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

  • 高层建筑结构抗风可靠性研究进展

    全涌;姚博;顾明;

    回顾并总结了建筑结构可靠性评价标准、可靠性动静态分析方法和考虑风向的可靠性分析方法等几个涉及结构抗风可靠性问题的国内外研究成果,同时对多国荷载规范中关于风向和抗风可靠性的规定进行了讨论.通过分析结构可靠性的评判准则、研究方法、结构动力响应参数、风向等多个因素对结构抗风可靠性的影响以及现有研究方法中所存在的问题,指出当前结构抗风可靠性研究中存在的不足,并提出了进一步研究的建议.

    2015年06期 v.43 807-815页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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  • 等高双方柱平均风压的阻塞效应

    黄剑;顾明;全涌;

    基于同步测压技术,在均匀流场中研究了等高双方柱在3种不同布置情况下平均风压的阻塞效应.群体建筑投影面阻塞度的变化范围为2.7%~10.0%.风洞试验结果表明,在均匀来流中,群体建筑平均风压系数的阻塞效应和单体建筑的较为相似,阻塞效应对模型迎风面平均风压的影响可以忽略;但侧面和背风面平均负压随阻塞度增加显著增大.此外,基于风洞试验结果拟合了平均风压修正公式中的阻塞效应调整因子.对比单体建筑,群体建筑的阻塞效应调整因子更小,阻塞效应更加复杂.

    2015年06期 v.43 816-824页 [查看摘要][在线阅读][下载 408K]
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  • 圆角化3∶1二维矩形柱体风压分布的雷诺数效应

    王新荣;顾明;

    在低紊流度的均匀场中,研究了4种圆角率(0,5%,10%和15%)的3∶1二维矩形柱体模型的风压分布随雷诺数的变化规律.从模型周围气流绕流的角度解释了圆角处理的矩形柱体模型的雷诺数效应的机理,并分析了雷诺数对各模型的背风面中点的风压系数的影响.试验雷诺数的变化范围为1.1×105~6.8×105.结果表明,四种圆角率模型的风压分布都受雷诺数的影响,但圆角率为0和5%的模型受雷诺数影响较小,圆角率为10%和15%的模型受雷诺数影响明显.圆角处理措施对矩形柱体模型雷诺数效应的影响主要是通过影响分离剪切层在模型侧面前缘的形成及其在侧面后部区域的再附,进而影响模型的气动特性,使模型更易受雷诺数的影响.

    2015年06期 v.43 825-829+837页 [查看摘要][在线阅读][下载 256K]
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  • 基于气弹模型风洞试验研究张拉膜结构气动参数

    韩志惠;顾明;周晅毅;

    基于两种鞍型张拉膜结构的气弹模型风洞试验,分别采用Ibrahim时域法和随机子空间参数识别法从自由响应及风荷载作用下响应的数据中识别了结构的模态参数.在此基础上,研究了气动质量及气动阻尼随风向角、风速、预张力的变化规律,并通过与前人研究成果的对比分析了各研究成果之间差别产生的原因.研究结果表明,气动质量会随风向角的变化而变化且在斜风向下时达到极值,随风速的增加而增加,随预张力的增加而减小;第一阶模态所对应的总阻尼比随风速的增加而增加.

    2015年06期 v.43 830-837页 [查看摘要][在线阅读][下载 712K]
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  • 基于结构健康监测的苏通大桥实测强风演变功率谱

    王浩;程怀宇;茅建校;李爱群;

    对基于小波变换的非平稳时间序列演变功率谱密度函数的估计方法进行了总结.以苏通大桥结构健康监测系统实测的台风达维、海葵以及冬季强北风数据为研究对象,基于Morlet小波计算了上述3个实测典型强风的演变功率谱密度函数.实测风演变谱在时域内的均值与傅里叶谱吻合良好,验证了演变谱估计结果的准确性.实测强风的演变功率谱分析结果表明,脉动风的能量主要集中在低频部分,且脉动风速功率谱随时间变化显著,具有较强的非平稳特性.基于平稳随机过程假设的传统风谱计算方法无法准确描述实测强风风谱的非平稳特征.研究结论可为桥址区三维非平稳脉动风场的准确模拟以及强/台风作用下苏通大桥的非平稳抖振分析提供实测参考.

