    2018,52 (12):  1609-1617.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.12.010
    摘要 ( 27 )  
    针对均匀阵列难以同时估计多个不同载频辐射源角度的问题,提出了基于最大似然估计的多载频辐射源角度估计算法.该算法首先通过推导均匀线阵截获多辐射源信号的最大似然函数及其梯度,利用最速下降法同时估计出不同载频多个辐射源的角度;然后为了解决多个载频信号角度估计中可能存在的相位模糊问题,提出利用格点算法计算与模糊相位距离最近的整数点,通过布谷鸟寻优算法估计整数点对应的模糊数,解出无模糊多辐射源角度.仿真结果表明:与传统算法相比,该算法在低信噪比、低采样数、多辐射源的条件下,均具有较好的角度估计和解模糊性能.
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    基于变分模态分解算法的单通道无线电混合信号分离
    江春冬1,2,王景玉1,杜太行1,2,郝静1,3,龙超1
    2018,52 (12):  1618-1626.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.12.011
    摘要 ( 18 )  
    针对复杂电磁环境下单通道无线电混合信号分离困难及分离精度不高的问题,提出2次使用变分模态分解(VMD)算法对单通道无线电混合信号进行分离的方法.首先利用VMD算法对单通道无线电混合信号进行粗分离,并将VMD算法与总体平均经验模态分解(EEMD)算法进行对比,得出前者分离出的信号在时域、频域及信噪比和相似系数等方面均比后者取得的对应结果效果好的结论.然后对VMD算法的参数利用改进的量子粒子群优化算法进行优化,确定所需分量个数和惩罚因子的值.最后对VMD算法分离后的信号使用参数优化后的VMD算法进行细分离.数值模拟和实验信号分析结果均表明,再次分离后所得到的信号精度较利用VMD算法对单通道无线电混合信号进行粗分离时更高,证明了所提算法对单通道无线电混合信号分离的有效性.
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    海底地震波波动成分及传播特性分析
    孟路稳1,2,罗夏云2,程广利2,张明敏2
    2018,52 (12):  1627-1633.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.12.012
    摘要 ( 27 )  
    为获取海底地震波波动成分及其传播特性,将两层半无限液固海洋模型中的波场表示成复积分的形式,采用鞍点法求解波场复积分的远场近似解,并阐述了与积分解相对应的波动成分及其传播特性.结果表明:海底界面处存在的波动成分包括直达声波、反射声波、侧面波、透射纵波、透射横波、泄漏瑞利波和Scholte波;其中直达声波、反射声波和透射波的波阵面为球面,侧面波的波阵面为圆锥面,Scholte波的波阵面为圆柱面.并应用高阶交错网格有限差分法对以上各种波的传播过程进行了数值模拟,给出了场量的波场快照,形象直观地显示出空间中存在的波动成分及其传播特性,数值模拟结果与理论分析结论相吻合.
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    疏水型纳米多孔SiO2减反射膜的制备及其催化机理
    于文英,沈毓龙,徐娟,马新秀,张占先,陈世杰,周桃,刘永生
    2018,52 (12):  1634-1641.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.12.013
    摘要 ( 31 )  
    采用溶胶凝胶一步法分别制备了碱一步催化和酸一步催化的纯SiO2溶胶.通过对2组样品的透射率和耐磨性能进行测试和对比分析,给出了碱、酸催化对薄膜性能的影响规律,并对催化机理进行了研究.碱催化的单层薄膜透过率最高可达到 98.781%,而酸催化的单层薄膜透过率为 95.285%,说明碱催化能得到透射性能更高的薄膜.碱薄膜的机械性能较差,而酸薄膜机械性能好,给出了疏水耐磨薄膜作用机制.通过测量表面处理前后薄膜的水接触角发现,改性后碱薄膜水接触角值达 126.5°,酸薄膜水接触角值为 94.5°.结果表明,经过表面处理能显著提高薄膜疏水性能,是一种简易、经济、高效的得到疏水薄膜的方法.
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    基于比例积分谐振调节的光伏并网逆变器电流控制方法
    支琴a,吴映阳b,金之俭b,沈海军a
    2018,52 (12):  1642-1648.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.12.014
    摘要 ( 29 )  
    为解决电网电压畸变影响光伏逆变器电流控制性能的问题,提出一种基于比例积分谐振(PIR)调节器的电流控制方法.首先确定了光伏逆变器含有电流内环、直流电压外环的控制结构,PIR调节器用于对电流内环中电网电压畸变扰动的抑制与基波电流的跟踪.由于光伏逆变器的LCL滤波器与PIR调节器阶数较高,在设计控制参数时面临诸多问题,接着提出一种基于离散系统根轨迹法的PIR调节器参数设计方法,避免了连续域设计的调节器参数直接应用于数字控制器,从而引发调节器性能偏差甚至失稳.分析结果显示,在电网频率以及LCL滤波器参数变化时,设计参数依然可使系统具有较好的适应性.最后在Simulink上搭建仿真模型,验证了基于PIR调节的电流控制方法的可行性以及所设计调节器参数的正确性.
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    430铁素体不锈钢电阻点焊工艺性能
    冯巧波1,2,李永兵1,楼铭1,来新民1
    2018,52 (12):  1649-1654.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.12.015
    摘要 ( 26 )  
    采用机器人中频直流伺服焊枪点焊系统对1.2mm厚的AISI 430不锈钢薄板进行了点焊试验,研究了焊接电流对点焊接头力学性能、熔核直径、微观形貌、显微硬度以及拉剪断裂模式的影响规律.结果表明:随着焊接电流的增大,430不锈钢点焊接头抗剪强度增大,当电流达到10kA时,点焊出现飞溅现象,导致接头强度降低.接头熔核区由粗大的铁素体组成,带有少量的马氏体组织和碳化物沉淀.熔核区硬度高于母材区和热影响区,当熔核直径大于 4.8mm时,接头主要发生纽扣断裂;当熔核直径小于 4.8mm时,接头主要发生界面断裂,且一般为脆性断裂.
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    云制造平台下订单可分解的协同生产计划模型及求解
    王静a,b,潘开灵a,刘翱a,b,王鑫鑫a
    2018,52 (12):  1655-1662.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.12.016
    摘要 ( 21 )  
    针对云平台下多订单在多企业多时段的协同生产计划问题,引入订单拆分数和订单最小分解率这两个调节变量,在考虑生产时间窗和生产能力等约束下建立协同生产计划模型.同时,设计双层编码,并运用自适应模拟退火遗传算法在不同数据规模下对模型进行求解,求解结果与商用优化软件CPLEX进行比较.最后对模型中的关键参数进行了灵敏度分析,实验结果为云制造平台运营决策者提供决策依据.
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