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第46卷,第7期
刊出日期:2018年7月
  • 混凝土框架结构整体与局部延性相关性研究
    骈超,钱江,Edmond V. Muho,Dimitri E. Beskos p1-6
    基于38个钢筋混凝土框架结构在100条地震波作用下的增量动力分析(IDA)得到的结构响应数据库,分析了影响结构整体位移延性需求和局部延性需求(局部转角延性、层间位移角延性)之间定量关系的主要因素,研究了混凝土框架结构在地震作用下最大转角延性需求的分布情况,并通过非线性回归分析拟合得到钢筋混凝土框架结构整体延性系数和局部延性系数之间的函数关系表达式.收集现有文献中11组关于钢筋混凝土框架结构整体延性系数和局部延性系数的试验数据,与表达式得到的延性值进行对比,验证了该表达式可以用于评估实际钢筋混凝土框架结构整体及局部延性.
  • CFRP-钢管混凝土加固RC短柱偏压性能试验
    张帆,卢亦焱,李杉,张文龙 p7-12
    通过8根碳纤维增强复合材料(CFRP)-圆钢管自密实混凝土复合加固和4根圆钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土(RC)方形短柱的受压试验,研究了复合加固RC短柱偏压受力性能,分析了偏心距和CFRP层数对复合加固RC短柱的破坏形态、承载力、刚度和延性的影响.复合加固RC短柱的破坏形态包括端部混凝土的压碎、受压区钢管屈曲和CFRP断裂.加固试件表现出延性破坏特征,达到极限承载力后,仍具有一定的承载和变形能力.随着偏心距的增大,加固试件变形增大;偏心距为20,40和60 mm的试件极限承载力平均降低幅度分别约为25%,37%和42%.随着CFRP层数的增加,加固试件变形减小,延性降低;CFRP层数为1和2的试件极限承载力平均提高幅度分别约为16.2%和39.8%.
  • 动态贯入下浇注式沥青混合料的永久变形研究
    罗蓉,石晨光,樊向阳,冯光乐 p13-16
    基于修正Burgers模型推导出动态贯入下浇注式沥青混合料永久变形的模型,用该模型对浇注式沥青混合料(GA-10)在动态贯入试验下的永久变形试验数据进行了回归分析,获得了不同温度、荷载应力峰值和间歇时间下的模型参数.试验结果表明:高温重载是使浇注式沥青混合料产生永久变形的重要因素,永久变形经历了快速增长和缓慢增长两个阶段;高温使黏弹性变形恢复的能力下降,黏弹性残余应变量增大,同时加速永久变形量的产生;由于混合料硬化松弛的影响,间歇时间越长,混合料产生的永久变形量越大,在不同间歇时间下,黏度和非线性增长速度值基本保持不变;较大的荷载应力峰值使混合料的内应力变大,黏弹性变形恢复能力变强,但重载会加速永久变形量的增长.
  • 高铁隧道洞口段边坡蠕滑机理分析
    郑明新,胡国平,钟亮根 p17-21
    为了分析某高速铁路洞口段线路发生变形的原因,对边坡变形情况进行了现场监测,并基于监测数据对变形机理进行初步推定,然后结合室内试验数据建立考虑降雨的流固耦合模型,对推定的变形机理进行验证.结果表明:降雨入渗是导致该高速铁路洞口段边坡发生蠕动变形的主要诱因;遇水崩解软化的巨厚全风化云母石英片岩层是该边坡降雨致滑的基础条件;偏压地形为变形提供了便利条件.根据经验证的蠕滑机理,在高山侧增设抗滑桩,对低山侧填土进行了注浆加固,路基前侧增加抗滑桩,有效稳定了明洞填土和路基边坡.
