2011年第34卷第8期文章目次

陈骥 , 刘尚平 , 彭承琳

2011, 34(8):1-7. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.001

[摘要](2203) [HTML](0) [PDF 4.77 M](1155)

摘要:
提出一种精确有效的基于脊线检测的视网膜图像血管中心线提取算法,该算法首先对原始图像进行脊线检测得到候选视网膜图像血管中心线,然后对原始图像进行照度均衡和多尺度形态学增强处理,最后对各个尺度增强图像在视场ROI区域内进行Otsu双阈值分割或单阈值分割,并将各个尺度的分割结果求和再与脊线检测结果算术相与得到最终的血管中心线.通过对25张荧光造影视网膜图像以及部分彩色视网膜图像进行测试和分析,该算法不但能够检测出低对比度血管和微小血管的中心线,而且提取的血管中心线整体连续性好.将文中算法的结果与血管手动分割血管的细化结果进行比对分析,中心线吻合率平均达到83.5%,且算法性能优于Hoover算法以及保守专家手动检测结果.

2 毛细吸液芯换热板的设计与实验

童明伟 , 胡鹏 , 杨颖 , 刘彬 , 吴中正

2011, 34(8):8-12. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.002

[摘要](1056) [HTML](0) [PDF 1.61 M](836)

摘要:
提出了由柠檬酸钾石膏配制而成的毛细吸液芯换热板,用水作冷却介质时柠檬酸钾石膏板就成了一块通流率为55.3%的均布流道.通过改变毛细吸液芯换热板的表面发射率(低发射率0.23,高发射率0.95)及冷水温度（7~18 ℃）,在维持室内温度为26 ℃（±1 ℃）情况下,对平均孔隙半径r=0.015 mm,孔隙率55.3%的毛细吸液芯换热板的换热特性进行研究.结果表明,在高发射率条件下,毛细吸液芯换热板的制冷量满足常规辐射空调要求,与蛇形辐射换热管相比初成本减少了80%,并回归出毛细吸液芯换热板的传热准则方程：Nu=0.029Re0.21Pr2.6θ0.7.为建立完整的毛细吸液芯换热板设计理论提供了依据.

3 双前导车信息对交通流稳定性影响的分析

廖孝勇 , 孙棣华 , 彭光含 , 刘卫宁 , 古曦

2011, 34(8):13-17. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.003

[摘要](1002) [HTML](0) [PDF 2.60 M](805)

摘要:
稳定性分析是交通流理论的重要问题之一,因为阻塞现象可视为动力系统的不稳定和相变.通过考虑双前导车信息的影响,获得了1个扩展的优化速度模型,借助稳定性理论得到了扩展模型的稳定性条件,同时运用非线性分析推导出mKdV方程来描述临界点附近的交通行为.数值仿真证实了分析结果,并表明考虑双前车更有效抑制交通阻塞.因此,次邻近前车对交通动力学有很强的影响,对稳定交通流起到重要作用.

4 多道电刺激信号透皮传输的微线圈阵列

牟宗霞 , 侯文生 , 郑小林 , 胡宁 , 夏楠 , 吴小鹰 , JIANG Ying-tao , Biswajit Das , 彭承琳

2011, 34(8):18-23. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.004

[摘要](1165) [HTML](0) [PDF 2.22 M](753)

摘要:
微线圈阵列和匹配电容谐振可以实现植入电刺激器多路信息的并行传输.为提高微线圈阵列接收各通道信息的精确性与可靠性,并减小植入系统的体积,实验中利用印刷电路板(printed circuit board,PCB)和柔性电路板(flexible printed circuit,FPC),工艺加工微线圈阵列,将其用于2*2阵列的多通道传输装置,并测试2种工艺线圈在理想耦合、空间失配以及不同负载下的耦合效率情况.结果表明空间失配对两种线圈都有影响,但若控制横向失配在3 mm内、角度失配在30度内,并增大负载,目前实验室阶段2种线圈均可实现植入电刺激器信号的透皮传输,各通道输出信号能满足神经电刺激的要求.在系统可靠性方面,FPC线圈更具有优势,且其柔性的特点更适于植入人体.

