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当期目录

    2015年, 第49卷, 第10期 刊出日期:2015-10-28 上一期    下一期
    双丝共熔池熔化极气体保护焊熔池流动的数值模拟
    吴东升, 华学明, 叶定剑, 张菁, 顾煜
    2015,49 (10):  1435-1440.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.001
    摘要 ( 12 )   PDF(1002KB) ( 0 )  
    利用FLOW3D软件建立三维数值模型,以模拟船用A36低碳钢双丝熔化极气体保护焊(GMAW)熔池的流动行为.采用双椭球热源模型,考虑电弧压力、表面张力、电磁力及浮力所驱动的熔池内液态金属的流动和热传递,以及辐射、蒸发、熔滴的动态冲击作用,并利用高速摄影技术观察熔池的流动行为.结果表明,双丝GMAW形成了单一共熔池,后丝产生的电弧压力分量抑制了液态金属向熔池尾部的流动,双丝之间形成的"推-拉"流动方式以及熔池向外流动方式有助于形成较好的焊缝;双丝GMAW熔池内不易形成毛细不稳定流动的现象,熔池前后表面张力的法向分量相对平衡,没有出现液体通道收缩及提前凝固的现象.
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    考虑冲裁变形过程的高强度钢扩孔模拟与实验验证
    于翔宇, 陈劼实, 汪昌盛, 陈军, 庄新村
    2015,49 (10):  1441-1445.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.002
    摘要 ( 10 )   PDF(969KB) ( 0 )  
    针对传统的扩孔模拟方法未考虑冲裁变形过程而导致预测精度较低的问题,以高强度DP590钢为例,对冲裁-扩孔的全过程进行数值模拟.采用改进的积分方法获得Oyane韧性断裂准则的阈值,基于冲裁变形的应变梯度分布与损伤分布进行扩孔工序的模拟,并与其实验结果加以对比.结果表明:与未考虑冲裁变形过程的预测结果相比,考虑冲裁变形过程的预测精度提高了99.6%;冲裁间隙越大(10%~15%),其仿真结果与实验结果吻合越好.
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    高强度双相DP780钢板冲压成形的变摩擦系数模型及其应用
    赵玉璋, 王凯, 王武荣, 韦习成
    2015,49 (10):  1446-1451.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.003
    摘要 ( 15 )   PDF(821KB) ( 0 )  
    在边界润滑条件下,对高强度双相DP780钢板进行了销-盘式摩擦试验,研究了在不同界面载荷条件下DP780钢板与DC53模具材料之间的摩擦系数,建立了基于不同载荷的变摩擦系数模型,并对DP780钢U形件的成形过程进行数值模拟和实际冲压试验,比较了恒定摩擦系数模型和变摩擦系数模型条件下回弹量的预测结果与测量值的误差.结果表明:DP780钢板与模具材料的摩擦系数随着界面载荷的增大而减小;采用变摩擦系数模型可以有效提高冲压成形中回弹量的预测精度.
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    碳化物含量与分布对精冲用碳钢力学性能的影响
    徐成, 庄新村, 赵震
    2015,49 (10):  1452-1456.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.004
    摘要 ( 13 )   PDF(1438KB) ( 0 )  
    通过建立基于材料微观组织(代表性体积单元)的数值模型,对铁素体-碳化物钢的单向拉伸过程进行了数值模拟,分析了碳化物的含量及其带状分布对铁素体-碳化物钢力学性能的影响.结果表明:碳化物含量越多,精冲用碳钢的整体耐变形能力越强;碳化物的带状分布降低了其塑性.
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    多孔质电极的深孔电火花加工性能
    蒋毅, 孔令蕾, 平雪良, 李其
    2015,49 (10):  1457-1463.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.005
    摘要 ( 11 )   PDF(1686KB) ( 0 )  
    通过制备符合电火花加工要求的多孔质电极并搭建实验系统,对多孔质电极在深孔条件下的电火花加工性能进行了实验研究.结果表明,在工件上表面加工较浅的型腔时,多孔质电极与实体电极的材料去除率相差不大;而在工件上表面加工深孔时,多孔质电极能够以不抬刀的方式进行加工,使其加工效率得到提高,且加工速度不受加工深度的影响;对于较大深度的半封闭复杂型面加工,采用多孔质电极不仅能够提高其粗加工效率,而且可以利用冲液以避免碳柱的产生.
