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

  • 大跨度桥梁实用颤振控制方法

    杨詠昕;周锐;葛耀君;

    当大跨度桥梁面临颤振威胁时,合理有效的被动气动控制方法是避免其在服役期内发生风毁的最好保障.研究了适用于闭口箱梁等3种大跨度桥梁常用主梁的多种被动气动颤振控制方法.结果表明,中央开槽适合于提高气动稳定性能较好的闭口箱梁的颤振性能,风嘴则能显著提升气动外形钝化的开口边主梁的颤振临界风速,而中央稳定板几乎适合于各种主梁形式.此外,对检查车轨道等附属装置进行局部调位也可以起到良好的颤振控制效果,而多种控制方法的合理组合可以进一步发挥其控制作用.气动控制措施的效果与其设置参数紧密相关,针对各种控制方法的合理参数设置进行了研究和优化.

    2014年07期 v.42 989-997+1043页 [查看摘要][在线阅读][下载 395K]
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  • 钢筋混凝土深梁和浅梁的统一非线性网格模型

    徐方圆;徐栋;

    提出将计算截面放置于结构中实现截面应力重分布分析的钢筋混凝土梁非线性网格模型方法,该方法不仅可以分别考虑梁的抗弯机制与抗剪机制,还可以描述钢筋混凝土浅梁和深梁从开裂至破坏的受力机理,从而实现钢筋混凝土梁的统一分析模型.算例结果表明,非线性网格模型不仅能较准确地计算结构的承载力,并且能清晰地反映结构受力机制,为设计分析提供依据.

    2014年07期 v.42 998-1005页 [查看摘要][在线阅读][下载 346K]
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  • 焊钉连接件峰值滑移及剪力-滑移本构关系

    蔺钊飞;刘玉擎;

    为了得到组合结构桥梁常用的焊钉连接件剪力-滑移本构关系,进行了35个焊钉连接件抗剪性能模型试验.比较分析了焊钉直径、高度、极限抗拉强度和混凝土抗压强度对焊钉峰值滑移的影响,提出了焊钉峰值滑移计算式及考虑其影响的剪力-滑移本构关系式.研究结果表明,峰值滑移随焊钉直径、高度和极限抗拉强度的增加而增大,随混凝土抗压强度的增加而减小;提出的峰值滑移计算式与fédération internationale du béton(fib)所建议公式相比,考虑因素更全面,与试验结果吻合更好.包含峰值滑移的剪力-滑移本构关系式,能够反映焊钉直径、高度、强度和混凝土抗压强度的影响,可用于考虑焊钉非线性作用的组合结构桥梁计算分析.

    2014年07期 v.42 1006-1010页 [查看摘要][在线阅读][下载 219K]
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  • 多排焊钉推出试验试件力学性能

    苏庆田;韩旭;任飞;

    单排焊钉推出试验与多排焊钉推出试验得到的单钉承载力有一定的差别,为了明确焊钉排数对多排焊钉的抗剪承载力的影响,进行了1组单排焊钉基本力学试验和4组不同排数的多排焊钉力学性能试验.试验结果表明,焊钉排数对焊钉的抗剪承载力有影响,换算得到的单个焊钉承载力随排数的增加而降低,焊钉排数的影响随排数的增加而趋于稳定,其影响值在15%以内.结合试验结果,给出了焊钉排数对其抗剪承载力影响的表达式.此外,根据多排焊钉的荷载滑移曲线,给出了多排焊钉的荷载滑移关系表达式,与试验结果比较表明,所给表达式的结果与试验结果吻合较好.

    2014年07期 v.42 1011-1016页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K]
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  • 波纹腹板H型钢梁柱端板螺栓连接节点抗弯性能

    范昕;李国强;孙飞飞;

    提出了一种波纹腹板H型钢梁与普通H型钢柱采用端板螺栓连接的节点构造.基于高强螺栓抗拉性能的刚性端板模型和T形连接件理论,提出波纹腹板H型钢梁柱端板螺栓连接节点的设计方法.进行了2个波纹腹板H型钢梁柱端板螺栓连接节点的静力试验,并使用商用有限元分析软件ABAQUS建立节点的有限元模型,将设计弯矩下的高强螺栓最大拉力的试验结果与有限元计算结果进行对比,证明了高强螺栓拉力计算公式的可靠性;通过对比设计弯矩和有限元计算的端板屈服弯矩,证明了端板厚度计算公式的合理性.

