最新刊期
      2008 年 第 40 卷 3 期

        水利与土木工程

      • 2008, 40(3): 1-5.
        摘要：中文摘要: 在贴体非正交曲线坐标系中，采用控制体积法对掺气射流对散粒体河床的冲刷进行了数值模拟。根据冲刷过程中冲刷深度和坑底压力及流速之间的平衡关系，建立了控制冲刷坑底边界的方法。计算的冲坑深度随着掺气浓度的增大而减小，与试验结果相一致，并且冲坑深度与试验结果符合很好，结果令人满意。用相同的控制散粒体河床冲刷深度的参数，对不同掺气深度、不同水垫深度、不同水流入射速度情况下冲坑深度的正确模拟，说明用数值方法来模拟掺气射流对散粒体河床的冲刷过程及估算冲刷坑深度是合理、可行的。  
        关键词：冲刷;掺气射流;数值模拟   
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      • 2008, 40(3): 6-12.
        摘要：中文摘要: 流域水资源安全的定量评价对进一步提高流域水资源可持续利用水平、优化产业结构、缓解水资源供需矛盾具有重要意义。在专家咨询和调研基础上确立了流域水资源安全评价的初步指标体系，用基于加速遗传算法的模糊层次分析法筛选评价指标，构建了流域水资源安全评价指标体系及其评价等级标准，提出了用集对分析方法构造流域水资源安全评价样本符合评价等级标准的可变模糊集的相对隶属度的新方法，进而利用模糊综合评价方法建立了流域水资源安全定量评价模型（SPA-QAM）。SPA-QAM在巢湖流域的实证研究结果说明，该流域处于临界安全状态，必须进一步控制人口增长、推广节水农业技术、降低万元农业产值用水量，以提高该流域水资源安全保障程度。SPA-QAM综合利用了评价指标样本值与评价标准等级之间的各单指标联系度的评价信息，评价结果合理，精度高，方法直观简便，在已知等级评价标准的各类系统综合评价问题中具有一定的应用价值。  
        关键词：流域水安全管理;水资源安全评价;评价指标体系;集对分析;可变模糊集;巢湖流域   
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      • 2008, 40(3): 13-19.
        摘要：中文摘要: 为深入研究土体物理力学参数的归类和相互之间的关系，采集苏通长江公路大桥水下地基土勘探钻孔中的大量土样，对土样进行了各种类型的土工试验，获取了地基土各类物理力学参数。对各类参数进行综合分析的基础上，将地基土参数分为测试参数和导出参数。并利用统计回归分析，得到了导出参数和测试参数间的相关曲线、相关方程式及相关系数。 发现压缩模量与测试参数成好的指数关系， 相关系数为0.8548～0.8701； 压缩系数与测试参数也成指数关系，与标贯的相关关系为0.7338，与天然密度、干密度、天然孔隙比、 天然含水量的相关关系为0.8982～0.9222；液性指数与标贯成指数关系，相关系数为0.8557；与其它测试参数的线性相关系数为0.9401～0.9596；塑限与测试参数成线性关系，相关系数为0.74132～0.75901； 粘聚力与测试参数成指数关系，相关系数为0.7158～0.7988；电阻率与测试参数成指数关系，相关系数为0.9358～0.9852。结果表明，通过建立导出参数和测试参数之间的数学回归关系式来确定新的工程区的压缩模量、压缩系数、粘聚力、塑限、液性指数、电阻率等参数不失为一个有效而适用的方法，这些回归方程式能为长江下游及类似地区地基土参数的计算和预测提供重要参考。  
        关键词：测试参数;导出参数;水下软土;相关关系;试验   
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      • 2008, 40(3): 20-26.
