同济大学学报(自然科学版)

1915 年创刊

月刊

ISSN 1000-0054

CN 11-2223/N.

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土木工程与建筑学

  • 基于精细有限元分析的猎德大桥抗震性能评价

    周敉;王君杰;袁万城;章小檀;

    采用8节点实体单元模拟主塔和桥墩,考虑塔、墩的剪切变形和初应力对结构刚度的影响,建立了猎德大桥精细化有限元模型.进行了缩尺比为1∶60的全桥模型振动台试验,比较了试验和仿真计算结果.在此基础上,研究了实桥的地震响应特征,并对构件的抗震能力进行了评价.研究结果表明:塔根截面、群桩桩顶是结构抗震的关键部位;考虑承台-土压力的影响时,群桩基础的应力可降低13%~25%;精细化有限元模型较好地反映了结构在地震作用下的易损部位.

    2008年02期 143-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 542K]
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  • FBG传感技术在大型桥梁健康监测中的应用

    孙汝蛟;孙利民;孙智;

    对FBG(光纤布拉格光栅)应变传感器进行了抗电磁干扰、抗零飘、可重复性等性能测试,并与传统的电阻应变片做了对比,验证了其可靠性.通过混凝土模型拟静力试验,验证了FBG传感技术的实用性和可行性.最后,以东海大桥主航道桥为工程背景,进行了FBG传感技术在大型桥梁健康监测中的应用研究.结果表明,FBG传感技术能满足大跨径桥梁结构监测的需要.

    2008年02期 149-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 584K]
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  • 焊接缺陷对角焊接T-型节点承载能力的影响

    吴艾辉;麦勒·布莱恩;萨恩哲拉克斯·斯达夫洛斯;

    对包含多种焊接缺陷(T1)和焊接质量高(T2)的两种角焊接T-型节点受弯下的力学性能进行了试验研究.焊接缺陷通过金相试验检查,试件的母材、焊材及热影响区的材料特性均由拉伸及硬度试验测得.试验考虑了受弯时两种节点的力—应变曲线、破坏形式、破坏机理,并将试验结果与规范规定的设计承载力进行了对比.结果表明,T1试件的破坏荷载远低于规范设计值,而T2试件的破坏荷载比设计值高30%~40%.采用有限元方法模拟了节点试验,给出了试件的应变发展过程及其应力分布规律;结合对破坏起始位置及裂纹扩展路径的研究表明,焊接缺陷是T1试件强度不足的主因.

    2008年02期 155-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 611K]
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  • 高雷诺数条件下二维方柱涡激振动的数值模拟

    方平治;顾明;

    利用作者编制的基于松耦合方法的求解气动弹性问题的数值模拟程序,计算了二维方柱在高雷诺数条件下,的横向涡激振动.结果表明:随着折减风速的增加,在特定折减风速条件下,方柱的涡激振动出现锁定现象;由于方柱的自然振动频率和涡激振动系统的旋涡脱落频率的相互作用,涡激振动出现拍的现象;随着折减风速的增加,涡激振动系统的旋涡脱落模式从异相2S(2-single)变化到同相2S,即相位转换现象.该文还将计算结果和文献中的计算结果进行了比较和评价.

    2008年02期 161-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K]
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  • 格构式塔架动力风荷载解析模型

    梁枢果;邹良浩;赵林;葛耀君;

    基于高频底座天平测力风洞试验,得到了三种典型的格构式塔架的顺风向、横风向与扭转向一阶振型广义荷载谱与均方根广义力系数.在此基础上,利用最小二乘法拟合,建立了格构式塔架的一阶振型广义风荷载谱解析模型.该模型与风洞试验结果吻合较好,可在此基础上建立格构式塔架二维或三维动力响应的频域计算方法.