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    基于熔池尾部图像特征的三明治板激光焊焊偏状态在线检测方法
    杨茜, 蔡艳, 孙大为, 朱俊杰, 吴毅雄
    2015,49 (10):  1464-1470.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.006
    摘要 ( 14 )   PDF(1541KB) ( 0 )  
    提出了一种基于熔池尾部图像特征的三明治板激光焊焊偏移状态检测方法,在无外加光源的条件下拍摄熔池尾部图像,利用改进的Snake算法提取熔池尾部边缘图像,计算3个熔池图像特征参数熔池尾部的长度、面积以及熔池在入射激光两侧的面积差.结果表明:3个熔池图像特征参数易于提取计算,且其随入射激光偏移量的改变而变化明显;随着偏移量增大,由于腹板外侧可熔化金属量及熔池流动状态的影响,使得熔池尾部的长度及面积呈下降的变化趋势,入射激光两侧的熔池面积差逐渐增大;3个熔池图像特征参数可用于三明治板激光焊焊偏状态的在线检测.
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    压力和氧化作用对热冲压界面换热系数的影响
    夏玉峰, 张严东, 纪帅
    2015,49 (10):  1471-1476.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.007
    摘要 ( 13 )   PDF(985KB) ( 0 )  
    针对热冲压过程中钢板容易氧化的特点,测定了不同保温时间下板料氧化皮厚度的变化情况,利用自制实验装置测量热冲压板料和模具的温度,运用有限元软件模拟热冲压板料与模具之间的热交换过程,并结合最小二乘法求解压力1~10MPa和氧化皮厚度9~135μm条件下的等效换热系数,分析了板料的氧化作用和压力及其交互作用对换热系数的影响.结果表明:换热系数随着板料氧化皮厚度的增加而逐渐减小,且其降幅逐渐趋缓;随着压力增加,换热系数增大,且与压力保持幂函数的增长关系;压力增加将导致氧化皮破裂,使其氧化作用对换热的阻碍效果逐渐减弱,而换热系数对压力的敏感性随着氧化皮厚度的增加而增强.同时,将氧化皮厚度、压力和换热系数进行整体拟合,得到了换热系数随氧化皮厚度和压力变化的关系式.
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    基于熔池图像的熔化极气体保护焊焊接过程质量监测方法
    盛洁, 朱俊杰, 蔡艳, 孙大为, 洪蓝青
    2015,49 (10):  1477-1481.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.008
    摘要 ( 14 )   PDF(1002KB) ( 0 )  
    利用复合滤光技术建立熔化极气体保护焊熔池传感试验系统,采用熔池自身辐射被动法采集焊接过程的熔池图像,采用中心波长670 nm的滤光片以有效抑制弧光干扰并获取清晰的熔池图像,开发出熔池轮廓提取及其特征参数计算的图像处理程序;针对焊偏量、焊接电流和装配间隙进行单因素焊接试验,采用SPSS统计分析软件分析各因素水平下的熔池特征参数.结果表明:熔池形态与焊接质量之间存在密切关系;通过对熔池形态的监测,可以实现对焊偏量以及焊接质量的实时监测.
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    高强度钢板室温冲压成形中温度效应的数值仿真
    孙利, 于忠奇, 罗益民
    2015,49 (10):  1482-1486.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.009
    摘要 ( 12 )   PDF(718KB) ( 0 )  
    采用数值仿真方法,通过引入与应变率相关的本构方程来建立先进高强度DP590钢U形件弯曲过程仿真模型,分析了不同速度下DP590钢板与模具的界面温度和接触压力变化情况.结果表明:在高速冲压的仿真过程中,引入与应变率相关的本构方程将显著提高界面温度场的预测精度;随着冲压速度提高,界面温度明显升高;应变率引起的材料应变硬化对界面温度的影响显著.
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    基于响应面模型的胶接接头拉剪强度影响因素分析
    杨飒, 张延松
    2015,49 (10):  1487-1491.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.010
    摘要 ( 13 )   PDF(598KB) ( 0 )  
    通过建立胶接接头拉剪强度的有限元模型,预测接头拉剪过程中的胶层内部最大应力,基于胶层和钢板的材料特性、几何因素与胶层内部最大应力的响应面模型,分析了不同因素对胶接接头强度的影响规律.结果表明:胶层内部最大应力与钢板厚度呈负相关关系;胶层厚度和钢板屈服强度均存在使胶层内部应力最小的临界值;胶层内部最大应力与胶层屈服强度呈负相关线性关系,其斜率受到胶层厚度及钢板的厚度和屈服强度的共同影响.