  • 考虑火灾影响的钢材双曲面模型及力学分析
    唐站站,魏韬,陈令坤,诸葛翰卿 p22-28
    通过对现有试验数据的总结,研究了过火后钢材的弹性模量、屈服强度、极限强度、断后延伸率、屈服平台结束时刻的切线模量等重要参数的变化规律;考察了过火温度、冷却方式等因素对钢材弹塑性力学行为的影响,并构建了考虑火灾影响的钢材双曲面本构模型;通过对过火后钢桥墩的弹塑性力学行为进行分析,研究了火灾后结构承载能力的变化.结果表明:钢材在超过500 ℃的高温冷却后各力学参数均呈现下降趋势,且离散性特别大;受火后钢材塑性耗能和承载能力大幅下降,自然冷却条件下钢材残余承载力比浸水冷却更低;钢桥墩受火冷却后承载能力下降明显,最大可下降50%以上.
  • 矩形钢管偏心相贯节点的平面外抗弯性能研究
    赵必大,柯柯,姜文澜,王张弛 p29-35
    为了研究十字形矩形钢管偏心相贯节点的平面外抗弯性能,进行了节点试验.根据试验的破坏特征建立了节点承载力的屈服线模型并推导出理论式,通过有限元参数分析对理论式进行改进,结合回归分析,建立节点平面外抗弯承载力的实用参数化计算式.结果表明:节点试验的破坏模式为主管表面屈服,节点承载力与主管截面高度和主管壁厚的平方成正比,支主管截面高度比对节点承载力的影响较大,支主管壁厚比和主管截面高宽比对节点承载力的影响较小,参数化计算式所得承载力与试验结果相差3.4%、与有限元结果的相差大多小于10%.
  • 基于粗糙集和改进功效系数法的岩体质量评价
    陈顺满,吴爱祥,王贻明,陈勋 p36-41
    将改进的功效系数法应用于地下工程岩体质量评价中,选取岩石质量指标、岩体完整性系数、结构面强度系数、岩石单轴饱和抗压强度和地下水渗水量作为主要评价指标,对30组现场典型数据样本进行学习.运用粗糙集理论确定各指标的权重,建立地下工程岩体质量评价的粗糙集和改进功效系数法模型,并应用到实际工程岩体质量评价中.结果表明:建立的粗糙集和改进功效系数法模型原理简单,对岩体质量分级的准确率为90%.将该模型应用到广东抽水蓄能电站地下工程岩体质量分级,评价结果与实际情况符合较好.
  • 正丁醇/正庚烷预混层流燃烧特性的试验研究
    李格升,张海亮,张尊华,梁俊杰 p42-46
    利用向外传播的球形火焰,试验研究了初始温度为393 K和初始压力为0.1 MPa时,当量比和正丁醇的掺混量对正丁醇/正庚烷掺混燃料的层流燃烧速度和火焰不稳定性的影响.试验结果表明:混合物的层流燃烧速度随当量比的增大先增大后减小,随正丁醇掺混量的增加逐渐增大;火焰不稳定性随当量比的增大而增加,低当量比时随正丁醇掺混量的增加逐渐增加,高当量比时随掺混量的增加逐渐减小,当量比1.1时火焰不稳定性受掺混量的影响不大.
  • 低温传输管线漏热测试平台设计及实验研究
    邓笔财,谢秀娟,杨少柒,李青 p47-51
    以同轴型液氦低温传输管线为研究对象,将同轴型液氦低温传输管线简化为液氮传输管线进行模拟研究,得到了管线漏热量及温度分布.设计了低温传输管线漏热测试平台,该平台可实现不同绝热支撑及不同多层绝热材料的对比优化实验,有效评估待测低温传输管线的漏热量,具有样件可替换、测试简便、精确度高等优点,测试精度小于4.2%.基于该测试平台,开展了低温传输管线的性能实验研究,得到单个绝热支撑和多层绝热材料的漏热量分别为0.44 W/m和1.02 W/m,低温传输管线的总漏热量为1.46 W/m;多层绝热材料的表观导热系数为2.7910-4 W/(m•K).实验验证了低温传输管线漏热测试平台的有效性和准确性.