    2015年06期 v.43 838-844页 [查看摘要][在线阅读][下载 646K]
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  • 螺栓排数和自攻螺钉对木梁柱节点抗侧力性能的影响

    何敏娟;赵艺;高承勇;张家华;

    通过4组梁柱节点在单调和往复加载下的抗侧力试验,得到了各组节点的破坏模式、弯矩-转角曲线、滞回曲线、强度、刚度、延性及耗能性能,研究了不同螺栓排数和自攻螺钉加强对节点抗侧力性能的影响.结果表明,普通节点中裂缝出现早,开展迅速;增加螺栓排数可提高节点的强度和延性,其中强度提高更明显;自攻螺钉加强可明显减轻和延缓木材的开裂,提升节点的延性和抗震性能.

    2015年06期 v.43 845-852页 [查看摘要][在线阅读][下载 1769K]
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  • 建筑布局对空间舒适性影响的数值模拟

    李光耀;秦洁;

    采用RNGk-ε湍流模型对某培训中心建筑群的环境风场和压力场进行数值模拟.结果表明,考虑了季节主导风向的半围合式布局设计,有效地保证了夏季通风和冬季保暖,有利于学员户外运动;建筑物迎、背风面压差随高度变化呈现明显的差异,一些楼层的角隅处需要辅助通风手段改善室内空气品质.结合风速、风压、空气龄等指标分析建筑环境的舒适性,对建筑风环境的改善及建筑节能有一定的参考意义.

    2015年06期 v.43 853-858+887页 [查看摘要][在线阅读][下载 2504K]
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交通运输工程

  • 基于双参数的城际旅客出行方式动态仿真方法

    叶玉玲;陈鹏超;程正;

    基于仿真思想,利用数学模型描述交通方式特性和旅客自身特性对城际旅客出行方式选择行为的动态交互影响.综合应用生产法与收入法,根据旅客有无小轿车的属性,引入比例系数,改进了出行时间价值的计算模型;在研究等待时间参数和不能精确定量描述元素参数的分布表达函数的基础上,设计了城际旅客出行方式选择行为仿真方法;通过分析沪杭城际运输通道的调查数据,对旅客的出行方式选择行为进行了仿真,并对相关影响因素进行了灵敏度分析,论证了仿真方法的正确性和有效性.

    2015年06期 v.43 859-865+871页 [查看摘要][在线阅读][下载 225K]
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  • 材料非线性对沥青道面结构力学响应的影响

    游庆龙;凌建明;

    借助三维有限元软件,建立半刚性基层沥青道面和柔性基层沥青道面结构模型,分析了B737,B767,B777飞机荷载作用下,土基材料非线性、粒料材料非线性、土基和粒料材料均为非线性三种情况时对道面结构力学响应的影响.结果表明,在三类不同起落架荷载作用下,随着轮载的增加,材料非线性对道面结构力学响应的影响逐渐增加,土基非线性对两种道面结构的力学响应影响不明显.半刚性基层沥青道面结构,粒料非线性与土基和粒料均为非线性时对道面表面弯沉和土基顶面竖向压应变影响不显著,但对沥青面层底部的拉应变和半刚性基层底部的拉应力影响较为明显.柔性基层沥青道面结构,粒料非线性对表面弯沉的影响不显著,但对土基顶面竖向压应变影响较大,土基和粒料均为非线性时对沥青面层底部拉应变的影响明显.

    2015年06期 v.43 866-871页 [查看摘要][在线阅读][下载 159K]
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  • 级配碎石塑性变形特性及其安定行为的数值模拟

    蒋应军;陈浙江;李寿伟;曹帆;

    应用颗粒流理论构建了级配碎石动三轴数值试验方法.通过动三轴室内试验验证了数值方法的可靠性,模拟了级配碎石在动荷载作用下的塑性变形规律.通过塑性变形累积方程探讨了级配碎石破坏临界应力与破坏临界应变.结果表明,级配碎石塑性变形数值试验结果与实际安定行为规律吻合;级配碎石的合理破坏临界应变为2.5%,在此临界应变标准下,级配碎石临界应力与围压呈现比例相关关系,比例系数为4.95;提高围压可以显著强化级配碎石的抗塑性变形性能.

