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2019年第42卷第5期文章目次

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    • 1  填料密封预紧应力与磨损量和泄漏量的映射模型
    周杰 ,  曹清媛 ,  王时龙 ,  易力力
    2019, 42(5):1-9. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.05.001
    [摘要](752) [HTML](571) [PDF 1.20 M](1612)
    摘要:
    核电因其辐射性，对相关设备密封要求高。填料密封是广泛用于核电机械中孔轴配合之间的动密封方式。填料密封的预紧力越大，密封效果越好，但磨损速度也会增大，使用寿命随之降低。因此通过研究预紧力与密封介质泄漏率和密封材料磨损率之间的关系，建立不同预紧应力对密封介质泄漏和密封材料磨损的映射关系模型，基于实验数据对该模型关键参数进行识别，得到磨损量和泄漏量的最终模型，通过实验对修正模型的准确性进行了验证。
    2  求解共轭齿形的轮转曲线等距偏移法
    李国龙 ,  任唯贤 ,  谢天明 ,  何坤
    2019, 42(5):10-18. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.05.002
    [摘要](1007) [HTML](1039) [PDF 1.19 M](1108)
    摘要:
    针对传统共轭齿形求解方法无法解决奇异点的问题，提出轮转曲线等距偏移法。分析了共轭曲线的等距偏移特性，推导出轮转曲线等距偏移线方程，基于该方程进行了圆弧齿廓的共轭齿形计算；采用圆弧逼近方式，以轮转曲线等距偏移线族求解任意齿廓的共轭齿形，并以含齿顶尖点的渐开线齿廓曲线为例进行共轭齿形计算；讨论了该方法的原理性误差，优化了该方法的求解精度。计算验证表明：相比于传统共轭齿形求解方法，轮转曲线等距偏移法能解决奇异点问题，且无需求解啮合方程，在齿廓曲线曲率半径变化率较小且存在奇异点时，用该方法求解共轭齿形优势明显。
    3  飞行模拟器新型倾斜协调体感算法应用分析
    王辉 ,  张保峰
    2019, 42(5):19-26. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.05.003
    [摘要](724) [HTML](608) [PDF 1008.15 K](1051)
    摘要:
    经典洗出滤波算法在一次突发过载运动后，平动低频输出持续加速度与参考加速度存在较大的感觉误差，为提高模拟器动感逼真度，针对经典洗出算法结构提出一种新型倾斜协调体感算法：采用模糊逻辑补偿思想，以人体感官模型洗出信号误差及变化率作为模糊控制器输入补偿于倾斜协调通道；去除低通滤波器，将输入参考信号与平动高频信号差值及模糊补偿合成信号代替低通滤波器输入信号，结合平动高通角加速度二次滤波补偿和加速度补偿使得洗出效果在有限的空间内达到最优。以模拟飞机加速度信号进行Simulink仿真，结果表明提出的算法在相位延迟和虚假暗示方面有较大改善，同时扩展了运动范围，增加了模拟逼真度。
    4  土工袋一体化柔性挡墙结构的性能
    卢谅 ,  智贤平 ,  王宗建 ,  黄辉 ,  吴近明
    2019, 42(5):27-36. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.05.004
    [摘要](730) [HTML](907) [PDF 2.49 M](858)
    摘要:
    土工袋体之间摩擦力不足是造成土工袋挡墙整体性较差的主要原因，现阶段增强土工袋挡墙整体性的研究较少。以传统土工袋挡墙为基础，通过对墙体结构形式进行改良，提出了一种土工袋一体化柔性挡墙结构。结合室内模型试验，研究了以砂土为填料的土工袋一体化柔性挡墙结构在竖向和水平荷载作用下的墙面位移、受拉装置的应力分布规律，并与传统土工袋挡墙和加筋土挡墙进行对比分析，探讨了该挡墙结构水平承载力机制及变形机理，并进行了稳定性分析。该柔性挡墙产生一体化效果并形成连续墙体，有效控制墙面变形，提高墙体抗变形能力，使其稳定性和水平承载力比传统土工袋挡墙高。
    5  基于IDA和易损性分析的RC框架结构底层柱端弯矩增大系数
    张望喜 ,  庞博 ,  徐帅
    2019, 42(5):37-45. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.05.005