5 山地风场中圆形截面超高层建筑风荷载谱

孙毅 , 李正良 , 黄汉杰 , 陈朝晖 , 魏奇科

2011, 34(8):24-30. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.005

[摘要](1326) [HTML](0) [PDF 3.62 M](749)

摘要:
为了研究山地风场中超高层建筑的风荷载和风振响应特性,必须了解复杂湍流变化对建筑风荷载的影响.在风洞中模拟了4种湍流度,通过3个不同高宽比圆形截面超高层建筑模型,考察了来流湍流度、建筑高宽比、层高度等因素对顺风向和横风向风荷载功率谱影响规律.针对2个方向风荷载功率谱的特点分别采用不同荷载谱模型进行了参数拟合,再以湍流度、建筑高宽比为基本变量对荷载谱模型参数进行二次拟合,初步建立了复杂山地圆形截面超高层建筑风荷载功率谱的数学模型.最后给出一个实例,通过具体山地风速和湍流度剖面,根据提出的建筑风荷载功率谱数学模型,比较了山地和平地圆形截面超高层建筑的风振响应.

6 一类故障六角形蜂窝环的容错哈密尔顿性

董强 , 杨小帆 , 张春明

2011, 34(8):31-35. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.006

[摘要](971) [HTML](0) [PDF 3.56 M](795)

摘要:
并行与分布式系统的性能很大程度上取决于底层互连网络的有效性,蜂窝网络是并行与分布式应用中很有前景的互连网络.该文研究了一类含有2个故障结点的六角形蜂窝环的容错哈密尔顿性,这2个故障结点落在任意长度为6的圈的对角处.通过长度为6的圈上的边交换操作,把故障六角形蜂窝环上的3个不相交的无故障圈合并为1个容错哈密尔顿圈,从而证明这类故障六角形蜂窝环是哈密尔顿图.该结果揭示了六角形蜂窝环的另1个重要的容错性质.

7 静电刚度式谐振微加速度计的结构设计和制造

刘恒 , 张凤田 , 何晓平 , 苏伟 , 张富堂

2011, 34(8):36-42. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.007

[摘要](957) [HTML](0) [PDF 2.70 M](811)

摘要:
基于静电刚度的谐振式微加速度计能通过加载电压来调节灵敏度,减少了灵敏度对结构工艺误差的依赖性.根据单梁谐振加速度计的动力学原理,确定了输出频率与各活动结构位移的非线性关系.对于输出频率与加速度的复杂非线性求解问题,提出在谐振梁刚度远大于折叠梁刚度条件下,可以有效的得到二者的解析关系式,为结构设计提供了约束条件.对于差分结构,推导了面内低阶模态方程,提出应减少音叉梁连接端的刚度系数来减少工艺误差造成的模态扰动误差.采用ICP干法体硅工艺,在很少的工艺步骤下能实现高深宽比结构的流片.实验测试发现结构完整可动,但存在同频干扰问题,提出了高频调制开关解调的信号处理办法.理论分析和实验测试为设计新型谐振式微加速度计提供了依据.

8 麻醉术中绝对血容量不足临床监测告警系统的设计

余炜 , 曾孝平

2011, 34(8):43-47. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.008

[摘要](1171) [HTML](0) [PDF 2.10 M](718)

摘要:
针对临床用麻醉监测告警系统采用的硬阈值算法对绝对血容量不足等并发症评价指标单一,误报率达75%的问题,研制了1个新的实时智能监测告警系统（real-time smart alarms for anesthesia monitoring,RTSAAM）.新系统包含2个诊断模块,一是血压变化告警模块（SPV模块）,另一个是基于新算法的统计告警模块,该模块综合了血压、心率、脉量和呼气末CO2浓度等指标,能够提供足够的诊断支持信息,并可随时调节系统灵敏度.通过Kappa分析,在线和离线状态下新系统与麻醉师的诊断结果一致性分别为76%和81%,说明新系统对诊断术中的绝对血容量不足有效.

9 GWC6066船用齿轮箱振动噪声分析及试验

刘文 , 林腾蛟 , 吕和生

2011, 34(8):48-54. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.009

[摘要](1094) [HTML](0) [PDF 4.47 M](874)

摘要:
采用弹簧单元模拟轮齿啮合刚度,杆单元模拟箱体间的联结螺栓,弹簧阻尼单元模拟滑动轴承和滚动轴承,建立由齿轮、传动轴、轴承和箱体等组成的GWC6066船用齿轮箱动态有限元分析模型及声学边界元模型；分析了齿轮箱在内部动态激励下的动态响应,预估了齿轮箱的振动烈度、结构噪声及空气噪声,并对齿轮箱进行实验模态分析及振动噪声测试,与仿真结果对比分析,二者吻合良好.