        摘要：中文摘要: 基于条件抽样、对偶抽样及Neumann展开技术，同时，为试图一定程度地解决“计算模型的不确定性”问题，考虑到岩石、混凝土等材料的单轴抗压强度σc和双轴等压强度σcc不同的特性，将3参数统一强度理论引入随机有限元程序，建立了Monte-Carlo三维非线性随机有限元结构可靠性分析模型。模拟成果表明，采用该模型的模拟收敛性良好，模拟效率较高、成本较低，可靠指标β值精度满足实用要求，在大型复杂结构的设计及可靠度分析研究中具有实用价值。  
        关键词：结构可靠度;Monte-Carlo随机有限元;条件抽样;对偶抽样;Neumann展开   
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      • 2008, 40(3): 33-36.
        摘要：中文摘要: 板岩遇水作用后，会引起某些物理、化学和力学等性质的改变。水岩相互作用是一个极其复杂的过程，一直很难找到一个定量指标来描述。针对板岩遇水崩解的特性，应用分形理论中的关联分数维对其崩解特性进行研究，建立板岩崩解的分形模型。通过质量求解板岩崩解的分维数，做崩解试验可得到一系列分维数值；根据分维数值的变化，可得出板岩崩解的分维数随泡水时间增长的变化规律，并应用这个模型解决南水北调西线工程中深埋长隧洞遇水软化、崩解的工程问题。  
        关键词：板岩;崩解;破碎;分形   
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      • 2008, 40(3): 37-42.
        摘要：中文摘要: 对光滑溢洪道、阶梯溢洪道和前置掺气坎式阶梯溢洪道水力特性进行了对比研究。针对阶梯式溢洪道工作水头很高，单宽流量超过50 m3/s的工程中尚没有成功应用实例的难题，提出采用前置掺气坎式阶梯溢洪道即能保持阶梯溢洪道的较大消能率，又能通过控制掺气浓度保护台阶表面避免发生空蚀破坏，较好的解决了溢洪道体型优化和下游消能防冲问题。对前置掺气坎式阶梯溢洪道水力特性、消能特性、掺气效果、抗空蚀特性进行分析和研究，成果表明，通过掺气坎和台阶的体型优化，各级流量的消能率均达到70％左右，尽管台阶后负压达-2.3 kPa量级，实测溢洪道台阶竖直面后的掺气浓度沿程分布均大于5%，与传统阶梯式溢洪道相比，抗空蚀性能明显提高，与光滑溢洪道相比，消能率提高2～4倍，消能效果良好。  
        关键词：阶梯式溢洪道;前置掺气坎;水力特性;试验研究;掺气减蚀   
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      • 2008, 40(3): 43-46.
        摘要：中文摘要: 超前支护桩能在边坡开挖前对危险性高切坡进行超前加固，可以有效地降低边坡开挖施工期间的破坏，是边坡工程的新思路。为了对高切坡超前支护桩的作用机制有更清楚的认识，为超前支护桩的设计提供理论支持，采用有限差分软件FLAC3D，分析了超前支护桩与高切坡相互作用中超前支护桩上土压力的大小、分布特点及其影响因素，并与其它理论计算的结果进行比较分析。研究结果表明，FLAC3D的计算结果比较合理，施加在超前支护桩上的土压力荷载与坡体岩土性质和支护桩的相对刚度有关，大致呈梯形分布。  
        关键词：超前支护桩;高切坡;作用机制;数值模拟   
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      • 2008, 40(3): 47-52.
        摘要：中文摘要: 以Newmark-β方法为基础，基于叠加原理推导出了一种新的结构动力分析数值积分递推格式，在计算位移时，不需要计算速度和加速度等中间值，因而在进行结构弹塑性地震反应分析时更为简单、方便。对该递推格式的起步条件及稳定性进行了分析。通过算例分析可以得出，当β从1/4到1/8变化时，随β的减小，计算精度越高，但稳定性越差。  
        关键词：结构动力方程;Newmark-β方法;数值积分   
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      • 2008, 40(3): 53-58.