    2014年07期 v.42 1017-1023页 [查看摘要][在线阅读][下载 489K]
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  • 铝合金板式节点承载性能试验研究

    郭小农;熊哲;罗永峰;徐晗;

    考虑了节点板厚度、抗剪键、加载模式的影响,对14个铝合金板式节点的承载力性能进行试验分析.详细介绍了试验过程,描述了试验现象.试验结果表明,铝合金板式节点的主要破坏模式为块状拉剪破坏和节点板局部屈曲破坏;以弯矩为主要控制的荷载作用下,节点板主要承受环向应力;节点板厚度的增加能有效提高节点承载力;C类抗剪键能显著提高节点的整体性,改善节点受力性能.

    2014年07期 v.42 1024-1030页 [查看摘要][在线阅读][下载 466K]
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  • 混凝土-环氧树脂黏结界面的断裂性能分析

    张远淼;余江滔;陆洲导;

    采用夹心楔入劈拉试件并结合双K断裂模型研究混凝土-环氧树脂黏结界面断裂性能.相比于原混凝土试件,环氧树脂注胶后形成的夹心试件的起裂荷载、极限荷载、双K断裂参数以及断裂能均有增长,而黏聚断裂韧度值没有提高;粗糙界面试件的黏聚断裂韧度试验值与采用软化曲线计算得到的黏聚断裂韧度计算值相等,光滑界面试件由于壁效应的存在,黏聚断裂韧度较低.可以认为环氧树脂注胶技术推迟了裂缝的再开展,使得起裂断裂韧度提高,采用起裂断裂韧度代入裂缝偏折判断条件进行界面裂缝偏折判断时,结果与试验相符.

    2014年07期 v.42 1031-1037页 [查看摘要][在线阅读][下载 364K]
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  • 轻型钢木混合楼盖水平荷载转移性能

    何敏娟;马仲;马人乐;李征;

    通过水平集中荷载作用下一层两跨的钢木混合结构拟静力试验,研究轻型钢木混合楼盖弹性状态下平面内刚度及其对水平荷载的分配.为了量化楼盖平面内刚度对水平荷载分配的影响,定义了楼盖水平荷载转移能力系数β,探讨了楼盖平面内刚度与竖向抗侧力构件抗侧刚度比值α与β的关系,并根据α及β数值大小定义刚性楼盖.试验结果表明,轻型钢木混合楼盖在仅铺设SPF(云杉-松木-冷杉)规格材面板且竖向抗侧力构件仅为钢框架时,α在0.5~1.0之间,β为64.0%左右,楼盖已能较好地分配水平荷载;铺设水泥砂浆面层后,α增至3.0以上,β增至90.0%左右,结构有很强的空间协同作用,楼盖为刚性楼盖;当竖向钢框架间加上轻型木剪力墙后,α下降至1.0~2.0之间,β下降至78.0%左右,楼盖不再为刚性.

    2014年07期 v.42 1038-1043页 [查看摘要][在线阅读][下载 307K]
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  • 基于共转法U.L.列式三节点壳元几何非线性有限元分析

    胡郑州;吴明儿;

    以三维连续介质力学和虚功原理为基础,推导出增量U.L.有限元列式,该列式保留了大位移增量刚度矩阵项,通过对该刚度矩阵进行修正可使之成为对称矩阵.根据该增量U.L.列式,文中采用三边形的形函数推导了三维三节点壳元的切线刚度矩阵,并考虑了横向剪切应力的影响.在求解增量方程时,采用CR(Co-rotational)法,将刚体位移从节点位移增量中扣除,得到节点纯变形增量,利用小应变理论计算单元内力.编制了非线性有限元程序,通过算例进行了几何非线性分析,验证该理论的精确性、高效性和通用性.