    2008年02期 166-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 500K]
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  • 盾尾密封对盾构周边渗流场及正面稳定的影响

    廖少明;余炎;程致高;

    基于地下渗流基本方程,采用有限差分法对江底隧道盾构施工中产生的周边渗透力进行了分析,并推导了渗流条件下盾构正面稳定的判别公式.分析表明:隧道开挖后,隧道周边土层的孔隙水压力将重新分布,开挖面附近孔隙水压力等值线呈楔形体,隧道开挖面上孔隙水压力变化达到最大;而开挖面附近的总水头等值线围绕开挖面呈环形分布,渗透力的最大值出现在开挖面上及盾尾透水处.土中渗透力使隧道开挖面稳定性系数减小,但盾构压力舱内的泥水压力有利于隧道正面的稳定.分析还表明,如果盾构掘进过程中盾尾有透水现象,则整个盾构机将处于水头产生较大变化的范围之内,会导致极其严重的后果.

    2008年02期 172-177+192页 [查看摘要][在线阅读][下载 509K]
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交通运输工程

  • 沥青路面现场疲劳方程的环境影响系数

    刘黎萍;孙立军;

    目前国内外对沥青路面疲劳方程的研究基本上都是基于室内疲劳试验的结果,没有很好地考虑环境因素的影响.事实上,不同环境地区沥青路面的疲劳寿命是有很大差别的.为此,利用先前建立的沥青路面结构行为方程,从新的角度考虑现场疲劳方程的建立,通过大量的计算分析给出沥青路面现场疲劳方程的环境因素影响系数(函数),为在路面疲劳分析时考虑环境因素的影响提供了可能.

    2008年02期 178-181页 [查看摘要][在线阅读][下载 200K]
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  • 沥青混合料抗压模量温度修正系数研究

    孟岩;李志勇;梅迎军;陆跃飞;

    大量的试验数据表明,某一温度下沥青混合料的抗压模量同基准温度(20℃)下抗压模量的比值(温度修正系数)与温度之间呈线性比例关系.通过收集我国194个气象观测站点50年的日平均气温资料,根据壳牌沥青路面设计方法,考虑不同地区日气温变化情况和沥青粘滞度性质,采用克里金插值法绘制出全国年有效温度分布图;同时考虑路面温度随深度方向上的变化,绘制出全国沥青混合料温度修正系数分布图,以该系数修正不同地区抗压模量的取值.

    2008年02期 182-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 214K]
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  • 沥青路面结构永久变形环道试验研究

    周刚;周进川;华斌;佘兆宇;

    为了分析厚沥青层的柔性基层和半刚性基层沥青路面在轮载作用下各结构层永久变形发生发展的规律,通过在50~60℃高温下进行的室内大型足尺环道路面加速加载试验,测试了不同轮载作用次数下沥青路面各结构层的永久变形.环道试验测定结果表明:对于本试验三种沥青层厚度超过20 cm的沥青路面结构,土基对车辙的影响很小,级配碎石柔性基层和水泥稳定碎石半刚性基层对车辙的影响也很小,路面永久变形主要发生在20 cm深度范围的沥青层内.

    2008年02期 187-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 327K]
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  • 基于多智能体的人群集散动态模拟模型与实现

    陈鹏;刘妙龙;

    智能体从模拟个人的行为出发,以拟人化方法描述、解释、预测一个复杂系统的行为,可以有效仿真群体的行为形态.针对城市中人群流动这一复杂对象,突破传统思维,以复杂自适应系统理论研究为背景,采用基于多智能体系统的建模方法和自下而上的研究思路,提出了研究城市空间内人群流动形态的模型框架,构建了一个城市人群流动动态演化模型,并在此基础上利用GIS(地理信息系统)技术加以实现.

    2008年02期 193-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 425K]
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  • 设定服务水平的公交专用道通行能力研究

    吴娇蓉;郑宇;

    基于通行能力理论,按照普通公交专用道和高等级公交专用道的设置目的,以平均行程车速作为关键指标,设定相应的服务水平,采用理论模型和仿真模型相结合的方法,研究两类公交专用道的通行能力.

    2008年02期 197-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 140K]
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环境科学与工程

  • 超高流速金属膜过滤性能及其微粒子去除特性

    李伟英;汤浅晶;董秉直;高乃云;

    以完全去除类似隐孢子虫等微粒子为目标,实验选用与隐孢子虫外观尺寸相似的Crypto-tracer-1号示踪微粒子,对金属膜过滤系统在饮用水中的处理性能进行评价和研究.试验选用三种金属膜:金属薄片筛网膜过滤器(Fuji FP-0.3),金属非织网式膜过滤器(Fuji FA-3),金属粉末烧结膜过滤器(SIKA-R0.5AS).试验对金属膜处理工艺中的水质参数和膜间压力进行测试分析,结果表明,在大规模的给水处理厂中,采用金属膜过滤系统可以在高滤速下完全将类似于隐孢子虫微粒子去除.

