同济大学学报(自然科学版)

1915 年创刊

月刊

ISSN 1000-0054

CN 11-2223/N.

访问量:209869

土木工程与建筑学

  • 基于折扣高斯粒子滤波器的桥梁可靠性动态预测

    刘月飞;樊学平;

    桥梁健康监测(BHM)系统在长期运营中积累了大量信息,如何利用这些信息动态预测结构可靠性已成为BHM领域的关键科学问题之一.为合理预测桥梁的动态可靠性,应用BHM系统日常监测的极值应力数据,建立带有最优折扣因子的动态线性模型,结合高斯粒子滤波器给出折扣高斯粒子滤波器预测算法,分别对日常监测极值应力的一步向前预测分布参数和状态变量后验分布参数进行修正预测,并基于此,采用一次二阶矩(FOSM)方法预测桥梁的动态可靠性,结合桥梁实测数据对所提方法进行了验证分析,为桥梁预防性养护维修决策提供理论基础.

    2018年03期 v.46 281-288页 [查看摘要][在线阅读][下载 821K]
    [下载次数:118 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:18 ]
  • 冲击波和预制破片复合作用下H型钢柱损伤效应分析

    田力;张浩;

    为探究H型钢柱在近距爆炸冲击波和预制破片复合作用下的抗爆性能,基于非线性有限元软件ANSYS/LSDYNA,通过在圆柱形TNT炸药柱身外贴预制破片来模拟爆炸产生的冲击波和破片对钢柱的损伤破坏.分析了冲击波载荷、破片群载荷及复合载荷作用下H型钢柱动态响应的差异.同时,通过参数化分析方法,探究了在冲击波和预制破片复合作用下轴压比、钢材强度、长细比和截面类型等因素对H型钢柱损伤效应的影响规律.结果表明,近爆作用下,冲击波和预制破片的复合载荷作用具有叠加增强效应,复合载荷作用大于单一载荷作用效果的线性叠加.在钢柱抗爆设计中,应控制其所承受的轴向压力,钢材强度等级为Q235时,轴压比不宜大于0.4.应合理选择钢材强度等级,不要盲目选择高强钢材.通过改变柱高来改变长细比对钢柱破坏影响不大.圆管型截面钢柱的抗爆能力最好,H型截面次之,箱形截面最差.

    2018年03期 v.46 289-299页 [查看摘要][在线阅读][下载 2048K]
    [下载次数:117 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:14 ]
  • 基于角平分线的工程滑移索结构分析方法

    于祥敏;陈德伟;白植舟;洪能达;

    针对滑移索结构,提出了一种基于滑轮相邻索单元角平分线的简捷分析方法,解决了其内力和变形求解复杂的难题.具体算法如下:(1)采用固定铰模拟滑轮对索的约束作用,利用无应力长度调整影响矩阵求解角平分线垂直方向约束反力为零时,各子索无应力长度调整量;(2)根据调整后子索线形计算新角平分线的方向角,按照步骤(1)重新计算,重复至索线形(包括角平分线方向角)和内力收敛.基于此算法编制分析程序,通过2~4次迭代即可得到高精度的收敛解,实现滑轮处索力连续性和滑移索总无应力长度恒定的目标.计算示例和工程实例证明了此算法的正确性和高效性.

    2018年03期 v.46 300-304页 [查看摘要][在线阅读][下载 925K]
    [下载次数:45 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:14 ]
  • 承压板位置对混合塔结合部承载性能影响

    王习之;张光辉;刘玉擎;李永轩;

    为揭示混合塔结合部承压板位置对承载性能及传力机理的影响,以两座混合塔斜拉桥为工程背景,进行了前承压板式和后承压板式结合部缩尺模型承载性能试验,测试了钢与混凝土的应变及相对滑移的分布,并对两种结合部的差异进行了比较分析.研究结果表明,混合塔前、后承压板式结合部的承压板传力比例均为40%左右,减少了连接件传递剪力的比例;由于承压板发挥较大作用,前、后承压板式结合部钢与混凝土间相对滑移较小;连接件剪力分布取决于承压板位置;前、后承压板式结合部均能发挥承压板传压和连接件传剪的复合作用,可作为混合塔结合部构造形式.

