《浙江工业大学学报》征稿简则

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RPC外包方钢管混凝土柱轴压受力性能研究

为了研究活性粉末混凝土(Reactive powder concrete,RPC)外包方钢管混凝土柱的轴压受力性能,以RPC厚度和长细比为参数,对6根构件开展轴压试验研究,探讨该类组合柱的破坏模式、受力机理、套箍效应和承载力。试验结果表明:外层RPC可为内部方钢管混凝土柱提供较强的约束力,在受力后期套箍效应凸显。随着RPC厚度的增加,组合柱的承载力逐渐提高;随着组合柱长细比的增大,虽然其弹性刚度和承载力逐渐降低,但延性改善。采用ABAQUS软件建立RPC外包方钢管混凝土柱的有限元模型,分析RPC强度、RPC厚度、钢管强度等级、含钢率、内部混凝土强度和长细比等参数对组合柱承载力的影响规律,可得方钢管混凝土柱发挥系数的变化幅值为0.78~1.01。在试验研究、有限元参数分析和理论探讨的基础上,借鉴钢管混凝土结构技术规范,提出了RPC外包方钢管混凝土轴压短柱和长柱的承载力简化计算方法,公式计算值与已有数据样本吻合良好。

基于角度传感器的弓网相对坐标检测技术研究

在电气化公路弓网相对坐标的检测中,基于机器视觉的非接触式检测技术的检测精度受图像采集环境的影响较大,基于光电传感器的接触式检测技术的检测精度受传感器安装密度限制。提出了一种基于角度传感器的接触式相对坐标检测技术,用于电气化公路的弓网相对坐标检测。首先,基于双接触线的电气化公路接触网,搭建弓网相对坐标检测实验台,建立弓网相对坐标与角度信息关联函数;然后,研究系统刚度、角度传感器线性度对实验台检测误差的影响规律,建立多项式修正函数对关联函数进行修正;最后,基于修正的弓网相对坐标关联函数,进行弓网相对坐标检测实验,得到实验台检测的绝对误差为±1 mm,相对误差为±0.5%,具备较高的检测精度。

富锂层状氧化物正极材料的微观结构调控及其性能研究

通过调整富锂层状氧化物正极材料的元素组成,实现对其体相结构内的类Li_(2)MnO_(3)相晶畴分散度的调控。通过结合高功率X射线衍射和球差电镜证明了Li_(1.08)Ni_(0.225)Co_(0.225)Mn_(0.450)O_(2)材料具有高度分散的类Li 2MnO_(3)相晶畴,同时原位微分电化学质谱测试证明了具有高度分散的类Li_(2)MnO_(3)相晶畴的富锂层状氧化物正极材料可以成功抑制晶格氧的释放。电化学测试表明:微观结构的调控虽然可以提高材料的首次库伦效率和平均放电电压,但同时也降低了晶格氧的活性,减少了放电比容量。在循环过程中晶格氧稳定性的提高减轻了结构的退化程度,富锂层状氧化物正极材料表现出更优异的循环稳定性和更缓慢的电压衰减。此外,晶格氧稳定性的提高还改善了材料的热稳定性。

某单缸发动机冷却系统数值模拟及优化

为研究某单缸发动机冷却系统的冷却性能及工作流量,采用CFD方法对该单缸发动机冷却系统开展流场分析及工作流量提升研究。实验结果表明:该发动机冷却系统原方案的工作流量为34 L/min,不满足当发动机转速8 000 r/min时工作流量43.75 L/min的设计要求。通过优化水套阻力和提升冷却水泵性能,冷却系统的工作流量提升至44 L/min,增幅为29.4%。研究结果可为该单缸发动机冷却系统的冷却性能评估及结构改进提供仿真数据支撑。

新型透明质酸/壳聚糖交联膜制备及性能研究

采用1,4-丁二醇二缩水甘油醚作为交联剂对透明质酸(Hyaluroic acid,HA)和壳聚糖(Chitosan,CS)进行混合交联并考察其反应条件。与传统的交联HA薄膜进行机械性能和抗酶解性能比较,研究结果表明:CS/HA混合交联防粘连膜抗拉伸性能较传统交联HA薄膜提高了6倍,耐酶系数提高了220%,流变学测试中该薄膜储能模量G'和损耗模量G"分别提高了206%,107%(1 Hz)。研究结果表明:混合交联得到的CS/HA凝胶薄膜具有黏弹性高、抗拉伸强度强、抗酶解性能较优越的特性,可作为一种较为理想的体内防粘连材料。