  • FBM模型在典型分离流动预测中的应用
    黄先北,郭嫱,仇宝云 p52-56
    针对滤波器模型(FBM)滤波尺度选择标准以及是否采用壁面函数尚不明确问题,基于壁面律提出了有效滤波尺度 的定义,以雷诺数 的圆柱绕流为算例,采用平均无量纲化壁面第一层网格分别为1与15的网格研究壁面处理与滤波尺度.结果表明:当壁面第一层网格位于黏性底层时,不应采用壁面函数处理,此时滤波尺度取 较为合理;当壁面第一层网格满足壁面函数要求时,滤波尺度取 较为合理.研究还发现,FBM的计算效率并非随滤波尺度的降低而单调递减.
  • 碳/酚醛复合材料体积烧蚀行为的数值模拟
    张拜,李旭东 p57-62
    为了准确掌握碳/酚醛防热复合材料的烧蚀特性和烧蚀机理,基于质量和能量守恒、材料热分解以及物性的计算方程,应用数值模拟方法计算了碳/酚醛复合材料的热响应和体积烧蚀行为.计算结果表明:烧蚀过程中碳/酚醛复合材料具有不均匀的温度场分布,在厚度方向上最大温差达到了634 K,并且加热面上基体温度比纤维温度高出了175 K;酚醛基体的平均密度几乎呈线性衰减,40 s时平均密度降低了37.8%;烧蚀过程中酚醛基体具有较大的质量损失,40 s时质量损失了0.31 g,是20 s时的2.4倍.
  • 基于磁流变颗粒填充体的薄壁管精密弯曲成形
    温彤,张智顺,张梦,胡金 p63-66
    提出将铁磁硬质颗粒作为管坯内部填充体,并利用其在外磁场作用下的磁流变特性为管壁提供支撑,从而提高弯管精度的方法.对外径12 mm、壁厚0.5 mm的304不锈钢管绕弯进行了实验和数值分析.结果表明:利用铁磁颗粒填充体可有效控制弯管截面畸变、起皱等缺陷;添加填充体后,管坯变形区的椭圆度较无填充时下降了71%,随着外加磁场强度的增加,椭圆度较无填充时最大可下降88%.此外,铁磁填充体还使得管壁内侧起皱程度降低,变形区壁厚分布更加均匀,最大壁厚由0.68 mm下降至0.54 mm,最小壁厚也略有增加.
  • 高重合度弧齿锥齿轮高阶传动误差设计与分析
    牟彦铭,方宗德,张西金 p67-72
    为减少高重合度弧齿锥齿轮的振动和噪声,提出基于齿面曲率修正方法的高阶传动误差设计.首先,根据预设高阶传动误差曲线和齿面接触印痕,对与配对大轮完全共轭的小轮齿面进行修形,获得小轮目标齿面;然后,建立基于齿面曲率修正方法的小轮齿面数学模型;最后,建立齿面优化模型,并利用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-II)反求与目标齿面高度逼近的小轮齿面曲率修正系数.算例表明:通过齿面曲率修正方法能够获得满足设计要求的高阶传动误差;与传统的传动误差相比,高阶传动误差在降低高重合度弧齿锥齿轮的承载传动误差的同时可以改善齿轮副的载荷分布,改善齿轮副的啮合性能.
  • 基于遗传RBF神经网络的高速电主轴热误差建模
    张捷,李岳,王书亭,苟卫东 p73-77
    针对高速电主轴热误差建模,对HMC80加工中心电主轴单元进行了热误差测量实验,综合利用模糊聚类法和灰色关联度分析法对测温点进行优化,使测温点数量从8个减少到3个,该方法同时考虑了温度变量之间的复共线性和测温点温度与热误差之间的相关性.以优化后的温度变量为输入,热误差为输出,建立基于遗传算法径向基函数(RBF)神经网络预测模型,并与其他方法进行比较.分析结果表明:相比于传统RBF神经网络法和多元线性回归法,遗传RBF神经网络建立的热误差预测模型精度更高、鲁棒性更强.
