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第45卷,第1期
刊出日期:2017年1月
  • 基于实测数据的双层CRCP横向裂缝研究
    吴瑞麟,王巍,杨梅梅,占逸 p1-5
    以武汉市“21号公路”改建实体工程试验段现场测试数据为基础,采用数理统计方法对双层连续配筋混凝土路面(CRCP)横向裂缝发展和分布规律进行研究.结果表明:伸缩缝对双层CRCP端部伸缩段影响范围为20~60 m;施工季节温度对双层CRCP横向裂缝的产生和分布有较大影响,温度越高裂缝数量越多,且28 d龄期内裂缝数量增长较快,反之,施工季节温度越低裂缝数量越少,且28 d龄期内裂缝数量增长较慢;双层CRCP横向裂缝间距符合Weibull分布,以短开裂间距为主;构建Weibull参数会随时间变化的二次反比例函数模型,预测出双层CRCP试验段横向裂缝稳定后,左幅最终平均裂缝间距和方差分别为0.596和0.081 m,右幅的最终平均裂缝间距和方差分别为0.689和0.242 m.
  • 弹性转动约束边界组合梁高腹板加劲肋设置
    刘沐宇,方圆,邓晓光 p6-10
    通过构建组合梁腹板的转动约束边界计算模型,采用里兹能量法推导了弹性转动约束边界刚性加劲和柔性加劲状态下加劲板的屈曲应力计算公式.在此基础上,获得组合梁受边界约束影响的纵向加劲肋临界刚度和最优位置的计算公式.理论推导结果与有限元分析结果符合良好,证明本分析方法正确.结合算例对本方法和现行规范进行对比分析,结果表明:采用本方法设计钢混组合梁高腹板纵向加劲肋,相比现行规范可以显著提高腹板屈曲荷载,有效降低材料消耗,更具经济性和合理性.
  • 钢筋黏结退化的空间分布对RC梁受剪性能影响
    薛昕,杨成,张瀚引,熊文 p11-16
    为了分析钢筋黏结退化区段的空间分布对钢筋混凝土(RC)结构承载机制和破坏形态的影响,对10根模拟完全黏结失效的RC梁进行实验研究.从荷载挠度关系曲线、箍筋屈服举动、裂缝进展情况以及构件破坏形态出发,利用桁架和拱理论分析了纵向受拉钢筋不同区段的黏结退化及不同锚固形式箍筋的黏结退化对RC梁抗剪性能的影响.研究结果表明:纵向受拉钢筋的端部区域黏结失效比跨中区域黏结失效更为危险,破坏模式呈脆性,且承载能力有较大幅度的下降;端部黏结失效导致的上述影响在剪跨比较大梁中尤为明显;箍筋形式对梁的最终承载力影响不大,但相对于开口型箍筋,闭合型箍筋对斜裂缝开口进展有更好的限制作用.
  • 钢纤维再生砖骨料混凝土损伤本构模型研究
    李斌,黄炜,李昌宁,董昆仑 p17-23
    基于应变等效原理与钢纤维再生砖骨料混凝土(SFRBC)微元强度服从Weibull统计分布的规律,建立了SFRBC的统计损伤本构模型.为更好地反映SFRBC实际受压情况,考虑材料残余强度修正系数与损伤应变阈值对模型的影响.基于分布参数模型曲线,拟合出考虑纤维掺量的纤维因子与分布参数的表达式,得出了以纤维因子为变量的统计损伤本构曲线,并与试验结果进行对比.结果表明:修正后的理论曲线与试验曲线符合较好,能有效反映钢纤维掺量的增加、SFRBC的韧性增强及宏观平均强度提高等特点.通过分析SFRBC的累计损伤演化过程可知:纤维掺量的增加可有效延缓SFRBC在峰后的累计损伤发展以及损伤发展速率,模型曲线的下降度应变硬化明显,其韧性及延性随纤维掺量的增加而得到不同程度的增强.