    2008年02期 202-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 339K]
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  • Pt/MWCNT/GC修饰电极对萘酚体系的测定应用

    王晓岗;吴庆生;丁亚平;樊雅娟;

    用氢气还原法制备了线度为10 nm的铂纳米粒子.利用Nafion的协同作用,将纳米铂和碳纳米管同时修饰到玻碳电极表面,形成纳米管、纳米铂网状结构.此复合修饰电极在HAc-NaAc体系中对萘酚的氧化表现出良好的电催化性能,不仅测量灵敏度高,而且克服了单一碳纳米管修饰电极在萘酚测定中重现性差的问题,结合微分技术,实现了萘酚异构体的同时测定.在浓度为1.0×10-6~8×10-4mol.L-1范围内,1-萘酚和2-萘酚的半微分氧化峰电流值均与其浓度呈线性关系,检测限分别为5.0×10-7和6.0×10-7mol.L-1.

    2008年02期 207-211页 [查看摘要][在线阅读][下载 276K]
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  • 洛克沙胂污染胁迫下蚯蚓体内砷的富集和释放

    李银生;曾振灵;陈杖榴;邱江平;

    为了解使用蚯蚓来评价和控制洛克沙胂环境污染的可能性,研究了洛克沙胂进入土壤环境后,引起蚯蚓体内砷的富集过程,以及富集的砷在无洛克沙胂污染土壤中的释放过程.结果表明:洛克沙胂能引起蚯蚓体内砷的富集,富集因子的对数与土壤砷质量分数的对数呈线性关系;蚯蚓体内砷的消除符合双区一级动力学模型;蚯蚓能用作土壤中洛克沙胂污染的指示生物,而且可以用蚯蚓生物除污技术来减少或控制洛克沙胂的环境污染.

    2008年02期 212-217页 [查看摘要][在线阅读][下载 216K]
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  • 用遗传表达混乱遗传算法优化管网扩建工程

    高志广;马建薇;赵洪宾;

    以降低管网造价和运行费用为目标,将基因表达混乱遗传算法(GEMGA)引入到供水管网系统的扩建优化设计中,对其在供水管网优化扩建实践领域进行了深入探索.模拟管网扩建实例计算表明:采用优化设计方案后,总投资比采用传统经验法节省近17%;与简单遗传算法(SGA)相比,GEMGA收敛速度大大加快,算例中只搜索约0.000 2%的可行域便找到问题的最优解.

    2008年02期 218-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]
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材料科学与工程

  • 煤矸石—Ca(OH)_2—H_2O体系火山灰反应程度研究

    顾炳伟;王培铭;

    借助于示差扫描量热分析(DSC)对不同煤矸石—Ca(OH)2—H2O体系的不同龄期样品的Ca(OH)2质量分数的测定,研究了不同煤矸石—Ca(OH)2—H2O体系的火山灰反应程度.研究结果表明:在不掺激发剂时,火山灰反应消耗的Ca(OH)2量和体系的初始Ca(OH)2含量有关,存在一最佳的Ca(OH)2初始含量;掺入适量的Na2SO4可以使得体系的火山灰反应程度在较短龄期内得到显著的提高;在标准养护条件下,体系的火山灰反应程度稍高于水养护.

    2008年02期 222-226页 [查看摘要][在线阅读][下载 170K]
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  • CFRC梁在三点弯曲荷载作用下电阻与CMOD关系

    姚武;钟文慧;

    研究了不同碳纤维掺量的CFRC(碳纤维水泥基材料)梁在三点弯曲荷载作用下其电阻变化与CMOD(裂缝口张开位移)的关系.试验研究发现,峰值荷载前CFRC梁的电阻—CMOD曲线均出现明显的转折点.当碳纤维掺量为胶凝材料质量的0.1%时,电阻—CMOD曲线表现出三个不同的变化阶段,其中第一个转折点接近峰值荷载点.而碳纤维掺量达到胶凝材料质量的0.2%和0.3%时,电阻—CMOD曲线则呈现两个变化阶段,并且转折点随着碳纤维掺量的增加逐渐远离峰值荷载点.电阻—CMOD曲线的第二阶段为线性变化过程,其中碳纤维掺量为0.2%时,CFRC材料的灵敏系数最高.

