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

  • 冷弯厚壁钢管截面不同部位材料特性分布模型

    沈祖炎;温东辉;李元齐;马越峰;

    对取自30种不同截面、不同厚度、不同钢材型号、不同厂家生产的冷弯厚壁矩形和方形钢管的568个试件进行了材料性能试验研究.结果表明:焊缝部位的屈服强度和极限强度相对于邻边均有提高;角部屈服强度提高系数随型钢中心线长与弯角内径之比的增大而增大,而各参数对极限强度的影响较小;焊缝两邻边间的强度差异很小.基于研究结果,提出了冷弯矩形和方形钢管屈服强度、极限强度、强屈比和伸长率沿截面的分布模型.当相应冷弯型钢截面的梁、柱强度和稳定分析中需要考虑冷弯效应的影响时,可以应用此分布模型.

    2016年07期 v.44 981-990页 [查看摘要][在线阅读][下载 2182K]
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  • 基于风险的桥梁抗灾性能设计方法

    陈艾荣;杨延凯;马如进;

    基于风险思想,提出了考虑灾害危险性和桥梁多级性能水平的抗灾设计方法.根据桥梁结构灾害下的性能要求,定义量化的桥梁性能目标,结合易损性分析,获得灾害下各性能水平的易损性曲线.通过易损性曲线与灾害危险性模型的卷积,获得桥梁各性能水平的概率模型,随后进一步考虑性能水平的损伤比,实现综合失效风险分析.以一斜拉桥桥塔为例,利用建立的方法对地震灾害中桥梁进行了多性能水平分析.

    2016年07期 v.44 991-995+1051页 [查看摘要][在线阅读][下载 836K]
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  • 大跨度斜拉桥模态参数识别时频方法对比研究

    茅建校;王浩;荀智翔;

    利用苏通大桥结构健康监测系统(SHMS)记录的台风期间大桥加速度响应,分别基于希尔伯特-黄变换(HHT)和小波变换(WT)方法对该桥进行了模态参数识别,并将2种识别结果进行对比.在此基础上,进一步研究了模态阻尼比与桥址区实测平均风速的关系.结果表明:基于HHT和WT方法识别出的模态频率值基本一致;模态阻尼比差距较大,基于HHT方法识别的阻尼比均值略大于基于WT方法的识别结果;基于HHT和WT方法识别的模态阻尼比随风速的变化趋势类似.

    2016年07期 v.44 996-1001页 [查看摘要][在线阅读][下载 1218K]
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  • 桥梁监测数据的动态线性建模与可靠性预测

    樊学平;刘月飞;吕大刚;

    引入贝叶斯动态线性模型(BDLM),建立桥梁监测应力的状态方程和观测方程,并利用贝叶斯因子监控监测应力.通过监测应力和应力状态的先验信息,对监测应力的状态参数进行贝叶斯后验概率推断,并不断进行"概率预测-修正"递推运算,获得最优监测应力的状态概率估计来预测桥梁的应力.基于贝叶斯动态修正的应力概率模型,建立桥梁结构可靠性的预测公式.最后,通过实例验证了本文所建模型的合理性和适用性.

    2016年07期 v.44 1002-1009页 [查看摘要][在线阅读][下载 1099K]
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  • 采用套筒连接的预制桥墩抗震性能试验研究

    魏红一;肖纬;王志强;李田田;

    通过对套筒预埋位置不同的预制立柱试件进行拟静力试验,并与现浇立柱作对比,研究灌浆套筒连接预制拼装桥墩的抗震性能.分析比较了此类构造下混凝土桥墩的损伤部位、损伤发展过程和最终破坏形态,并定量地从滞回曲线、骨架曲线、刚度、延性、耗能等方面详细分析了试件的抗震性能.结果表明:不同预埋位置灌浆套筒的预制试件在损伤形式和塑性铰形成上有所不同,但试件抗震性能总体相近;预制试件损伤均小于现浇试件,且主要集中在接缝处;预制试件各项性能参数不弱于现浇试件,合理设计下可满足预期的抗震要求.

    2016年07期 v.44 1010-1016页 [查看摘要][在线阅读][下载 2213K]
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  • 空间索形悬索桥吊装施工过程分析方法

    王晓明;贺耀北;陈多;

    以主缆与吊索的下料长度、索夹安装位置为联系,构建吊索下端力矩阵,并建立各个施工阶段临时体系相互独立的平衡方程.分别采用考虑重力的多段二力杆、分段三维悬链线来分析空间索的双向垂度特征,并提出了2种主梁吊装过程的解析解.利用数值迭代法,实现不依赖于前行施工阶段,独立求解任一工况的物理状态.算例分析表明,该方法对施工状态的实时变动能迅速作出响应,适合施工过程的实时监控与技术决策分析.

