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• 2017年, 45卷, 第4期
  刊出日期：2017-08-25

    

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  履带式移动机器人自主跟随算法研究

  蒋建东，张　钧，李聪聪，章恩光

  2017, 45(4): 355-360.

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  基于履带式移动机器人自主跟随控制平台，研究并设计了一种履带式农业机械自主跟随控制系统．结合神经模糊控制（ＡＮＦＩＳ）思想，提出一种自适应前视距离自主跟随算法，并进行了履带式移动机器人的运动学求解并建立其纯追踪模型，在纯追踪算法中对前视距离参数进行动态调节．通过将引导车行驶路径划分成多段直线路径组合成的折线路径，使跟随车自主跟随的本质转化为对折线路径的快速跟踪，实现跟随车对引导车的自主跟随．仿真及试验结果表明：折线路径平均横向偏差由０．０９２ｍ减少为０．０２２ｍ，调节时间缩短约５０％，该算法对折线路径的跟踪精度较高，响应时间短，满足自主跟随需求．
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  一种正畸用复合材料的制备及其力学性能评价

  刘云峰，宋山岭，仵健磊，费正东，徐立新

  2017, 45(4): 361-365.

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  具有形状记忆功能的高分子材料（ＳＭＰｓ，Ｓｈａｐｅ　ｍｅｍｏｒｙ　ｐｌｏｙｍｅｒｓ）可应用于口腔正畸，但是其弹性模量比较低，形状回复力比较小．为了提高ＰＵ 材料在口腔正畸中的应用可行性，以聚氨酯为基体，短切玻璃纤维为增强填料，探究具有不同质量分数的玻璃纤维增强聚氨酯（ＧＦＲＰＵ）复合材料的制作工艺并制备出长方体状样条，通过静态拉伸实验测试、差示扫描量热仪（ＤＳＣ，Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）测试和扫描电镜（ＳＥＭ，Ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）观察，从弹性模量、玻璃化转变温度和微观断口形貌三个方面评估ＧＦＲＰＵ复合材料用于正畸治疗的可行性．研究结果表明：温度为３６℃，玻纤质量分数为３５％时，ＧＦＲＰＵ 复合材料与纯ＰＵ 材料相比，其弹性模量提高了２１８％～５４６％，力学性能有较大改善，其应用于口腔正畸的可能性明显提高．
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  基于ＡＮＳＹＳ优化技术的非对称管板的分析与设计

  孙伟明，石秀真，周　文，常　波，李剑虹

  2017, 45(4): 366-369.

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  非对称管壳式蒸发器是低温余热发电的核心设备，在近年来应用越来越广泛．非对称管板即管板的管束布置呈非对称状，而管束的特殊分布使得管板的应力情况复杂，目前没有非对称管板板厚的具体计算公式，只能借助数值求解的方法来计算．从安全生产的角度出发，为了在满足结构强度的要求下达到成本最小的目的，利用ＡＮＳＹＡ有限元软件对构件进行了应力分析，通过ＡＮＳＹＳ优化技术，选取管板厚度为设计变量，蒸发器质量为目标函数，对管板参数进行优化，最终得出了合理的结果．
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  热和力作用下灶具钢化玻璃面板力学特性研究

  钟英杰，周　锐，徐　强，郑军妹，苏慧玲，李　辉，邓　凯

  2017, 45(4): 370-375.

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  针对灶具钢化玻璃面板出现的爆裂问题，对两种不同结构尺寸的灶具钢化玻璃展开了实验研究，通过改变面板的热负荷、力负荷和受力点的位置等多方面的因素，获得了两种灶具面板的应力和位移的变化规律．实验表明：面板所受热负荷小于６ｋＷ／ｍ２ 时，钢化玻璃面板的应力随热负荷的增加而增加；面板垂直位移大于水平位移，最大位移值随热负荷的增加而增大；力负荷的作用点和大小可改变面板所受的压强，当压强减小时面板的应力减小；热负荷较小时，面板对压强变化的敏感性较大；不同结构形式的面板对力作用点和力大小变化的敏感性不同；在相同的力负荷和热负荷下，钢化玻璃面板的应力与其表面温度高低有较大关系．
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  磁感应游离磨粒线锯切割中磁系研究

  姚春燕，李贺杰，张　威，刘　坤，李矿伟，彭　伟

  2017, 45(4): 376-380+408.