    2008年02期 227-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 192K]
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机械、车辆与热能工程

  • 锂离子动力电池参数辨识与状态估计

    魏学哲;孙泽昌;田佳卿;

    从锂离子动力电池的电流激励—电压响应出发,在改进的FreedomCar电池模型存在的基础上,提出了基于最小二乘法的电池模型参数辨识的方法;根据混合动力汽车的具体应用条件,提出基于电流-时间窗口的SOC(荷电状态)估计方法.该方法已成功应用于电-电混合燃料电池轿车"超越三号"的实车运行.

    2008年02期 231-235页 [查看摘要][在线阅读][下载 276K]
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  • 轿车后轮定位参数动态特性试验测试方法研究

    魏传峰;周鋐;陈栋华;陈祖山;

    以某典型中级轿车后轮为例,对轿车后轮定位参数动态特性试验测试方法进行了研究.设计制定了基于电-液伺服四通道车辆道路模拟试验台的后轮定位参数测量试验方案,在振动台架上测定该车后轮前束角和外倾角的动态变化特性,研究了扫频信号和随机信号加载和单双侧加载等不同的加载方式对测试结果的影响,并对试验结果进行了误差分析.研究表明,该车轮定位参数动态特性试验测量方法简单、可行,准确度较高,为车轮定位参数的动态特性的测取提供了新思路.

    2008年02期 236-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 517K]
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  • 白车身工艺规划系统工艺关系建模

    肖会祥;刘海江;

    通过分析白车身工艺规划的内容与特点,归纳出白车身工艺规划中的信息构成与工艺信息管理需求,分别建立了基于产品数据管理理论的产品零件模型、制造资源模型和工艺知识模型,实现对制造对象、制造资源和工艺知识等工艺信息的管理,并在此基础上,构建以操作为核心的集成反映各生产要素及其相互关系的工艺关系模型.应用表明,该模型很好地实现了白车身工艺规划系统工艺信息管理和工艺规划要求.

    2008年02期 241-245页 [查看摘要][在线阅读][下载 358K]
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  • 高炉冷却壁热表面传热系数的研究

    周伟国;徐迅;吴俐俊;程惠尔;

    基于边界条件替代法建立了高炉冷却壁热表面与炉气间的传热系数计算模型.采用试验测量冷却壁温度场和温度场数值计算相结合的方法,确定了炉气温度为505~1 248℃时炉气与冷却壁壁体及炉气与捣打料间的传热系数.理论分析了在炉气温度较高时炉气与捣打料间传热系数大于炉气与冷却壁壁体间传热系数的原因,从而改变了以往在冷却壁传热模型计算中冷却壁热表面传热系数只用一个综合传热系数的观点,两种传热系数的区分使传热数值计算精度更高.

    2008年02期 246-249页 [查看摘要][在线阅读][下载 145K]
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计算机与信息工程

  • 三维空间力传感器的研究

    安东·皮尔考;葛万成;克劳斯·霍夫曼;施晓虹;

    阐述了一种三维空间力传感器的设计.这种三维空间力传感器由德国HBM公司的普通力传感器构建而成.利用线性内插方法,可以通过一个校准特性场来获得所要测量的力,而这个校准特性场则是采用线性回归方法计算出来的.有限元法仿真的结果、三维激光斑纹测量结果以及经过优化的应变片测量结果表明,所构建的传感器能够有效地测量三维空间力.此外,仿真结果还表明,该三维空间力传感器可以采用现成的元器件来实现,而对这些元器件只需进行少量的改动;并且,新构建的三维力传感器的特性仍然是线性的.