碳纳米管改善面板混凝土早龄期变形研究

在水利工程中大体积混凝土开裂问题普遍存在,而早龄期变形是大体积混凝土早龄期开裂的主要驱动力。为了研究碳纳米管(CNTs)对面板混凝土(FSC)早龄期变形的影响,采用温度—应力试验,研究两种温度养护历程下基准面板混凝土和掺入CNTs面板混凝土的应力与应变发展规律。基于成熟度理论,分离出早龄期温度变形与徐变,得到FSC早龄期时变热膨胀系数与徐变度发展曲线。试验结果表明:相较于基准组,CNTs的掺入可以减少FSC早龄期自收缩,降低早龄期热膨胀系数,从而减少温度变形,增加早龄期拉伸徐变度,可以有效改善FSC早龄期变形,降低FSC早龄期开裂风险。

不同曲线半径下轨底坡与轮径差最佳匹配研究

为了研究不同曲线半径下地铁车辆动力学性能最优的轨底坡与轮径差最佳匹配,运用SIMPACK软件建立了地铁车辆动力学仿真模型,设置9种轨底坡工况和5种轮径差工况,以轮轨横向力、轮对横移量、脱轨系数、轮重减载率和轮轨磨耗指数作为车辆动力学性能的评价指标,以4种不同C型曲线半径作为研究对象,分析45种轨底坡和轮径差耦合工况下各指标的变化规律。采用熵权法对各指标进行加权求和处理,得到不同工况下的车辆动力学性能综合得分,最终分析得出车辆在不同半径曲线下轨底坡和轮径差的最佳匹配。研究结果表明:在300,400,500,600 m这4种曲线半径下,外轨轨底坡、内轨轨底坡和轮径差最优匹配方案分别为(1/20,1/40,+1),(1/20,1/40,+1),(1/30,1/30,-1),(1/40,1/30,-1)。

鲣鱼肉挤压膨化工艺研究

以鲣鱼碎肉为对象,以硫代巴比妥酸值、氮溶解指数、质构、色差和感官评分为指标,探究不同挤压参数对挤压样品品质特性的影响。在此基础上,通过3因素3水平正交试验确定最优挤压膨化工艺:物料水分质量分数为25%、末端温度为130℃、螺杆频率为15 Hz。据此参数制得样品的感官总评分最高,为8.4分。从鲣鱼碎肉和挤压膨化样品中共检出了36种挥发物,确定了以己醛为代表的14种气味活性物质。经挤压膨化后鲣鱼碎肉中挥发物总质量分数从666.46 ng/g提高至2646.13 ng/g,以己醛为代表的不良风味物质质量分数显著下降,而以呋喃类为代表的熟化风味物质开始生成。研究成果可为金枪鱼肉加工企业提供理论参考和方法借鉴。

沙土比对混凝土试件空蚀影响的试验研究

在小型循环式水洞中试验研究了沙土比对混凝土试件空蚀影响的机理。首先,在循环式水洞内筒中配制11种沙土比(0%,10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,100%)试样,用红外测沙仪测定相同沙土比的3种不同含沙量(2,12,30 kg/m 3)的挟沙水样,用压力传感器和压力数据采集系统实时采集水洞文丘里工作段空化区和空蚀区的压力;然后,制作了水灰比为0.4、灰砂比为1.5,7 d龄期强度f cu,k=17.8 MPa的混凝土试件,将其安放在水洞文丘里工作段混凝土试件盒中进行4 h的空蚀试验。试验结果表明:沙土比的增大对空化和空蚀破坏均具有促进作用;消失空化数随沙土比的增加而增加,对空化发生具有抑制作用;相同沙土比时,混凝土试件的空蚀量随着含沙量的增加而增加。

基于非极限土压力的基坑开挖引起隧道变形的计算方法

由于基坑开挖引起邻近隧道变形,继而影响地铁在隧道中的安全运行,因此如何准确预测邻近隧道变形是个值得研究的问题。根据非极限土压力计算方法,计算基坑开挖卸荷坑壁上的土压力,利用Mindlin求解公式,获得基坑开挖阶段旁侧隧道上的附加荷载,将隧道结构看作Winkler地基梁上的Euler梁,建立弹性地基梁微分方程,给出隧道水平位移变形的解析方法。基于该方法分析了基坑开挖引起邻近隧道的水平位移。研究结果表明:随着基坑开挖深度的增加,隧道水平位移相应增加;考虑非极限土压力计算得到的隧道水平位移结果与实测值较为接近,误差总体保持在20%以内;相较于传统隧道水平位移求解方法,笔者方法更加符合实际。