    2016年07期 v.44 1017-1023页 [查看摘要][在线阅读][下载 921K]
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  • 高层建筑风洞试验阻塞效应修正的尾流面积法

    黄剑;顾明;

    基于合理的假定和流场模式,利用动量守恒定理和连续性方程,以尾流面积比作为主要参数,推导了高层建筑风洞试验阻塞效应修正方法——尾流面积法,并通过试验结果对该修正方法进行验证.最后,将尾流面积法与Maskell方法的修正效果进行对比.结果表明:试验结果较好地符合尾流面积法的基本假定;采用尾流面积法修正后的模型平均风压和平均阻力系数较为满意;在小阻塞比(4.1%和6.1%)时,尾流面积法与Maskell方法的修正效果接近,但在大阻塞比(8.4%和10.1%)时,尾流面积法修正效果优于Maskell方法.

    2016年07期 v.44 1024-1031页 [查看摘要][在线阅读][下载 1742K]
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  • 基于概率分析的高层建筑风荷载组合方法

    姚博;全涌;顾明;

    基于高频天平试验和Copula Frank函数构建了高层建筑风荷载两正交方向分量效应的联合概率分布函数,并基于应力准则和考虑变量之间的相关性,求解具有一定保证率的风荷载组合系数.最后,将采用本文组合方法、Solari组合方法和Asami组合方法得到的总效应与真实的总效应进行对比.结果表明,本文方法给出的组合系数可使风荷载的总效应与真实值趋于一致,传统组合方法计算得到的风荷载总效应过于保守.

    2016年07期 v.44 1032-1037+1083页 [查看摘要][在线阅读][下载 994K]
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  • 全断面隧道掘进机破岩机理离散元分析

    蒋明镜;孙亚;王华宁;袁聚云;

    将基于微观胶结试验得到的岩石微观力学模型植入离散元软件,模拟滚刀破岩过程并重点分析滚刀破岩各阶段的宏微观机理.结果表明:滚刀破岩过程按破岩阻力和侵入深度的关系可以分为3个阶段,即加载阶段、卸载阶段和残余跃进阶段;破岩过程中的胶结破坏主要分为拉破坏和剪扭破坏2种类型,其中,中裂纹主要由拉剪扭复合破坏引起,斜裂纹主要由拉破坏引起,证实了张拉破坏理论.加载阶段是滚刀破岩的必经阶段,卸载阶段是滚刀破岩的关键阶段,有效利用卸载阶段破碎特性可以提高破岩效率.

    2016年07期 v.44 1038-1044页 [查看摘要][在线阅读][下载 1740K]
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交通运输工程

  • 基于自然驾驶数据的避撞预警对跟车行为影响

    王雪松;朱美新;邢祎伦;

    基于60 689 km车辆运行数据提取了1 613个跟车行为片段,并分析了前向避撞预警(FCW)系统对跟车行为2个重要参数——车头时距和反应时间的影响.结果表明,FCW系统对跟车车头时距影响不显著,但显著降低了跟车中的反应时间.白天状态下,反应时间减少了0.13 s;后车逼近前车时,反应时间减少了0.09 s.

    2016年07期 v.44 1045-1051页 [查看摘要][在线阅读][下载 893K]
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  • 基于遗传算法的多服务模式公交优化设计

    杨熙宇;暨育雄;王同根;

    基于独立公交走廊需求特征,利用公交客流起点到终点(OD)数据,建立了以发车频率和公交车型为主要输出参数的多服务模式公交优化设计模型.针对模型求解的复杂性,应用遗传算法进行求解.最后,结合上海公交737路公交客流走廊数据给出了优化算例.结果表明,模型具有较强的实用性,能快速有效地求解出多服务模式的公交优化组合.

    2016年07期 v.44 1052-1057页 [查看摘要][在线阅读][下载 806K]
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  • 轨道交通与建筑物共建体振动影响因素分析

    徐司慧;周顺华;张小会;肖军华;

    采用车辆-轨道-隧道-土层-建筑物系统空间动力分析模型,对建筑结构的振动影响因素进行计算分析.结果表明:共建建筑物近振源区域以竖向振动为主,竖向振动加速度峰值约为水平向的1.6倍;共建建筑物结构约束变化位置振动易发生突变;开间尺寸对结构振动的影响主要体现在振动主频上;隧道基底的加固程度对共建结构1~5 Hz的低频振动影响较大;建筑结构的振级对列车速度的敏感性随外部约束的增强而减小,降低车速可有效地减小建筑物近振源区域振级.

