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  • 2014年第41卷第2期
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    • 新型叠合楼板的叠合面连锁咬合效应分析

      2014, 41(2):1-7.

      摘要 (1036) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对组合楼板的主要破坏模式——纵向剪切破坏,本文发现在一种新型叠合楼板中存在的连锁咬合效应,以之作为一种新的叠合面水平抗剪机制,并阐述了其作用机理.通过进行6块3类不同形式预制底板叠合成的叠合楼板的单向拟静力试验,从极限承载力、滞回曲线、自复位性能等方面总结、对比了这3种叠合板的整体受力性能,验证了这种水平抗剪机制的有效性.结果表明:相比于传统的叠合板,本文提出的这种新型叠合板中存在的连锁咬合效应减少了叠合面的损伤累积,可在一定程度上增强叠合板的变形恢复性能,提高此类叠合楼板叠合层与预制底板的协同受力性能,保证叠合试件充分发挥其极限承载能力.

    • 基于结构基频确定Rayleigh阻尼系数的优化方法及其讨论

      2014, 41(2):8-13.

      摘要 (1212) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于一般工程结构而言,低阶振型在结构的动力反应中起主导作用,为此提出一种基于结构基频的直接确定Rayleigh阻尼系数的优化方法,以避免构造Rayleigh阻尼矩阵过程中选择两阶振型的任意性.以地震波反应谱随阻尼比变化的经验公式为基础,形成反应谱导数的近似计算公式,从而得到一个仅需地震波反应谱和结构模态分析结果即可综合考虑结构动力特性、地震波频谱特性的Rayleigh阻尼系数的计算方法.任意选择10条地震波对某自由场进行地震反应分析,通过对不同Rayleigh阻尼系数确定方法的分析比较,验证了所提方法的有效性.

    • RC框架结构pushover方法顶点位移的敏感性分析

      2014, 41(2):14-18.

      摘要 (1112) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以8层钢筋混凝土平面框架结构为例,采用一次二阶矩法、Tornado图形法和数理统计方法研究了pushover分析顶点位移对地震烈度、场地特征、侧向荷载加载模式、结构重量、混凝土强度和弹性模量、钢筋强度和弹性模量等不确定性因素的敏感性.研究表明,pushover分析方法中顶点位移对地震需求曲线的敏感性远远强于对能力曲线的敏感性,因此,在研究概率pushover分析方法时,仅考虑需求曲线的不确定性,忽略能力曲线的不确定性,可大大简化分析复杂程度,并且仍然可以保证分析结果的精度.

    • 低预应力钢带箍加固钢筋混凝土柱抗震性能研究

      2014, 41(2):19-25.

      摘要 (925) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对3根采用低预应力钢带箍约束加固的钢筋混凝土柱及2根对比柱进行拟静力试验,研究较高轴压比下加固柱的抗震性能.试验主要参数为轴压比和钢带箍的布置,通过试验研究了约束柱和对比柱的承载力、滞回特性和延性等重要抗震性能指标.试验结果表明,横向低预应力钢带箍能够有效抑制较高轴压比下约束柱斜向裂缝的发展,扩大塑性铰的范围,提高柱的变形能力,使得约束柱抗震性能得到较大程度提高.

    • 钢厚板母材及其焊接影响区的Z向拉伸试验

      2014, 41(2):26-31.

      摘要 (895) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究钢结构厚板的Z向性能,针对Q345B结构用钢,在不同板厚,不同尺寸十字形对接焊缝下,进行不同取样位置、方向的取样,在常温和低温下进行简单拉伸试验.分析了不同板厚、焊缝尺寸、取样位置、方向及温度下的屈服强度、极限强度及断面收缩率的变化规律.试验结果表明:随钢板厚度增大,屈服强度fy,极限强度fu和断面收缩率ψ皆降低;Z向取样的fy,fu和ψ皆低于X向取样,焊缝热影响的母材Z向数值比未受焊缝影响的母材Z向的更低;随着温度的降低,fy和fu升高,但是ψ皆降低,结构表现出明显的低温冷脆现象.试验积累了大量Z向拉伸性能的数据,为今后更精确的Z向指标衡量及设计提供了实验依据.

    • 新型钢筋网约束矩形节点的局部受压性能研究

      2014, 41(2):32-39.

