最新刊期
      2012 年 第 43 卷 6 期

        水利与土木工程

      • 2012, 43(6): 1-8.
        摘要：中文摘要: 预应力型钢混凝土（PSRC）结构是一种结合预应力混凝土结构与型钢混凝土结构优点的组合结构。为研究预应力型钢混凝土框架的受力性能及弯矩重分布规律，完成2榀接近足尺单跨预应力型钢混凝土框架静力试验，分析其受力过程、破坏形态、裂缝的开展与分布、刚度变化以及内力重分布规律。实验结果表明,预应力型钢混凝土框架梁发生类似于钢筋混凝土适筋梁的正截面受弯破坏,属延性破坏，在达到正截面承载能力极限状态之前基本符合平截面假定。基于实验，提出了考虑次轴力的预应力型钢混凝土框架梁的承载力计算公式。试验弯矩调幅值约为30%，调幅能力高于普通后张有粘结预应力混凝土框架结构。  
        关键词：预应力型钢混凝土框架;静力试验;塑性铰;内力重分布;弯矩调幅   
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        发布时间：2023-11-14
      • 刘超,杨克君,刘兴年,黄尔
        2012, 44(6): 7-12. DOI: 12333
        摘要：中文摘要: 研究植被作用下的弯曲复式河槽流速分布对于确定其过流能力、泥沙输移、河床变形、滩岸保护有着十分重要的作用。作者研究了有植被的弯曲复式河槽中的垂线平均流速横向分布问题，在动量方程中加入滩地植被引起的拖曳力项，并考虑弯曲主槽和二次流的影响，采用3种不同的紊流扩散项积分方法，得到了3种计算模型。运用英国FCF弯曲复式河槽试验资料对模型进行验证，结果表明，在不同区域选取合适的二次流系数K比仅考虑主槽中的K值能更好地预测流速分布；滩地种植植物后，主槽中的K值明显增大；3种模型的预测结果在滩地上基本相同，主要差别出现在主槽区和掺混区。通过比较分析不同模型的计算误差，得到了计算结果最优的模型。  
        关键词：弯曲河道;漫滩水流;植被;二次流;流速分布   
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      • 2012, 43(6): 9-14.
        摘要：中文摘要: 随着大规模的水利建设和水土保持工作的实施，流域下垫面条件发生了明显的改变，其暴雨产生的洪水也相应发生了变化。如何评估水利水保措施对洪水的影响及其程度是一个重要的研究工作。以黄河流域窟野河为例，构建暴雨洪水相关统计模型——最近邻抽样回归模型，在此基础上探讨了水利水保措施对洪水的影响。研究结果表明：水利水保措施影响后洪峰总体减少程度为53%，次洪量总体减少程度为47.6%；就洪水类别而言，水利水保措施对小洪水的洪峰、洪量影响程度最大，其次是大洪水的洪峰、洪量，对中洪水的洪峰、洪量影响程度最小。为研究水利水保措施对洪水的影响提供了新思路。  
        关键词：水利水保措施;洪水;影响;窟野河   
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      • 2012, 43(6): 15-19.
        摘要：中文摘要: 桥梁的设计通常考虑了地质和气候等环境条件，但并没有考虑结构抗爆方面的设计要求。利用大型通用有限元软件LS DYNA 3D对连续刚构桥在爆炸荷载作用下的动力响应进行数值计算,分析过程中考虑了空气冲击波的传播特性。通过调整炸药的位置和重量，得到了爆炸荷载作用下刚构桥跨中的位移响应、跨中Von Mises应力分布和结构破坏形态,模拟了桥梁承受爆炸后的坍塌过程，引入Tuler Butcher损伤模型，求得了特定单元的损伤累积曲线。这些计算方法和结论可以为工程实际提供参考。  
        关键词：爆炸;动态响应;损伤容限;数值分析   
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      • 2012, 43(6): 20-28.
        摘要：中文摘要: 为了实现大跨度钢结构的抗连续性倒塌设计目标，从结构体系布置的角度出发，对不同形式的大跨度钢结构，提出抗连续性倒塌设计的实用方法与措施：即对连续多榀平面桁架等平面结构体系，增设横向联系梁；对环向布置的结构体系，增设环形联系梁；对弦支预应力结构，拆分传力路径。关于抗连续性倒塌分析方法，根据不同的体系特点，说明了静力线性法、静力非线性法及动力非线性法的适用范围，并导出了局部构件失效时的结构分析列式。基于动力非线性分析，提出了根据构件破坏前后结构刚度矩阵条件数变化系数η，来判断大跨度钢结构刚度矩阵病态程度的方法。通过3个工程实例验证了所提出的结构抗连续性倒塌概念设计措施及计算方法。  
        关键词：大跨度钢结构;连续性倒塌;病态矩阵;条件数变化系数   
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      • 2012, 43(6): 29-33.
        摘要：中文摘要: 在压杆中部设置横向支撑来减小其计算长度，可提高压杆稳定承载力并节约钢材。目前对此类构件的计算和试验研究较少，工程中现有的处理方法略显粗糙。因此，以三弯矩方程为基础，建立考虑横向支撑刚度和残余应力影响的方程来计算压杆承载力，并进行足尺寸构件试验（角钢规格为Q420，2L160 mm×14 mm，长细比λ=30~50）与计算结果对比，得到横向支撑与构件稳定承载力之间的关系。结果表明，考虑支撑刚度和残余应力的公式的计算值与试验值基本相符，略低于试验值；横向支撑可有效提高试件稳定承载力，但工程中现有计算方法未考虑长细比的影响，试件实际承载力与计算值偏差可达20%以上；建议的承载力公式为试验值和计算值的下限，可为此类构件设计作参考。  
        关键词：横向支撑;刚度影响;轴心压杆;稳定承载力;组合截面   
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      • 2012, 43(6): 34-39.