    [摘要](741) [HTML](454) [PDF 1015.58 K](835)
    摘要:
    为研究RC框架底层柱上下端弯矩增大系数的合理取值与该系数取值的合理性，设计6栋具有不同柱端弯矩增大系数、不同设防烈度的框架结构进行增量动力分析，输入10条地震波，得到各结构模型的IDA曲线。在此基础上，通过定义不同的烈度水平，得到各结构的易损性曲线与倒塌破坏概率。结果表明：按照现行规范设计的7度设防与8度设防框架可以满足大震不倒的设防要求；若将梁柱节点与底层柱下端弯矩增大系数的取值分别提升至1.5与1.8，可使框架在特大地震作用下发生倒塌的概率降低至可接受范围之内。
    6  受拉加载速度变化对砂岩Kaiser效应影响
    傅翔 ,  黄平 ,  班宇鑫 ,  谢强 ,  曾晶 ,  涂义亮
    2019, 42(5):46-55. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.05.006
    [摘要](702) [HTML](842) [PDF 3.55 M](714)
    摘要:
    为分析受拉加载速度变化下的岩石破坏过程Kaiser效应特征，获取其机理和判断标准，通过3种加载速度的三点弯曲声发射试验，研究了受拉应力状态下砂岩Kaiser点的应力值与加载速度、声发射特征参数间的相互联系。运用RFPA2D从微裂纹开展角度，对试验过程中Kaiser效应随加载速度变化呈现的差异进行了机理分析。最后，运用小波分析方法获取了不同加载速度的砂岩Kaiser点频谱分布区间，量化了其宏观现象的判断标准。结果表明：砂岩的Kaiser效应特征参数与加载速度正相关，各参数的Kaiser点明显程度存在差异，累计事件参数最明显。加载速度越快，岩石裂纹扩展路径的规律性越弱。因裂纹竞争起裂趋势难度的变化，造成开裂能量分布均匀性降低，影响Kaiser效应的准确度和明显程度。Kaiser点的频率主要集中在0~312.50 kHz范围，占比为40.54%，最大值在300 kHz附近，呈现正态分布，并且Kaiser点的频率区间随加载速度的变化呈现不断紧缩趋势，这一规律可以作为反演辨识岩石受荷冲击强度变化的依据。
    7  基于光滑粒子法边坡失稳影响范围的模拟
    胡嫚 ,  吴飞 ,  汪时机 ,  张富裕
    2019, 42(5):56-65. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.05.007
    [摘要](659) [HTML](400) [PDF 3.71 M](1027)
    摘要:
    基于光滑粒子流体动力学（SPH，smoothed particle hydrodynamics），以经典弹塑性本构模型为核心，结合一系列数值处理方法，探讨精确和便捷地对边坡失稳破坏影响范围的模拟方法与技术。文中借助地理信息系统（geographic information system，GIS）平台与C#编程建模，将边坡地形细节与特征创建成为SPH粒子，对模型部分边界粒子排列方式进行改进，最后应用到边坡模拟的实例中。结合GIS平台与Matlab开发了滑坡SPH粒子自动排列程序，将此模型与方法应用在美国华盛顿州Oso滑坡实例中，经过参照对比，数值模拟结果与滑坡现场收集数据较为吻合，验证了光滑粒子法及运动模型在模拟边坡失稳影响范围的适用性。
    8  混凝土缺陷检测的电阻成像约束反问题算法优化
    余佳干 ,  陈智俊 ,  周小勇 ,  潘勋
    2019, 42(5):66-75. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.05.008
    [摘要](711) [HTML](801) [PDF 6.44 M](939)
    摘要:
    电阻层析成像（ERT，electrical resistance tomography）是一种以对象内部电导率分布为成像目标的可视化技术，具有低成本、无损伤等优点，在混凝土缺陷检测领域具有广阔的应用前景。根据电阻成像基本原理，基于Matlab平台编制ERT正问题和反问题程序，实现了约束牛顿迭代算法（NCRM，Newton's constrained reconstruction method）。计算过程中，根据混凝土基体及缺陷的电学特性和基体与缺陷的锐化边界条件对算法施加约束，通过逐步修正初值来干预逆运算，从而提高ERT反问题的计算稳定性和重构图像质量。试验结果表明：针对混凝土材料的缺陷检测，提出的ERT约束算法用较少的迭代次数即获得较好的效果，能较大程度消除成像目标的伪影，提高锐度，实现对混凝土缺陷相对精准的无损检测。