      摘要 (1135) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究新型钢筋网约束矩形节点在低强度混凝土中的局部受压性能,对11个试件进行了轴压试验,讨论试件几何参数与体积配筋率对承载力的影响.试验结果表明,在节点钢筋网外围配置箍筋,可以有效改善节点区的抗裂性能;试件相对高度与其极限承载力成反比,但相对高度大的试件具有较大的初裂荷载;钢筋网体积配筋率对极限承载力有一定的提高作用,但对抗裂性能没有明显改善.借鉴约束混凝土本构模型,建立了力学概念清晰的核心混凝土等效应力-应变关系.采用建议的等效应力-应变关系对相关试验试件进行了全过程分析,计算曲线和试验曲线吻合良好.

    • 基于双参数法刚性抗滑桩嵌固深度可靠性设计

      2014, 41(2):40-46.

      摘要 (1191) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:将计算推力桩的双参数法应用于刚性抗滑桩,建立刚性抗滑桩嵌固深度可靠度分析模型,并引入随机优化算法搜索嵌固深度范围内最小可靠度指标作为该嵌固深度下的可靠度指标,然后以目标可靠度指标指导刚性抗滑桩嵌固深度的设计.通过工程实例分析表明,在满足目标可靠度的条件下采用双参数法进行刚性抗滑桩嵌固深度可靠性设计比传统的地基系数法更为经济.由参数敏感性分析可知,刚性抗滑桩嵌固深度的确定对滑体重度及滑动面土体内摩擦角、粘聚力的敏感性较强,对嵌固段土体重度及地基系数的比例系数的敏感性较弱.因此在进行刚性抗滑桩嵌固深度设计时应重点考虑滑体重度、滑动面土体内摩擦角和粘聚力变异性的影响.

    • 地表水源热泵系统冷热源利用的节能评价

      2014, 41(2):47-51.

      摘要 (942) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析了地表水源热泵系统的冷却水温度、流量和扬程等因素对水源热泵系统能效比的影响.以空调冷负荷和冷冻水参数作为控制目标,提出了包含水源热泵机组能耗的冷却水系统能效比分析模型.利用该模型分析了地表水直接进入热泵机组的地表水源热泵系统和以板式换热器间接换热的地表水源热泵系统的运行能效.结果显示,冷却水温度变化对能效比的影响大于冷却水系统静扬程变化对能效比的影响.部分负荷工况下冷却水温度为23~24℃时系统能效比达到最大值.

    • WVPMCD及其在滚动轴承故障诊断中的应用

      2014, 41(2):52-57.

      摘要 (882) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:多变量预测模型(Variable predictive model based class discriminate,简称VPMCD)分类方法是建立在回归模型为同方差性基础上的,而当模型出现异方差性时,会导致预测精度降低.基于此,本文提出了WVPMCD(WLS-Variable predictive model based class discriminate,简称WVPMCD)方法,即用加权最小二乘法(WLS)代替原方法中的最小二乘法(OLS)进行参数估计,消除异方差性,从而提高了模式识别的精度.采用局部特征尺度分解(Local characteristic-scale decomposition,简称LCD)方法对滚动轴承振动信号进行分解,提取分量矩阵的奇异值组成故障特征向量作为WVPMCD的输入,并对正常状态、滚动体故障、内圈故障和外圈故障4种不同工作状态和故障类型下的滚动轴承振动信号进行分析,结果表明, 在模型存在异方差性时,WVPMCD比原VPMCD具有更好的分类效果和识别率.

    • 矿用清障车托举机构疲劳寿命分析及结构优化

      2014, 41(2):58-63.

      摘要 (992) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究矿用清障车托举机构的疲劳寿命,并针对传统经验设计下的结构进行优化设计.采用多体动力学和有限元联合仿真的方法,建立整车刚柔耦合动力学模型,将仿真获得的载荷时间历程作为托举机构疲劳分析的随机载荷谱,利用S-N方法对托举机构进行疲劳寿命预测.结果显示,机构最小疲劳寿命为4.54×106次(相当于4.3年),对于需要长期运作的矿用车来说该值偏小.进而采用基于变密度法的拓扑优化方法以静态多工况刚度和动态低阶固有频率为目标对托举机构进行优化设计,获得了最优的臂架拓扑图,再对托举机构进行尺寸优化,依据优化结果完成新托举机构的设计.最后与原托举机构的强度和疲劳寿命进行比较,结果表明,优化后的托举机构强度和疲劳寿命分别改善了11.7%和521%.

    • 车辆-行人/自行车骑车人事故死亡风险和头部动力学响应对比研究

      2014, 41(2):64-72.

