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

  • 高强度U肋加劲钢板残余应力测试及模拟分析

    肖维思;王佳;刘玉擎;黄李骥;

    为研究Q420级高强度U肋加劲钢板纵向焊接残余应力分布特点及影响因素,利用切割法对U肋加劲钢板进行了纵向残余应力测试,通过三维实体热弹塑性有限元模型和单元生死技术模拟了焊缝填充和焊接过程,比较分析了高强度钢和普通强度钢的残余应力分布特点,探讨了母板厚度及U肋的厚度、间距、宽度、高度对加劲板焊接残余应力的影响.研究结果表明,U肋两侧的焊接先后顺序并不影响加劲板的残余应力分布;非焊接区域残余压应力峰值和分布特点与板件材料的屈服强度基本不相关;板件厚度、U肋顶宽和U肋高度是影响高强度U肋加劲钢板焊接残余应力的主要因素.

    2016年11期 v.44 1645-1652页 [查看摘要][在线阅读][下载 478K]
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  • 近断层斜拉桥弹塑性索与阻尼器组合横向减震

    管仲国;游瀚;郭河;

    研究了近断层地震条件下,使用弹塑性减震索和黏滞阻尼器组合体系进行横向减震的斜拉桥的地震响应和减震规律.采用等效脉冲模型对实际近断层地震进行最小二乘拟合.人工合成Ⅱ类场地下的模拟近断层地震波3组,以永宁黄河大桥为工程背景,对人工近断层地震输入进行非线性时程分析,得到在不同脉冲周期的近断层地震作用下,减震措施设计参数对于塔梁相对位移等响应的影响.结果表明,拟合近断层地震下结构响应与实际地震相差较小,可以满足工程计算需求;近断层地震易造成大位移响应,弹塑性索参数设计时应使结构周期避开脉冲周期;容许减震索进入塑性与保持弹性相比,塔梁相对位移并不会明显增加,甚至在一些情况下会减小.

    2016年11期 v.44 1653-1659页 [查看摘要][在线阅读][下载 441K]
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  • 桥梁极值应力的改进高斯混合粒子滤波器动态预测

    樊学平;刘月飞;吕大刚;

    为合理地动态预测在役桥梁的极值应力信息,应用桥梁健康监测(BHM)系统的长期日常监测极值应力数据,建立非线性动态模型,引入扩展卡尔曼滤波器(EKF)与高斯混合粒子滤波器(GMPF)相结合的改进高斯混合粒子滤波器(IGMPF)预测算法,对监测极值应力的一步向前预测分布参数及其状态变量的后验分布参数进行预测分析,并进行了实例验证.IGMPF不仅可以得到实测极值应力状态的合理重要性函数,还可以解决传统预测方法的短期性和精度不高的问题,为实际BHM系统的动力响应预测提供了理论基础.

    2016年11期 v.44 1660-1666页 [查看摘要][在线阅读][下载 255K]
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  • 内嵌碳纤维增强复合材料加固梁的延性提升方法

    余江滔;詹凯利;陈竟;

    提出一种新的内嵌碳纤维增强复合材料(CFRP)延性加固的方法,使CFRP在极限状态下发生稳定、有限度的滑移,在充分利用CFRP强度的同时,避免CFRP断裂,从而提高加固构件的延性.介绍了内嵌CFRP延性加固的设计方法,并通过CFRP嵌条的黏结-滑移试验和内嵌CFRP加固钢筋混凝土梁的弯曲试验验证了加固方法及设计方法的有效性.

    2016年11期 v.44 1667-1673+1694页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K]
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  • 不同配比下超早期混凝土与模板之间侧向作用

    崔溦;李明;吴甲一;冀天竹;

    超早期混凝土对模板的侧向压力直接影响到模板设计,其大小受浇筑速度、混凝土配比、温度、模板表面性态、尺寸、形状、浇筑深度等诸多因素影响,作用机制非常复杂.在理论分析的基础上,设计了一个可以测量不同配比下混凝土对模板侧向压力的模型试验,并对试验结果进行了分析.试验结果表明,侧向压力竖向分布与静水压力相似,但明显小于静水压力;混凝土水灰比(质量比)越大,模板初始侧向压力越接近静水压力,侧向压力下降速度越快;超早期混凝土侧向压力的消散发生在潜伏期之后的水化反应阶段,此阶段水化产物的加速形成使材料具有自承载能力,因此侧向压力迅速下降并最终消失.