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    基于有限元模拟热锻摩擦因子的镦挤变形测试法
    张洋洋, 崔振山
    2015,49 (10):  1492-1496.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.011
    摘要 ( 10 )   PDF(888KB) ( 0 )  
    针对金属热锻成形中准确测定摩擦因子的难题,提出了一种简单易行的摩擦因子测试方法——镦挤变形测试法.通过平上模和带有中心孔的下模使试件发生镦挤变形而成为含中心凸起的圆盘,以凸起高度和圆盘半径对摩擦因子的敏感性来表征摩擦因子;同时,采用有限元法模拟分析镦挤变形过程,并通过镦挤实验测试了在干摩擦和石墨润滑2种边界条件下试件与模具间的摩擦因子.结果表明,所得摩擦因子的测试结果与模拟结果较吻合.
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    薄壁铝合金封头挡板辅助旋压成形方法
    史敏, 赵亦希, 孔庆帅, 于忠奇
    2015,49 (10):  1497-1503.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.012
    摘要 ( 9 )   PDF(1409KB) ( 0 )  
    针对毛坯厚度1 mm的薄壁铝合金封头零件,提出了挡板辅助旋压成形工艺,并采用数值模拟方法进行研究,讨论了挡板辅助旋压成形中的主要工艺参数进给率、旋轮圆角半径和旋轮安装角对成形质量的影响.结果表明:相对于传统的先剪切旋压后普通旋压的多道次成形工艺,挡板辅助旋压成形工艺能够减少工序道次,提高成形效率并改善壁厚均匀性;在径厚比增大到300的情况下,传统工艺需要增加道次来解决起皱问题,而挡板辅助旋压成形工艺仍然可以一道次成形,且径厚比越大,其对壁厚均匀性的改善作用越明显;旋轮圆角半径对壁厚均匀性和贴膜度的影响最大,减小旋轮圆角半径可使贴膜度提高,但会降低壁厚均匀性.
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    核电用SA508-3钢的奥氏体晶粒生长过程模拟
    董定乾, 崔振山, 陈飞
    2015,49 (10):  1504-1509.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.013
    摘要 ( 12 )   PDF(1558KB) ( 0 )  
    将核电用SA508-3钢试样分别在温度900~1 250℃下加热0~300 min进行奥氏体化热处理,测量处理后的奥氏体晶粒直径,对奥氏体晶粒的生长规律进行研究,同时,通过回归实验数据建立了描述晶粒生长过程的动力学模型.结果表明:奥氏体晶粒直径随加热温度升高而呈现出抛物线形状的变化特征;随着保温时间的延长,其变化规律趋近于双曲线形状;当加热温度为900~1 050℃时,奥氏体晶粒的生长速度较慢;当加热温度在1 050~1 250℃时,奥氏体晶粒的生长速度显著增大;所建数学模型的计算值与实验结果较吻合,能够反映不同温度下的晶粒生长规律.
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    一种新的金属板料双向压缩剪切试验方法
    徐芹所, 庄新村, 方勇勇, 王涛, 赵震
    2015,49 (10):  1510-1515.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.014
    摘要 ( 13 )   PDF(1120KB) ( 0 )  
    针对现有板料剪切试验中剪切面数量及加载方式受限的不足,提出了一种新的金属板料双向压缩剪切试验方法,并结合数值模拟验证了其有效性.结果表明,所提出的双向压缩剪切试验方法能够使板料在变形区内处于纯剪切受力状态,且能够保持剪切变形过程中的受力状态.通过调整板料的几何结构,能够使板料在剪切变形区内处于稳定的负应力三轴度状态,以用于剪切断裂失效机理分析.
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    QStE700TM型高强度钢方矩管滚弯成形试验
    康稳, 赵亦希, 晏培杰, 马越峰
    2015,49 (10):  1516-1521.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.015
    摘要 ( 13 )   PDF(952KB) ( 0 )  
    对QStE700TM型高强度钢方矩管进行了滚弯成形试验,研究了滚弯时前辊间距、辊轮间隙和滚弯道次对于方矩管内壁凹陷的影响规律.结果表明,弯管的相对弯曲半径R/D难以表征不同规格方矩管的弯曲性能,而考虑截面尺寸的弯曲参数k与相对内壁凹陷深度具有较好的线性关系,可用于评价滚弯成形内壁的凹陷程度.当前辊间距增加时,弯管内壁的凹陷深度增大;当弯曲半径较大时,辊轮与方矩管之间的间隙对内壁凹陷的影响更加明显;多道次滚弯将导致更为严重的内壁凹陷.
