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

  • 基于多元胞模型的桥梁车流合成及荷载模拟

    阮欣;金泽人;周军勇;涂辉招;

    随机车辆荷载模拟是桥梁荷载评定和性能评估的基础和关键,目前基于Monte Carlo的车流模拟较难呈现长加载跨径内车流的微观动态演化特性,而基于元胞自动机(CA)的单元胞模拟方法在加载精度方面仍需改进.单元胞模拟法中,将每个车辆用一个元胞模拟,难以体现轴重影响,限制了模拟精度的提高.在此基础上,提出了每个元胞模拟一个车轴,多个元胞模拟一辆车的多元胞自动机(MCA)模型,并利用实测车流及其荷载数据进行模型校核.研究表明:多元胞车轴模拟方法能够准确地还原车流量、车头时距、车速、车重等系列车流以及荷载参数.以1 000m虚拟加载跨径的荷载集度、支点剪力、跨中弯矩为指标,统计模拟车流和实测数据的荷载响应特性.结果显示,MCA模型的模拟结果与实际车流误差均在5%以内,相较于传统单元胞模型17%的误差,精度显著提高.

    2017年07期 v.45 941-947页 [查看摘要][在线阅读][下载 570K]
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  • 桥台混凝土挡块对连续梁桥地震响应的影响

    王翼;莫金生;李建中;

    为研究桥台混凝土挡块对中小跨径连续梁桥横向地震响应的影响,以一座连续桥梁为背景建立了有限元模型,采用非线性时程方法分析了桥台混凝土挡块的峰值强度对全桥地震响应的影响.研究结果表明:随着桥台混凝土挡块峰值强度的增强,桥台顶剪力需求逐渐增大,桥墩处支座位移需求逐渐减小,但减小幅值随着挡块峰值强度增加而减小并趋向于零.合理选取桥台处混凝土挡块的峰值强度能有效地减少桥墩的支座位移需求,并且能避免对桥台造成严重地震损伤.

    2017年07期 v.45 948-953+1043页 [查看摘要][在线阅读][下载 715K]
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  • 基于Matlab-OpenSEES混合编程的子结构试验系统

    陈再现;孔文江;王焕定;王琨;

    利用Matlab的强大矩阵运算功能、以及OpenSEES的开源特性,采用混合编程方法,建立了基于MatlabOpenSEES的子结构混合模拟试验系统.详细介绍了子结构混合模拟系统的组成及其原理,即Matlab模块、OpenSEES数值子结构模拟模块以及两者的接口.其中,Matlab模块主要实现运动方程计算、试验子结构加载控制以及数据采集功能;OpenSEES数值子结构模拟模块为子模块,实现子结构的数值模拟分析,供Matlab模块调用;接口可通过读写文本或Socket通信变量实现两者数据传输.该系统可以直接在外接的计算机上编程独立实现,再通过数据采集卡与电液伺服设备控制系统硬件的I/O(输入/输出)通道连接即可,从而避开了设备控制系统复杂的底层编程技术,减少了对控制系统本身的要求,降低了试验难度和费用.通过3个大比例尺结构试验模型的系统子结构混合模拟试验结果,验证了所提出的子结构试验系统的可行性.

    2017年07期 v.45 954-961+977页 [查看摘要][在线阅读][下载 1938K]
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  • 高强混凝土新旧结合面抗剪性能试验

    赵勇;邹仁博;

    进行了11个标号C80和4个标号C40混凝土试件的单调推剪试验,得到了结合面破坏形态、剪力-滑移曲线和剪力-抗剪钢筋应变曲线,分析了混凝土强度、结合面配筋强度和结合面类型对结合面抗剪性能的影响.收集了32组国外试验数据,对比了高强混凝土结合面受剪承载力试验值与国内外相关标准的计算值.研究结果表明:试件出现了结合面剪切和试件混凝土冲切两种破坏模式;粗糙面C80试件的结合面受剪承载力小于C40试件,键槽面试件的结合面受剪承载力高于粗糙面试件;结合面的受剪承载力与配筋强度成正比;按照我国《装配式混凝土结构技术规程:JGJ 1—2014》公式计算的C80试件受剪承载力与试验值之比在0.33~0.72之间,且相比于国际结构混凝土协会、美国和欧盟规范,我国规程计算公式偏保守.利用试验数据,经回归分析,提出了高强混凝土新旧结合面受剪承载力修正建议计算公式.

