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  • 2013年第40卷第6期
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    • 变风量空调系统控制优化方法研究

      2013, 40(6):1-6.

      摘要 (1108) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了“总风量-阀位控制法”和“最大负荷率-最小风量法”分别优化变风量空调系统送风静压和送风温度,并应用到一座实际建筑的变风量空调系统中.建立了变风量空调风系统模型,利用TRNSYS对大楼典型层风系统进行模拟,用实测数据验证模型正确性,模拟分析了典型日变风量系统优化前后的风机能耗.模拟结果表明,与定静压定送风温度的原控制方法相比,优化控制能节约风机能耗,在部分负荷下效果尤为明显,冬季和过渡季试验日的节能率分别为19.38%和15.58%.对2种控制方法下的全年能耗和室内热舒适性进行了试验对比测试,结果表明,全年的节能率为7.16%,而且室内热舒适性得到显著提高.

    • 预应力混凝土无梁屋盖的温度应力分析

      2013, 40(6):7-13.

      摘要 (927) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:预应力混凝土无梁屋盖在日照和季节温差作用下容易出现开裂现象,为了研究其裂缝成因,针对屋盖所处的工作环境,应用ABAQUS软件,建立了日照和季节温差作用下预应力混凝土无梁屋盖的有限元分析模型,计算得到其应力分布云图.计算表明:这类预应力混凝土无梁屋盖在日照作用下,裂缝主要出现在托板附近,方向平行于托板边缘,托板顶角处的裂缝方向与对应的托板对角线垂直;而在季节温差作用下,裂缝主要出现在后浇带附近,方向平行于托板边缘,且存在贯穿裂缝的可能.

    • 连续配筋水泥混凝土路面的临界荷位

      2013, 40(6):14-19.

      摘要 (1115) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以三板系统模拟连续配筋水泥混凝土路面,计算获得了连续配筋路面的临界荷位.引入接缝混凝土板的传力杆设计理念,确定了连续配筋路面横向裂缝处钢筋的传荷刚度计算公式.同时,以有限元方法建立了CRCP横向裂缝处混凝土的传荷刚度计算公式.裂缝处传荷刚度的确定,为模拟CRCP荷载应力计算提供了关键参数.有限元数值计算表明:三板系统中,当边板长度大于4 m时,边界条件将不对应力计算产生影响.对于双车道路面,计算所得的板宽向最大应力位于左车道外侧车轮板底的轮迹中心处,此时的路面荷位为标准轴载位于路面右边边缘且靠近裂缝边缘,推荐此荷位作为路面承载力检验的核算位置.

    • 泥石流“锚杆-护坡”防治模型试验宏细观机理

      2013, 40(6):20-26.

      摘要 (978) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过滑坡型泥石流“锚杆-护坡”防治室内模型试验,分析了泥石流防治的宏细观机理.试验结果表明,雨水渗出量和降雨量差异造成孔隙水在坡体内积蓄、孔隙水压增高,但坡体未出现分层滑动现象,仅发生了入渗软化和小规模蠕动.细观机理分析表明,坡体中水土细观运动分为“水在颗粒中渗透”和“颗粒在水中浮动”2种模式,细颗粒随雨水渗流在颗粒骨架间下沉并发生平行于坡底的运动,最后因“锚杆-护坡”的滤水固土作用而逐渐沉积并保持稳定.试验宏细观分析表明:颗粒的细观运动改变了模型试验坡体的破坏机理,坡体结构由不同粒径颗粒均匀分布变为“底部细颗粒积聚密实,上部粗颗粒骨架稳定”结构,降低了滑坡型泥石流的发生概率.

    • 基于分形理论的红层软岩崩解性消除方法研究

      2013, 40(6):27-32.

      摘要 (878) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用分形理论对自然崩解过程中的红层软岩粒度数据进行了分析,得到红层软岩崩解物分数维达到2.6~2.7后其崩解趋于停滞的特点.在研究了液压破碎锤、拖式羊足碾等设备对红层软岩的破碎能力后,基于分形图形构造过程中的“迭代”特征,提出了以“翻松—碾压”动作“迭代”为核心机制的消除红层软岩崩解性机械破碎工艺并在湖南省浏醴高速公路进行了现场破碎试验.对现场破碎过程中软岩粒度数据进行的分数维计算表明:重复2次“翻松—碾压”工艺即可将红层软岩破碎至分数维为2.6~2.7.因此,基于分形迭代特征开发的机械破碎工艺可有效消除红层软岩的崩解性.该方法应用在高速公路施工中可将红层软岩填筑利用范围扩大至上路堤,能取得较好的效益.

    • 轴压套管构件的理论和试验分析及设计

      2013, 40(6):33-39.