    2016年11期 v.44 1674-1680页 [查看摘要][在线阅读][下载 276K]
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交通运输工程

  • 山区高速公路相邻组合路段设计安全评估

    王雪松;刘姣;吴杏薇;

    利用驾驶模拟技术,基于湖南省永吉高速公路道路设计参数及周边地形环境参数,搭建了山区高速公路驾驶场景.以直线与平曲线及平曲线与平曲线两类相邻组合路段为研究对象,从实验设计、数据处理、指标选取、模型建立方面介绍了以驾驶模拟数据为基础的道路安全评价方法.实验结果表明,直线与平曲线相邻路段,直线长度、运行车速均与断面车速差呈正相关;平曲线与平曲线相邻路段,前一平曲线路段长度、前后平曲线半径之比均与断面车速差呈正相关.根据断面车速差分布特征,可将相邻组合路段线形安全性划分为"GOOD","FAIR"和"POOR".

    2016年11期 v.44 1681-1686页 [查看摘要][在线阅读][下载 222K]
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  • 基于风险收益平衡的驾驶员停止/通过决策行为

    唐克双;周楠;狄德仕;李克平;

    通过在上海市6个信号控制交叉口采集的数据,基于风险平衡理论和随机效用理论,建立了驾驶员停止/通过决策行为模型.研究表明,驾驶员停止/通过决策行为受红灯时长的影响显著,并具有在交通冲突风险和时间收益之间的博弈特征.小汽车驾驶员在距离交叉口时间和等待红灯时间之间的权衡比重约为180∶1;大型车辆驾驶员比小型车辆驾驶员的停止/通过行为更加激进,市区比郊区的停止/通过行为更加激进;激进的驾驶行为会显著增加严重交通冲突发生的概率.

    2016年11期 v.44 1687-1694页 [查看摘要][在线阅读][下载 330K]
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  • 降雨条件下城市快速路车速模糊神经网络预测方法

    孙洪运;杨金顺;李林波;吴兵;

    为了提高降雨条件下快速路车速短时预测的准确性,考虑到各影响因素的模糊性以及影响作用非线性变化特点,提出了一个以交通量、占有率和降雨量为输入,以车速为输出的模糊神经网络预测方法.利用上海市快速路的交通流与气象数据确定了最优模型结构,并与自回归积分滑动平均模型、反向传播神经网络模型和支持向量机模型进行对比分析.该方法的预测均方根误差为3.05km·h-1,预测平均误差为3.95%,均优于其他3种方法.

    2016年11期 v.44 1695-1701页 [查看摘要][在线阅读][下载 327K]
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  • 基于因果关系的列控系统模型约简方法

    周庭梁;许婧;陈小红;赵时旻;

    在基于安全需求对验证问题进行投影的方法基础上,针对投影出的验证子问题,提出了基于因果关系的变量约简方法,定义了环境变量间的因果关系,归纳出基本的因果关系组合,并提炼出变量约简规则,通过变量约减减少了验证问题的状态空间.采用国内某地铁线路的相关数据进行建模和验证,结果表明,该方法能够有效降低系统验证复杂度.

    2016年11期 v.44 1702-1708页 [查看摘要][在线阅读][下载 207K]
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  • 重载铁路轨道路基系统动位移空间分布特征

    杨新文;龙天航;周顺华;

    建立了重载货车-有砟轨道-路基系统耦合动力学模型.分析计算了在轨道随机不平顺激励下30t轴重重载铁路轨道-路基系统动位移的分布规律.计算结果表明:(1)轨道-路基系统各结构层动位移状态较为复杂,在重载货车通过的过程中,所受荷载也处于循环往复的加载和卸载状态.(2)在有砟轨道-路基系统的动位移的3个位移分量中,竖向动位移的幅值较大,横向动位移以及纵向动位移的幅值均不超过竖向动位移幅值的6%;而沿横向,动位移的分布较为缓和,其最大波动幅值不超过0.2mm,可近似看做均匀分布.(3)轨道-路基系统动位移沿竖向的变化,大体分为3个阶段:在钢轨到轨枕之间,出现明显突变;在轨枕层区域的衰减幅度较小;在道床层至基床表层及下部结构,竖向动位移表现为沿深度方向不断衰减,并且衰减速率随着深度的增加也在不断减小.