        摘要：中文摘要: 为了开发出具有普遍应用意义的区域水环境承载能力评价系统，通过可视化编程技术，地理信息系统以及数据库技术开发出了一套智能化的水环境承载力评价系统平台，并介绍了区域水环境承载力评价系统的总体设计、系统平台的功能以及系统的结构及应用。所建立的区域水环境承载力评价系统可有效地实现现状年水环境承载能力的计算、未来不同水平年的承载力预测以及对承载力计算结果进行空间展示。该系统通过在渭河流域关中地区应用，得出的评价结论与该地区因严重污染所导致的结果一致。  
        关键词：水环境;污染;承载能力;评价系统;渭河关中地区   
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      • 2012, 43(6): 40-47.
        摘要：中文摘要: 胶凝砂砾石（Hardfill）材料是用少量胶凝材料将砂砾料固结得到的一种低强度筑坝新材料。通过对材料试验资料的分析，获得Hardfill材料应力—应变关系的特点为：表现出较典型的弹塑性材料应力—应变特征；在低应力水平表现为线弹性性质，当应力达到峰值强度的60%~80%后逐步进入弹塑性阶段，直至达到峰值强度；其后，应力随着应变的增长而减小，表现出明显的软化特征，最后趋近于残余强度。研究建立了Hardfill材料的非线性本构模型，模型共有9个参数，可以通过三轴试验方便地确定。将模型计算所得的应力—应变关系曲线与Hardfill材料试验数据进行对比，吻合程度较好，表明此模型能够较准确地反映Hardfill材料的应力—应变特性。该本构模型可以方便地应用于Hardfill坝非线性结构分析。  
        关键词：Hardfill材料;应力;应变;非线性;本构模型;三轴试验   
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      • 2012, 43(6): 48-52.
        摘要：中文摘要: 为了在拱坝优化设计过程中，能够合理地选用建基面岩体变形模量值，通过对各种不同高度拱坝，在不同基岩变模下进行优化设计，得出各高度拱坝最优方案合适基岩变模的大致取值及其变化规律，可供拱坝设计者参考。同时通过对同一拱坝在不同基岩变模下进行坝体应力分析，得出结论：拱坝优化设计时采用较低的基岩变模值，并不能保证坝体更安全；工程中的采用方案，其坝体应力值，必须留有一定的宽裕度，以适应坝基变形模量的变化。  
        关键词：优化;变形模量;建基面;拱坝   
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      • 2012, 43(6): 53-57.
        摘要：中文摘要: 为开发基于环境友好型表面活性剂的紊流输水减阻技术，使用压送流体阻力测试装置和锥板流变仪，对非离子表面活性剂烷基聚糖苷水溶液的减阻、剪切粘度和应力松弛特性进行了实验研究。结果表明：烷基聚糖苷是一种出色的减阻剂，临界雷诺数随温度和浓度增加而提高；剪切粘度在低剪切速率区域不随剪切速率而改变，在较高剪切速率区域，呈现非牛顿特性，烷基聚糖苷水溶液表现为“SIS”（Shear-Induced Structure），但瞬间的剪切应变加载和卸载后，剪切应力的发展和松弛特性与纯水相同，未表现出任何粘弹特性，表明“SIS”与粘弹特性的出现与否没有直接的因果关系。  
        关键词：烷基聚糖苷;压力损失;阻力特性;减阻;剪切粘度;剪切应力松弛   
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      • 2012, 43(6): 58-63.
        摘要：中文摘要: 针对水文模型多目标优化中目标函数组合难以合理构造与选取的难题，基于多目标智能优化算法的优化结果，提出了一种简便的不同目标组合优化结果性能比较方法，并以一种日径流预报模型为实例，构造了3组目标函数组合，采用经典多目标优化算法NSGA II优化率定模型参数，在模型参数优化率定结果的基础上，应用作者提出的目标组合优化结果比较方法，分析了不同目标组合对模型参数优化结果性能的影响，并尝试找到一种能权衡各种目标性能的目标组合。结果表明，提出的目标组合优化结果比较方法可以有效分析与比较不同目标组合对优化结果的影响，能够为水文预报人员合理选取与构造目标组合提供科学的数量依据，具有良好的工程应用前景。  
        关键词：水文模型参数率定;径流预测;多目标;目标组合   
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      • 2012, 43(6): 64-69.
        摘要：中文摘要: 在裂纹附近区域采用无网格伽辽金（EFG）节点，其余区域采用常规有限单元(FE)节点进行数值离散并求解，获得含裂纹构件的位移场。在裂纹尖端及其附近设置局部辅助有限单元区域，用于求解裂纹尖端处的2个特征参数：裂纹尖端节点力以及靠近裂纹尖端处裂纹面的位移。由这2个参数得到裂纹尖端处的应变能释放率，进而求得相应的应力强度因子，此方法为计算应力强度因子的EFG虚拟裂纹闭合法。数值算例表明，采用EFG虚拟裂纹闭合法能够有效计算裂纹尖端处的应力强度因子。  
        关键词：应变能释放率;虚拟裂纹闭合法;应力强度因子;EFG;数值求解   
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      • 2012, 43(6): 70-78.