      摘要 (868) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对轴压套管构件,分析了柔性套筒约束下内核的变形过程,提出了套管构件的设计公式、相关构造和内核的轴力-轴向位移非线性计算模型.理论与试验的对比研究表明:当内核与套筒的刚度比小于0.005时,内核可以由低阶屈曲模态变形到高阶屈曲模态;当内核与套筒的刚度比大于0.005时,内核将与套筒一起发生侧向失稳破坏.套筒较刚、内核长细比较小、内核-套筒净间隙较大,不利于显著提高内核的轴压承载力.内核外伸套筒部位是薄弱部位,为避免该部位的屈曲,需要减小该部位的长度,并对该薄弱部位予以加强.与传统圆钢管相比,套管构件中轴压内核的承载力有大幅度提高,同时内核的延性有较大改善.

    • 浮空器膜材循环拉伸力学性能及弹性常数研究

      2013, 40(6):40-46.

      摘要 (1027) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对全新飞艇蒙皮膜材Uretek3216L进行了单轴循环拉伸试验,采用自主研发的多功能薄膜双轴拉伸试验机进行5种应力比例下的拉伸试验.探讨了单双轴循环试验的应力应变关系及弹性模量随循环次数的变化规律,对双轴耦合弹性模量的理论公式进行了推导,分析了纬经向应力比对耦合弹性模量的影响规律.结果表明,单轴循环的第15次和第1次循环相比,经纬向弹性模量分别增大了20.7%和39.1%,其中第2次循环增大幅度最大,经纬向均占总增量的60%以上.对于双轴试验,随纬经向应力比R的增大,经向耦合弹性模量增大而纬向减小.确定了膜材的单、双轴应力下的弹性模量和3D应力应变响应曲面.

    • 气动可调式准零刚度隔振器设计及特性分析

      2013, 40(6):47-52.

      摘要 (782) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对承载质量的变化会影响隔振器性能的问题,设计了具有准零刚度特性的可调式非线性气动隔振器.该准零刚度隔振器由一个竖直的双气室可调式气动弹簧和4个对称初始水平放置的单气室可调式气动弹簧组合而成.分析了气动可调式准零刚度隔振系统的设计参数之间应满足的关系.当承载质量改变时,通过调节气压来保持静平衡位置处的准零刚度特性.利用谐波平衡法对系统进行振动分析,得到了系统的力传递率,并对其隔振性能进行了评估.结果表明,系统具有良好的低频隔振性能,优于相应的线性系统.

    • 非满载罐体液体冲击等效机械模型参数确定

      2013, 40(6):53-58.

      摘要 (725) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获得指定罐体形状和充液比条件下的钟摆模型参数值,采用类比分析方法推导了钟摆摆线长度参数和液体冲击频率的关系;采用假设和类比分析相结合的方法推导了钟摆小球质量参数和液体冲击力的关系.在此基础上,借助不同仿真条件下的液体自由振荡FLUENT软件仿真结果拟合得到钟摆模型参数关于罐体形状和充液比的多项式函数.FLUENT仿真和钟摆模型数值计算获得的液体冲击力绕罐体上某点的力矩表明:本文提出的方法能够获得精确的钟摆模型参数值,模型参数的拟合值与实际值的误差均在±4%范围内.

    • 深海采矿提升泵的数值模拟分析

      2013, 40(6):59-63.

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      摘要:针对深海底矿物粗颗粒浆体在提升泵内的流动问题,提出了一种新型粗颗粒-均质浆体两相流动模型.采用流体动力学软件CFX对两级提升泵内的粗颗粒固-液两相湍流进行了数值模拟.计算获得了粗颗粒在提升泵内的流动特征及其泵工作特性的仿真结果,并与两级提升泵的性能试验结果进行对比,两者能较好地吻合,从而验证了该两相流动模型和数值模拟的有效性和准确性.

    • 基于多FPGA的片上网络模拟平台设计和实现

      2013, 40(6):64-68.

      摘要 (741) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对片上网络的设计和优化问题,提出了一种基于多FPGA的片上网络模拟平台结构,用于加速片上网络的功能验证和性能评估.通过层次化设计和分布式流量管理器等技术,有效地提高了系统的灵活性,加速了片上网络的设计空间搜索.实验结果表明,多FPGA模拟平台不仅相对于传统的软件仿真具有500~10 000倍的加速比,与其他片上网络模拟平台相比也具有明显的速度优势.

    • Au纳米粒子对ZnO分级结构的气敏特性影响

      2013, 40(6):69-73.

      摘要 (785) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用化学浴法制备了花形ZnO纳米棒簇,将平均粒径约40 nm的Au纳米粒子引入ZnO表面得到不同Au修饰量的Au/ZnO复合结构.Uv-vis吸收光谱表明,在Au和ZnO之间存在着作用力使Au的吸收光谱产生红移,这种作用力的存在使复合结构的气敏性能得到了较显著的改善.当Au修饰的质量分数为6%时,复合材料的气敏性能最高,对丙酮气体的灵敏度较纯ZnO提高了约17倍.

    • 微量元素铋对厚断面球铁组织及性能的影响

      2013, 40(6):74-79.