    2017年07期 v.45 962-969页 [查看摘要][在线阅读][下载 1388K]
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  • 大断面深埋高水压盾构隧道实测内力反算与分析

    周顺华;刘畅;李雪;金浩;

    结合南京地铁3号线大直径盾构隧道工程,对隧道管片钢筋应变进行了现场测试,基于既有的管片内力反算方法,考虑混凝土非线性性质及管片接头,提出了适用于深埋高水压盾构隧道的内力改进算法,并对改进算法反算内力与结构设计计算内力进行了对比分析.结果表明:改进算法更能反映管片的实际受力状态,更适用于荷载模式复杂且接头传力机制多变的大断面深埋高水压盾构隧道;采用设计方法计算的深埋高水压盾构隧道管片及接头内力与改进算法反算内力的分布规律基本一致,但在量值上具有一定的差异;采用设计方法计算的管片及接头轴力为改进算法反算轴力的1/2左右,反算的管片弯矩在拱底位置与惯用法计算弯矩接近,在拱腰及拱顶位置与梁-弹簧法更为接近,反算的接头弯矩大于梁-弹簧模型计算接头弯矩.研究成果可为大直径深埋盾构隧道设计提供参考.

    2017年07期 v.45 970-977页 [查看摘要][在线阅读][下载 1540K]
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  • 上覆粗砂层河床群桩基础冲刷特性试验

    梁发云;彭君;王琛;

    采用波流水槽试验,针对上覆粗砂层双层砂土进行局部冲刷机理研究,并与中国和美国规范的局部冲刷深度计算方法对比分析.试验研究表明:由于上覆粗砂层的存在,冲刷前期进展缓慢,后期主要为细砂层冲刷,发展较快;而上覆粗砂层对下卧细砂层冲刷起到抑制作用,粗砂层越厚,抑制效果越明显;中美规范对于上粗下细双层砂土局部冲刷深度计算结果偏大,应进行适当折减,以更为合理地反映粗砂层对细砂层冲刷的影响.

    2017年07期 v.45 978-984页 [查看摘要][在线阅读][下载 1373K]
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  • 局部加卸载下颗粒体系接触力残留与应力残留的关系

    付龙龙;周顺华;宫全美;王长丹;

    以正五棱柱颗粒体系加卸载的光弹试验为基础,通过条纹解析量化了特征颗粒所受接触力,揭示了卸载过程中接触力的演化特征.结果表明:卸载阶段浅层颗粒间基本无残留接触力,而深层颗粒间存在显著接触力残留;最后一级荷载为临界荷载.采用离散元模拟重现了光弹试验,数值模拟所得接触力链、残留接触力及颗粒位移与光弹试验一致,从而验证了数值模拟的有效性.基于数值模型分析了加卸载阶段颗粒体系的应力演化,得出应力与接触力链、残留应力与残留接触力的空间分布均一致.

    2017年07期 v.45 985-993页 [查看摘要][在线阅读][下载 2573K]
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交通运输工程

  • 强噪声环境下高速列车内语言清晰度评价与分析

    鞠龙华;葛剑敏;

    为了对高速列车车内强噪声环境下的语言清晰度进行定量分析,利用最新语言传输指数间接测量方法及其与汉语语言清晰度的关系,得到不同运行速度和语音声级下车内不同位置的语言清晰度.结果表明,受电弓下部车内位置语言清晰度状况最差;该位置的语言清晰度随速度呈线性规律变化,随语音声级呈二次非线性规律变化.采用多元非线性回归分析,建立以语音声级和列车运行速度为自变量的车内语言清晰度的关系式.试验测试结果与计算结果的标准差为1.75%,拟合优度为0.963,表明该关系式可以较好地模拟三者之间的相关关系.与基于语言清晰度指数的评价方法相比较,该评价方法所需的客观参量测量更简单,更具应用价值.