    9  基于信息熵的改进海豚群算法及其桁架优化
    李彦苍 ,  王旭
    2019, 42(5):76-85. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.05.009
    [摘要](784) [HTML](1157) [PDF 1.55 M](1066)
    摘要:
    针对基本海豚群算法易陷入局部最优的缺陷，提出了基于信息熵的改进海豚群算法，引入信息熵来度量海豚群搜索阶段的不确定性，控制搜索阶段的选择概率，降低盲目搜索，克服了基本海豚群算法搜索阶段易陷入局部最优和早熟收敛的缺陷。将改进后的算法应用到桁架结构的优化中，并与其他算法优化结果进行了比较，证明了改进的算法在收敛速度和寻优精度方面有更好的表现，将其应用到桁架结构优化设计中，为结构优化设计提供了一种有效的方法。
    10  具有能量收集的认知双向协作中继网络中断概率分析
    罗轶 ,  施荣华 ,  董健 ,  唐锟 ,  冯倬惠
    2019, 42(5):86-94. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.05.010
    [摘要](826) [HTML](427) [PDF 1.04 M](870)
    摘要:
    为了延长认知中继网络的生存时间和降低中断概率，提出了具有多主接收端的专用信号塔（PB，Power-beacon）辅助能量收集认知双向协作中继网络，并研究了采用译码转发模式和机会中继选择策略的衬底式认知网络中断性能。网络中次用户发射功率由收集自PB的能量和主接收端的干扰约束决定。推导了Rayleigh块衰落信道下次网络的精确中断概率，结果表明增大PB发射功率或主网络干扰约束将使中断概率单调下降。此外，还推导了有干扰约束和无干扰约束的次网络渐近中断概率，研究了中断饱和现象，PB位置对中断概率的影响，以及主接收端和中继数量、次网络端到端容量以及能量收集比率与中断概率之间的关系。仿真结果验证了理论推导。
    11  基于引导滤波器和加权二维主成分分析的视频融合
    徐丹 ,  巩沛琪 ,  郭松涛 ,  王英 ,  姚菁
    2019, 42(5):95-107. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.05.011
    [摘要](651) [HTML](768) [PDF 4.33 M](757)
    摘要:
    可见光视频可以提供纹理信息，而红外视频可以提供隐藏的热信息。通过2种视频的融合可以提高移动用户的视频观看体验。然而，由于移动设备资源有限，复杂的视频处理任务被迁移到资源（计算、存储和电池资源）相对丰富的微云上执行。基于均值哈希的帧间冗余检测算法被提出，将去冗之后的视频帧传输到微云等待处理，基于引导滤波器和加权二维主成分分析（W2DPCA，weighted two-dimensional principal component analysis）的视频融合算法被提出。该算法首先使用引导滤波器将待融合视频帧分成基层和细层，然后，利用改进的自适应W2DPCA融合可见光帧的基层和红外帧的基层。最后，通过组合融合基层和细层来获取融合帧。实验结果表明，帧间冗余检测方法最大限度地减少了微云中冗余数据的传输量，降低了移动设备的能耗。与现有方法相比，提出的视频融合算法得到的融合帧具有与原始帧更多的互信息和更高的结构相似度，同时融合结果也具有较高的整体标准差和峰值信噪比，所以具有更好的整体融合效果。
    12  基于S7-1200 AD采样的高效数字滤波算法的设计与实践
    陈明方 ,  刘金鑫 ,  张永霞 ,  葛天佑 ,  臧家秀 ,  陈浩
    2019, 42(5):108-118. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2019.05.012
    [摘要](1009) [HTML](1454) [PDF 2.08 M](1815)
    摘要:
    针对西门子S7-1200PLC的AD采样过程中，因外界干扰、传感器采样数据扰动等原因导致的采样数据抖动问题，基于最小均方（LMS，least mean square）原理，设计了一种改进型加权平均数字滤波算法。在1200PLC中通过SCL语言编制对应的滤波算法程序，对AD采样的数据进行数字滤波。通过设计强干扰环境下的AD采样实验证明：该数字滤波算法高效、可靠，采样数据稳定、准确。

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