    2014年07期 v.42 1044-1050页 [查看摘要][在线阅读][下载 498K]
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  • 多层面步行系统中垂直联系对人流预测模型的影响

    庄宇;宋晓宇;戴晓玲;

    基于空间句法理论,通过与垂直联系的距离及其类型对多层面步行系统的人流预测模型进行修正.以两个轨交站区的多层面步行系统为例,分析发现距离及类型两个因子均对行人流量产生不同程度的影响,在分别采用两种修正方法之后,人流预测模型的预测能力均得到较为显著的提高.

    2014年07期 v.42 1051-1057页 [查看摘要][在线阅读][下载 642K]
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交通运输工程

  • 城市轨道交通车站接驳范围的计算模型

    武倩楠;叶霞飞;林小稳;

    依据可达性一致原则,建立了基于广义出行费用的城市轨道交通车站接驳范围计算模型,并给出详细算法及案例分析.针对城市居民出行并非全部都以市中心为目的地这一现实情况,引入城市轨道交通可达点的概念并分别赋予权重,解决了既往研究中只取单一目的地的不足;根据车站周边每个交通小区的实际人口结构对出行时间价值进行细化处理;根据实际路网形态计算接驳距离,使之更加接近实际的走行距离;给出求取车站接驳范围的详细算法,并对算法优化进行讨论;最后,利用广东省某市的预测数据对模型进行计算验证.结果表明,接驳范围与车站周边的道路情况、出行分布以及竞争交通方式的服务水平相关,并不是简单的圆形区域.该模型可以为城市轨道交通已建或规划车站确定客流吸引范围提供计算方法,从而为客流预测及接驳交通设施衔接规划提供参考.

    2014年07期 v.42 1058-1063+1095页 [查看摘要][在线阅读][下载 326K]
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  • 基于离散元法的铁路道床力学特性

    高亮;罗奇;徐旸;马春生;

    道砟外形复杂,其几何形态对道床力学行为有显著影响,为揭示道砟模拟方法对道床力学行为的影响规律,针对道砟外形极不规则、咬合作用强的特点,采用自编算法建立了能模拟真实道砟外形的颗粒簇.基于离散元法,分别建立了基本球道砟和颗粒簇道砟的三维道床-轨枕空间模型,分析循环荷载下两种道床的接触力、配位数、道床应力和振动加速度的差异.结果表明,相同循环荷载下,颗粒簇道床比基本球道床最大接触力小769N,平均接触力小10N,说明颗粒簇接触力幅值范围更小,分布更均匀;基本球配位数在1.0~3.2范围内周期变化,颗粒簇配位数在5.3~6.1范围内周期变化,说明颗粒簇间的接触点更多,接触状态更稳定;颗粒簇道床顶部振动加速度和应力比基本球道床的分别小0.26g,16kPa,说明颗粒簇能反映道砟间的咬合作用,保持道床的整体受力性.

    2014年07期 v.42 1064-1069页 [查看摘要][在线阅读][下载 339K]
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  • 基于分时叠加的机场沥青道面结构设计方法

    赵鸿铎;邹益强;袁捷;

    现有机场沥青道面结构设计方法以损伤的线性叠加为基础,各结构层采用单一模量进行设计,未考虑材料的季节变化和衰变特性.鉴于此,提出了分时叠加的设计思想,分阶段考虑环境因素、交通荷载和结构性能衰变对沥青道面结构层厚度的影响.基于分时叠加原理,给出了环境因素和性能衰变影响下各层材料模量的预估模型,建立了相应的设计指标和标准,通过整理和对比推荐了合理的使用性能预估模型,最终形成了完整的基于分时叠加的机场沥青道面结构设计方法.

    2014年07期 v.42 1070-1076页 [查看摘要][在线阅读][下载 188K]
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  • 公共自行车出行质量实证研究

    朱玮;庞宇琦;王德;

    以上海闵行区公共自行车系统为例,调查获得人们在公共自行车系统实施之后出行方式的转换,采用离散选择模型解释这种转换下的决策机制.发现公共自行车特征、出行时耗以及服务点可达性是出行方式转换的重要影响要素.应用模型发现公共自行车使用者的出行质量显著提升,而出行总质量提升最多的集中于较为功利性的出行目的.转换自公交方式的出行获得质量提升最多,转换自小汽车的出行质量提升最少.预估并比较服务站点密度增加和公共电动自行车两种服务方式的竞争力发现,后者对出行质量提升的效果明显高于前者.