    2017年07期 v.45 994-999页 [查看摘要][在线阅读][下载 548K]
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  • e型扣件弹条断裂原因频谱分析

    肖宏;马春生;郭骁;王嘉斌;

    基于扣件实际尺寸,建立e型扣件精细化模型,采用非线性接触和约束处理扣件各部件间的相互作用关系,并引入时频域响应关系分析方法,对弹条在自然状态和服役状态下的模态振型、谐响应特性进行分析,从时频域角度揭示弹条断裂的根本原因,并与现场测试结果进行对比.研究表明,弹条自然状态下的前两阶频率(808~812 Hz、869 Hz)和服役状态下的前两阶频率(410~420 Hz、530 Hz)与测试段波磨通过频率一致引发共振,是导致弹条折断的主要外因;为减少或避免弹条折断,可采取改变列车运营速度的方法,经计算,建议行车速度小于80km·h~(-1).

    2017年07期 v.45 1000-1008页 [查看摘要][在线阅读][下载 1705K]
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机械、车辆与能源工程

  • 重载接触试验与机理分析

    卞永明;梁敖;张泽宇;陈哲;

    为研究重载接触工作状况下机械零部件的耐磨性,提高零部件的使用寿命,以某重载装备伸缩臂的托辊系统为研究对象,进行托辊系统与支撑板重载接触试验,研究摩擦试件的磨损机理.使用光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱分析仪对试件磨损后的表面宏/微观形貌、化学成分和塑性变形情况进行分析.结果表明,在重载工作状况下,随着磨损次数的增加,支撑板的磨损机理呈现为综合的磨粒磨损和黏着磨损;而由于托辊的硬度比支撑板硬度高,所以托辊的磨损机理主要是磨粒磨损,伴随着轻微的黏着磨损.通过对磨损后托辊截断面的显微组织观察,发现表层片状珠光体局部区域有位错、组织破坏等现象,这表明重载接触下托辊已经发生塑性变形.

    2017年07期 v.45 1009-1015页 [查看摘要][在线阅读][下载 2388K]
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  • 风电叶片双惯性激振疲劳加载耦合振动特性

    廖高华;乌建中;张豪;

    针对风电叶片电驱动双惯性激振疲劳加载时出现耦合问题,通过对加载系统进行合理简化,基于拉格朗日方法建立疲劳加载过程中的动力学数学模型,并由此构建系统的机电耦合方程.利用小参数周期平均法对耦合过程近似解析,并推导了系统振动同步稳定的条件,得出系统运行过程中电动机负载转矩的影响因素,揭示系统出现耦合现象的机理,对系统频率特性进行数值仿真,得到不同加载频率下叶片振动特性.通过实际叶片疲劳试验验证数学模型、理论推导及仿真结果的正确性,为风电叶片疲劳加载系统同步控制策略制定提供理论依据及工程应用参考.

    2017年07期 v.45 1016-1021页 [查看摘要][在线阅读][下载 912K]
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  • Ahmed模型不同后背倾角下的流场及气动噪声研究

    贺银芝;吕越;龙良活;杨志刚;

    应用雷诺时均法Realizable k–ε的湍流模型对Ahmed模型在不同后背倾角下进行了定常流场的分析,并进行流场的大涡模拟(LES)计算.基于流场的压力脉动和速度脉动分布,获取并分析了模型表面压力脉动级分布及远场气动噪声特性,并对远场噪声与模型气动阻力的关系进行了探讨.结果表明,不同后背倾角模型中气流分离特征差异较大,导致模型尾部压力脉动强度差异明显,从而影响辐射至远场的噪声能量及其分布,且噪声能量与模型的气动阻力具有一定的关系.合理设计后背倾角,对于尾部气动噪声的控制非常重要.