  • 交变压力下溢流阀主阀口异常开启分析与优化
    吴万荣,田广天,郝前华 p78-83
    针对液压激振系统中存在交变压力的情况,为研究交变压力下先导式溢流阀的响应特性,对先导式溢流阀进行理论分析和AMEsim仿真分析,并进行试验对比研究.结果表明:交变压力下先导式溢流阀主阀口存在异常开启现象,增加系统能量损失;主阀口异常开启量随交变压力幅值增大而增大.通过减小主阀芯上腔容积、降低油液黏度和增大阻尼孔直径,可减小主阀口异常开启量.试验结果与仿真分析基本一致,验证了仿真分析的正确性与可靠性.
  • 考虑理想化过程的船舶有限元属性继承方法
    章志兵,殷威,王丽荣,柳玉起 p84-88
    基于三维CAD/CAE集成系统,提出了一种考虑模型理想化过程的船舶有限元属性自动继承方法.充分利用CAD/CAE系统集成的特点,选用特征点简化几何匹配过程,采取包容盒初筛剔除无关单元减少计算量;计算精确距离校正几何匹配结果,定义处理规则解决模型理想化造成的例外情况,提取已有模型文件中的几何属性作属性源防止数据冗余.在NX11.0平台上,以C++语言对该方法进行编程实现.最后以实际船舶模型为例进行测试,结果表明:该有限元属性继承方法充分考虑模型理想化的影响,统一了例外情况的处理规则,自动完成属性继承过程,降低了属性赋予错误的可能,显著提高了有限元建模效率.
  • 气垫船破冰能力研究
    薛彦卓,曾令东,刘仁伟 p89-93
    基于重力流理论,将冰下的气垫扩散假设为圆形,建立了气垫船低速破冰时冰层的破坏模型.分析冰层的受力,并将理论计算结果与Wade的实船实验结果数据进行对比分析,得到的计算公式可以将冰层强度和冰厚分开考虑,使得不同海冰的试验结果可以相互对比.分析了气垫压力与破冰厚度的关系,确定了气垫船气垫压力与最大破冰厚度的关系.计算结果表明:气垫压力越大其最大破冰厚度也越大,在相同的气垫压力和最大的破冰能力要求下,不同航区会达到不同的最小气垫面积要求.得到了气垫船破冰能力的判断方法,可以用来估算气垫船在低速下的破冰能力,指导气垫破冰船的设计.
  • AUV地形匹配导航快速收敛滤波
    王汝鹏,李晔,马腾,丛正 p94-97
    为了使初始定位偏差较大时地形匹配导航滤波能快速稳定地收敛,讨论了利用地形匹配定位的置信区间约束进行粒子初始化的问题,以提高滤波收敛速度和降低粒子数量.首先推导了地形匹配定位点的置信区间求解方法,然后通过在置信区间内的有效定位点布置粒子得到初始化粒子分布,从而将初始点的粒子分布约束在真实定位点附近.船载测量数据仿真验证结果表明:快速收敛滤波方法可以使初始化粒子逼近于真实位置附近,并在较短的距离内实现滤波收敛,粒子数量、滤波收敛距离及定位偏差均小于常规方法.
  • 组合初始缺陷对裂纹板极限强度的影响分析
    胡康,杨平,夏添,彭子牙 p98-103
    针对含裂纹损伤船体板上的初始缺陷(初始变形、焊接残余应力),利用非线性有限元方法进行了仿真模拟以及相关计算,系统地分析了初始变形、焊接残余应力及其组合对不同裂纹情况的船体板在纵向压力下的极限强度影响.通过数值计算结果的对比分析和讨论,得到当裂纹长度较小时,组合初始缺陷对裂纹板极限强度的影响占主导地位,且初始变形更大;当裂纹长度较大时,裂纹损伤对板极限强度的影响占主导地位.