        摘要：中文摘要: 为保护古建筑，采用振动台试验方法，研究了中国古建筑榫卯节点的有效抗震加固方法。基于某古建筑的实际尺寸，制作了1∶8缩尺比例的木结构空间框架模型，其中梁和柱采用燕尾榫形式连接。分别考虑马口铁、钢构件和CFRP布加固榫卯节点，进行了振动台试验。通过白噪声激励，获得了构架加固前后的基频及阻尼比；通过输入不同加速度峰值的El-Centro波，获得了典型节点的位移响应、加速度响应及减震系数等抗震参数。结果表明,构架加固前后的基频J(钢构件)>J(CFRP布)>J(马口铁)>J(未加固);阻尼比D(未加固)>D(马口铁)>D(钢构件)>D(CFRP布)；构架位移响应峰值umax(CFRP布) 中文关键词: 木结构  抗震  动力响应  榫卯节点 Abstract:To protect Chinese ancient building,strengthening methods on Chinese ancient tenon-mortise joint were studied by shaking table tests. Based on actual sizes of an ancient wooden building, wooden frame models with a scale of 1∶8 of the prototype structure were built considering Yan-wei type of tenon-mortise connections.Iron hook,steel components and CFRP(Carbon Fibre Reinforced Plastic) sheets were considered to strengthen tenon-mortise joint of model to enhance its stability. By white noise excitation values of basic frequency as well as damping ratio of model in both strengthened and unstrengthened conditions were obtained.By inputing El-Centro earthquake waves of different peak acceleration values, responses of displacement and acceleration for typical nodes of model were obtained, and vibration absorption ratio values for both model and tenon-mortise joint were discussed.Results showed that for different strengthening method:J(steel components)>J(CFRP sheets)>J(iron hook)>J(no-strengthen) in basic frequency of model(J).D(no-strengthen)>D(iron hook)>D(steel components)>D(CFRP sheets) in damping ratio of model(D).umax(CFRP sheets) keywords: wooden buildings  earthquake resistance  dynamic response  tenon-mortise joint 文章编号：201100106     中图分类号：    文献标志码： 基金项目:国家自然科学基金资助项目（50878010）；故宫博物院科研基金资助项目（KT2007-4）；文化部科技创新基金资助项目（17-2009） 作者单位周乾 北京工业大学 工程抗震与结构诊治北京市重点实验室；故宫博物院 闫维明 北京工业大学 工程抗震与结构诊治北京市重点实验室 李振宝 北京工业大学 工程抗震与结构诊治北京市重点实验室 张博 北京工业大学 工程抗震与结构诊治北京市重点实验室  Author NameAffiliationZhou Qian Beijing Key Lab. of Earthquake Eng. and Structural Retrofit,Beijing Univ. of Technol.Imperial Palace Museum Yan Weiming Beijing Key Lab. of Earthquake Eng. and Structural Retrofit,Beijing Univ. of Technol. Li Zhenbao Beijing Key Lab. of Earthquake Eng. and Structural Retrofit,Beijing Univ. of Technol. Zhang Bo Beijing Key Lab. of Earthquake Eng. and Structural Retrofit,Beijing Univ. of Technol.  作者简介: 引用文本： 周乾,闫维明,李振宝,张博.古建筑榫卯节点加固方法振动台试验研究[J].工程科学与技术,2011,43(6):70-78. Zhou Qian,Yan Weiming,Li Zhenbao,Zhang Bo.Aseismic Strengthening Methods on Chinese Ancient Tenon-mortise Joint by Shaking Table Tests[J].Advanced Engineering Sciences,2011,43(6):70-78.  
        关键词：木结构;抗震;动力响应;榫卯节点   
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      • 2012, 43(6): 79-84.
        摘要：中文摘要: 高切坡超前支护桩能有效地抑制边坡的变形，确保开挖边坡的稳定性。但常规钢筋混凝土超前支护桩的刚度大，导致施加在桩体上的土压力较大，为解决这一问题，提出在超前支护桩体靠山侧设置一层EPS垫层材料以降低超前支护桩与变形坡体之间的作用力。采用数值分析方法，研究了EPS垫层材料类型、厚度、刚度对超前支护桩土压力、桩身变形以及桩身内力的影响，揭示了EPS垫层材料对超前支护桩作用机制的影响。研究结果表明：EPS垫层的厚度和密度对超前支护桩桩土共同作用有显著影响。超前支护桩后布置的EPS垫层厚度越大，超前支护桩上的土压力越小，桩身位移越小，桩身内力越小；超前支护桩后布置的EPS垫层密度越小，超前支护桩上的土压力越小，桩身位移越小，桩身内力越小。  
        关键词：超前支护桩;EPS材料;高切坡;数值模拟   
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      • 2012, 43(6): 85-90.