    2018年03期 v.46 305-311页 [查看摘要][在线阅读][下载 1482K]
    [下载次数:83 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:14 ]
  • 土体小应变刚度特性的试验研究

    顾晓强;陆路通;李雄威;居尚威;

    土体的小应变刚度在深基坑或隧道开挖等以变形控制为主的工程中是起决定性作用的参数.利用固结仪、应力路径三轴仪和共振柱联合测定江苏常州地区3个典型土层原状土的小应变刚度特性,得到了土体小应变硬化模型(HSS)的相关参数,包括土体的初始剪切模量、模量退化曲线、土体强度参数、加卸载模量等.分析了土体有效应力对土体小应变刚度特性的影响,并对如何选择合适的小应变模型参数提出了初步建议.

    2018年03期 v.46 312-317页 [查看摘要][在线阅读][下载 960K]
    [下载次数:256 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:12 ]

交通运输工程

  • 基于自然驾驶数据的高速公路出口换道决策模型

    张兰芳;陈程;张佳妍;方守恩;郭静秋;

    为研究高速公路出口换道行为特性,分析驾驶员换道决策机理,依托上海自然驾驶实验所采集的驾驶行为样本和车辆运行参数,采用Google Earth标定行驶路径及高速公路出口范围以筛选出口样本,并根据车道偏移参数和方向盘转角识别换道行为;以单向4车道高速公路为例,综合考虑行驶路径信息和交通流环境,基于随机效用理论,采用Binary Logit(BL)模型拟合构建换道决策模型,得到车道效用函数;基于效用函数作出高速公路出口范围内在自由流、稳定流和拥挤流水平下的分车道效用分布图,并进行同质性和异质性分析.结果表明,换道决策模型准确率达到86.21%,各变量影响均可得到合理解释;根据效用分析,出匝车辆的换道行为是出匝意愿与通行环境改善需求两方面平衡的结果,兼有强制性换道与自由性换道的行为特性,且随着交通流状态由自由流过渡到拥挤流,后者影响逐渐增强,表现为上游向左换道行为趋于活跃、下游向右换道位置接近出口.

    2018年03期 v.46 318-325+333页 [查看摘要][在线阅读][下载 2797K]
    [下载次数:354 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:12 ]
  • 基于高逼真驾驶模拟器雾霾天气下跟驰行为分析

    时恒;涂辉招;高坤;

    为研究雾霾天气下车辆跟驰行为,基于8自由度高逼真驾驶模拟器,设置晴天和雾霾天两个实验场景,采集不同交通状态下跟驰驾驶行为数据,分析车头时距、车头间距、车头延迟时距、加速度、减速度等跟驰行为关键变量.实验结果表明,雾霾天气显著影响了跟驰行为,最大车头间距在自由流、拥挤流和阻塞流跟驰状态下分别增加了8.7%、19.4%和25.6%;自由流跟驰状态下最小车头间距减小了13.0%;阻塞流跟驰状态下最小车头时距减小了47.9%,但延迟时距及其离散性增加了15.5%和28.2%;雾霾天气下后车的加速行为更为谨慎.不同交通状态下的跟驰行为存在显著差异.随着跟驰车速增加,最大、最小车头间距及其离散性显著增加;最大、最小车头时距及其离散性则呈先增加后减小趋势,延迟时距显著增加.