    2016年11期 v.44 1709-1715页 [查看摘要][在线阅读][下载 354K]
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  • 工程橡胶元件弹性特征参数的确定方法

    刘艳;张济民;罗雁云;李秋彤;

    对橡胶材料进行大形变单轴拉伸、单轴压缩和平面拉伸试验,基于非线性弹性理论拟合得出超弹性模型参数,一方面通过数值计算完整定义材料的初始剪切模量、杨氏模量、体积压缩模量、表征压缩模量,另一方面通过仿真分析准确预测大形变范围的非线性特征以及弹性体压缩变形应力-应变关系对试件尺寸和试验边界条件的依赖性.而后,基于线弹性理论进行小形变单轴拉伸和压缩试验,并计算线性模量.分析结果表明,线性理论仅适用于拉伸和剪切小形变弹性体,而对于发生大形变或以压缩为主的复杂形变弹性体而言,大形变试验结合非线性理论和仿真分析是获取有效弹性特征参数的最佳手段.

    2016年11期 v.44 1716-1722页 [查看摘要][在线阅读][下载 292K]
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材料科学与工程

  • 高温后植筋胶黏结力学性能试验研究

    张宇;楼国标;李国强;孙友谊;

    为了测试工程中植筋胶在高温后的安全性能,对3种常用植筋胶分别在25,60,100,160和260°C恒温加载自然冷却后的黏结力学性能开展试验研究.首先,测试了这3种植筋胶的玻璃转化温度.其次,通过拉伸试验,得出了恒温加载、自然冷却后试件受力与滑移曲线关系,极限黏结承载力和其随温度的损失规律.对试验数据拟合,得出受力与滑移三阶段和四阶段数学模型.研究表明,温度会造成植筋试件力学性能的退化,热塑性植筋胶比热固性植筋胶刚性和耐热性均较差.玻璃转化温度是植筋胶高温后承载力的突变点,是植筋胶正常使用的温度上限并影响着它的高温后使用性能.

    2016年11期 v.44 1723-1728页 [查看摘要][在线阅读][下载 305K]
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  • 大学生方程式赛车复合材料单体壳车身优化

    余海燕;徐豪;周辰晓;

    采用碳纤维和铝蜂窝板为车身主材,对大学生方程式(FSAE)赛车进行了单体壳车身的设计.对比选择了合适的碳纤维复合材料,对单体壳车身的铺层设置先后进行了自由尺寸优化、尺寸优化和铺层优化仿真,并进行了剪切强度和弯曲刚度校核.结果表明,所设计的碳纤维单体壳车身总重24.3kg,比钢制车架车身质量降低34%,同时车身扭转刚度和弯曲强度达到参考钢制车身指标.通过铺层方向、铺层顺序和铺层数量的合理匹配,可使碳纤维复合材料拥有超过钢制产品的力学性能.

    2016年11期 v.44 1729-1734+1748页 [查看摘要][在线阅读][下载 260K]
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机械、车辆与能源工程

  • 转矩波动下电动轮纵向阶次振动特性及理论分析

    毛钰;左曙光;林福;冯朝阳;

    针对轮毂电机转矩波动激励引起的电动轮系统振动问题,通过台架试验测得了电动轮运行工况下振动加速度信号,揭示了电动轮系统纵向振动的阶次特征和高频特性.基于电机电磁转矩解析模型从磁场相互作用的角度分析了永磁体磁场非正弦分布和电流谐波对转矩波动的贡献,进而解释了电动轮阶次振动的来源,即电动轮6.0阶振动由永磁体非正弦分布引起;1.0阶振动主要由电流谐波引起;6.5阶振动则由电流谐波和永磁体非正弦分布共同引起.为解释电动轮高频振动现象建立了基于刚性环理论的电动轮动力学模型并进行模态分析,结果表明,电动轮3个共振峰处高频振动分别对应轮胎和车轮同向旋转、反向旋转和纵向平移模态.