        摘要：中文摘要: 在矿山运输系统中,井壁围岩冲击损伤破坏对经济和安全效益的影响是至关重要的,因为动态冲击载荷对井壁围岩和支护结构会产生严重的削弱破坏作用,室内研究表明,岩石样品如岩板在动态载荷的冲击作用下会失效。为研究在低速冲击载荷作用下,脆性岩石损伤断裂的演化过程,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置中压缩气体发射球体子弹对脆性岩板进行变角度冲击损伤实验,岩板受到冲击后,边缘出现凹坑,表面裂纹从撞击凹坑直达岩板边缘，实验中样品的表面裂纹能有效代表试样内部的开裂状况,能有效反映冲击能量的耗散、破裂区面积与裂纹表面积随入射能量呈非线性增长趋势,同时与入射角度相关,但当破裂区面积急剧下降时,裂纹表面积反而急剧上升,表明裂纹的发生发展有明显的孕育期,在入射能量达到临界值前,主要表现为裂纹孕育增长,在达到临界值后,发生宏观断裂破坏,裂纹面积呈负增长,破裂区面积增大。实验结果分析表明在实际工程中,围岩和支护结构的抗冲击的最优化设计角度范围在15°~30°。  
        关键词：冲击载荷;岩板;实验模拟;损伤;断裂   
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      • 2012, 44(6): 86-91.
        摘要：中文摘要: 为了研究落石冲击作用对山区桥梁墩柱破坏的影响规律，采用Holmquist-Johnson-Cook损伤本构模型构建了数值模型，并展开非线性显式动力分析，基于能量守恒原理检验了计算结果的数值稳定性。考虑了落石冲击高度、冲击速度、水平冲击角度和落石直径等影响因素，从体积损伤率和墩柱位移两个角度研究了各种因素对墩柱冲击破坏的影响。数值模拟结果和试验测试的加速度历程、破坏特征进行了对比，证明了数值模拟的合理性。研究结果表明，HJC本构模型能较好模拟钢筋混凝土墩柱在落石冲击作用下的破坏发展，在高能量冲击作用下，石块直径和冲击速度对墩柱破坏影响相对较大。  
        关键词：落石冲击;山区桥梁;数值模拟;钢筋混凝土柱;HJC本构   
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      • 2012, 43(6): 91-97.
        摘要：中文摘要: 岩体长期剪切流变强度是进行岩体工程长期运行稳定分析的重要基础。以大岗山水电站坝区辉绿岩现场剪切流变试验数据为基础，分别采用等时应力-应变曲线法、非稳定蠕变判别法和稳态蠕变速率法计算获得坝区辉绿岩的长期剪切流变强度，并进行了对比分析。采用等时应力-应变曲线法分析坝区辉绿岩的长期剪切流变强度较为科学合理。与岩体瞬时抗剪强度相比，长期剪切流变强度因裂隙损伤扩展有所降低，坝区岩体长期剪切流变的内摩擦角衰减了30.7%，长期剪切流变的粘聚力衰减了22.6%。  
        关键词：现场剪切流变试验;等时应力-应变曲线法;非稳定蠕变判别法;长期剪切流变强度;长期流变抗剪强度指标   
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      • 2012, 43(6): 98-104.
        摘要：中文摘要: 对冻土相变时非稳定温度场-渗流场耦合的有限元计算方法进行改进，根据土壤冻结特征曲线计算和修正孔隙含冰量，同时提出了未冻土体积含水量对温度导数的修正方法和加速迭代收敛速度的新方法，消除了冻土温度场-渗流场耦合计算中出现的数值振荡现象，加快迭代收敛速度，使其能够适用复杂多变边界条件下土体的冻结、融化计算。最后通过两个数值算例用此方法与试验值进行对比分析，验证了本文方法的可靠性和有效性。  
        关键词：冻土;相变;孔隙含冰量;加速收敛   
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        发布时间：2023-11-14
      • 2012, 43(6): 105-110.
        摘要：中文摘要: 对比分析关节盘周围软组织的不同模拟方式对颞下颌关节（TMJ）内各结构的位移和应力分布的影响。选择一位无TMJ症状的志愿者，基于其头部CT扫描建立下颌骨和TMJ的3维有限元模型，关节盘周围软组织分4种方式进行模拟，关节盘及其周围软组织和关节软骨层间考虑接触，施加正中咬合的载荷。结果表明，将关节盘周围软组织建立为实体模型，使得关节盘偏离正常位置，且TMJ的功能区（髁突前斜面-关节盘中带-关节结节后斜面）都是低应力区。将双板区建立为实体模型，关节盘接近正常的位置，但仍没体现出TMJ的功能区应力较高的现象。用非线性缆索元来模拟关节盘前、后附着，关节盘处于正常位置，且髁突和颞骨的最大应力都出现在前部区域，关节盘的最大应力出现在中带。当研究重点是TMJ时，应该采用缆索元来模拟双板区和关节盘前附着，同时考虑关节盘与关节软骨层之间的接触。  
        关键词：颞下颌关节;关节盘;有限元方法;缆索元;应力分析   
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        发布时间：2023-11-14

        化学工程

      • 2012, 43(6): 197-202.
        摘要：中文摘要: 煤气的高温脱硫净化是IGCC和DRI生产的瓶颈，直接影响整个过程的热效率。采用氧化铝负载氧化锰的锰系脱硫剂，具有良好的850 ℃高温脱硫再生性能。锰系脱硫剂的活性中心是Mn-Al-O尖晶石物相，在850 ℃高温下可以进行较完全的体相S/O交换反应，得到较好的硫容。实验证明，锰系脱硫剂中，Mn/Al良好的相互作用是脱硫剂可再生的关键，不管是浸渍法制备的脱硫剂还是共沉淀法制备的脱硫剂都可以得到较高硫容。采用共沉淀方法可以很容易得到更高Mn负载量，当Mn含量为46.4%时，其硫容可达到30 g(S)/100 g(脱硫剂)。脱硫实验表明，脱硫反应是快反应过程，使用SO2作为再生气体，可以将脱硫剂再生反应与Clause反应耦合生成单质S，从而实现S的资源化回收。通过造粒后的脱硫剂的活性测试和机械性能测试，该脱硫剂在850 ℃高温下无论是化学性质还是机械强度性质都是稳定的。  
        关键词：高温脱硫;锰系脱硫剂;煤气   
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      • 2012, 43(6): 203-205.