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    钛合金表面稀土改性双层羧基化石墨烯复合薄膜的摩擦磨损性能
    李鹏飞, 周华, 程先华
    2015,49 (10):  1522-1526.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.016
    摘要 ( 14 )   PDF(672KB) ( 0 )  
    利用自组装成膜技术在钛合金基片表面制备了稀土改性双层羧基化石墨烯复合薄膜,采用接触角测量仪测量薄膜表面的接触角,采用扫描电子显微镜观察薄膜表面的微观形貌,并利用UMT-2MT型摩擦磨损试验机及原子力显微镜研究薄膜的宏观及微观摩擦磨损性能.结果表明:所制备的稀土离子改性双层羧基化石墨烯复合薄膜具有优异的摩擦磨损性能;相比于单层薄膜,稀土改性双层羧基化石墨烯复合薄膜具有更低的摩擦系数和微观摩擦力,表现出更优异的宏观及微观摩擦磨损性能.
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    基于编码辅助和过采样的成对载波多址信号盲分离算法
    丁良辉, 李天赐, 杨峰, 钱良, 支琤
    2015,49 (10):  1527-1533.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.017
    摘要 ( 13 )   PDF(437KB) ( 0 )  
    针对对称通信模式下成对载波多址(PCMA)信号的非协作盲分离和解调问题,提出了一种基于编码辅助与过采样相结合的信号盲分离算法.针对两路正交相移键控(QPSK)信号叠加的情况,推导了过采样条件下的信道参数估计表达式,利用加权递归最小二乘法提高信道参数估计的收敛速度,利用编码辅助降低计算复杂度和误码率,以改进已有的逐幸存路径(PSP)算法,并提高低信噪比条件下的信号分离性能.仿真结果表明,与无编码辅助和过采样的信号盲分离算法相比,所提出的基于编码辅助和过采样的算法可使误码率降至20 dB.
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    基于小波阈值和字典学习的合成孔径雷达图像压缩
    刘瑾瑾, 李元祥, 张增辉, 郁文贤
    2015,49 (10):  1534-1539.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.018
    摘要 ( 11 )   PDF(1248KB) ( 0 )  
    在小波域对合成孔径雷达(SAR)图像进行双重稀疏处理的基础上,提出一种基于小波阈值和字典学习的SAR图像压缩方法.利用SAR图像的统计分布特性,结合空间树结构对小波域的小波系数进行阈值化处理,利用递归最小二乘字典学习算法(RLS-DLA)将小波系数表示为字典稀疏,以在增大字典稀疏度的同时抑制斑噪声,并提高图像的重构效果.结果表明:在低比特率条件下,所提出方法比经典压缩方法的精度更高.
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    对简化版KeeLoq算法的中间相遇-立方攻击
    李俊志, 李文, 李伟, 关杰
    2015,49 (10):  1540-1544.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.019
    摘要 ( 15 )   PDF(179KB) ( 0 )  
    利用立方攻击密码分析方法对简化版(64圈)的KeeLoq算法进行分析,寻找关于15 bit密钥的线性方程组;结合穷举攻击,以O(221.2)的复杂度恢复所有64 bit密钥;利用所得线性方程组,结合中间相遇技术将攻击圈数增加到96圈,从而实现了以O(2 51.3)的复杂度恢复所有密钥.
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    一种有序高斯循环测量矩阵的设计及性能分析
    肖静娴, 申晓红, 王海燕, 刘兴晨
    2015,49 (10):  1545-1550.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.020
    摘要 ( 15 )   PDF(1071KB) ( 0 )  
    针对一维自然信号稀疏域系数的分布特点,提出一种有序高斯循环测量矩阵,并验证其以一定概率满足限制等距的性质.利用测量矩阵元素的不均匀分布实现了对信号基于能量分布的非均匀采样,提高了矩阵的采样重建性能.仿真结果表明,相比于随机高斯、托普利兹等常见测量矩阵,有序高斯循环测量矩阵有效地减少了测量矩阵的随机元素个数,降低了硬件实现的难度,提高了一维自然信号投影重构的匹配度,且能够使二维图像信号的重构性能保持在相当的水平.
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    基于自适应最优抛物线核函数的Wigner-21/2维时频表示算法
    刘义海, 张效民, 张炳骐
    2015,49 (10):  1551-1557.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.021
    摘要 ( 18 )   PDF(795KB) ( 0 )  
    针对低信噪比条件下非平稳、非线性和非高斯信号的时频特征分析,提出了一种基于自适应最优抛物线核函数的Wigner-21/2维时频表示算法.采用依赖于特定时频点的二维时频局部模糊函数替代传统Cohen类高阶时频分析中通用的全局时频模糊函数;利用自适应核处理技术获得局部模糊函数的最佳抛物线核函数,以最大限度地抑制交叉项的影响,提高算法的时频分辨率和信号自适应性;通过合成信号和水声信号的仿真实验进行时频分析,并与现有时频算法加以对比.结果表明,在低信噪比条件下,所提出算法对瞬态信号的检测优势明显,能够取得优良的时频特征解析效果.