        摘要：中文摘要: 扬压力是影响重力坝坝基稳定的一个重要因素，为了研究在重力坝抗滑稳定模型试验中扬压力的试验模拟方法，应用了力学分析、理论推导和数值模拟3种方法。依据重力坝的受力特征，提出了用等效荷载模拟扬压力的试验方法及等效荷载的计算公式，并应用模型相似理论，推论了等效模型与实际模型之间存在的相似关系。在此基础上，通过对均质坝基上的重力坝进行数值计算，对比分析了等效模型与实际模型的结构特性，验证了扬压力等效模拟方法的等效性和合理性。研究结果表明，等效荷载模拟方法能较好地模拟扬压力的作用，可用于重力坝抗滑稳定模型试验中。  
        关键词：重力坝;扬压力;等效模拟;相似关系;等效性   
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      • 2008, 40(3): 59-64.
        摘要：中文摘要: 地质环境因素是土地利用规划须考虑的基本因素.重视地质环境因素在土地利用规划中的应用，将区域地质环境背景纳入土地利用规划范畴，规划将更加科学合理.简要分析了地质环境因素在土地利用规划中的应用现状与不足，分析了成都市的地质环境特点，总结了地质环境因素在成都市土地利用总体规划中的相关应用，包括农用地规划和建设用地规划等，指出地质环境因素应用于土地利用规划的重要性和可行性.  
        关键词：地质环境;土地利用;规划   
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      • 2008, 40(3): 65-69.
        摘要：中文摘要: 为掌握组合桩（钢筋混凝土桩插入水泥土搅拌桩复合而成的桩）的荷载传递机理、破坏模式和竖向承载力特性，通过对3根14 m长桩的载荷试验和桩身应变的测量，分析了桩身轴力的分布和桩周的侧摩阻力分布及影响组合桩承载力因素。试验得到了组合桩的Q-S曲线、S-logt曲线、桩的极限承载力；试验表明混凝土桩的插入改变竖向荷载的传递规律，形成了从混凝土桩到水泥土再到土的传递模式，更有效地发挥了桩周的侧摩阻力；水泥土的固化效应、混凝土桩的挤土效应和混凝土桩的荷载传递是组合桩高承载力的主要来源。组合桩具有较高的单桩竖向承载力且造价低，在软土地基工程中具有广泛的应用价值。  
        关键词：水泥土搅拌桩;软土;组合桩;预应力混凝土桩;挤土效应   
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      • 2008, 40(3): 70-75.
        摘要：中文摘要: 为探讨长江上游年径流的变化特性，采用随机分析法、小波分析法和集对原理，研究长江上游主要河流年径流序列的趋势性、周期性、相依性、持续性和丰枯变化。结果表明，长江上游主要河流年径流序列多数存在趋势性，具有不同的周期成分且在时域上分布不均匀，年径流序列间具有自互相关特性且可能存在一定的长持续性相关结构，年径流在空间上具有丰枯同步变化特点。  
        关键词：年径流;变化特性;随机分析;小波分析;集对分析   
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        化学工程

      • 2008, 40(3): 81-85.
        摘要：中文摘要: 对去离子水在矩形微通道(0.54 mm×1.6 mm×330 mm)中的流动沸腾压力降特性进行了实验研究。结果表明：质量流速和出口干度对压力降有重要影响，总压力降随质量流速和出口干度的增加而增大；各分压力降中摩擦压力降占主要部分，其次是重力、加速和单相流压力降。在实验数据基础上拟合微通道内单相流摩擦系数关联式，预测值与实验数据吻合良好，对微通道内流动沸腾摩擦压力降的研究有重要的参考价值。  
        关键词：微通道;流动沸腾;压力降   
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      • 2008, 40(3): 86-90.