10 数控机床小样本类型子系统的可靠性建模

申桂香 , 陈炳锟 , 张英芝 , 邵娜 , 谷东伟 , 王志琼

2011, 34(8):55-59. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.010

[摘要](1001) [HTML](0) [PDF 719.99 K](790)

摘要:
数控机床中很多子系统故障数很少,属于小样本的类型,使用传统经典可靠性建模方法进行建模往往会有较大的误差.对于小样本类型的故障数据,首先使用极大似然估计方法估计出各子系统故障间隔时间威布尔分布模型的参数,再采用参数偏差修正方法对各威布尔分布的模型进行修正.最后使用D检验法和误差面积比检验法检验参数偏差修正的效果,检验结果证明了修正后的模型更优.

11 旋叶式压缩机叶片运动学理论研究与仿真

宋立权 , 赵学科 , 李智成 , 刘静 , 张伟 , 邹凯

2011, 34(8):60-65. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.011

[摘要](1300) [HTML](0) [PDF 2.08 M](811)

摘要:
分析了叶片偏置式旋叶式压缩机的优势,用等距曲线的包络原理,将叶片的运动简化为叶片主圆弧圆心的运动,对叶片偏置式旋叶式压缩机建立起叶片运动学模型,导出了叶片位移、叶片速度及叶片加速度与转子转角的关系,并由获得的理论进行了仿真分析,该方法避免了求叶片接触点的复杂过程,同时具有求解的精确性.由于偏置式叶片与对心式叶片其运动学特征有较大的差异,对叶片偏置式旋叶式压缩机的叶片运动分析,不能简单地采用对心式叶片的分析方法,由简化方法计算分析所获得的结论不能表明所研究缸体型线具有的运动学和动力学特性.对广泛应用的偏置式旋叶式压缩机叶片的运动学提出了科学符实的理论计算方法,对实现高容积效率和高效压缩的多段组合的缸体型线的创新,提供了可靠分析的理论基础,拓宽了旋叶式压缩机的设计理论.

12 基于平面标靶的物体空间姿态精确测量

周传德 , 王见 , 尹爱军

2011, 34(8):66-70. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.012

[摘要](1234) [HTML](0) [PDF 1.89 M](1056)

摘要:
论文在研究平面标靶合作标识的精确识别算法和图形空间向量变换模型基础上,建立了空间姿态测量算法模型与软件流程,并提出了一种新的拓扑定位方法,并以模拟汽车四轮定位视觉测量为例进行验证,结果表明该方法具有较好的抗遮挡能力,较宽的测量范围和较高的测量精度,为采用平面靶标组建的机器视觉测量系统提供了一种可行的方法.

13 摩托车零部件企业集成化车间生产管理系统集成框架及实现技术

蒋研川 , 龚小容 , 尹超

2011, 34(8):71-79. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.013

[摘要](915) [HTML](0) [PDF 8.01 M](870)

摘要:
针对摩托车零部件制造企业车间生产过程与市场、设计、计划、供应、外协和配送等环节间信息交互和业务协作能力急需提升的需求,构建了一种包括系统内部集成、向上与产品设计和计划管理系统集成、向下与底层设备和操作工人集成、向外与外协加工和供应链管理系统集成的摩托车零部件制造企业集成化车间生产管理系统集成框架,并对基于面向服务架构的系统集成实现方案、基于可扩展标记语言的系统间数据集成与共享机制、基于多功能交互式信息终端的车间层信息实时交互技术等系统集成实现的关键技术进行了研究.该系统已成功应用于某摩托车零部件企业,取得了良好的应用效果.

14 部分烧结氧化锆陶瓷的齿科修复体磨削加工

雷小宝 , 廖文和 , 张霖 , 戴宁

2011, 34(8):80-85. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.014

[摘要](1206) [HTML](0) [PDF 3.12 M](758)

摘要:
介绍了口腔修复用部分烧结氧化钇稳定四方相氧化锆(Y-TZP)陶瓷的材料性能及切削性能,分析了齿科CAD/CAM修复的技术流程和磨削加工齿科修复体所需具备的一些基础理论与技术装备,给出了一个基于部分烧结氧化锆材料的磨牙冠磨削加工实例,其具体加工分2步：1）采用Ф1.6 mm的柱形标准金刚石磨针,以较大材料去除率的磨削参数（主轴转速40 000 r/min,磨削深度0.2 mm,进给速度300 mm/min）快速加工出磨牙冠的型面,以提高齿科修复的效率.2）因磨牙冠表面形状复杂,故采用Ф 0.8 mm的球头锥形磨针,精磨参数采用：主轴转速40 000 r/min,磨削深度0.06 mm,进给速度100 mm/min,加工出光洁的磨牙冠表面,形貌检测表明其表面质量高,符合医学齿科修复的要求.