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    未知互耦条件下相干与非相干混合信号的波达方向估计
    毛维平, 李国林, 谢鑫
    2015,49 (10):  1558-1563.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.022
    摘要 ( 14 )   PDF(428KB) ( 0 )  
    针对阵列互耦对导向矢量的扰动,以及信号相干性对数据协方差矩阵造成的秩损致使超分辨波达方向(DOA)估计算法性能变差甚至失效的问题,提出了一种在相干与非相干信号混合状态下无需阵列互耦补偿的DOA估计算法.其中:仅截取部分阵元的接收数据,即可达到阵列互耦自抑制的目的;对数据协方差矩阵进行特征分解,利用所得特征矢量重构等效协方差矩阵,并对等效协方差矩阵进行奇异值分解,基于多重信号分类法或信号参数估计的旋转不变子空间技术完成混合信号的DOA估计;并利用计算机进行数值仿真以验证算法的有效性.结果表明,在阵列互耦未知的条件下,所提出的算法能够正确估计信号的DOA,无需互耦参数的估计或补偿.
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    一种基于复值盲分离的欺骗干扰抑制算法
    尹洪伟, 李国林, 路翠华
    2015,49 (10):  1564-1569.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.023
    摘要 ( 13 )   PDF(676KB) ( 0 )  
    针对线性调频引信欺骗干扰问题,提出了一种基于复值盲分离的欺骗干扰抑制算法.其中:将阵元间的延时转化为信号混合系数,避免了实域盲分离中阵元间需要精确延时补偿的弊端,根据含噪声观测信号协方差矩阵为非单位矩阵的特点,对复值非高斯最大(CMN)算法及其非线性函数进行修正,以提高算法的抗噪声能力,并借助于分离回波与干扰匹配滤波信号的幅值统计方差鉴别回波与干扰信号.仿真结果表明:在低信噪比条件下,改进的CMN算法明显优于原算法;当信噪比大于10 dB时,分离回波信号的相似度在80%以上,而且即使信噪比很低,信号的鉴别率也可达到100%.
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    基于严格解析谱的多子阵合成孔径声纳距离多普勒成像算法
    田振, 唐劲松, 钟何平, 张森
    2015,49 (10):  1570-1577.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.024
    摘要 ( 16 )   PDF(1177KB) ( 0 )  
    借鉴顺轨双基地合成孔径雷达中双根号形式的斜距变化历程处理方法,推导了多子阵合成孔径声纳(SAS)准解析二维谱;求解准解析二维谱中唯一的未知量——半双基角(HQBA),解其一元四次方程得到不同等效基线长度下的HQBA解析表达式;将HQBA表达式代入准解析二维频谱,获得了严格的解析多子阵SAS二维谱,以解决多子阵SAS精确二维谱的推导问题;在此基础上,提出了一种适用于多子阵SAS的距离多普勒成像算法,以解决传统偏置相位中心近似方法存在的近距点散焦问题,并通过仿真实验和湖试数据成像结果验证了所提出算法的有效性.
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    异构多认知无线网络共存场景下的网络识别算法
    冯文江, 廖万丽, 张福金, 万情
    2015,49 (10):  1578-1584.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.025
    摘要 ( 16 )   PDF(736KB) ( 0 )  
    针对传统的能量检测方法不能识别信号类型以及基于单一特征的循环平稳特征检测方法的识别准确率较低等问题,提出一种融合物理层信号特征和介质访问控制(MAC)层协议特征的网络识别算法.其中,利用滑动窗口能量检测来识别MAC层协议特征,同时,利用正交频分复用符号进行快速傅里叶变换的点数和循环前缀因子的循环平稳特征进行特定时延的渐近最优卡方检测来识别物理层信号特征.仿真结果表明,所提出的网络识别算法能够有效识别基于IEEE 802.22、IEEE802.11af、IEEE802.16h和ECMA392标准的异构多认知无线网络.
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    Renalase的结构与功能研究进展
    芦泽源, 王锋, 汪年松
    2015,49 (10):  1585-1588.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.026
    摘要 ( 12 )   PDF(438KB) ( 0 )  
    肾胺酶是新近发现的一种肾脏来源的单胺氧化酶与细胞因子,可降解儿茶酚胺以调节血压与心功能,并具有肾脏保护作用.肾胺酶的发现是肾脏与心血管领域研究的重要进展,有潜在的治疗应用价值.从肾胺酶的结构、功能、生理意义以及与疾病的关系等方面,回顾了相关研究进展,为进一步研究其功能与治疗应用奠定基础.
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