    2015年06期 v.43 872-876页 [查看摘要][在线阅读][下载 332K]
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  • U75V热处理钢轨滚动接触疲劳裂纹和磨耗试验

    周宇;张杰;杨新文;姜俊楠;

    对U75V热处理钢轨进行不同通过总重时的表面观测、取样、磨耗测量、实验室疲劳裂纹长度与深度显微照相以及断面硬度测量,分析钢轨的轨距角滚动接触疲劳裂纹、磨耗和硬度的关系.研究发现,轨距角疲劳裂纹的发展包括裂纹快速萌生和扩展、裂纹-磨耗共存和发展、磨耗控制裂纹三个阶段.轨距角的裂纹向钢轨内部扩展,裂纹与钢轨纵向水平线呈10.8°~29.4°.硬化层硬度在340~360 HB及以上时,磨耗发展率小于0.015mm·Mt-1,而疲劳裂纹萌生扩展较快,应考虑钢轨上道后至通过总重5~10 Mt期间实施新轨预打磨、通过总重30~60 Mt时实施预防性打磨,以平衡磨耗与裂纹的关系.同时,U75V热处理钢轨具有340~360HB及以上硬度的硬化层厚度应大于10mm.

    2015年06期 v.43 877-881页 [查看摘要][在线阅读][下载 712K]
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机械、车辆与能源工程

  • 一种改进的质子交换膜燃料电池系统动态模型

    周苏;高昆鹏;支雪磊;

    在已有的质子交换膜燃料电池系统模型基础上添加气体扩散层模型和膜电极组件动态模型,研究膜中水含量的动态特性.仿真结果表明,系统动态模型改进之后其输出性能与实验值误差较小,能够反映外部操作条件变化对电池内部电化学反应和物料传递过程的影响,膜中水含量和输出性能的动态响应过程更加接近实际情况,相关信息可用于间接控制膜中水含量和优化系统.

    2015年06期 v.43 882-887页 [查看摘要][在线阅读][下载 440K]
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  • 氧化催化转化器对柴油机颗粒物排放特性的影响

    楼狄明;林浩强;谭丕强;胡志远;

    以某高压共轨重型柴油机为样机,研究氧化催化转化器(Diesel Oxidation Catalyst,DOC)对柴油机颗粒排放规律的影响.研究结果表明,各工况下,DOC后测点颗粒物质量浓度相对于前测点均有所下降,降幅随转速升高而减小,随着负荷的增大变化不大;外特性下,DOC对总颗粒、核态颗粒和聚集态颗粒的转化率均随着转速增加而波动下降,其平均转化率分别为21.5%,26.2%和15.4%;最大转矩转速1 400r·min-1负荷特性下,DOC对总颗粒、核态颗粒、聚集态颗粒的转化率均随着负荷的增大先下降再上升,其平均转化率为34.6%,38.8%和27.3%;DOC对核态颗粒物的转化率高于聚集态颗粒物,在粒径为9~12nm的范围内转化率达到最高,其他粒径范围内转化率大多介于20%~40%之间.

    2015年06期 v.43 888-893页 [查看摘要][在线阅读][下载 304K]
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  • 基于键合图模型的机车制动系统故障检测与隔离

    牛刚;赵亚君;

    针对机车制动机列车管压力控制模块,采用键合图理论开展了动态建模分析,由建立的故障键合图模型推导出相应的解析冗余关系,提取出完整的故障特征矩阵.利用序贯概率比检验方法对采集的监测数据进行连续判读,实时跟踪识别工况下的系统异常状况,并将得到的残差状态向量同故障特征矩阵进行匹配,实现对故障部件的检测与隔离.仿真实例验证了建议方法的技术可行性.

    2015年06期 v.43 894-899页 [查看摘要][在线阅读][下载 618K]
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  • 基于分层进化寻优的塔机结构有限元模型修正

    秦仙蓉;徐俭;赵坤;孙远韬;

    采用分层优化策略,运用进化寻优算法实现结构有限元模型的优化修正.根据设计变量对有限元模型影响的区别将其置于节点层与截面层分别执行进化寻优,两个层次的进化寻优交替进行直至问题收敛.建立了某型塔机的参数化有限元模型,根据实测的风致振动响应识别的模态参数采用所提出的方法对塔机的有限元模型进行了修正.修正结果表明,该方法可以有效地实现塔机的有限元模型修正,且修正计算效率高于对应的基于整体策略的修正方法.