    2018年03期 v.46 326-333页 [查看摘要][在线阅读][下载 1817K]
    [下载次数:214 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:4 ] |[阅读次数:11 ]
  • 基于事件链的平面交叉口右转评估技术

    汪凡;陈雨人;王耀东;

    为了实现对交叉口综合性的评估,安全性和效率被同时纳入评估指标中.研究典型四相位交叉口右转冲突过程,提出右转事件链模型.详细分析机动车右转过程中与机动车、非机动车、行人产生的冲突行为,以及导致的交通延误.引入可靠度,从概率的角度计算事件链的安全性.引入延误,利用排队理论计算交通运行效率.采用蒙特卡洛法模拟交叉口的运行情况,计算交叉口右转机动车的可靠度和延误.考虑公众心理承受度与交叉口服务水平,评估城市道路平面交叉口,为交叉口优化改善提供科学的依据.

    2018年03期 v.46 334-339页 [查看摘要][在线阅读][下载 1198K]
    [下载次数:98 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:8 ]
  • 一致性特征下综合体停车需求预测方法

    李林波;何思远;梁潇;

    基于单一建筑功能停车需求一致性特征的分析,采用停车需求高峰比系数对建筑功能停车需求分布趋势进行分时刻描述,提出了单一建筑功能停车需求预测的影响系数修正模型,并基于共享停车理念建立了综合体停车需求预测三步骤模型,且在实际案例中进行了良好的应用.由于采用了分时刻需求分布预测法,综合体停车需求的预测结果信息较为丰富,也为停车设施后期的精细化管理提供了良好的数据支持.

    2018年03期 v.46 340-345页 [查看摘要][在线阅读][下载 1110K]
    [下载次数:208 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:15 ]
  • 城市轨道交通高峰时段站间起讫点矩阵预测模型

    成艳;叶霞飞;王治;周利锋;

    高峰小时单向最大断面客流量是城市轨道交通规划与设计阶段的重要参考依据.为了确定这一参数,需对高峰时段内出发的乘客选择的出发时刻与路径进行预测.高峰时段站间起讫点(OD)矩阵反映了城市轨道交通乘客的出行需求,是整个预测的基础.在全天站间OD矩阵已知的前提下,以中国重庆市为研究对象,首先分析传统的重力模型在预测城市轨道交通高峰时段站间OD矩阵时的优、缺点,并在此基础上进一步提出站间客流高峰时段系数模型.比较结果表明,在同一数据源下,站间客流高峰时段系数模型能有效改善传统的重力模型所存在的缺陷,预测结果明显更优.该模型预测结果的标准误差为12.90人次,相较于重力模型的29.33人次降低了56.02%.

    2018年03期 v.46 346-353页 [查看摘要][在线阅读][下载 1852K]
    [下载次数:248 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:16 ]
  • 列车轮轨黏着力在线估测计算方法

    吴萌岭;彭顺;李小平;

    针对列车的制动防滑控制,提出黏着力的在线估测计算方法.因为黏着力不易测量,如何实时监测黏着力大小以便充分利用轮轨黏着是防滑控制的关键.建立了轮对动力学模型,并采用卡尔曼滤波器、扩张状态观测器等,以轴速和车轮等效夹紧力作为可输入量,设计了5种黏着力在线估测计算方法.采用Simulink软件平台,设置了信号噪声污染和传输延迟,并仿真了黏着力不变和黏着力变化两种工况,结果显示5种算法都能对黏着力进行估测,但综合黏着力估测的响应时间和最大误差两个指标来看,非线性扩张状态观测算法对黏着力的估测效果是最好的.最后,采用实测数据,进一步验证了算法对黏着力估测的准确性.

    2018年03期 v.46 354-358+388页 [查看摘要][在线阅读][下载 1406K]
    [下载次数:86 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:11 ]

机械、车辆与能源工程

  • 直纹曲面喷漆机器人喷枪轨迹多目标优化

    马淑梅;谢涛;李爱平;杨连生;

    针对直纹曲面上喷漆机器人的喷枪轨迹多目标优化问题,通过平面喷漆实验,采集各点膜厚数据,运用MATLAB遗传算法工具箱拟合β分布,建立直纹曲面漆膜厚度生长模型.将曲面离散为点集,采用三次B样条曲线拟合生成初始喷枪轨迹.以曲面上各点漆膜厚度均匀和喷涂效率高为目标建立喷枪轨迹多目标优化模型,并采用改进的快速非支配排序遗传算法对该模型求解,获得喷枪轨迹最优解集,最终实现了直纹曲面喷枪轨迹的优化目标.通过实例结果对比验证了该方法的有效性和实用性.