    2016年11期 v.44 1735-1742页 [查看摘要][在线阅读][下载 345K]
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  • 驾驶员制动和转向避撞极限

    李霖;朱西产;陈海林;

    结合驾驶员避撞行为特征和车辆动力学特性,对驾驶员的制动和转向避撞极限进行了研究,得到了制动避撞和转向避撞的临界TTC(time-to-collision)值,并对比分析了两种避撞方式的适用性以及道路摩擦系数、重叠率等因素的影响.结果表明,转向避撞在高相对速度、低附着系数、低重叠率等工况下相比于制动避撞更有优势.

    2016年11期 v.44 1743-1748页 [查看摘要][在线阅读][下载 294K]
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  • 插电式混合动力汽车能耗及其影响因素分析

    陈雪平;张海亮;钟再敏;陈辛波;

    通过建立插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)的前向仿真模型,对其能耗进行仿真,并分析PHEV能耗的使用影响因素.基于Modelica物理建模语言,搭建PHEV整车动力传动及纵向动力学模型,并在标准测试工况下仿真整车各部分能耗变化.针对影响PHEV能耗的使用因素,重点仿真分析表征行驶工况的平均车速和驾驶激进性对电量消耗(charge deplete,CD)阶段电耗和电量保持(charge sustain,CS)阶段油耗的影响规律.通过分析不同车速与驾驶激进性下各部分能耗以及动力部件工作效率的影响,揭示了行驶工况对能耗影响规律的内在机理.

    2016年11期 v.44 1749-1754页 [查看摘要][在线阅读][下载 365K]
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  • 计入浮环传热的增压器浮环轴承润滑分析

    李佳琪;倪计民;石秀勇;徐晓川;

    以增压器浮环轴承为研究对象,基于浮环平衡模型、流体润滑模型和热量分配模型,计算不同工况下内层油膜与外层油膜之间传递的热量,并以此作为润滑分析的条件之一,提出了没有热量传递时外膜偏心率的识别方法,并对浮环轴承润滑性能进行研究,主要分析讨论浮环传热在不同外膜偏心率和不同转速下对浮环轴承润滑性能的影响.结果表明,不同外膜偏心率下,浮环传热的情况有较大差异;存在某一外膜偏心率,内膜-浮环-外膜间没有热量传递;转速越高,浮环传热量越多;浮环传热对环速比的影响较大;计入浮环传热后,浮环轴承内外膜温升、内外膜摩擦功耗、外膜端泄流量有较明显变化.

    2016年11期 v.44 1755-1762页 [查看摘要][在线阅读][下载 382K]
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  • 利用噪声相对量辨识与优化齿轮敲击噪声

    廖芳;高卫民;李益南;王承;

    以人耳听觉特性为基础,提出运用噪声相对量辨识和优化齿轮敲击噪声的方法.该方法首先对测量得到的噪声信号进行外耳、中耳和内耳噪声传递特性滤波,然后进行回归与平滑处理获得稳态噪声信号,将滤波后的噪声信号减去稳态噪声信号,得到的噪声相对量即为非承载齿轮对的瞬态敲击噪声信号,最终辨识出齿轮敲击噪声的发生时刻、频率范围和水平.辨识结果与人的主观感受一致,齿轮敲击噪声被准确辨识.利用该方法得到了各非承载挡的敲击噪声贡献量,确定倒挡是齿轮敲击噪声的主要噪声源.采用提高倒挡齿轮对加工精度使其最小间隙减小约50.0%后,齿轮敲击噪声水平降低了17.4%,齿轮敲击噪声性能得到有效改善.