    2008年02期 250-253页 [查看摘要][在线阅读][下载 202K]
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  • 粗糙集理论在图像增强处理中的应用

    张海玲;王家林;吴健生;史榕;

    对粗糙集理论在图像主要特征提取、图像自动识别与边界检测等方面的应用方法进行研究.采用地学实地野外调查中获取的彩色图像作为实验对象,选用表征颜色、纹理的17个特征属性作为条件属性构建决策表,通过属性约简、分类和规则提取指导图像处理,最终实现了对目标地物的分类分区增强处理及区域边界划分.实验结果表明:该方法可以较好地对图像进行分区处理和边界划分,结果较令人满意;并且得出影响实验图像分区的主要条件属性为蓝色标准偏差、红色方差、红色与蓝色相关性、彩色特征、对比度及熵.

    2008年02期 254-257页 [查看摘要][在线阅读][下载 149K]
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  • 合成孔径雷达图像斑点噪声滤波方法研究

    邵永社;陈鹰;林怡;李晶;

    探讨了适于合成孔径雷达图像斑点噪声滤波的小波基选择与小波提升问题.在分析了利用马尔科夫模型描述小波系数相关性问题的基础上,提出了一种基于小波系数高斯混合模型和隐马尔科夫模型的雷达图像斑点噪声滤波方法.使用几种典型的滤波处理方法,分别对星载和机载的合成孔径雷达图像进行滤波处理.实验表明,所提出的图像滤波方法能够更好地抑制雷达图像的斑点噪声.

    2008年02期 258-262+284页 [查看摘要][在线阅读][下载 344K]
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  • 基于ENC28J60的嵌入式异构网关与Web应用

    缑延军;

    面向单片机应用系统中的网络功能扩展,基于ENC28J60的接口性能和网络驱动操作,分析了以太网转换、异构网关、Web服务器在串口连接构成的测控网络中的任务和模块构成,并参照Microchip TCP/IP(传输控制协议/网际协议)协议栈,给出了RS485-Ethernet网关的设计举例,提出了基于相对新鲜度概念的ARP(地址解析协议)映射维护机制.分析表明:基于ENC28J60和MCU开发嵌入式网关,接口简单,开发方便;具有多网段通讯管理功能的RS485-以太网网关,特别适用于多表、多户的集中抄表应用.

    2008年02期 263-267页 [查看摘要][在线阅读][下载 358K]
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基础科学

  • 解约束优化问题的QP-free方法及其全局收敛性

    苏珂;

    对于约束优化问题,基于Fischer-Burmeister NCP函数提出了一类新的QP-free方法.为了避免Maratos效应,引入了一个高阶修正方向.同时,算法采用线搜索以代替弧搜索.与其他传统的SQP方法不同,这个方法只需要在每步迭代中求解不多于三个线性系统的方程组,并且具有总体收敛性.在不需要假设聚点是孤立点的情况下,证明了序列的每个聚点都是优化问题的KKT点.

    2008年02期 268-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 78K]
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  • 多圆柱上的H~2 Corona问题

    刘洋;韩静;

    考虑的是多圆柱上的H2 Corona问题.将多圆柱上的问题转化到单位圆盘上,利用单位圆盘上的H2Hardy空间,定义出一个算子.在证明此算子有界的情况下,利用Hahn-Banach定理及Reize表示找到了方程的解,并且给出了此解的范数估计.

    2008年02期 273-276页 [查看摘要][在线阅读][下载 60K]
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  • 有关C~*-代数上的投影提升问题

    方小春;于静;王琳;

    利用投影的对角化,回答了何时C*-代数A的商代数M(A)/A上的投影可以提升为M(A)中的投影这一问题,具体给出了两个等价条件:投影的正元提升是弱拟对角的;投影存在形如∞∑i=1ai的正元提升,其中{ai}是两两正交的正元.对一般的商代数A/I,如果投影p,q存在A中提升p1,q1,且满足σ(p1q1p1)≠[0,1],那么p,q可以提升成保持其直交性及大小关系的投影.

    2008年02期 277-279页 [查看摘要][在线阅读][下载 42K]
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  • 非强极大的三角UHF代数上的Lie导子

    王琳;方小春;

    讨论一类非强极大的三角UHF代数上的Lie导子.证明如果L是非强极大的三角UHF代数T上的Lie导子,则L形如D+λ,其中D是T上的结合导子,λ是从T到其中心Z上的线性映射且零化T中的括积.

    2008年02期 280-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 78K]
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