    2015年06期 v.43 900-903页 [查看摘要][在线阅读][下载 223K]
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  • 电传动推土机牵引性能匹配的变压控制方法

    李文嘉;王安麟;李晓田;宋润州;

    电传动推土机动力总成包括发动机、发电机、超级电容以及轮边驱动电机,其载荷变化范围大且具有突变性的动力学特征,使发电机与电动机难以实现全局功率匹配.针对电传动推土机动态牵引性能匹配这一关键问题,提出基于双DC-DC(直流-直流)变换器的直流母线电压变压控制方法.即在直流母线与发电机之间加入DC-DC变换器,控制发电机的额定电压工作点,实现发动机在额定工况点工作的高效目标;在直流母线与电动机之间加入DC-DC变换器,根据实时载荷所表达的系统状态变矢量调节变压系数,控制发电机与电动机相对于载荷变化的动力学匹配关系,使发电机与电动机在全载荷意义上实现功率匹配,保证其牵引性能的发挥.通过某型号推土机开发过程性能匹配及其系统数字化模型仿真试验,验证了基于双DC-DC变换器的直流母线电压变压控制方法的有效性.

    2015年06期 v.43 904-909页 [查看摘要][在线阅读][下载 262K]
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  • 长距离多层卷绕液压传动损耗试验及特性分析

    王嘉宁;李万莉;游正民;

    以长距离多层卷绕液压回路为研究对象,通过试验研究流体流经长距离多层卷绕液压回路时的压力损失情况.结果表明,在流体未达到临界雷诺数时,依然可能因为流体与软管的相互作用引起紊流,同时在管道总长度保持不变的层流状态下,流体的沿程压力损失随卷绕层数增多呈线性增大.通过引入液阻的概念得到了长距离连续变曲率弯曲管道压力损失的半经验计算公式.

    2015年06期 v.43 910-914页 [查看摘要][在线阅读][下载 686K]
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海洋与地球科学

  • 珠江沉积物碎屑锆石U-Pb年龄特征及其物源示踪意义

    赵梦;邵磊;乔培军;

    通过对珠江流域主要支流和干流河流砂进行碎屑锆石U-Pb定年分析,建立了珠江流域的碎屑锆石年龄谱,发现主要分为8组峰值,分别为2 800—2 300 Ma,2 000—1 800Ma,1 800—1 300 Ma,1 100—700 Ma,600—400 Ma,380—230 Ma,200—80 Ma,<65 Ma,分别对应陆壳增长期、吕梁期、晋宁期、加里东期、印支期、燕山期及喜山期等构造活动.各支流碎屑锆石年龄谱特征不同,且具有分带性:上游北盘江、南盘江、红水河、右江、左江及西江干流样品具有明显的380—230Ma主峰,碎屑锆石主要来自右江造山带.右江和左江具有独特的2 000—1 800 Ma峰值,碎屑锆石可能来自更老的基底.中游柳江样品具有1 000—800Ma峰值,碎屑锆石来自扬子地块.桂江样品除1 000—800 Ma峰值外,还具有660—400 Ma和2 800—2 300 Ma峰值,碎屑锆石来自江南造山带和华夏地块.下游北江、东江及珠江三角洲样品碎屑锆石主要来自东南沿海花岗岩带,具有明显的200—90 Ma峰值.西江干流样品以印支期380—230 Ma峰值为主,同时也受到燕山期岩浆活动影响而含较多中生代锆石.研究结果显示,利用碎屑锆石年龄的不同峰值可以示踪珠江不同支流沉积物,对进一步研究南海北部沉积物源汇对比和揭示珠江流域演变过程具有重要意义.