        摘要：中文摘要: 测定了柚中果皮水不溶性膳食纤维（IDF）的持水力和膨胀力，探讨了吸附时间及温度、IDF用量及粒径和胆固醇浓度与胆固醇吸附量的关系。结果显示，柚皮IDF具有良好的持水和膨胀特性，其持水力和膨胀力分别为19.12 g/g和20.88 ml/g；IDF对胆固醇具有较强的吸附作用，其吸附的适宜条件为：IDF用量0.1~0.2 g，胆固醇浓度1.2~1.5 mg/ml，吸附达最大的时间为90~120 min；IDF的粒径可明显影响其对胆固醇的吸附能力，粒径越小，吸附量越大；低温有利于吸附，37 ℃时IDF对胆固醇的吸附量为18.44 mg/g；IDF对胆固醇的吸附规律符合Freundlich方程，吸附方式包括物理吸附和化学吸附。  
        关键词：柚中果皮;水不溶性膳食纤维;胆固醇;吸附   
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      • 2008, 40(3): 91-95.
        摘要：中文摘要: 在硅橡胶膜生物反应器（SRMBR）系统中用丁香油为原料和大豆酯氧化酶（SBLOX）为催化剂，进行了生物转化制备香草醛的实验研究。与摇瓶发酵实验相比，在SRMBR中的发酵由于硅橡胶膜的渗透萃取即时分离，在很大程度上消除了产物香草醛的氧化损失和酶的产物抑制，原料丁香油转化率从0.038%提高到1.01%。高效液相色谱（HPLC）分析表明，香草醛在膜下游萃取液中的最高质量浓度达到了121.53 mg/L，远高于摇瓶实验的8.14 mg/L，香草醛的峰面积比为70.08%。又在反应器中加入活性炭吸附剂，使转化率进一步提高到1.14%，膜下游萃取液最高质量浓度为140.27 mg/L，香草醛的峰面积比达到93.53％。  
        关键词：香草醛;硅橡胶膜生物反应器;丁香油;酯氧化酶;渗透萃取   
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        材料科学与工程

      • 2008, 40(3): 108-111.
        摘要：中文摘要: 采用硫酸和硝酸混合酸纯化碳纳米管,然后用氨水和柠檬酸处理纯化的碳纳米管,并运用透射电子显微镜和红外光谱表征碳纳米管的结构和形貌。另外,还研究了碳纳米管在水中的分散性能。光谱实验表明,经过混合酸处理不仅能够得到纯净的碳纳米管,而且能够在碳纳米管的表面引入丰富的羟基和羧基官能团。通过氨水处理和柠檬酸修饰,能够在碳纳米管表面引入氨基官能团和柠檬酸分子。分散实验显示,柠檬酸修饰提高了碳纳米管在水中的分散性能。  
        关键词：碳纳米管;修饰;柠檬酸;分散性能   
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        信息工程

      • 2008, 40(3): 112-115.
        摘要：中文摘要: 为改善西屋二次航管监视雷达数据质量，首先完成对接入系统的多部航管雷达数据的融合，将融合航迹转化为西屋航管雷达数据格式输出，重点解决了在转换过程中出现的几个关键技术问题，包括坐标变换、格式转换、和输出控制等，并将转换后的雷达数据在贵阳机场管制中心真实环境中进行了验证分析，在很大程度上解决了西屋雷达数据盲区，改善了探测边缘的误差，提高了雷达数据质量。  
        关键词：空中交通管理;西屋二次监视雷达;坐标变换;数据融合   
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      • 2008, 40(3): 116-120.
        摘要：中文摘要: 为了实现军航管制系统中雷达数据的可靠传输，根据HDLC协议的帧结构和循环冗余校验（CRC）原理，提出了一种新型的基于并行机制的HDLC协议控制器，讨论采用FPGA新技术实现 HDLC协议帧的构成、解析模块及其内部的CRC码生成、检验模块的方法。在FPGA内部采用硬件描述语言（HDL）并行设计多通道的高级数据链路控制（HDLC）协议控制器，该协议控制器有效利用FPGA的片内硬件资源，实现了并行解析和生成多通道的HDLC协议报文，提高了数据通信系统中的多通道扩展性、实时性和稳定性。  
        关键词：HDLC;FPGA;CRC生成多项式;HDL   
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      • 2008, 40(3): 121-125.