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  根据磁感应游离磨粒线锯切割技术要求，设计了能在锯丝周围产生辅助匀强磁场的磁系．利用ＡＮＳＹＳ有限元软件，分别建立了磁系的磁轭、磁极接头的有限元仿真模型，仿真确定了磁轭的截面尺寸和磁极接头形状．根据磁轭、磁极接头仿真结果并依据磁路设计原理组建磁系，对置于磁系中的锯丝周围的高梯度磁场特性进行了仿真研究，结果表明：所设计的磁系产生了匀强磁场并具有一定的聚磁效果；锯丝在所设计的磁系中能够形成高梯度磁场并按规律分布．搭建磨粒吸附观测实验平台，观测磁性磨粒在锯丝表面的吸附，实验结果表明：磁性磨粒吸附于锯丝表面，所设计的磁系能够产生良好的磨粒吸附效果．
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  a-C基底WS_x薄膜的制备及其摩擦学性能

  杨芳儿，李　昂，沈靖枫，郑晓华

  2017, 45(4): 381-386.

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  采用磁控溅射技术在２００℃单晶硅片上沉积a-C薄膜，随后在不同溅射气压下沉积WS_x薄膜．通过扫描电镜、能谱仪、ＸＲＤ和ＸＰＳ等分析了薄膜的形貌、成分与微观结构；采用纳米压痕仪、涂层附着力划痕仪和球盘式摩擦磨损试验机测试了薄膜的力学与摩擦磨损性能．结果表明：a-C基底上沉积的WS_x薄膜表面平整、结构致密且随着气压升高而变得疏松，膜中WS_2呈微晶或非晶结构；随着溅射气压升高，薄膜的Ｓ与Ｗ 原子数比先增大后减小并趋于稳定；薄膜硬度逐渐降低，大气中的摩擦因数与磨损率均先减小后略微增大．０．８～１．０Ｐａ条件下制备的ＷＳｘ薄膜摩擦系数最低（约０．１１），磨损率最低为４．３４×１０－１５　ｍ３／（Ｎ·ｍ），性能显著优于Ｓｉ基底和钢基底上的ＷＳｘ薄膜．
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  钯催化吲哚的去芳香化双芳基化

  贾义霞，李英龙，刘人荣

  2017, 45(4): 387-390.

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  以钯为催化剂，三环己基膦为配体，芳基硼酸为芳基化试剂，通过吲哚的分子内Ｈｅｃｋ／Ｓｕｚｕｋｉ串联反应实现了吲哚的双官能团化，为合成结构多样性的吲哚啉衍生物提供了一种高效、快捷的方法．通过简单起始原料出发，高产率、高对映选择性地合成了一系列的含有连续叔碳／季碳中心的吲哚林化合物．并系统地研究了反应的溶剂、碱和配体对反应的影响以及底物中各种给电子或吸电子基团对产物收率的影响．重要的是，通过该反应可以顺利实现克级规模制备，体现了方法的优越性及可靠性．
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  氯胺嘧草醚在土壤中的残留分析方法

  谭成侠，戴丹丹，魏优昌，胡冬松，谭　悦

  2017, 45(4): 391-393.

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  建立了氯胺嘧草醚在土壤中的残留分析方法．土壤样品用乙腈提取，弗罗里硅土小柱净化，高效液相色谱－ＤＡＤ检测器检测．氯胺嘧草醚在０．１～１０．０ｍｇ／Ｌ质量浓度范围内线性关系良好，相关系数为０．９９９　８；土壤中的最低检出限为０．００２ｍｇ／ｋｇ，最小检出量为１．０×１０－１２　ｇ；在土壤中氯胺嘧草醚的平均添加回收率回收率分别９６．７％～９９．５％，变异系数分别为２．４％～４．６％．该方法的准确度、精确度及灵敏度均达到农药残留分析的要求．
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  香豆素类单胺氧化酶Ｂ抑制剂的研究进展

  谢媛媛，黄应益，米治胜

  2017, 45(4): 394-400.