        摘要：中文摘要: 从非洲伏康树籽提取出盐酸柳叶水甘草碱，经纯化、重结晶，获得其多晶粉末。利用其粉末X射线衍射数据，采用直接空间搜索法解析其晶体结构，结果表明：该晶体属单斜晶系，P21空间群，晶胞参数a=1.253 9 nm，b=0.737 1nm，c=1.229 6 nm，α=γ＝90°，β＝106.192°，Z=2，V=113.649 7 nm3。  
        关键词：盐酸柳叶水甘草碱;X射线粉末衍射;晶体结构   
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      • 2012, 43(6): 206-212.
        摘要：中文摘要: 针对尿素合成塔爆炸事故及过程分析，采用数值方法对尿素合成塔塔顶部的气相空间爆炸进行模拟，找出冲击波形成、传播规律、强度和进入液相传播的时间差；综合模拟冲击波进入液相传播的时间差和传播速度，计算得到冲击波在液相中位于尿素塔底部的叠加点位置及对应的冲击波叠加压力。结果表明，叠加后冲击波的压力显著增加，其强度足以造成该处筒体破坏，过热液体瞬间气化喷出，从而引发破坏更大的二次爆炸。  
        关键词：尿塔;爆炸;冲击波;数值模拟   
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      • 2012, 43(6): 213-219.
        摘要：中文摘要: 采用过渡金属催化剂与双氧水逐次处理可溶性淀粉，使用电位滴定法测定了由此法制备的氧化淀粉醛基含量在40%左右，后对该氧化淀粉进行红外图谱扫描及热重分析，进一步证实了试验所得的氧化淀粉中存在一定量的醛基，且热重分析结果证明可溶性淀粉中葡萄糖环的氧化程度均一。最后使用该氧化淀粉对甘氨酰替甘氨酸及明胶进行改性，通过测定处理前后甘氨酰替甘氨酸的核磁共振碳谱、改性前后明胶的粘度及热稳定性的变化探讨了该氧化淀粉对蛋白质的交联性能。结果显示氧化淀粉中新生成的醛基可以与氨基酸的酰胺键发生反应，且经过氧化淀粉处理后的明胶热敏性降低，单独的明胶在30、50 ℃时的运动粘度分别为19.07、4.13 mm2/s，而改性后明胶粘度分别降至6.40和3.69 mm2/s；催化氧化后得到的氧化淀粉对明胶热稳定性有很大的提高，即原明胶的热变性温度Td仅为122.4 ℃，改性后则增加到194.0 ℃。  
        关键词：催化氧化;氧化淀粉;甘氨酰替甘氨酸;明胶;美拉德反应   
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        发布时间：2023-11-14

        材料科学与工程

      • 2012, 43(6): 220-224.
        摘要：中文摘要: 采用等离子喷涂法制备Ti基掺锶聚磷酸钙（SCPP）粉体涂层，通过条件控制制得一系列涂层。利用电感耦合等离子体质谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜及万能材料实验机对涂层材料的元素组成、晶相和显微结构及界面结合强度进行分析和表征。分析结果表明，在涂层SCPP中，各元素比例不变，SCPP成分没有发生改变，能够保持原有的晶格结构，未发生相分解等现象，涂层表面略显粗糙且SCPP结合致密，较普通的等离子喷涂具有较好的界面结合强度以及良好的生物相容性。为进一步制备出一种具有适当表面粗糙度和较高界面结合强度的SCPP生物涂层提供了实验基础。  
        关键词：掺锶聚磷酸钙;等离子喷涂;涂层;界面结合强度   
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        信息工程

      • 2012, 43(6): 111-114.
        摘要：中文摘要: 针对多项式程序的终止性问题，提出了一种使用有限差分法判定其终止性的算法。以有限差分法的基本思想为基础，发现了程序循环条件表达式的值与其有限差分值之间的关系，并对其进行了严格证明，由此得到判定这类循环程序终止性的方法。最后，还进一步分析了使用有限差分法判定具有更复杂条件表达式和有多分支的循环程序的终止性。  
        关键词：有限差分;循环;终止   
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      • 2012, 43(6): 115-118.
        摘要：中文摘要: 提出了一种通过纠正平面显示屏上合成图像子像素亮度值来使得柱透镜光栅自由立体显示器相邻视点间的显示图像串扰消除的方法。针对合成图像分析其串扰的产生原因，并根据合成图像上显示的子像素亮度值、透过光栅观看到的子像素亮度值以及视点间的串扰系数3者之间的关系，推导出消除串扰的计算公式并实验证实了该方法的正确性。  
        关键词：自由立体显示;柱透镜光栅;串扰   
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      • 2012, 43(6): 119-126.