    2015年06期 v.43 915-923页 [查看摘要][在线阅读][下载 2077K]
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  • 东海丽水凹陷晚古生代碎屑锆石的发现及其意义

    付晓伟;朱伟林;钟锴;陈春峰;

    通过对东海新生代陆架盆地丽水凹陷N6井月桂峰组和灵峰组下段地层碎屑锆石U-Pb定年,发现月桂峰组碎屑锆石主要为岩浆锆石,包括140—90 Ma和190—170 Ma两个年龄组分,并有零星的大于400 Ma的变质锆石;向上至灵峰组下段碎屑锆石中除上述锆石年龄组分外,新出现280—260 Ma的变质锆石组分,说明除140—90 Ma及190—170 Ma岩浆岩物源外,随着物源区持续剥蚀,至灵峰组下段物源区明显加入了280—260 Ma变质岩.这一与二叠纪相关的变质碎屑锆石和变质作用,可能与晚古生代古太平洋板块汇聚华南大陆有关.

    2015年06期 v.43 924-931页 [查看摘要][在线阅读][下载 796K]
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数理科学与化学

  • Hilbert C~*-模上的广义g-框架的扰动

    侯恩冉;方小春;

    主要研究了Hilbert C*-模上的广义g-框架在扰动条件下的稳定性,即一族元素与给定的广义g-框架满足什么条件时能构成广义g-框架.类似于Hilbert空间中的情形,具体给出了3类不同的扰动条件,并用算子理论的方法和技巧证明了广义g-框架在这3类扰动下的不变性结论.最后讨论了Hilbert C*-模上的广义对偶g-框架的稳定性的结果.

    2015年06期 v.43 932-937页 [查看摘要][在线阅读][下载 168K]
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  • 电磁波在含特异材料界面上的布儒斯特角和半波损失

    王治国;金佳;

    对电磁波在不同介质界面上的反射与透射给出了完整描述.利用电磁场的性质,推导了普适的菲涅尔公式以及布儒斯特角的表达形式.研究了电磁波在不同界面传播时布儒斯特角的存在条件.定量地给出了反射场与入射场电磁分量的相位关系.

    2015年06期 v.43 938-943页 [查看摘要][在线阅读][下载 240K]
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经济与管理科学

  • 基于免疫遗传算法的装配顺序优化

    苏强;吴海龙;赖盛杰;

    采用装配角度、装配方向、装配稳定性和重定位次数4个指标构建装配顺序优化模型,并用疫苗自动获取的免疫遗传算法(IGABVAU)求解.提出4种免疫疫苗用于提升算法运行效率,其中KP和NL型疫苗由人工指定,BP和NT型疫苗在算法运行中自动获取.船舶工段装配实验结果表明,该算法具有较快的收敛速度.进一步研究发现,免疫疫苗的质量会影响疫苗自动获取的免疫遗传算法收敛速度,人工指定的KP和NL型疫苗可以提高初始种群的质量,自动获取的BP和NT型疫苗可以为装配顺序的进化提供方向.

    2015年06期 v.43 944-950页 [查看摘要][在线阅读][下载 390K]
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  • 电动汽车企业生态位的态势效率评价

    宋燕飞;尤建新;邵鲁宁;郭兵;

    在评述互补性资产和企业生态位态势理论研究成果的基础上,根据电动汽车产业发展的行业背景和企业特点,从互补性资产视角切入,设计电动汽车企业生态位态势效率评价体系.选取26家电动汽车企业,通过超效率数据包络分析法进行实证分析.结果发现,企业生态位态势效率与企业对互补性资产的利用方式和利用效率密切关联;政府补贴等制度性资源以及科研人员等创新技术资源是电动汽车企业生态位提升的关键互补性资产,对电动汽车企业生态位态势具有重要影响.

    2015年06期 v.43 951-957页 [查看摘要][在线阅读][下载 195K]
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  • 基于违约风险的供应链信用契约协调设计

    程永文;周永务;

    为了发现两级供应链中供应商信用合约定价机制,在供应链决策主体中增加了违约风险的期望损失,研究了两级集成供应链和分散供应链的最优决策,讨论了供应商作为供应链协调的领导者如何给商业信用风险定价,才能实现分散供应链的协调.结论认为商业信用的风险定价与资本市场的风险溢价定价遵从共同的规律,即资本资产定价模型显示的高风险高收益.

    2015年06期 v.43 958-964页 [查看摘要][在线阅读][下载 175K]
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