    2018年03期 v.46 359-367页 [查看摘要][在线阅读][下载 2461K]
    [下载次数:235 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:14 ]
  • 基于移动粒子半隐式法的齿轮搅油损失分析与试验验证

    李晏;皮彪;王叶枫;刘林晶;陈辛波;

    将移动粒子半隐式法应用于齿轮搅油损失分析,以研究齿轮传动中搅油损失的内在特性.以单齿斜齿轮为对象分析其在不同浸油深度、齿轮转速和齿轮宽度条件下的搅油损失情况.分析结果表明,齿轮转速对搅油损失的影响最大;浸油深度对搅油损失的影响也较为显著;齿轮宽度对搅油损失的影响则不太明显.根据仿真分析结果建立了单齿斜齿轮搅油损失数学模型.搭建试验台架,通过试验与仿真数据的比较,验证了移动粒子半隐式法在计算搅油损失方面的可行性和准确性,从而为齿轮传动搅油损失的进一步研究提供了一种新方法.

    2018年03期 v.46 368-372+400页 [查看摘要][在线阅读][下载 1972K]
    [下载次数:107 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:11 ]
  • 基于描述函数法的直线增程器动力学模型极限环分析

    王哲;林炼炼;臧鹏飞;孙晨乐;

    基于一个简化的直线増程器动力学模型,运用描述函数法在频域对直线増程器的极限环进行研究.以描述函数表示直线増程器动力学模型的非线性部分,利用描述函数和线性部分频率响应函数的图像对系统极限环的存在性、数量和稳定性进行了分析,进而求出极限环的近似频率和振幅.同时研究了直线増程器关键运行参数对极限环的频率、振幅和相对稳定性的影响.最后,以一样机的试验数据对分析结果进行试验验证.研究结果表明,在适当的系统参数下,直线増程器在物理约束范围内存在唯一的稳定极限环;喷油量和电磁力负载对极限环的频率和振幅都有影响;极限环的幅值与其相对稳定性存在关联.

    2018年03期 v.46 373-381页 [查看摘要][在线阅读][下载 1732K]
    [下载次数:86 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:12 ]
  • 等效约束下风激励汽车前侧窗玻璃声辐射分析

    贺银芝;石子豪;吕越;杨志刚;

    为研究风激励下汽车侧窗玻璃表面湍流压力脉动激起玻璃振动而向车内辐射噪声的问题,以某试验车左前侧窗玻璃系统为研究对象,首先基于等效原理,将车窗密封条等效成系列弹簧约束,进行离散化建模,并搭建Matlab-Abaqus联合仿真优化平台,得到最佳等效弹簧刚度,建立侧窗系统约束边界等效模型.接着利用Corcos模型计算得到侧窗表面湍流压力脉动的功率谱密度,作为侧窗等效模型的激励,应用有限元方法计算车内驾驶员人耳处的声辐射.最后应用激光测振仪,获得侧窗表面振动速度分布试验数据,利用边界元方法(半仿真)计算车内声辐射.比较两种方法的计算结果,发现200Hz以上声辐射频谱特性吻合良好,证明了利用玻璃边界等效简化模型与Corcos模型作为激励源计算侧窗玻璃振动引起的声辐射有一定程度的适用性.

    2018年03期 v.46 382-388页 [查看摘要][在线阅读][下载 2306K]
    [下载次数:77 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:13 ]
  • 单片冲压式汽车下控制臂轻量化优化设计

    陈静;彭博;王登峰;黄河;

    以某国产车型的焊接型下控制臂为结构轻量化设计对象,综合运用多种优化方法,设计出一款全新的单片冲压型下控制臂.该单片冲压型下控制臂在满足原焊接型下控制臂所需的各项性能的基础上,较原控制臂质量减轻33.3%,轻量化效果显著.