    2016年07期 v.44 1058-1065页 [查看摘要][在线阅读][下载 2260K]
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材料科学与工程

  • 固废基复合地聚合物的凝结时间与流变性能

    郭晓潞;施惠生;胡文佩;孟凡杰;

    试验研制了建筑废弃砖粉-高钙粉煤灰基复合地聚合物,并系统研究了其凝结时间与流变性能.结果表明:地聚合物凝结时间随着废弃砖粉掺量的增加而缩短,随水玻璃模数的增大而逐渐缩短,随水玻璃用量的增加而延长,随养护温度的升高而迅速缩短;利用Matlab对固废基复合地聚合物的流变曲线进行拟合,发现实测数据符合赫切尔-巴尔克莱流体本构关系;随废弃砖粉掺量的增大,复合地聚合物浆体的屈服应力和稠度系数均呈增大趋势,流变指数相应降低.

    2016年07期 v.44 1066-1070页 [查看摘要][在线阅读][下载 759K]
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  • Q235钢材在不同应变率下力学性能的试验研究

    陈俊岭;舒文雅;李金威;

    通过INSTRON拉伸试验机和HTM5020型高速拉伸试验机开展Q235钢材的准静态和高速拉伸试验,研究钢材的动态力学性能.结果表明:Q235钢材为应变率敏感型材料,随着应变率的提高,钢材的屈服强度和极限强度明显提高,钢材的应变硬化特征发生显著变化,其名义屈服强度和名义抗拉强度的动力放大系数与应变率之间满足CowperSymonds模型.基于钢材颈缩前的真实应力应变关系,提出了修正的Johnson-Cook模型,该模型可更合理地描述Q235钢应变率效应与应变硬化效应耦合现象.

    2016年07期 v.44 1071-1075页 [查看摘要][在线阅读][下载 743K]
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  • 超高强钢S960火灾后力学性能试验研究

    强旭红;武念铎;姜旭;罗永峰;

    通过试验研究超高强钢S960过火冷却至常温后的力学性能,得到过火高温对超高强钢S960弹性模量、屈服强度、极限强度以及应力-应变曲线的影响规律.结果表明,钢材火灾后的力学性能取决于钢材的等级和生产加工工艺.通过对试验数据进行数值拟合,给出可准确表达S960火灾高温后材料力学性能剩余程度的预测公式.

    2016年07期 v.44 1076-1083页 [查看摘要][在线阅读][下载 1409K]
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机械、车辆与能源工程

  • 发动机缸体加工方案选择与操作排序协同优化

    李爱平;朱璟;陆嘉庆;刘雪梅;

    提出一种基于蚁群算法的发动机缸体加工方案选择与操作排序协同优化方法.考虑到部分零件特征有多个可行加工方案,在每次总迭代中为此类特征随机选择一种加工方案,并根据特征约束矩阵和操作优先级系数自动生成对应的操作约束矩阵.通过子迭代中的遗传算法进行操作排序优化,以装夹、刀具和机床3类制造资源的综合变换次数最少为目标得出子最优解,并在总迭代中利用精英保留策略获得全局最优工艺路线.最后,通过复杂的发动机缸体实例验证了该方法的有效性.

    2016年07期 v.44 1084-1090页 [查看摘要][在线阅读][下载 692K]
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  • 岸桥行星式起升减速器振动与温升试验分析

    刘媛媛;张氢;聂飞龙;秦仙蓉;

    设计了行星式起升减速器及基于功率封闭的试验方案,并针对振动和温升两大性能,完成了相应的试验研究.测得了不同工况组合下行星减速器振动加速度,分析其振动特性,并综合评价了减速器的传动性能.在不同扭矩和油位下完成了减速器的温升分布实测,得到关键部位和润滑油的温升,且润滑油温升符合标准规定.试验结果表明,行星式起升减速器的振动和温升性能符合要求.

    2016年07期 v.44 1091-1095+1120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1116K]
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  • 矩形翅片椭圆换热管束性能

    赵兰萍;宋亚军;杨志刚;

    采用标准k-ε模型,就管排数和翅片间距等因素对矩形翅片椭圆换热管束流动换热性能的影响进行分析.得到管束各排翅片表面平均换热系数分布规律,并给出j因子和f因子与管排数的关系.结果表明:翅片间距主要通过阻力对管束性能产生影响,当翅片间距小于2.5 mm时,管束空气侧阻力对风速的敏感性显著增加;可以通过采用高导热系数翅片材料的方法来提升管束性能.