    2016年11期 v.44 1763-1770页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K]
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  • 某两厢车气动外形减阻自动优化设计

    张英朝;薛学栋;丁伟;肖宏伟;

    以某两厢车为研究对象,对其造型阶段气动外形进行优化.为了提高气动减阻优化效率,避免优化的盲目性,应用优化软件、网格变形软件、流体分析软件搭建了一个自动优化流程.优化流程可以实现对多个变量多个水平同时进行优化,中间过程不需要人为参与,最终可以输出减阻效果最佳的气动组合方案.

    2016年11期 v.44 1771-1775+1795页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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测绘科学与技术

  • 带色彩地面激光雷达点云数据的匀光匀色方法

    郭王;程效军;程小龙;李泉;

    目前许多地面激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)能够获取带有目标色彩信息的点云数据,利用这些数据,可以实现点云模型的精细纹理快速、自动化的生成.但因异站点云数据存在颜色差异,生成的纹理可视化效果并不理想.针对这一问题,根据色彩分量表达与空间坐标的相似性,提出了一种基于色彩坐标转换的点云匀光匀色方法.实验结果表明,异站点云颜色差异得到了较好的修正,生成的纹理效果佳.该方法不仅可用于地面LiDAR数据,对于其他来源的具有颜色信息的地面LiDAR点云数据也可据此进行带色彩点云数据的匀光匀色并生成精细纹理.

    2016年11期 v.44 1776-1782页 [查看摘要][在线阅读][下载 293K]
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  • 地震动摇摆分量的合成

    姚振亚;金国芳;

    基于入射体波(P和SV波)的波长和傅里叶幅值谱及干涉产生的面波(Rayleigh波)对地震动摇摆分量的影响,给出地震动摇摆分量合成公式.基于弹性波动理论和快速δ-矩阵算法求出设定地壳模型的面波频散曲线,同时考虑了入射体波和面波产生的摇摆分量,并基于Trifunac的研究给出地震动摇摆分量的合成过程.即由设定未来地震的地震震级M、震中距R和场地类别s等条件,利用修正的Trifunac合成公式以合成地震动平动分量,然后考虑体波和面波不同频率成分分量的贡献,合成地表一点处的地震动摇摆分量,并给出三联反应谱.

    2016年11期 v.44 1783-1789页 [查看摘要][在线阅读][下载 436K]
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经济与管理科学

  • 项目经理服务型领导行为对项目绩效的影响

    解燕平;何清华;

    构建以项目经理服务型领导行为为自变量、项目绩效为因变量、团队情感承诺为中介变量和领导团队代表性为调节变量的一个被调节的中介模型,探讨项目经理服务型领导行为对项目绩效的作用机理.通过对64个工程项目团队的316份有效调查样本进行研究,发现项目经理服务型领导行为对团队情感承诺和项目绩效都具有正向的影响;团队情感承诺在项目经理服务型领导行为与项目绩效的关系中发挥完全中介效应;领导团队代表性调节了团队情感承诺在项目经理服务型领导行为和项目绩效关系中的中介作用.

    2016年11期 v.44 1790-1795页 [查看摘要][在线阅读][下载 156K]
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  • 经济新常态下城镇化与居民消费的实证分析

    葛蕾;陶小马;汪宏;

    基于经济新常态的特点,构建了新型城镇化对于居民消费水平影响的模型,并利用2012-2014年省级面板数据进行了实证检验.研究发现,在经济新常态的约束下,城镇化的发展可以显著提高农村的人均消费水平而无法显著提高城镇居民消费水平.稳健性检验进一步发现,城镇化进程可以提高沿海和内陆省份农村居民消费;并且对于经济发展水平不同省份的农村居民消费也具有正向推动作用;加入滞后项后城镇化发展对农村和城镇居民消费具有正向和负向的影响.

    2016年11期 v.44 1796-1802页 [查看摘要][在线阅读][下载 166K]
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  • 同济大学110周年校庆公告(第1号)

    <正>公元2017年5月20日,适逢同济大学建校110周年。世纪长流,同舟共济,高山景行。值此华诞,学校将秉持"淳德、抱朴、务实、尚学"之原则,主学术,化人文,聚群贤,畅交融,以求大学可持续发展之道。

    2016年11期 v.44 1642页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K]
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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

    2016年11期 v.44 1803页 [查看摘要][在线阅读][下载 395K]
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