      摘要 (915) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过添加不同质量分数的微量Bi和调整残余稀土量,研究其对厚断面球铁组织、抗拉强度、伸长率、硬度和-40 ℃低温冲击韧度的影响.结果表明,对于180 mm × 180 mm × 200 mm试块,添加0.012%Bi可以明显消除其碎块石墨;而对于250 mm × 250 mm × 300 mm试块,加Bi只能在一定程度上抑制碎块石墨产生,随着Bi量的增加,其抑制作用呈先增强后减弱的趋势,加入Bi的质量分数最佳值为0.010%~0.012%,此时抗拉强度达337 MPa,伸长率为10.4%,-40 ℃低温冲击功可达到10.5 J.适当降低残余稀土量,调整wRE /wBi加=1.3~1.5,可以进一步抑制碎块石墨和改善综合力学性能.

    • TWIP 钢的孪晶及其对Hall-Petch关系的影响

      2013, 40(6):80-85.

      摘要 (929) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用背散射电子衍射、透射电子显微镜和拉伸实验等研究了退火温度对冷轧态Fe-25Mn-3Al-3Si TWIP钢微观组织及力学性能的影响,并分析了Hall-Petch关系.结果表明,完全再结晶组织由等轴晶和退火孪晶组成,再结晶晶粒平均尺寸随退火温度的升高单调增大,∑3晶界面积分数随退火温度升高而呈现波动增加,850 ℃退火1 h后∑3晶界面积分数达到44%.拉伸过程中强度与晶粒大小都服从Hall-Petch关系, 但孪晶界影响Hall-Petch关系斜率K(ε)的大小.TWIP钢K(ε)-ε关系不同于一般钢材常温下的K(ε)随ε增加单调上升,TWIP钢K(ε)随着ε的增加逐渐增大,然后出现平台,最后下降.

    • 含香豆素荧光基团的杯\[4\]吡咯分子合成与表征

      2013, 40(6):86-91.

      摘要 (886) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了开发新型含香豆素荧光基团的杯\[4\]吡咯分子用作阴离子识别的荧光探针,以对氨基苯乙酮、丙酮和新蒸吡咯为原料,盐酸作为催化剂,合成了meso-七甲基-meso-对氨基杯\[4\]吡咯化合物1.以2-羟基-1-萘甲醛,4-二乙氨基水杨醛,水杨醛,4-甲氧基水杨醛和丙二酸二乙酯为原料,以六氢吡啶和醋酸为催化剂合成香豆素酯类,并经水解反应得到了香豆素酸类化合物2~5,将1和2~5分别在DCC/DMAP的催化或利用酰氯的酰胺化反应合成了一系列含香豆素荧光基团的杯\[4\]吡咯分子6~9,其中1和6~9为未见文献报道的新化合物,所有合成的化合物的结构已由核磁共振氢谱(1H NMR),质谱(MS)和元素分析等方法进行了结构表征.

    • Mn2+驱动的不同长度DNA片段PCR随机突变研究

      2013, 40(6):92-95.

      摘要 (960) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对倾向错误的PCR技术中不同目的、不同长度基因的诱变种类一直缺乏准确参考的问题,以酵母spt15基因为研究对象,在标准的PCR反应体系中加入不同Mn2+摩尔浓度(0.125,0.250 和0.500 mmol·L-1)进行倾向错误的PCR,扩增spt15不同长度(分别约为200, 500和700 bp)的DNA片段,研究其突变频率,突变碱基数目及突变类型,以分析不同种类的突变所需的最佳条件.研究结果表明:长片段DNA的PCR突变率对Mn2+摩尔浓度更敏感;模板的长度对DNA PCR突变碱基个数也有较为明显的影响,低Mn2+摩尔浓度有利于单突变;Mn2+驱动的突变有明显的倾向性,其中A→G和T→C的突变居多.

    • 基于分区灰度投影稳像的运动目标检测算法

      2013, 40(6):96-102.

      摘要 (915) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对视频监控系统中,复杂环境引起摄像机抖动,造成运动目标检测不准确的问题,提出了一种基于分区灰度投影稳像的运动目标检测算法.首先对每帧图像进行分区,利用分区灰度投影算法对图像各分区的运动矢量进行准确提取和相关性分析,进行抖动判断,并对抖动帧进行运动补偿.然后利用高斯混合背景建模算法进行运动目标提取.最后对目标提取结果进行形态学处理,以进一步提高目标提取的精度.实验结果表明,本文算法较好地消除了场景中运动目标对运动矢量计算的干扰,实现了在摄像机抖动视频场景中的运动目标的准确检测和提取,大大降低了抖动视频目标检测的虚警率.

    • 基于层次分析法的储位模糊多准则优化方法

      2013, 40(6):103-108.

      摘要 (875) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对钢铁企业原料场储位选择问题,以提高料场利用率和稳定原料成分为目标建立了储位优化准则,并结合三角模糊数和层次分析法提出了一种新型的原料场储位优化方法,为到达原料场的每种原料寻找最优储位.实例验证结果表明,该优化方法不仅能实现储位的自动选择,还能显著提高料场利用率和原料成分稳定性,具有广泛的应用性.

湖南大学学报(自然科学版)编辑部

2013年第40卷第6


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