    2018年03期 v.46 389-393页 [查看摘要][在线阅读][下载 2741K]
    [下载次数:153 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:21 ]

测绘科学与技术

  • 基于多源遥感影像的南极Lambert流域冰川运动速度提取与精度验证

    刘爽;童小华;

    冰川运动速度是计算极地物质平衡和对冰盖和冰架数值模拟的重要参数.针对传统冰川运动速度提取算法的不足和局限,基于差分干涉技术(DInSAR)和多孔径干涉技术(MAI)开展二维冰川运动速度的提取研究.将该算法应用于南极Lambert流域冰川运动速度的提取,得到了研究区域高精度的二维冰川运动速度场,将采用偏移量跟踪算法提取的冰川运动速度和本文提取的冰川运动速度进行了对比分析和精度评价;结合研究区域已有历史观测数据,分析全球气候变化背景下Lambert流域冰川的动态变化.研究结果表明,基于DInSAR和MAI的冰川运动速度提取算法优于偏移量跟踪算法;近20年的冰川运动速度时间序列数据显示Lambert流域的冰川运动速度基本处于稳定状态.

    2018年03期 v.46 394-400页 [查看摘要][在线阅读][下载 2519K]
    [下载次数:217 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:13 ]
  • 基于多层中轴点拟合的古塔变形检测

    刘世杰;郭成成;王穗辉;童小华;

    提出一种新的古塔倾斜测量及质量评价方法.针对古塔层层收分、斗拱檐口及棱角模糊导致变形测量特征点难以确定的问题,提出利用圆拟合的方法确定古塔各层中轴点.在古塔中心轴线拟合中,引入整体最小二乘法进行平差解算,克服了系数矩阵存在误差的问题.除计算古塔整体倾斜度,还计算各层倾斜度和扭曲度以反映古塔的详细变形情况.相比传统的简单利用塔顶和基座的相对位移和塔高来计算古塔倾斜的变形检测方法,采用多层中轴点拟合的检测方法更加准确和详细地反映了古塔的变形.

    2018年03期 v.46 401-405页 [查看摘要][在线阅读][下载 1782K]
    [下载次数:153 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:13 ]

数理科学与化学

  • 间歇式静电纺丝制备纳米纤维药物控释系统

    母朝静;吴庆生;

    利用间歇式静电纺丝技术,分别以聚乳酸(PLLA)、聚己内酯(PCL)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙二醇(PEG)等高分子材料单独或以不同配比制备纳米纤维.针对纺丝过程中容易出现的黏连现象,通过间歇式静电纺丝技术的控制,有效避免了黏连.对所得纳米纤维产品的形貌、结构、性质进行表征,初步考察所制备的纳米纤维在不同溶液中的降解行为,以选择合适的体系作为可控降解的载体担载不同的药物,构建载药复合纳米纤维.

    2018年03期 v.46 406-415页 [查看摘要][在线阅读][下载 4805K]
    [下载次数:179 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:10 ]

经济与管理科学

  • 大型机场项目群进度的界面网络优化

    贾广社;牟强;盛楠;

    包含多种类型单体项目的大型工程进度界面复杂,总工期延后的风险大.以上海浦东机场三期扩建工程为例,通过与项目总控人员访谈,总结出进度实施界面的划分原则.在划分原则指导下,利用WBS-Matrix对重点单体项目的任务过程进行分解和编码;利用界面网络算法对比分析关键界面点(IPs)的影响指数.在建立总进度纲要的界面点嵌入模型基础上,对比分析界面调整前后总工期的变化,证明进度界面优化模型的有效性.

    2018年03期 v.46 416-422页 [查看摘要][在线阅读][下载 1977K]
    [下载次数:222 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:9 ]