  • 垫层蜗壳结构中钢板焊缝构造对传力行为的影响
    张启灵,胡蕾,胡超,伍鹤皋 p24-29
    针对大中型水电站钢蜗壳焊缝处的削坡构造使钢衬与混凝土的接触面具有非平滑的特点,以拉西瓦水电站垫层蜗壳结构的某子午断面为例,分别采用平面轴对称壳单元和实体单元描述钢衬并建立相应的数值模型,研究了非平滑接触面对钢衬混凝土间的滑移及传力行为的影响.计算结果表明:下半部钢衬向腰线端的滑移会受到削坡构造的阻滞作用,削坡构造附近会交替出现局部脱空区和集中传力区.在考虑了接触面的非平滑特点后,钢衬与混凝土之间传力水平的提高并不明显(5%以内),这说明当前采用壳单元描述钢衬的常用简化处理方式对于结构设计是适宜的.
  • 不同风场下不同桥梁节段模型的振动演化特征
    黄东梅,朱学,何旭辉,何世青 p30-34
    以薄平板、闭口扁平箱梁和开槽扁平箱梁三种断面为研究对象进行小比例尺节段模型悬挂弹簧测振风洞实验,分析了紊流度和断面形式对桥梁振动演化特征和失稳风速的影响.研究结果表明:同一种桥梁断面在不同风场下的振动趋势是一致的,其位移响应均值和发散风不随紊流速度增加而增加;失稳风速从低到高依次为薄平板、闭口箱梁、开槽箱梁,而其失稳突发性从小到大顺序则刚好相反,薄平板和闭口箱梁发散时呈现出典型的硬颤振特征,而开槽箱梁发散时呈现出典型的软颤振特征.
  • 铺设保温板的多年冻土边坡水热力耦合分析
    董旭光,董建华,何天虎 p35-40
    为了给保温板防护多年冻土边坡提供设计依据,基于水热力耦合理论,建立了铺设保温板的冻土边坡多场耦合分析模型,运用有限元法进行了求解,依托Matlab软件编制了计算程序,结合实例分析了铺设不同厚度保温板的边坡温度、水分、应力及位移变化规律.结果表明:保温板的最佳施工时间为冻结期结束时,厚度为5~7 cm;融化期结束时,在冻融交界面处未冻水含量和剪应力均达到最大,且剪应力呈带状分布,水平位移分布呈凸肚状,随着保温板厚度增大,坡面附近高含量未冻水土层的厚度依次减小,剪应力最大值增大,水平位移明显减小;冻结期结束时,铺设保温板边坡的水平位移分布呈倾倒状.保温板阻止边坡上限下移有积极作用,能提高边坡的稳定性.
  • 基于最小生成树的多视图特征点快速匹配算法
    李丹,朱玲玲,胡迎松 p41-45
    针对图像特征点匹配中计算效率较低且误配率较高的问题,提出了一种在两视图匹配中引入最小生成树的新算法.该方法主要运用最小生成树构建匹配代价最小的图像对,首先通过对输入的多幅图像进行特征点提取,对生成的特征点采用基于欧式距离的两视图匹配,进一步构建最小生成树以生成最短特征点匹配轨迹,从而完成匹配.测试结果表明:最小生成树的引入使得大多数特征点匹配过程只在相关图像中运行,且能找出匹配代价最低的匹配路径,在保证匹配准确性的情况下,计算时间开销约为传统算法的20%,保证了图像匹配的实时性.
  • 基于NAND Flash的嵌入式大规模数据存储机制
    张惠臻,周炎,王成 p46-51
    为解决当前固态存储系统有效适应大规模数据高速存储的问题,以NAND Flash为存储介质,利用循环SRAM缓冲、多体存储阵列、交叉开关矩阵等技术实现了低速Flash芯片阵列构建的嵌入式高速数据存储机制.其中SRAM缓冲阵列采用了读写分组和循环管理,Flash阵列采用并行双总线架构、分组交叉编址和多级流水线技术,同时利用基于总线开关的交叉矩阵对两个阵列进行连接,提高了系统的读写带宽并增强了系统可扩展性.理论分析和仿真实验结果表明:该存储机制能够有效适用于嵌入式大规模数据的存储,对Flash读写操作的最大加速比将近20倍,具有良好的数据访问性能.