        摘要：中文摘要: 针对基于粒子群的属性约简算法易陷入局部最优、效率不高等问题，充分利用小生境技术在寻求最优解方面优势，提出一种基于小生境圆锥邻域粒子群的不完备决策表属性约简鲁棒算法（NCNPSO IAR）。该算法通过圆锥分层空间构造小生境半径邻域子集向量，避免过多地依赖于先验领域知识生成小生境半径和早熟收敛，始终保持种群多样性，提高算法收敛速度。另外粒子种群在圆锥解空间充分进行约简集子矢量的协同学习，使属性约简集较好收敛到最优集。相关仿真实验表明：该属性约简优化算法是高效和鲁棒的，适用于不完备、含噪音决策表的属性约简。  
        关键词：小生境粒子群;自适应邻域向量;不完备决策表;属性约简;鲁棒性   
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      • 2012, 43(6): 127-132.
        摘要：中文摘要: 为了解决一组实数向量的整数关系探测问题,通过广义的Hermite约化方法来约化超平面矩阵,基于著名的PSLQ算法,给出了一个同步整数关系探测的新算法SIRD;并且在计算机代数系统Maple中采用软件精度数据类型“sfloat”实现了SIRD算法和另一个同步整数关系探测算法HJLS,数值实验说明本文的算法相比HJLS算法更高效;最后,部分采用硬件精度数据类型“hfloat”给出了SIRD算法在Maple中的另一种的实现,并将其应用到代数数极小多项式的重构问题中,进一步拓展了张景中和冯勇提出的“采用近似计算获得准确值”这一思想的应用范围.  
        关键词：整数关系;代数数;极小多项式;符号数值计算   
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      • 2012, 43(6): 133-139.
        摘要：中文摘要: 为了解决移动ad hoc网络中非对称密钥管理问题，将轻量级CA认证框架与Shamir秘密分享方案相结合，为移动ad hoc网络提出一种新的分布式非对称密钥管理方案。该方案采用分布式轻量级CA证书认证机制实现本地化认证，不需要证书管理。结合无证书密码系统的优势，避免了基于身份密钥管理方案中节点私钥托管的问题，并且具有抵抗公钥替换攻击的能力。安全分析和实验结果表明，该方案具有很好的安全性和较高的实现效率。  
        关键词：移动ad hoc网络;安全;密钥管理;轻量级CA;Shamir秘密分享   
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      • 2012, 43(6): 140-147.
        摘要：中文摘要: 从访问行为的主体和客体安全性出发，提出了一种基于主客体安全性评估的访问控制模型。定义了用户安全度、资源安全度、用户安全级别、资源安全级别和操作级别等概念及其相互关系，提出了用户以某种操作访问某系统资源需要满足的条件公式。通过威胁、脆弱性和环境安全性估值的加权求和得到用户所访问客体所在设备的安全性估值，即为客体安全度。访问行为的主体安全度则取决于用户所用物理设备的安全性、用户对资源使用的合规性、用户的历史表现、第三方对用户的评价以及用户身份凭证级别。讨论了这5个因素估值的计算方法，并采用加权和求得主体安全度。最后，在实际应用中对该访问控制模型进行了实验验证。统计数据表明，与基于防火墙和入侵检测的访问控制系统相比，采用基于主客体安全性评估的访问控制系统的安全事件无论从总数还是严重性上都有明显下降。  
        关键词：访问控制;主体;客体;安全度;安全级别   
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      • 2012, 43(6): 148-152.
        摘要：中文摘要: DHT (Distributed Hash Tables）是结构化P2P(Peer to Peer)系统实现资源高效组织和定位的关键技术。对DTH系统中消息转发过程中的安全威胁及其解决方法进行了分析。以多路径算法为基础，对消息转发效率和安全性进行优化，提出了一种混合路由防御机制。首先结合迭代路由与递归路由的优点，设计了混合路由方式，保证了消息的转发效率并降低消息开销。然后改进了消息转发过程中的可靠性和消息源鉴别机制。最后，在四川大学校园网内进行了测试。仿真试验结果表明，采用混合路由下的防御机制在减少消息数量的同时提高了查询成功率，对于消息转发过程中的攻击有着较好的防御效果。  
        关键词：DHT;消息转发;路由;防御   
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      • 2012, 43(6): 153-157.
        摘要：中文摘要: 在事务存储的逻辑中，当事务被迫放弃之后，立即作为一个全新事务重新计算，重新参与共享内存的竞争，结果可能造成自己再次放弃或其它事务放弃，导致整体系统性能的降低。认为被迫放弃是一种回避，尽管事务放弃了已经做过的计算，但没有放弃对共享内存的访问权。针对软事务存储中事务的反复放弃或过多的放弃，提出一种放弃管理（abort manage）策略，在事务被迫放弃计算之后，由放弃管理器统一管理这些放弃事务，将它们与没有放弃的事务区分开。当其它事务完成计算之后，帮助那些放弃事务获得共享内存，从而减少放弃事务的数量，间接提高整体系统的吞吐量。通过实验数据的对比，反映放弃管理能够有效地改善软事务存储的性能。  
        关键词：并发;软事务存储;冲突;放弃   
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      • 2012, 44(6): 154-158.
        摘要：中文摘要: 为了能提高干涉合成孔径雷达信号处理时相位的展开精度，作者在相位展开中利用高精度局部频率估计法代替相位差分法，这是因为局部频率估计法能够更加准确地反映实际地形的变化。同时为了抑制残差点处的错误传播至整个相位图，引入无网格法，通过在干涉图中划分局部支持域有效地限制了误差的扩散。通过仿真实验以及实测试数据验证了该方法能够有效地减少误差累积的影响，从而提高相位的展开精度。  
        关键词：干涉合成孔径雷达;相位展开;局部频率估计;无网格法   
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      • 2012, 43(6): 158-162.