    2014年07期 v.42 1077-1081页 [查看摘要][在线阅读][下载 159K]
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  • 涉及骑车人的典型交通危险场景

    李霖;朱西产;刘颖;马志雄;

    对上海地区真实交通中的自然行驶工况进行视频采集、筛选和分类,得到152例涉及骑车人(自行车、摩托车、电动助力车)的危险工况.通过聚类分析和卡方检验得到了7类典型的危险场景.最后用PreScan软件对这7类危险场景进行虚拟建模,得到了涉及骑车人的典型危险工况场景库.

    2014年07期 v.42 1082-1087页 [查看摘要][在线阅读][下载 299K]
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机械、车辆与能源工程

  • 分布式驱动电动汽车操纵性改善控制策略设计

    余卓平;刘军;熊璐;冯源;

    根据分布式电动汽车各轮驱动/制动转矩独立精确可控的特点,设计了一种改善车辆操纵性能的控制策略.根据不同车速下理想的助力特性曲线设计了差动助力转向控制策略以改善转向轻便性,根据优化的横摆角速度参考模型设计了转矩矢量分配控制策略以改善操纵灵敏性,最后利用纵向力分配算法将两者结合形成差动助力转向/转矩矢量分配联合控制策略.实车试验结果表明,操纵性改善控制策略在保证驾驶员路感信息的前提下明显减小了转向盘转矩,减小了转向盘转角,降低了驾驶员操纵负担.明显提高了整车横摆角速度响应,有效地抑制了车辆的加速不足转向特性,显著地改善了分布式驱动电动汽车的操纵性能.

    2014年07期 v.42 1088-1095页 [查看摘要][在线阅读][下载 714K]
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  • 高压燃料电池系统空气供应解耦控制器设计

    陈凤祥;陈俊坚;许思传;章桐;

    利用高压空压机测试平台,通过相关技术辨识了高压燃料电池空气供应子系统的传递函数矩阵.基于前馈补偿解耦技术实现了空气流量和背压的相对独立控制.实验和仿真结果表明,该策略在较大范围内具有较好的鲁棒性.

    2014年07期 v.42 1096-1100页 [查看摘要][在线阅读][下载 218K]
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  • 一种新型动力吸振式轮边驱动系统仿真分析

    陈辛波;王弦弦;张擎宇;王斌;

    针对一种基于电机摆动式动力吸振原理的新型轮边驱动系统,推导其振动力学微分方程,在MATLAB与ADAMS仿真软件中建立三自由度振动模型,进行车身加速度和车轮动载功率谱密度的仿真分析,验证了理论公式及仿真模型的准确性;并以车身加速度与车轮动载为指标,将该系统与一般轮毂电机驱动系统对比研究其改善车辆平顺性和车轮接地性的效果.结果表明,这种新型轮边驱动系统可有效降低车身加速度和车轮动载,从而显著改善车辆平顺性和车轮接地性.

    2014年07期 v.42 1101-1104+1110页 [查看摘要][在线阅读][下载 217K]
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  • 煤粉无焰燃烧的数值模拟

    安恩科;冯祥;张浏骏;刘若晨;

    用组分输运方法对煤粉的无焰燃烧进行了数值模拟,湍流采用Realizable k-ε紊流模型,颗粒相采用随机轨道模型,挥发分的析出采用化学渗透模型(CPD),湍流化学反应采用涡耗散模型(Eddy-Dissipation),煤粉颗粒表面燃烧模拟采用内表面化学反应动力学模型,辐射传热采用P-1辐射模型.结果表明,实验数据与数值模拟吻合良好;煤粉无焰燃烧时,燃烧反应发生在整个炉膛空间,炉内温度分布较均匀,温差为200K左右,燃烧呈现低O2浓度特征,NOx排放浓度较低.

    2014年07期 v.42 1105-1110页 [查看摘要][在线阅读][下载 449K]
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电子、计算机、控制与系统

  • 基于未知输入观测器的不匹配干扰系统滑模控制

    朱芳来;李励;

    针对具有不匹配未知干扰的非线性系统,研究基于状态估计和未知输入重构的控制问题.在状态可测和未知干扰已知假设下,提出了一种新滑模控制器设计方法,以达到输出渐近稳定;通过设计一种未知输入观测器,对系统的时变未知输入进行重构;基于高增益滑模观测器对未知干扰的微分和系统的输出微分信息进行了有限时间内的精确估计;设计了一种新的基于观测器的控制策略,并论证其可行性.利用一个实际模型验证该控制器的有效性.