可重构低熵智能车间布局建模与优化

针对智能车间布局,采用单元布局的方式分别对单元间布局和单元内布局进行建模,设计涵盖物料搬运成本、时间损失成本、单元重构成本、设备成本、车间面积利用率和布局柔性等面向低熵化车间布局的多目标函数,给出包括边界约束、间距约束和固定位置约束等符合车间实际情况的定量约束条件。针对车间布局模型多变量、多约束和非线性的特点,设计一种基于精英策略和自适应交叉、变异算子的双层遗传元胞算法进行求解。通过典型企业作业车间布局改造实例分析,验证模型和算法的可行性和有效性。

脂肪酸对牛樟芝液态发酵产三萜的影响

为提高牛樟芝菌丝体产三萜类化合物的能力,以5种常见的脂肪酸为外源添加物,筛选出促进牛樟芝菌丝体生长和提高总三萜得率的最优培养基及培养方法,并对比分析空白对照组和添加脂肪酸的实验组所得菌丝体形态、发酵液颜色及黏度的差异。研究结果表明:不同脂肪酸的添加对牛樟芝菌丝体产三萜均有促进作用,其中亚麻酸对三萜生产的促进效果最强,其他脂肪酸的促进效果排序为亚油酸>油酸>硬脂酸>软脂酸;在添加亚麻酸的最优条件下(添加2.0 g/L亚麻酸、培养8 d)获得最大三萜得率为(5.0±0.1)%,是空白对照组的2.1倍。该研究方法操作容易,成本较低,效果显著,是促进牛樟芝菌丝体生长和三萜合成的有效策略,为牛樟芝三萜的规模化发酵提供参考和借鉴。

简谐荷载作用下弹性土体中圆形隧道和轨道结构的动力响应

采用解析的方法研究了弹性土体中圆形隧道和轨道结构的动力响应。将隧道视为无限长的薄壁圆管,轨道被简化成铺设在隧道仰拱上无限长的欧拉梁,周围土体为无限空间弹性介质。通过在环向采用模态叠加法,在轴向采用傅里叶变换求解隧道与轨道之间的耦合问题,获得了在简谐荷载作用下弹性土体中圆形隧道和轨道结构的动力响应。研究结果表明:低支承刚度的结构体系会产生连续的干涉现象,这种情况在高频的情况下尤为明显;虽然轨道的弯曲刚度越大,结构的位移越小,但是整体规律保持不变;支承刚度的增加会导致轨道固有频率向高频偏移;无轨道结构中土体位移会随着荷载频率的升高而降低,在加入轨道后荷载会与轨道固有频率产生共振效应,形成特定的极大值。

系杆拱顶推施工方案及力学性能研究

为了探讨系杆拱结构的顶推方案及在顶推过程中的受力特点和设计要点,以某系杆拱桥的整体顶推施工工程为例,建立有限元模型,分析了系杆拱及导梁在不同顶推方案过程中的最值应力分布及挠度变形情况。研究结果表明:原吊杆连接方案(方案一)下,主梁及导梁变形过大,主梁应力过大,方案不可行,可通过增加梁高或者板厚来降低应力及变形,然而该法会造成外形不美观、造价偏高等情况;采用临时撑杆连接方案(方案二)时,受力得到优化,方案可行,然而靠近临时撑杆和端横梁的拱肋会出现较大应力,靠近顶推端部的两根临时撑杆中间主梁处会出现较大应力和变形;在导梁范围内,导梁端部会出现最不利挠度,需要注意控制导梁的整体刚度以及辅助墩上装置的竖向调节量,以免导梁和桥墩相撞。