        摘要：中文摘要: 为解决低信噪比下短波正交频分复用（OFDM）系统信号的捕获，提出了一种采用CAZAC序列设计导频符号的基于谱分析的同步算法。首先通过时域、频域2维联合估计来实现信号的快速捕获，同时根据信号谱函数的最大峰值位置来确定整数频偏，然后利用相邻导频符号的相位差来精确估计小数频偏。最后，进行了算法仿真和现场可编程门阵列（FPGA）上的硬件实现及在线实时验证研究，结果表明，该同步方案在低信噪比条件下具有很好的同步性能，可以作为一个完整OFDM基带处理器的子模块实时、连续地对信号进行处理。  
        关键词：正交频分复用（OFDM）;同步捕获;现场可编程门阵列(FPGA);低信噪比   
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      • 2012, 43(6): 163-167.
        摘要：中文摘要: 频谱感知是认知无线电网络中需要解决的首要问题。为了提高频谱感知的整体性能，该文对链路层的协作频谱感知机制进行了研究，针对其中的信道搜索感知场景，提出了一种联合优化信道搜索方案。在该方案中，基站根据各信道的空闲概率大小，选择最优的信道搜索次序，并对不同信道的搜索时长进行一定的加权处理，确保以较长的时间优先搜索空闲概率较大的信道，从而使按需信道搜索过程的切换延迟以及由此造成的QoS损失最小化。仿真实验的结果显示，这种联合优化搜索方案在信道搜索场景下的平均搜索时长始终小于现有的2种搜索方案，这说明其搜索性能具有明显的改善。  
        关键词：认知无线电;频谱感知;协作频谱感知;感知机制;信道搜索   
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      • 2012, 43(6): 168-172.
        摘要：中文摘要: 针对实际通信中背景噪声的强度是不确定的，研究了噪声不确定性对认知无线电能量检测的稳定性和持续性产生的影响，分析了能量检测在噪声墙下的稳定性，得出稳定概率和最小采样点数；提出检测中断概率反映噪声不确定下能量检测的持续性，并分别得出单用户检测和协作检测的中断概率，以及能量检测所需的检测时间；分析了能量检测的检测概率，得出噪声不确定下检测概率的分布函数，并通过分布函数得到一定中断概率下的最大目标检测概率。仿真表明：增加采样点数能够提高能量检测的稳定性；噪声不确定度提高或者标称信噪比降低会增加能量检测的中断概率，而采用多认知用户协作检测可以降低中断概率。  
        关键词：认知系统;信号检测;采样;电磁干扰   
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        电气工程

      • 2012, 43(6): 173-180.
        摘要：中文摘要: 为准确刻画电力系统灾难性事故的潜在风险，从灾难性事故的固有物理属性出发，基于不确定性理论提出了电力系统灾难性事故的统一不确定性评估新方法。将灾难性事故看作不确定事件，分别用可信性测度和全局模糊安全指标描述事故发生的可能性和严重性。以N-1事故作为初始事故，通过对每层N-k事故风险指标排序，识别出系统中最可能发生的灾难性事故序列。对WSCC 9节点系统和某地区实际系统进行仿真分析，与传统方法进行了比较，结果证明本文方法更符合系统实际运行情况，具有准确、有效的特点。  
        关键词：电力系统;灾难性事故;连锁故障;风险评估;不确定性理论   
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      • 2012, 43(6): 181-184.
        摘要：中文摘要: 为了减少输电线路的雷击跳闸率，基于恒流场理论，提出了一种直接利用输电线路杆塔基础进行降阻的新方法。该方法将特制钢筋笼与相应比例的高效防腐降阻剂结合，对杆塔基础进行集中接地。该装置占地空间少，需要土量少，解决了水平射线因受地形限制而降阻困难的问题。其冲击系数小和冲击电阻小的特性，大大提高了线路的耐雷水平以及供电可靠性。实例和实践结果都表明了该方法的可行性及有效性。  
        关键词：山岩地区;杆塔;接地;恒流场理论   
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      • 2012, 43(6): 185-189.
        摘要：中文摘要: 考虑处于深空中的航天器网络编队的位置和姿态控制。控制目标是使整个编队中的航天器在控制器的作用下达到期望的位置和姿态，同时航天器编队趋于期望的队形和期望的相对姿态。采用基于图论的方法设计控制器，得到的控制器仅仅要求相邻的航天器之间保持信息交换，从而，和已有的研究中要求设计航天器两两通信的控制器相比，减少了整个航天器网络内部航天器间的通信；另外，得到的控制器不要求相邻航天器的速度和加速度的测量，从而减少了测量所带来的累积误差。数值仿真结果验证了控制策略的有效性。  
        关键词：信息流图;航天器网络;队形控制;姿态控制   
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        发布时间：2023-11-14
      • 2012, 43(6): 190-196.