  • 基于归一化互信息的FCBF特征选择算法
    段宏湘,张秋余,张墨逸 p52-56
    针对高维数据中不相关特征、冗余特征等导致的分类任务计算量大、分类正确率低等问题,提出了一种基于归一化互信息的相关性快速过滤特征选择(FCBF-NMI)算法.该算法采用归一化互信息代替对称不确定性作为FCBF算法的相关性评价标准,进行特征与类别、特征与特征的相关性分析,删除不相关特征及冗余特征以获得最优特征子集.实验结果表明:FCBF-NMI算法得到的最优特征子集更合理,平均分类正确率为89.68%,所用时间平均低至2.64 s.
  • 二阶多智能体系统快速一致性协议
    王品,姚佩阳 p57-62
    针对具有有向固定拓扑结构的二阶多智能体系统,基于预测的方法分别提出了快速静态和动态一致性协议.运用频域分析法和代数理论对系统稳定性进行了分析,证明在一定的拓扑结构条件下,当预测强度取值恰当时,基于预测的一致性协议收敛速度明显快于原协议.得到了系统稳定的充要条件以及系统收敛速度加快的充分条件,并进一步得出系统达到最快收敛速度时预测强度的取值范围.最后,用算例仿真验证了结果和分析过程的有效性.
  • 高能效认知自适应两阶段协作频谱感知算法
    刘小珠,张雪,朱容波,张浩 p63-68
    针对协作频谱感知技术存在产生多余的传输开销和次用户能量消耗的不足,提出了结合双阈值能量检测模型和两步检测模型的自适应协作频谱感知(CATS)算法,在保证检测性能的前提下降低能量消耗.首先给出了CATS的数学模型,然后对CATS的检测概率和能量消耗进行了理论分析.CATS在第一阶段的检测结果不准确的情况下,才执行第二阶段的感知,并根据第一阶段的检测结果以及网络状况自适应调整两个阶段参与协作的次用户数目.仿真结果表明:与现有的两步检测协作模型相比,CATS算法在保证系统检测精度的同时能够有效减少系统的能量消耗.
  • 执行器饱和NCS的满意容错与通信的协同设计
    李亚洁,李炜 p69-75
    基于离散事件触发通信机制(DETCS),研究了非均匀传输周期下具有执行器饱和的网络化控制系统(NCS)的满意容错与网络通信间的协同设计问题.通过将保持器端数据的非均匀更新周期对系统性能的影响转化到对系统时滞的影响中,建立了一个具有执行器饱和的闭环故障NCS模型,该模型将建模中的多个因素集成在一个框架下,如执行器饱和约束、执行器失效、事件触发条件、非均匀传输周期、传输时延、计算时延和控制器信息等.基于不连续的LyapunovKrasovskii函数、互反凸技术、线性凸组合技术及琴生不等式,为具有多种性能的闭环故障系统提出了网络通信与满意容错间的协同设计方法.借助仿真算例,验证了提出的协同设计方法的有效性,此外还对不同性能指标和DETCS中的触发参数间的相容性进行了分析.
  • 基于人机协同的人形机器人实时任务规划
    付艳,汤贤,刘世平,余进轩 p76-81
    为降低任务规划的复杂度并提高机器人对动态环境的适应能力,提出一种基于人机协同的任务规划方法,将任务规划全过程划分为任务级和指令级.在任务级规划中,用户意图输入、任务描述和人形机器人的任务解析与智能推理相结合,为指令级规划提供依据.在指令级规划中,基于任务的三元分解模型建立模块化的规划结构,以直观的图形化方式组合任务分解出的三元素,构成各种不同的任务,实现对任意任务的实时规划,同时机器人系统通过指令解析和预判辅助规划过程,形成既能满足人的任务需求又符合规划合理性的指令序列.最后用实例验证所提方法的有效性与可行性.