    2017年07期 v.45 1022-1029页 [查看摘要][在线阅读][下载 1601K]
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  • 内燃兰金循环发动机爆震控制试验

    康哲;付乐中;邓俊;吴志军;

    基于一台改造的双缸柴油机,结合自行开发的进气及缸内高温水喷射系统,针对高压缩比、高氧浓度下内燃兰金循环发动机爆震工况开展试验研究.结果表明,与空气进气相比,高氧浓度进气会导致爆震出现,通过对缸内压力进行傅里叶变换和带通滤波后得到的爆震强度可达0.26 MPa.在爆震工况下结合缸内高温高压水喷射策略,可以有效抑制爆震强度,维持缸内燃烧过程稳定,与此同时,高温高压水吸热蒸发汽化,有效提高系统热效率.

    2017年07期 v.45 1030-1036页 [查看摘要][在线阅读][下载 1068K]
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  • 直线电机/发动机系统轨迹跟踪控制策略

    王哲;高洋;孙晨乐;臧鹏飞;

    根据直线电机/发动机系统稳定运行时的活塞速度和位置关系,提出了基于比例积分(PI)控制器的活塞轨迹跟踪控制策略,并搭建了系统的仿真模型,用试验验证了仿真模型的精确性.仿真结果表明,在喷油量发生波动甚至失火时,该控制策略使得活塞轨迹在扰动发生后的首循环内就能回归参考轨迹,实现了对于活塞运动的有效和快速控制.

    2017年07期 v.45 1037-1043页 [查看摘要][在线阅读][下载 930K]
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  • 低地板轻轨车液压防折弯系统阻尼特性分析

    李晶;朱先亮;任利惠;

    液压防折弯系统是单车型低地板轻轨车上用以提高列车运行平稳性、稳定性和曲线通过性能的重要部件,具有防折弯和横向减振两大功能.通过对防折弯系统原理进行分析,建立了影响其横向减振功能的阻尼数学模型,并仿真分析了缓冲阀门组中的节流阀和限压阀对阻尼特性的影响.阻尼特性的仿真曲线与试验曲线吻合较好,证明了阻尼模型的正确性.

    2017年07期 v.45 1044-1049页 [查看摘要][在线阅读][下载 757K]
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  • 能流波动规律对电空制动电磁阀性能的影响

    应之丁;高伟航;高立群;

    列车电空制动电磁阀的动态性能直接决定列车行车安全.基于电磁阀作用过程电磁场能流波动的规律以及对电磁阀动态特性影响分析研究,从提高其工作的灵敏度、稳定性和可靠性入手,通过调整电磁阀衔铁间隙、线圈匝数和弹簧预紧力等主要结构参数,控制电磁阀动态电磁场变化范围及优化性能参数,减少了电磁场能量输出,减缓了电磁阀工作温度的上升速度.

    2017年07期 v.45 1050-1052+1060页 [查看摘要][在线阅读][下载 539K]
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  • 面向能源规划的围护结构负荷简化预测模型

    陈淑琴;何茜;吕西林;KIM Eui-Jong;

    提出了一种单体建筑围护结构动态空调负荷预测的简化模型,在保证满足区域预测结果精度的同时,将模型输入参数简化至6个;同时采用劳伦斯伯克利国家实验室开发的Buildings Modelica Library开源模型库来建立模型,并验证了该模型的精度;在此基础上运用线性集合法对简化模型进行降阶处理,有效提高了负荷预测的计算速度.该模型的提出,使得区域每栋建筑简化快速模拟均成为可能,为进一步推广到区域空调负荷预测提供了方法基础.

    2017年07期 v.45 1053-1060页 [查看摘要][在线阅读][下载 770K]
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  • 遮阳翻板对围护结构表面温度分布影响的实测分析

    蒋福建;李峥嵘;陶求华;赵群;

    对一栋实际建筑上的翻板-围护结构系统表面温度分布情况进行实测,得出了在夏季晴日条件下,翻板遮阳、设置遮阳的围护结构和未设置遮阳的围护结构表面的温度分布规律;总结了翻板与围护结构之间的温差极值(平均温差极值约为10℃);对比了设置翻板和未设置翻板两种情况下,同一朝向围护结构表面的温度差异.在实测数据的基础上,分析了翻板设置引起的围护结构表面温度变化,对其表面对流换热情况和长波辐射换热过程带来的影响,强调了正确描述这两种过程的重要性.