        摘要：中文摘要: 针对SAT算法中回溯次数较多的问题，采用基于符号模拟和变量划分的方法来解决其不足。基于符号模拟和变量划分的SAT算法将一个较大的CNF分解为两个子集，每个子集所包含的变量又划分为两个互不相交的子集，仅对那些无法判断的子集，赋以符号值，从而限定了赋予符号值的变量范围，即可减少算法的回溯次数，又能降低内存占用率。理论及实验结果均证明，该算法是合理且有效的。  
        关键词：SAT;符号模拟;合取范式;变量划分   
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      • 2008, 40(3): 126-131.
        摘要：中文摘要: 针对现有基于人工免疫理论入侵检测系统中的亲和力匹配算法研究的不足，导致检测结果误报率和漏报率较高的问题，提出了一种新的进化匹配机制。定义了自体非自体，给出了成熟细胞动态方程，亲和力累积方程和进化匹配算法，建立了模型的形式化描述。采用动态匹配算法加快了进化速度，保存了具有优势特征的物种，提高了检测效率和准确性，使得对抗原的识别率更为有效。实验结果表明，该模型具有定量、高效率和较好的准确性，能积极主动的保护系统不受实质性攻击。为构建新一代高效合理的网络安全系统提供了一种有效方案。  
        关键词：网络安全;人工免疫;入侵检测;匹配算法   
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      • 2008, 40(3): 138-142.
        摘要：中文摘要: 阐述了为紧要使命(critical mission )所用的分布式系统中，为解决应用中可信度问题，需要将实时与容错作为一个整体问题来加以研究。利用实时容错中间件的思想，创新性地解答新一代需求中分布式系统的实时—容错问题；在分析了实时与容错融合的困难基础上，提出了实时容错中间件的思想，研究了实时容错中间件的体系结构，给出了一种基于服务方式的三层实时－容错中间件模型，并讨论了其具体设计细节，包括其中的服务器和中间层组件、接纳测试、任务分配算法和调度服务，为处理紧要任务的分布式系统提供了平台系统。  
        关键词：实时容错;中间件;CORBA;调度服务   
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        发布时间：2023-11-28
      • 2008, 40(3): 143-149.
        摘要：中文摘要: 为了能有效对抗ARP攻击，提出一种采用主动检测技术的算法。在算法中，对主机发送和接收的ARP报文头信息进行一致性检测，丢弃ARP头信息不一致的ARP报文；根据接收的ARP报文信息构造特定数据包，采用主动检测方法对发送方实施身份认证，拒绝未通过认证的报文；依照先发送请求后接收应答规则验证ARP应答，拒绝无请求型应答。与其它ARP攻击解决方法相比较，该算法除了能更快速和准确检测出其它机器对本机的ARP攻击，还能阻止本机对其它机器进行ARP攻击，能更有效地防止ARP攻击。  
        关键词：ARP攻击;一致性检测;发送方身份验证;主动检测   
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        发布时间：2023-11-28

        电气工程

      • 2008, 40(3): 150-154.
        摘要：中文摘要: 如何有效地处理输入输出之间的复杂耦合和系统的各种不确定性对多输入多输出非线性参数系统的控制至关重要。通过引入辅助动态信号来刻画未建模动态，采用自适应非线性阻尼的方法抑制参数和非线性不确定性、未知有界扰动、未建模动态和输入输出之间的耦合对系统性能的影响， 并基于控制李亚普诺夫函数法来设计多输入多输出非线性参数系统的鲁棒自适应控制器。所提出的鲁棒自适应控制法不必对系统的未知参数进行估计。理论证明，所提方法保证闭环系统的所有信号一致有界，且通过选择适当的设计参数，可使跟踪误差任意的小。仿真结果例证了所提出控制法的有效性。  
        关键词：非线性参数系统;多输入多输出;自适应控制;未建模动态;鲁棒性;稳定性   
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        发布时间：2023-11-28
      • 2008, 40(3): 155-160.