        摘要：中文摘要: 针对具有强烈非线性、强耦合等特性的变机翼后掠角近空间飞行器，在考虑控制器存在摄动的情况下，设计了多模型非脆弱软切换鲁棒跟踪控制方案。将系统工作空间划分为若干区域，在每一区域建立局部模型，根据跟踪性能指标利用广义系统的方法设计局部控制器，大大减少了计算量和复杂度，同时减弱了对于待定矩阵的限制，更易于求得可行解，从而降低了保守性。由于控制器在模糊了的边界处进行切换，保证了系统状态在切换过程中的平滑性。最后对近空间飞行器在变机翼后掠角过程中的姿态进行跟踪控制，仿真结果表明了该控制系统具有良好的控制性能。  
        关键词：近空间飞行器;模糊系统;鲁棒控制;软切换;线性矩阵不等式   
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        发布时间：2023-11-14

        机械工程

      • 2012, 43(6): 225-231.
        摘要：中文摘要: 摩擦表面闪温对刀具材料性能产生着重要影响。针对刀具摩擦表面的微凸体建立了导热微分方程，系统分析了影响微凸体温度的影响因素。在提出摩擦表面接触系数的概念的基础上推导出了干摩擦条件下刀具闪温的解析计算模型并分析了水射流条件对闪温计算的影响。给出了基于均匀分布模型和概率分布模型的摩擦表面接触系数和水射流参与下满足动力润滑条件的摩擦系数等计算参数的确定方法。计算分析与红外测温实验的结果表明：刀具与岩石的摩擦闪温严重依赖两摩擦面的接触系数和各自表面微凸体分布情况；给出的摩擦面闪温计算模型比传统计算方法更接近实验测量值，更适用与工程中对材料安全性要求较高的场合应用。  
        关键词：刀具;岩石;摩擦;闪温   
        1981
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        发布时间：2023-11-14
      • 2012, 43(6): 232-237.
        摘要：中文摘要: 球面2自由度5杆机器人的应用非常广泛，可用于机械数字化仪、微操作装置、灵捷眼和人体关节修复装置等。在球面2自由度5杆机器人运动学和动力学模型研究的基础上，提出了该类机器人系统的滑模变结构控制方法。介绍了球面2自由度机器人的机构和动力学模型。引入决定附加补偿力矩的指数趋近律，建立了球面2自由度机器人的控制算法。提出了外力、质量、转动惯量以及滑模控制参数等对球面2自由度机器人的控制精度和系统稳定性的影响规律，并对球面2自由度机器人进行了控制仿真。仿真表明，控制方法是有效的。在选择合理参数下能避免机器人系统的振荡，且能保持系统的稳定性、鲁棒性和提高系统的运动精度。  
        关键词：球面2自由度机器人;滑模变结构控制;控制仿真   
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        发布时间：2023-11-14
      • 2012, 43(6): 238-242.
        摘要：中文摘要: 为了研究恒压砂带磨削的磨削温度与磨削参数之间的关系，改善磨削加工工艺，提高磨削质量，从磨削接触区域的弹性接触分析入手，研究了恒压砂带磨削区域上热源分布规律，建立了恒压砂带磨削的有限元热学模型，分析了磨削过程中的热现象，并进行了磨削温度的实验验证。结果表明,磨削热大部分集中于中间较宽的接触区域，单点磨削温度前期升温速度较快，而后期阶段降温速度则较为缓慢，磨削区面积较大时，磨削热分布较为平均。恒压砂带磨削实验采用热电偶露头埋设和浅埋设2种测温方式，分别测量了磨削区表面磨削温度和表层磨削温度，实验结果和模拟结果基本吻合，因此，所建立的恒压砂带磨削的有限元热学模型是有效的。  
        关键词：砂带磨削;恒压磨削;有限元分析;热学模型;温度场   
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        发布时间：2023-11-14
      • 2012, 43(6): 243-247.
        摘要：中文摘要: 高压天然气地下储气井是实现节能减排的重要途径。针对其特点，提出了一种基于超声波和视频检测的人机交互式的井壁腐蚀检测系统。系统由地面部分和井下部分组成。检测时井下超声波探头和摄像头在获取信号的同时，以可调的速度旋转上升；用户通过地面计算机可以观察、分析、记录和实时控制井壁厚度超声波检测和井内壁视频检测。重点介绍了系统结构和工作原理，超声波信号的检测、传输和处理方法，以及井下成像检测的硬件设计和软件设计。实验室和现场实验表明：系统的检测速度和精度均达到了预定要求。这一技术为CNG储气井的安全运行提供了新的保证。  
        关键词：CNG储气井;腐蚀检测系统;超声检测;井下成像;人机交互   
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        发布时间：2023-11-14
      • 2012, 43(6): 248-252.
        摘要：中文摘要: 为了研究风电叶片振动过程的频率俘获特性，建立一套摆锤驱动的风电叶片疲劳加载系统，根据拉格朗日力学原理推导出两者的动力学模型，并给出了机电耦合数学模型。编制仿真模型，充分解释了两者的频率俘获过程，定性揭示了该系统的自同步振动特性。多次疲劳加载试验结果表明：当摆锤回转驱动频率在0.48 ～0.58 Hz时，不仅摆锤回转系统会发生回转频率俘获，风电叶片同样会产生振动频率俘获；随着回转驱动频率的增大，叶片的俘获频率也相应增大。当驱动频率＜0.43 Hz或＞0.65 Hz时，叶片振动频率不会被俘获，表现为振动频率的上下波动，回转驱动频率越远离俘获区间，叶片频率及振幅的波动越明显。  
        关键词：疲劳加载系统;耦合模型;频率俘获;自同步   
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