    2017年07期 v.45 1061-1068页 [查看摘要][在线阅读][下载 1441K]
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测绘科学与技术

  • 基于断面激光扫描的移动车辆交通流参数提取

    吴杭彬;刘豆;刘启远;孙剑;姚连璧;汪志飞;刘春;吴声援;

    提出一种基于车载激光移动测量数据的微观交通流参数提取方法.将移动断面激光扫描数据根据一定的阈值进行分割分类,获得路域范围的移动车辆.根据二次多项式加权拟合法,获得移动车辆的特征点信息.再基于特征点的时空关系,计算车辆之间的距离、位置、速度等微观交通流参数.以上海延安高架路为例进行试验,对车辆之间的交通流参数提取进行实际验证.结果表明,该方法可以有效地提取车辆交通流参数,前、后方车辆的距离平均误差仅为0.06m,速度平均误差为1.62km·h~(-1);侧方车辆的距离平均误差仅为0.10m,速度平均误差为1.29km·h~(-1).

    2017年07期 v.45 1069-1074+1090页 [查看摘要][在线阅读][下载 1139K]
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  • 北斗星基增强系统性能提升初步评估

    陈俊平;胡一帆;张益泽;周建华;

    介绍了北斗星基增强系统及广域差分改正数算法.采用10个测站6d的相位平滑伪距和相位观测数据,初步评估了北斗星基增强系统性能提升后的用户定位性能.结果表明:用户相位平滑伪距增强定位精度在东、北和天顶3个方向上分别达到0.3m、0.4m和0.8m,相对于普通导航平均三维提高了53%;基于精密单点定位技术的用户相位增强定位坐标平均在7min内收敛到1m以内,收敛之后水平坐标精度能达到0.1m,高程坐标精度能达到0.2m,两项指标都优于基于外部后处理精密轨道钟差的精密单点定位结果.

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经济与管理科学

  • 基于产权性质的企业社会责任与财务绩效关系

    唐伟;沈田田;

    基于产权性质将企业分为国有企业与非国有企业,运用滞后期双向模型,选取2010-2014年江浙沪A股上市公司为样本,对企业社会责任与财务绩效之间交互跨期关系进行了实证研究,并就不同产权性质的企业进行进一步深入分析.结果显示:当期企业社会责任对当期财务绩效有正向作用;当期财务绩效对当期及后一期企业社会责任有正向作用,且对后一期的正向作用更大;国企性质会削弱两者间的关系.企业应认清履行社会责任的意义,使其成为促进企业良性发展的一个举措.

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  • 大型机场航站楼的建造总工期估算

    贾广社;牟强;唐可为;

    从对国内10多个大型机场的进度总控咨询成果数据分析(2000—2016年),提出基于总控工序的航站楼总工期估算模型.确定航站楼典型关键线路的总控工序顺序,并拟合出工序间的未搭接时间分布.在对4条可能关键线路进行工期分布拟合的基础上,提出建造总工期的估算模型,并应用到3个已完工航站楼的案例中,验证了估算方法的可靠性.通过引入总控工序的工期估算模型,简化了应用传统风险计划方法评估大型工程工期的繁复工作.

    2017年07期 v.45 1091-1098页 [查看摘要][在线阅读][下载 610K]
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  • 《同济大学学报(自然科学版)》2016年工作报告

    <正>2016年,《同济大学学报(自然科学版)》在刊发论文质量、期刊影响力、学术传播广度与速度等方面在我国自然科学综合类学术期刊中继续保持领先水平,期刊影响力指数(CI)在我国大学学报(自然科学版)和综合性科技期刊中排名第4,被评为"中国高校百佳科技

    2017年07期 v.45 938+1099页 [查看摘要][在线阅读][下载 1265K]
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