      摘要 (1178) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对深入调查的交通事故数据进行分析和仿真,对比了中国道路交通环境下行人与自行车骑车人死亡风险和头部动力学响应的差异.从中国不同地区深入交通事故调查采集的数据中选出能估算出车辆碰撞速度且具有详细伤情记录的438例行人和自行车事故作为原始样本,利用逻辑回归分析建立了车辆碰撞速度与行人及自行车骑车人死亡风险的逻辑回归模型,分析了两者的死亡风险的差异.分别选取21例行人事故和24例自行车事故利用MADYMO软件进行了事故重建,比较了行人与自行车骑车人头部动力学响应.结果表明,车辆碰撞速度与行人和自行车骑车人死亡风险显著相关,相同车辆碰撞速度下自行车骑车人死亡的风险略低于行人.此外,行人与自行车骑车人的头部碰撞条件如头部碰撞速度和碰撞角度等也存在明显差别.此结果可为设定更加合理的中国道路车辆限速和制定有利于自行车骑车人和行人头部保护的策略提供参考.

    • 主动前轮转向变传动比曲线分析与设计

      2014, 41(2):73-78.

      摘要 (889) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统主动前轮转向系统理想变传动比曲线非光滑,会导致电机转矩波动等问题.本文基于车辆模型,通过对比分析5种拟合变传动比曲线的性质,设计光滑的拟合变传动比曲线.分析表明,改进型S函数变传动比曲线与理想变传动比曲线非常接近,并且其使电机角加速度突变最小,从而能使电机转矩的突变最小,具有最优综合性能.在MATLAB/Simulink中仿真结果验证了改进型S函数变传动比曲线的优良性能.

    • 基于模糊综合评判的实际生产调度决策研究

      2014, 41(2):79-84.

      摘要 (977) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决实际生产调度中的模糊不确定性决策问题,提出了基于优先级规则和模糊综合评判结合的生产调度决策方法.通过分析实际生产调度中的任务分派过程,得出任务分派时需要考虑的任务影响因素以及设备影响因素.利用影响因素的隶属函数表示各影响因素的优先程度,解决了调度过程中的不确定及偏好信息的表示问题.通过模糊综合评判计算,对任务优先级和设备的优先级进行综合计算,解决了调度过程中多模糊因素综合权衡问题.最后通过算例对该方法计算过程进行说明,并以实际车间调度应用为例分析了该方法的实用性.

    • 基于Rife-Vincent窗频谱校正的介损因数测量

      2014, 41(2):85-90.

      摘要 (1447) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为减轻非同步采样和数据截断产生频谱泄漏和栅栏效应对介质损耗因数tan δ测量的影响,可选用旁瓣峰值电平小、且渐近衰减速率大的窗函数对信号加权处理.本文分析了Rife-Vincent窗的旁瓣特性,提出了基于Rife-Vincent窗频谱校正的tan δ测量方法,运用多项式拟合求出了计算简单、实用的校正公式,推导了介质损耗角及tan δ的计算式,并设计了基于AD73360L+ADSP-BF531+PIC32MX460F512L架构的介质损耗因数测量系统.仿真和实测结果表明,Rife-Vincent窗函数可有效抑制频谱泄漏,基于Rife-Vincent窗的频谱校正方法克服了谐波畸变干扰、电网频率波动、采样时长变化及白噪声对tan δ测量的影响,且设计实现简单,测量结果精确、稳定.介质损耗因数测量系统的应用实践证明了本文方法的正确性.

    • 一种具有0.5 dB噪声系数的450~470 MHz单片集成LNA

      2014, 41(2):91-94.

      摘要 (930) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于0.5 μm赝配高电子迁移率晶体管(pHEMT)工艺,设计制造了一款工作于450~470 MHz频段的单片集成低噪声放大器(LNA),该LNA采用阻容负反馈的方式实现输入阻抗匹配,减小了无源元件占有的芯片面积,达到了单片集成的目的,同时降低了使用成本.测试结果表明,该单片集成LNA具有40 dB左右的增益和约0.5 dB的噪声系数,其低噪声性能十分优秀,这得益于pHEMT管不引入高损耗的片上电感所带来的好处及其本身优异的低噪声特性.

    • 基于稀疏分解的分块图像压缩编码算法

      2014, 41(2):95-101.