    2014年07期 v.42 1111-1116页 [查看摘要][在线阅读][下载 228K]
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  • 社交网络中基于信任评估的推荐控制模型

    李美子;黄震华;向阳;杨力;

    针对社交网络中无法有效管理陌生推荐安全性难题,提出了一种基于信任的评估推荐控制模型(TRCM).该模型描述了社交网络推荐中个体角色、推荐路径、可信任值、控制规则等方面内容.模型结合社交网络个体之间取信度、信誉度评估方法,分别计算串路型、并路型和复合型3类推荐信任度,并给出了客观偏移度和信心指数评估.同时,TRCM定义了一组信任控制规则以管理社交网络中的推荐行为.实验表明,该方法是有效可行的.

    2014年07期 v.42 1117-1122页 [查看摘要][在线阅读][下载 214K]
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测绘科学与技术

  • 基于HouseHold变换的全球卫星导航系统参数解算方法

    段兵兵;王解先;王成;

    研究传统最小二乘和卡尔曼滤波方法求解GNSS(Global Navigation Satellite System)观测方程时接收机钟差参数的处理策略,将失效的接收机钟差参数通过矩阵变换的方式消除.针对计算机截断误差可能会造成卡尔曼滤波结果发散的现象,将HouseHold变换用于GNSS观测方程参数求解中,根据其建立的正交矩阵的特性,导出求解公式.结果表明,该方法在理论上可消除计算机截断误差的影响,且在储存空间上仅为传统方法的一半,可有效节约计算机资源.

    2014年07期 v.42 1123-1126+1139页 [查看摘要][在线阅读][下载 182K]
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  • 多源航天光学影像的定位模型

    程春泉;张力;燕琴;李玲;

    针对星历和有理多项式系数(Rational Polynomial Coefficients,RPC)两种主要类型辅助数据的多源光学卫星影像,以地固地心直角坐标系(Earth-Centered Earth-Fixed,ECEF)作为统一的物方坐标系,在其中构建了有理函数和共线方程,对各类常见影像的辅助数据给出了相应的转换方法,进而以联合平差的方式建立了一种光学卫星影像定位的混合/集成模型,并对4种传感器影像进行了试验验证.建立的模型考虑了影像定向参数和传感器定标参数的差异,对不同航天光学影像的独立或联合定位有较广的适应性.

    2014年07期 v.42 1127-1132+1146页 [查看摘要][在线阅读][下载 340K]
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经济与管理科学

  • 基于平衡记分卡-模糊网络分析的民生项目选择方法

    曹玉红;尤建新;王瑞;

    为降低民生项目选择的主观性和经验化,综合考虑民众需求、财务状况、项目特性等多方面的因素,建立了一个可适合各级政府部门的基于平衡计分卡(BSC)的民生项目评价指标体系及民生项目选择的模糊网络分析(FANP)模型,并提出了基于该模型的民生项目选择思路及决策流程.最后以某政府部门民生项目决策为例,对BSC-FANP模型进行了应用,结果表明该方法可以为民生项目的合理选择提供有效指导.

    2014年07期 v.42 1133-1139页 [查看摘要][在线阅读][下载 301K]
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  • 虚拟社区共创用户体验对用户共创价值的影响

    张明立;涂剑波;

    根据服务主导逻辑理念和价值共创理论,构建了共创用户体验、用户共创价值和行为意向的影响关系模型;并进行了结构方程模型实证研究.同时运用层次回归分析法分析了用户共创价值在共创用户体验和行为意向关系中的中介效应.研究结果表明,共创用户体验对用户共创价值具有显著的正向影响;实用价值和享乐价值均对行为意向产生了显著的正向影响,并且享乐价值的影响更为显著;用户共创价值在共创用户体验和行为意向关系中具有部分中介效应作用.

    2014年07期 v.42 1140-1146页 [查看摘要][在线阅读][下载 179K]
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