罗伊氏乳杆活菌和热灭活菌对小鼠抑郁样行为的影响及作用机制

为了探究罗伊氏乳杆活菌与灭活菌对小鼠肠道菌群失衡引起的抑郁样行为的作用及作用机制,采用头孢曲松钠(Ceftriaxone sodium,CRO)处理构建肠道菌群失衡小鼠抑郁模型,并用罗伊氏乳杆活菌(Live Lactobacillus reuteri,Live LR)和热灭活菌(Heat-killed Lactobacillus reuteri,HK LR)进行干预。采用ELISA试剂盒测定5-羟色胺、5-羟基吲哚乙酸、色氨酸和皮质酮质量浓度;通过H&E染色观察结肠组织形态;通过高通量测序和生物信息学分析对肠道微生物组进行分析。结果表明:Live LR和HK LR干预缓解了小鼠抑郁样行为,修复了CRO引起的肠道菌群失调,并减少了结肠组织炎细胞浸润。两种益生菌的作用机制存在差异,Live LR侧重于肠道菌群的重塑,而HK LR则通过其代谢产物直接发挥抗炎作用。

地震荷载作用下新三义隧道地震反应分析

为探究隧道衬砌在地震荷载作用下的破坏机理,根据新三义隧道某区段建立Abaqus数值计算模型,分析地震波施加方法对衬砌动力响应的影响,研究不同地震波类型对衬砌地震动破坏的差异,总结地震灾害对隧道衬砌的破坏机理。研究结果表明:地震波的振动输入法会导致数值模拟结果明显失真,波动输入法计算精度较高。由于结构特殊性,拱顶与侧壁避车洞会出现应力集中现象,为衬砌破坏多发处。由于隧道围岩的物理特性,岩体隧道衬砌受周围岩体的影响在一定范围内随地震动而产生整体性震动,使得隧道衬砌没有产生大范围结构性破坏。集集地震灾害对隧道衬砌造成的破坏主要由S波引起;地震对衬砌破坏过程为地震波自下而上传递到衬砌,使衬砌发生整体性震动;避车洞周围由于结构特殊性而产生超过混凝土极限强度的应力,造成衬砌发生开裂、剥落等现象。

价态与晶型对镍钴氢氧化物超级电容性能的影响

镍钴氢氧化物(羟基氧化物)的金属价态和晶型结构均具有多变性,研究金属价态和晶型结构对其超级电容性能的影响具有重要意义。通过调控强氧化剂过硫酸铵((NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)),制备一系列不同价态(Ni^(2+),Ni^(3+),Co^(2+),Co^(3+))比例和晶型结构的镍钴氢氧化物活性材料。采用XRD,TEM,Raman,XPS等方法对材料价态、微观形貌和物相组成进行表征,明确其结构和价态性质。在1 A/g电流密度下,NiOOH-Co(OH)_(2)活性材料比容量高达260 C/g,远优于其他价态比例和晶型结构的3种电极材料性能。在2 A/g电流密度下充放电循环测试2000次后,比容量保持率为70.7%。经分析发现,NiOOH-Co(OH)2性能较优可归结于γ-NiOOH优良的导电性和α-Co(OH)_(2)较高的电容性能。

面向穴位按摩机械臂的阻抗控制算法研究

针对机械臂在穴位按摩使用场景中末端接触力的控制问题,提出了一种基于位置控制的自适应阻抗控制算法,并对该算法进行了相关的理论分析以及仿真平台实验验证。为解决机械臂在工作过程中环境刚度未知且干扰因素较多的问题,在自适应阻抗控制算法的基础上引入模糊控制器以调节阻抗参数,使机械臂在精确跟踪轨迹和期望力的基础上,动态性能得到进一步提高。仿真实验结果表明:该算法优化了机械臂在阻抗控制模式下末端力的跟踪精度,提高了系统的鲁棒性和稳定性,进而提升了机械臂完成穴位按摩工作的效果。

一种高效的持续有向栅栏覆盖算法

如何高效实现持续有向栅栏覆盖是无线充电传感器网络的研究热点,采用射频能量捕获技术可以解决栅栏中节点能量受限的问题。在已知网络区域中构建栅栏的节点分布和候选部署位置的情况下,研究射频能量源(Energy source,ES)的部署方案,从而满足所有节点的充电需求。首先,确定网络区域中的栅栏矩形;然后,提出一种基于有向发射的射频能量源最优部署算法(OdepD算法),根据候选位置与栅栏矩形的位置关系得到各个ES的射频能量发射方向和角度,根据有向能量发送模型和充电需求计算各个ES的发射功率;最后,以最小化网络充电总能耗为目标,通过离散粒子群优化充电部署位置,确定最终部署策略。仿真结果证明:OdepD算法可以明显降低网络充电总能耗,高效地实现持续栅栏覆盖。