      摘要 (1092) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以压缩感知理论为基础,将匹配追踪(Matching Pursuit,简称MP)算法运用到图像的压缩编码中.首先,阐述了原子库的构建方法,之后,采用分块感知压缩图像分解方法,降低了分解的运算复杂度,最后,针对传统MP算法编码率不高的问题,利用MP原子能量与位置分布特点,对原子系数和位置参数进行编码,并提出了MP原子编码方法.实验结果表明,采用分块感知压缩图像分解方法,能有效地降低稀疏分解的计算复杂度,其压缩编码方法在保持传统MP图像编码优势的前提下,能有效地提高编码性能和编码率,体现了稀疏分解较传统分解方法的优势.

    • 低周冲击加载评价硬质合金韧性的研究

      2014, 41(2):102-107.

      摘要 (810) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过低周冲击试验方法研究了几种不同WC晶粒度及Co相含量的硬质合金冲击疲劳性能并对其韧性和增韧效果进行了初步评估.试验结果表明:当WC晶粒度一定时,硬质合金的低周冲击疲劳性能随Co含量增加而提高;而对于相同Co含量的硬质合金,6.5 μm晶粒度合金耐冲击疲劳性要强于1.8 μm晶粒度合金.与常规韧性指标相比,低周冲击疲劳性能更有效地反映了硬质合金韧性及增韧作用.

    • 纳米氧化铜的快速沉淀法制备及表征

      2014, 41(2):108-113.

      摘要 (1574) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用快速液相沉淀法,以CuSO4·5H2O和NaOH为原料,在室温下混合搅拌合成前驱体Cu(OH)2,经过焙烧得到纳米CuO.用X射线衍射仪(XRD)、激光粒度仪和扫描电镜(SEM)对产物的物相、粒度及形貌进行了表征.研究了反应溶液pH值、焙烧温度和反应时间对纳米CuO催化性能的影响.结果表明,当反应溶液pH=14,焙烧温度为350 ℃,反应时间为10 min时所得纳米CuO催化性能最佳.用热重分析仪(DTA-TG)测定了其对高氯酸铵(AP)热分解的催化性能.与纯AP相比,加入纳米CuO后AP的高温分解温度降低了90.1 ℃.

    • 碱磷渣加气混凝土的微观形貌及水化产物

      2014, 41(2):114-118.

      摘要 (924) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:实验以碱激发磷渣活性的方式制备免蒸压加气混凝土,研究测试了加气混凝土的孔隙率并对孔隙进行了微观形貌分析,运用XRD, SEM, DSC-TG和FTIR等测试方法分析了碱激发免蒸压磷渣加气混凝土的水化产物.分析结果表明:表观密度500~800 kg/m3的加气混凝土孔隙率在66.79%~77.06%之间,孔隙呈椭圆形,大小比较均匀,相互联通的孔隙较少,孔径大小在0.5~1.5 mm之间.碱磷渣加气混凝土的水化产物主要有水化硅酸钙凝胶、白钙沸石和水化硅铝酸钙,部分水化产物碳化生成了CaCO3.

    • 硅烷偶联剂改性茶皂素膨胀阻燃剂及涂料应用

      2014, 41(2):119-124.

      摘要 (1153) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用硅烷偶联剂(KH-550)对茶皂素复合型膨胀阻燃剂(CTS-IFR)进行改性处理,并应用于阻燃涂料.考察了硅烷偶联剂改性茶皂素膨胀阻燃剂(SMTS-IFR)的制备工艺,采用FT-IR和SEM对改性阻燃剂进行了结构表征,采用同步热分析仪测试了其热解性能,并对含该改性阻燃剂的阻燃涂料(SMTS-IFRC)进行了阻燃性能及燃烧性能分析.结果表明:硅烷偶联剂改性阻燃剂制备的适宜条件为改性温度80 ℃,反应时间4 h,硅烷偶联剂用量2.5%(质量分数);所制改性阻燃剂中硅烷偶联剂与阻燃剂被证实发生了反应,形成了良好包覆,分散均匀,具有良好的热稳定性,且其高温残炭量明显增加;锥形量热试验结果表明,含该改性阻燃剂的阻燃涂料具有良好的耐火性能,且改性阻燃剂涂料试样燃烧过程中的平均热释放速率为62.29 kW/m2,总热释放量为52.66 kJ/m2,平均有效燃烧热为11.31 kJ/kg,平均质量损失速率为0.046 91 g/s,较未改性的阻燃剂涂料,其阻燃性能明显提高.

湖南大学学报(自然科学版)编辑部

2014年第41卷第2


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