    2016年07期 v.44 1096-1100+1129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1211K]
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  • 地源热泵夏季运行地温场变化特性试验研究

    孙婉;周念清;黄坚;王洋;

    以同济大学某实验室地埋管地源热泵工程为例,通过对地埋管换热区地温场及地源热泵系统运行参数进行监测,分析研究了地源热泵系统夏季运行地温场的变化特性以及地温场变化对地源热泵系统运行效率的影响.结果表明:夏季累计运行44 d,土壤平均升温幅度为0.64℃;不同深度测点温度变化幅度随深度增加逐渐减小,120 m深度地温几乎无变化;换热区土壤地温恢复速率为0.14℃·100 d~(-1);随着换热区土壤温度的升高,地源侧进出水温差降低幅度为0.87℃,机组性能系数亦随之降低,系统换热效率下降.

    2016年07期 v.44 1101-1106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1126K]
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  • 压缩空气含水层储能系统设计及可行性分析

    郭朝斌;张可倪;李采;

    采用数值模拟方法,以3 MW储能规模为例,建立水平地层埋深800 m、渗透率0.5×10~(-12)m~2的压缩空气地下含水层储能模型,对初始气囊及系统循环过程中压力、气相饱和度、系统循环次数等参数进行分析.结果表明:经历完整一次循环后,地层中压力和气相饱和度变化较小;随着循环的继续,地层中可供储能释能循环的有效气相体积缓慢减少;周循环过程压力变化范围较大,对储能系统要求较高.含水层作为储气库进行压缩空气储能具有可行性,应根据实际地质条件进行相应系统设计.

    2016年07期 v.44 1107-1112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1065K]
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电子、计算机、控制与系统

  • 基于粒计算的概念格拓展模型

    康向平;苗夺谦;

    将粒计算融入到概念格研究中,结合相似度模型和概念格结构信息,提出一种基于粒计算的概念格拓展模型,其有助于扩展经典概念的内涵和外延,也有助于压缩概念的规模.该模型是概念格和粒计算融合研究的一次有益探索和尝试,同时对概念格拓展也不失为一种有效手段.

    2016年07期 v.44 1113-1120页 [查看摘要][在线阅读][下载 841K]
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  • 向量式有限元桁架结构并行程序节点分配技术

    杜庆峰;吴瀚;

    结合向量式有限元(VFIFE)的计算规则以及桁架结构的特点,提出了一种并行程序节点分配机制.通过对桁架结构模型数据的分析,定义模型数据的分解规则,动态实现对模型数据的分解.依据分解的结果来动态划分并行计算的数据集,并且基于特定的并行计算框架完成并行计算.实例验证表明,该节点分配机制是有效的,并且极大地提高了计算效率.

    2016年07期 v.44 1121-1129页 [查看摘要][在线阅读][下载 930K]
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  • 基于生态算法的城市建设用地结构优化

    吕涛;郝泳涛;王力生;

    借鉴自然生态系统解决优化问题的思想和机制,提出了"城市土地生态系统"概念.首先定义城市土地生态系统的结构及其自主进化机理,然后创建城市土地生态系统自主进化过程的算法模型——城市土地生态系统进化算法(简称城市生态算法).最后,构建城市建设用地结构优化数学模型,并使用城市生态算法进行求解.选取上海市作为算法应用实例,结果表明城市生态算法能够很好地解决城市建设用地结构优化问题.

    2016年07期 v.44 1130-1138页 [查看摘要][在线阅读][下载 780K]
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  • 《同济大学学报(自然科学版)》投稿启事

    <正>《同济大学学报(自然科学版)》是由同济大学主办的自然科学综合性学术期刊,主要刊登国内外工程建设领域的土木建筑、交通运输、环境、海洋、测绘、材料、机电、计算机、通信等学科的高水平创新研究成果。本刊为中国自然科学核心期刊和中国科技论文统计用刊源之一,并被EI等40多个国内外权威检索系统收录。本刊目前采用网络投稿与审稿,不接收纸质稿件和E-mail投稿。网络投稿请直接登录《同济大学学报(自然科学版)》编辑部网站(http://tjxb.cnjournals.cn),或登录同济大学网站→科学研究→同济大学学报界面。有关作者资格、注意事项与说明如下。1.校内作者投稿首先在本刊网络投稿系统中注册,然后再登录系统,上传稿件与作者信息。待通过编辑部初审并收到编辑部回复后到编辑部缴纳稿件审理费(也可邮寄,邮寄后请登录系统将汇单号输入)。第

    2016年07期 v.44 1139页 [查看摘要][在线阅读][下载 82K]
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