15 能耗限制的实时周期任务可靠性感知调度

罗钧 , 刘永锋 , 付丽

2011, 34(8):86-89. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.015

[摘要](1008) [HTML](0) [PDF 919.66 K](876)

摘要:
针对动态电压调节（Dynamic Voltage Scaling,DVS）技术在实时系统能耗管理中导致系统可靠性下降的问题,提出了基于人工蜂群算法（Artificial Bee Colony Algorithm,ABC）的静态/动态可靠性感知调度算法.该算法针对处理器频率离散可调的实时系统,利用人工蜂群算法原理在满足系统能耗约束和任务时限约束的同时尽可能地提高系统的可靠性.仿真结果表明,动态可靠性感知调度算法相比静态算法性能更优,接近负载预知的最优可靠性感知调度算法性能.

16 煤层底板变形与破坏规律直流电阻率CT探测

高召宁 , 孟祥瑞 , 赵光明

2011, 34(8):90-96. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.016

[摘要](819) [HTML](0) [PDF 3.49 M](906)

摘要:
从煤层开采引起底板破坏的一般规律出发,探讨了底板岩层破坏与其电阻率的响应关系.介绍了直流电阻率CT探测技术的原理与方法,按照采动底板岩层活动规律设计了探测方案,进行煤层底板破坏深度的动态直流电阻率CT探测.通过在淮北某矿1028工作面风巷中底板位置施工2个钻孔,在孔中埋置一定数量电极,形成孔间探测剖面,并根据工作面回采进度探测不同时期岩层电场变化特征,反演其电阻率值,得出煤层底板采动裂隙演化过程中的岩层电阻率响应特征和1028工作面底板破坏深度为17 m,为煤矿安全生产提供直观有效的技术参数.试验结果表明：采用直流电阻率CT探测煤层底板采动破坏带演化过程效果明显,能显示出底板在回采过程中变化破坏情况,有利于煤矿底板突水预测和突水防治措施的制订.

17 应用遗传算法优化设计壳管式换热器

李夔宁 , 张继广 , 李进 , 郭军峰

2011, 34(8):97-102. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.017

[摘要](1208) [HTML](0) [PDF 1.34 M](764)

摘要:
针对壳管式换热器传统设计方法繁杂且结果又不能满足最佳经济费用的缺点,引入遗传算法对壳管式换热器进行设计.建立了相应的数学模型并以设备总费用为目标函数,对换热器进行优化设计.利用遗传算法智能及多点搜索等特性,不断地迭代优化变量,在优化变量值和约束条件范围内,得到最小目标函数的设计结果.采用了2个实际算例进行测试,结果显示在满足换热性能的前提下,优化后总费用都有降低,降幅分别为18.2%,7.98%.

18 含瓦斯煤的有效体积应力与渗透率关系

李晓泉 , 尹光志

2011, 34(8):103-108. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.018

[摘要](1015) [HTML](0) [PDF 1.67 M](749)

摘要:
在现有有效应力计算公式基础上,考虑多孔介质在三轴压缩状态下产生损伤的影响,修正了有效应力计算公式,并通过试验验证了该公式可以较好的描述含瓦斯煤在三轴压缩下的全应力-应变过程.三轴压缩下渗流试验表明：含瓦斯煤样在峰值点前的有效体积应力和渗透率为负指数关系；在峰值点后,有效体积应力和渗透率仍然存在指数关系,但系数发生了变化,和峰值点前不同.含瓦斯煤样的渗透率同有效体积应力呈反方向变化,即在有效体积应力增大时,渗透率减小,反之亦然.