  • 非均匀双圈圆阵互耦自校正
    张佳佳,陈辉 p104-110
    为克服互耦误差对阵列测向性能的严重影响,提出一种新的互耦自校正方法.首先分析非均匀双圈圆阵的结构特点,将互耦矩阵按照非均匀线阵内部互耦和非均匀线阵之间互耦的原则进行分块,将非均匀双圈圆阵的互耦问题转换到非均匀线阵的互耦问题.然后利用矩阵的加法运算法则,将分块后的矩阵分解成几个具有特殊特性的矩阵之和的形式,方便实现角度与互耦系数的解耦合,从而依次获得信号角度和互耦系数.实验仿真结果表明:提出的算法具有很强的角度分辨力,能较好估计互耦误差系数,可有效解决非均匀双圈圆阵的互耦问题.
  • 基于多通道特征聚合的盲图像质量评价
    张维夏,邓德祥,颜佳 p111-116
    提出一种基于多通道融合特征的方法,在多种不同颜色空间中提取多种异构且互补的感知质量敏感特征并将其堆叠为一个特征图组,然后使用费舍尔向量对特征图组编码作为图像表征来解决盲图像质量评价问题.实验结果表明:在多个图像数据集中,该算法相较于传统自然场景统计方法有更好的性能和鲁棒性,与人眼主观感知质量有较高的一致性,在LIVE,CSIQ和TID2013三个主流数据库上分别取得了0.952,0.915和0.795的斯皮尔曼等级相关系数(SROCC),同时具有较强的泛化能力.
  • 基于EEMD的异常声音多类识别算法
    韦娟,岳凤丽,仇鹏,宁方立 p117-121
    为了提高异常声音信号的识别率,提出一种将总体平均经验模态分解和梅尔频率倒谱系数、短时能量及能量比相结合的特征提取改进算法,并对决策导向无环图支持向量机多类识别算法进行改进.首先对声音信号进行分帧,然后对每帧信号进行总体平均经验模态分解得到固有模态函数,最后对每层固有模态函数提取梅尔频率倒谱系数、短时能量和能量比特征.根据提取的特征,采用改进的决策导向无环图支持向量机算法对五种异常声音信号进行识别.仿真结果表明:改进的特征提取算法和决策导向无环图支持向量机多类识别算法相比改进前识的别率分别提高了2%和2.5%.
  • 基于Dopout与ADAM优化器的改进CNN算法
    杨观赐,杨静,李少波,胡建军 p122-127
    在分析当前卷积神经网络模型特征提取过程中存在问题的基础上,提出了基于Dropout与ADAM优化器的改进卷积神经网络算法(MCNN-DA).设计了二次卷积神经网络结构,通过引入基于ReLU的激活函数以避免梯度消失问题,提高收敛速度;通过在全连接层和输出层之间加入Dropout层解决过拟合问题,并设计了ADAM优化器的最小化交叉熵.以MNIST和HCL2000数据集为测试数据,测试分析了ADAM优化器的不同学习率对算法性能的影响,得出当学习率处于0.04~0.08时,算法具有较好的识别性能.与三种算法的实验比较结果表明:本文算法的平均识别率最高可达99.21%;对于HCL2000测试集,本文算法的平均识别率比基于支持向量机优化的极速学习机算法提高了3.98%.
  • 融合全局与局部哈希特征的目标实时跟踪
    胡卓,韩守东,陈永志 p128-132
    为了缓解光照变化、部分遮挡和背景干扰等场景对于目标跟踪算法的影响并实现实时跟踪,提出了基于全局和局部哈希特征的建模方法.这种建模方法能够有效地提取目标全局和局部特征并进行融合,从而获得更加鲁棒的目标表达.为了提升算法的运行效率,采用倒金字塔候选框搜索策略,以去除大量的冗余候选框;另外,使用汉明距离来度量候选框与目标框之间的相似性,并结合哈希特征和汉明距离的特点,将位操作嵌入到了哈希特征的提取与存储及汉明距离计算的过程中.最后,通过在一些复杂场景中与多个经典跟踪算法进行对比实验,验证了本文算法在稳定性、鲁棒性和时效性等方面的优势.

主管:教育部

主办:华中科技大学

主编:李元元

刊号:ISSN 1671-4512

   CN 42-1658/N

邮发:国内 38-9

   国外 M 487

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