  • 基于双姿态的高阶罗德里格斯参数姿态估计
    陈永冰,李文魁,周岗,刘勇 p82-86
    针对高阶罗德里格斯参数构建姿态更新方程时存在模型奇异值以及基于四元数的姿态估计算法计算量大等问题,提出一种基于双姿态的高阶罗德里格斯参数姿态估计算法.当高阶罗德里格斯参数存在奇异时,切换到四元数姿态表示模型,避免高阶罗德里格斯参数的奇异值,之后再通过判断准则切换到高阶罗德里格参数姿态表示模型,以降低计算量.通过江试试验比较了提出算法和传统四元数无味估计器的估计精度和计算量,在计算精度基本相当的情况下,本文算法计算时间减小了26.27%.
  • 多输入极值搜索系统预设性能控制
    胡云安,张雷,李海燕,张杨 p87-90
    针对一类多输入极值搜索系统的预设性能控制问题,首先,利用目标函数设计出状态量极值参考轨迹;然后,利用性能函数和误差转换函数构建等效模型,分别针对单输入系统进行预设性能控制器设计;最后,从反演控制的角度逐步选取适当的李雅普诺夫函数设计不确定参数自适应估计律.该方法结构简单,容易实现,使系统在满足预设性能的前提下完成了极值搜索过程,数学仿真验证了方法的可行性.
  • 基于自适应LTSA算法的滚动轴承故障诊断
    佘博,田福庆,汤健,李克玉 p91-96
    针对故障特征集维数高以及冗余的问题,提出一种自适应邻域选择的改进局部切空间排列维数约简方法.通过考虑流形的采样密度、局部弯曲度和局部切空间近似偏离角度,自适应构建样本邻域,以保证局部线性度,能提高算法鲁棒性.为提高故障诊断准确率,提出改进Fisher准则的特征评价方法,首先对原始特征集进行特征选择,优选出能表征类间散度大、类内散度小和低冗余的故障特征,然后采用改进的局部切空间排列算法进行特征融合,得到低维的敏感特征子集,并输入到k最近邻分类器进行故障识别.用滚动轴承不同部位、不同故障程度的实验数据验证了该方法的有效性.
  • 基于稀疏贝叶斯重构的多跳频信号参数估计
    张坤峰,郭英,齐子森,张国祥 p97-102
    针对宽带条件下多跳频信号的参数估计问题,利用多跳频信号在空间频率域上的稀疏性,提出了基于稀疏贝叶斯重构的空间频率估计方法.通过重构信号获得信号瞬时频率估计,在此基础上完成了波达方向信息估计.为了提高低信噪比条件下参数的估计性能,采用形态学滤波的方法对得到的时频图进行修正,在修正的时频图上完成了信号频率集和跳周期的精准估计.仿真实验表明:该算法在信噪比低于0 dB的情况下仍能够取得良好的估计性能.
  • 基线矢量约束GNSS单频单历元可靠姿态解算方法
    龚昂,赵修斌,庞春雷,王勇 p103-107
    针对全球导航卫星系统(GNSS)单频、单历元姿态测量,将传统的基线长度约束扩展到包括角度和长度在内的基线矢量约束,提出了一种新算法.该算法利用基线三维先验信息,构造更加严格的模糊度代价函数,在搜索过程中将模糊度和基线坐标共同分为部分固定模糊度向量和实向量,由部分固定模糊度在基线矢量约束条件下逐步最优化求解实向量,压缩搜索空间,构建搜索树.相比于传统基线长度约束LAMBDA算法,模糊度固定成功率更高,实验条件下达到100%,并且具有相当的搜索效率和测角精度.实验同时验证了新算法对于先验姿态信息的容错程度,证明了算法的鲁棒性.