19 低实现复杂度的改善OFDM系统PAPR性能的SLM改进算法

蒋阳 , 罗杨 , 罗艳

2011, 34(8):109-113. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.019

[摘要](1228) [HTML](0) [PDF 1.55 M](840)

摘要:
为了兼顾实际应用实现的可行性与降低OFDM系统的复杂度,提出了一种SLM的改进算法.首先该算法把原始数据分段后进行组内扰码,打破原始数据序列的自相关性,降低了所有子载波间的相位一致性,从而减低了OFDM系统的PAPR；其次利用傅立叶变换所具有的线性性质,对已获得的IFFT的数据序列进行线性组合得到新的扰码序列,从而严格控制IFFT个数,同时得到更多的时域备选数据序列,进一步降低了系统的PAPR,同时也大大减少了系统的计算复杂度.理论分析与仿真结果表明,改进的SLM算法不仅能有效抑制PAPR,同时可减小算法计算的复杂度与系统实现的复杂度.

20 混合动态子结构综合法在塔机动力学分析中的应用

王蔚佳 , 刘成毅 , 钟伟 , 李正良

2011, 34(8):114-120. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.020

[摘要](1058) [HTML](0) [PDF 1.67 M](827)

摘要:
提出了一种基于混合动态子结构综合法的塔机动力学分析模型,结合建筑施工现场的特点,获得塔机系统实测振动周期,判别远距离附着塔机使用的安全可靠性.该方法分别用传递矩阵法和柔度法建立塔身和塔顶系统子结构在起升平面内的振动数学模型.根据子结构结合界面的运动及动力协调条件建立塔机的频率方程,并首次应用于施工现场QTZ5013型塔机的动力学分析和附着装置及塔身的参数识别.结果表明,识别计算值与仪器测试结果接近.对柔性远距离附着塔机,采用引入动载系数对塔机作静力学验算的方法与工程实际存在较大误差.提出对这类塔机应进行附着装置刚度系数现场测试识别,以便及时采取应对措施,防止塔机倒塌事故的发生.

21 多跨连续斜桥动力特性分析

夏桂云 , 李传习 , 张建仁

2011, 34(8):121-127. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.021

[摘要](1127) [HTML](0) [PDF 3.60 M](756)

摘要:
为了解多跨连续斜桥振动频率的变化规律和冲击系数的合理取值,建立了等截面多跨斜桥振动频率求解的递推算法和斜桥振动分析的有限元列式,比较了等跨径多跨连续斜桥和不等跨径多跨连续斜桥前5阶频率的变化,分析了两跨连续斜桥的车-桥振动,给出了跨中截面挠度、弯矩的时程曲线,考察了斜度对挠度和弯矩的影响、挠度和弯矩的冲击系数随车速、斜度的变化.算例结果表明,等跨径多跨连续斜梁基频与单跨斜梁一致,单跨斜梁的高阶频率分布在多跨斜梁的高阶频率中,其间夹杂有其它振型频率,随着跨数的增加,夹杂的振型频率也越多；斜度对斜桥动力特性有重要影响；车辆的冲击效应与车速、斜没之间没有单调变化规律；挠度和弯矩的冲击系数不同.

22 大偏心距夹心梁柱节点抗震性能试验

华建民 , 陈祥 , 曹晖

2011, 34(8):128-133. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.022

[摘要](834) [HTML](0) [PDF 3.79 M](884)

摘要:
完成了3个梁柱偏心距大于1/4柱宽的夹心十字型平面节点试件的低周反复加载试验,对试件的抗震性能、损伤过程、失效模式、位移延性、节点区受剪承载力等方面进行了分析.结果表明此类偏心夹心节点具有良好的承载能力和抗震性能,并且可以用X筋替代部分节点区箍筋承担节点区剪力,但梁筋在节点区的锚固性能较弱.与普通夹心节点相比,大偏心夹心节点核芯区附近柱纵筋受力较为不利.

23 社区模型的移动Ad hoc网络信任管理方案

汪张生

2011, 34(8):134-138. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.08.023

[摘要](838) [HTML](0) [PDF 1.69 M](803)

摘要:
分析了移动自组网面临的安全问题,特别是由网络内部恶意结点引起的威胁.通过跟踪结点的行为,对结点的信任度进行计算和管理；可以有效限制恶意节点行为,增强网络安全性和可靠性.根据Ad hoc网络的特点,在所提出的方案中对信任概念的内容进行了扩展,通过网络社区模型,建立了对结点进行信任计算的公式和管理方案.仿真实验证实了该方案相对于传统方案具有更高的效能.

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