        摘要：中文摘要: 电力系统中的次同步振荡是一类严重的系统稳定性问题，不但会使系统产生振荡现象，而且极易造成汽轮发电机组的大轴损毁，准确分析系统的次同步振荡特性对其防止和抑制有重要意义。以往提出的基于系统线性化方程求解的小扰动分析方法在实际复杂系统中的应用非常困难，极易形成“维数灾”。为解决上述问题，使用Prony辩识技术分析次同步振荡模式的方法，对2008年贵州电网这一复杂交直流混合输电系统的次同步振荡特性进行了分析，并且提出了提高辩识精度的有效方法，NETOMAC电磁暂态仿真计算证明了此方法的有效性。对今后复杂交、直流输电及含有FACTS装置的灵活交流输电系统的次同步振荡特性分析提供了可行途径，为抑制次同步振荡的阻尼控制器的设计提供了参考。  
        关键词：次同步振荡;交、直流混合输电系统;Prony辩识   
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        发布时间：2023-11-28
      • 2008, 40(3): 161-167.
        摘要：中文摘要: 为了定量描述滤波器序列的对称程度，同时给滤波器序列提出新的数量特征。对能量有限的实离散时间信号——即实序列在空间域内进行了对称(反对称)性分析。首先提出序列信号一般意义下的对称(反对称)概念，然后由内积空间中的投影、正交分解理论以及内积量化两个信号线性相关程度的特性导出任意信号的对称分解及对称程度序列，对称程度序列定量刻画了信号随对称点的变化时对称特性的变化，在此基础上得出任意序列信号对称程度的定量指标——对称性指标。同时给出了序列信号的对称性定量分析技术。最后对经典和最小不对称Daubechies低通和高通滤波器系数序列的对称性分别进行了分析，得到了与直观相符的结果，所得到的对称性指标值正好定量地印证了Daubechies滤波器对称特征。  
        关键词：内积空间;对称程度序列;对称性指标;Daubechies子波;symlets滤波器   
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        发布时间：2023-11-28

        机械工程

      • 2008, 40(3): 168-172.
        摘要：中文摘要: 机器视觉系统在工业中的应用日益广泛，而在应用中要求满足稳定性和实时性的要求。讨论了在干簧管装配仪工作过程中为了使其机器视觉系统能够稳定、实时地监测干簧管的几何参数，应用Curvelet变换进行稳定的图像边缘增强并使用IPP函数进行优化以提高速度，最终使该系统在工业应用中能每12 ms处理一帧图像，其重复精度可达4 μm。经实践证明，应用该方法使干簧管装配仪机器视觉系统达到了稳定、实时监测几何参数的要求。  
        关键词：干簧管;机器视觉系统;快速曲波变换;IPP函数;稳定性   
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        发布时间：2023-11-28
      • 2008, 40(3): 173-177.
        摘要：中文摘要: 针对现有大型回转工件超声检测效率低下，劳动强度大，依照个人经验评判缺陷等问题，研制出了超声波在线自动检测系统，主要完成对超声信号的采集和处理，数据的实时存储，信号的消噪处理，缺陷的在线分析与识别等。经过现场的实际应用表明，该系统操作方便，运行稳定、可靠，自动化程度高，大大提高了大型回转工件超声检测的质量和效率。  
        关键词：超声波检测;在线检测;大型回转工件   
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        发布时间：2023-11-28
      • 2008, 40(3): 178-182.
        摘要：中文摘要: 基于人体力学和有限元分析法，针对95％国产碰撞假人设计中的关键性问题进行了设计和分析，完成了95％国产碰撞假人的研制。标定结果表明，在95％中国成人人体参数的基础上灵活运用有限元分析方法能够实现碰撞假人力学结构的仿真性,力学性能的相似性并改善碰撞假人的动态响应，提高了假人设计效率，缩短了假人的开发周期。  
        关键词：人体力学;有限元分析;碰撞假人   
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        发布时间：2023-11-28
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