  • 光强和温度对硅光伏电池输出特性的影响
    肖文波,吴华明,傅建平,谭远福 p108-112
    实验研究了单晶及非晶硅光伏电池的输出特性随光强与温度的变化规律,结果表明:光强与温度对单晶(非晶)硅电池输出电流与电压的影响规律是相同的;光强对单晶(非晶)硅电流影响大,电流相对变化约60%(73%),对电压影响小,电压相对变化约1.8%(3.6%),而温度对电池电压影响大,对电流影响相对小;相比较单晶硅电池,光强或温度变化对非晶硅电池的输出影响更大,且相同的光强或温度条件下,单晶硅电池的填充因子和转换效率都优于非晶硅电池.电池填充因子与转换效率和光强与温度的关系,由电池串联电阻、并联电阻以及相应的焦耳损耗耦合影响.
  • 空地协同伪卫星导航增强系统评估方法
    蔚保国,何成龙 p113-117
    针对战区伪卫星导航增强应用效能评估问题,对空地协同伪卫星导航增强系统(PNAS)关键性能指标进行了量化分析,提出了空地协同伪卫星增强系统有效性评价方法.首先对模拟环境下的伪卫星系统内部和外部干扰进行建模;然后分析了系统增强能力和可用性;最后对伪卫星系统的覆盖区域、定位精度等应用性能进行了分析和推导.基于STK与Matlab对系统实体组成、信号链路和信号处理模型进行仿真实现,场景中心区域增强能力达到40 dB;通过信号观测质量等参数得到的有效性评估算式对系统进行量化评估,验证了空地协同伪卫星导航增强系统的有效性和可用性.
  • 煤破碎过程中表面结构演化与力学特性关系
    胡松,苏金龙,徐博洋,单联莹 p118-122
    利用电子万能试验机对四种典型块煤开展单轴压缩破坏实验,研究其应力应变及破坏形式等力学特性.利用高速摄像仪拍摄煤块表面细观结构图像,并计算分形维数以定量描述煤块在单轴压力载荷下表面细观结构,最终建立应力与表面分形维数的关系.结果表明:煤表面和内部存在大量孔隙、裂隙等缺陷以及其具有的不均匀性,导致其单轴压缩实验力学特性存在各向异性特征,破坏形式主要为沿纵向主裂隙的劈裂破坏;同种煤的最大和最小的应力强度值相差很大,不同煤种的力学参数也有整体的差异性.通过定义相对分形维数和相对应力强度发现单轴压应力与表面分形维数呈现非线性增长关系.
  • 煤中汞的赋存形态及其测定方法
    马晶晶,罗光前,李显,姚洪 p123-127
    为了确定煤中汞的赋存形态,基于两种典型的煤中汞的化学逐级提取方法,提出了一种改良的化学逐级提取方法.采用多种动力煤和焦煤对此方法进行验证,结果表明:两种典型的化学逐级提取方法对煤中汞的回收率偏低,大部分煤中汞回收率都低于90%;改良后的化学逐级提取方法能明显提高煤中汞的回收率,煤中汞的回收率高于90%,逐级提取到的各种形态的汞含量累加与样品中汞总量基本一致.化学逐级提取结果还表明:汞在煤中的赋存形态主要以硅铝酸盐结合态和硫化物结合态为主,有机质结合态次之,仅有少量以离子结合态存在.
  • 虹吸式出水流道轴流泵装置全流道空化特性
    周大庆,刘敏,陈会向 p128-132
    为研究含虹吸式出水流道轴流泵装置的空化特性,基于ANSYS 16.0软件平台,对装置模型进行结构化网格划分,通过采用SST k-ω湍流模型和Zwart空化模型封闭多相流控制方程,对含虹吸式出水流道的轴流泵装置进行全流道空化特性数值模拟,并将预测结果与试验进行对比.结果表明:在设计流量工况下,结构化网格的划分方案能够较好地满足湍流模型的网格要求;随着有效汽蚀余量的减小,数值计算与试验所得装置扬程曲线均呈先上升后下降的变化趋势,误差介于1.93%~2.91%之间;全流道空化特性中扬程上升现象与只有泵段空化时的扬程上升现象机理不同.

主管:教育部

主办:华中科技大学

主编:丁烈云

刊号:ISSN 1671-4512

   CN 42-1658/N

邮发:国内 38-9

   国外 M 487

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