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  单胺氧化酶（ＭＡＯ）在维持大脑和哺乳动物组织中神经递质和生物胺的正常水平中起着重要的作用．ＭＡＯ－Ｂ是治疗阿尔兹海默症（ＡＤ）的一个重要靶点，而ＭＡＯ－Ａ主要用于治疗抑郁症．第一代、第二代ＭＡＯ－Ｂ不可逆抑制剂毒副作用大，临床应用受到限制．随着老龄化进程加剧，寻找一种高效、可逆的ＭＡＯ－Ｂ选择性抑制剂已迫在眉睫．香豆素类物质由于其较强的ＭＡＯ－Ｂ抑制活性近年来得到广泛的研究，在此回顾近２０年香豆素类ＭＡＯ－Ｂ抑制剂的研究进展，对它们的构效关系进行了阐述和总结．
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  MES实时数据监测系统设计与开发

  张贵军，陈　凯，徐建明，禹鑫燚

  2017, 45(4): 401-408.

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  针对离散制造业各系统之间相互独立、缺乏数据共享，而导致功能重叠等信息孤岛问题，基于面向制造企业车间执行层的生产信息化管理制造执行系统（ＭＥＳ），设计开发了ＭＥＳ实时数据监测系统．使用ＯＰＣ　Ｓｅｒｖｅｒ实现现场设备状态的实时采集，通过Ｓｏｃｋｅｔ实现网络数据交换，采用ＷｅｂＳｏｃｋｅｔ即时通信技术实现服务器与浏览器之间数据的实时推送．设计一种可靠的通信协议实现网络数据的可靠传输，有效解决了上层计划系统与下层控制系统之间的通信问题，用户可以通过ＰＣ浏览器远程监测现场设备的工作状态．ＭＥＳ实时数据监测系统开发成本低、运行稳定且维护简便，可以替代传统岗位式监测方式，具有较高的研究和市场应用价值．
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  面向用户体验的异构网络多业务资源分配算法

  孟利民，盛　冲

  2017, 45(4): 409-415.

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  分析了宏基站（Ｍａｃｒｏｃｅｌｌ）和家庭基站（Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ）共同构成的异构网络场景下的多个业务的资源分配问题，并提出了一种基于用户体验（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，ＱｏＥ）的高效的分配算法．主要考虑了语音、视频和数据三种业务．为了使所有业务的ＱｏＥ之和达到最大化，先根据三类业务的不同属性设置相应的速率限制，在此基础上，利用模拟退火智能算法分别对频谱资源块和功率资源进行优化分配．仿真结果表明算法有效的提高了资源的利用效率，避免了多余资源分配到无法提升ＱｏＥ的业务上，实现了资源的最优化分配．
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  二阶互补滤波姿态求解器的设计

  南余荣，宛冬晴，潘　帅，姚亚楠

  2017, 45(4): 416-420.

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  为了降低小型四旋翼姿态解算的成本和提高姿态输出精度，采用了低成本ＭＰＵ－９２５０作为ＩＭＵ，设计了一种二阶互补滤波姿态求解器．二阶互补滤波算法所产生的计算量不大并且对处理芯片的性能要求不高，从而达到降低成本的目的．通过实际测试，以成品ＡＨＲＳ１００作为航姿参考系统，得出姿态角度动态误差在３°以内．实验结果表明：所设计的姿态求解器能较精确地解算出四旋翼的姿态角度，满足了小型四旋翼对输出姿态精度的要求．
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  基于马尔可夫过程的路网交通状态预测方法

  郭海锋，蔡华波，朱　超，查　琪

  2017, 45(4): 421-426.

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  针对城市道路交通管控对路网实时交通状态信息的需求，首先对交叉口的交通状态进行了界定并划分为４个状态等级，然后以１５ｍｉｎ为时间间隔，结合历史数据采用马尔可夫过程计算每个交叉口的状态转移概率，并对各个交叉口下一时刻的交通状态进行预测，进而对每个交叉口进行分类并采用综合评价法确定整个路网的交通状态．试验以ＭＡＰＥ为评价指标对已有算法进行对比，结果表明：该方法不仅能够实时地确定每个交叉口的交通状态，同时能够基于不同类型交叉口的预测结果确定整个路网的交通状态，且交叉口平均预测误差为７．０４％．
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  结合代表点和密度峰的增量动态聚类算法

  郑河荣，陈　恳，潘　翔

  2017, 45(4): 427-433.

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  为了解决增量大数据聚类速度缓慢问题，提出了一种结合密度峰和代表点分析的快速聚类算法．先对样本集进行初始化聚类，然后根据删除失效的聚类数据调节聚类簇群的密度均值，再利用代表点的算法对样本集进行更新，最后采用密度峰算法进行重复聚类从而更新聚类核心点．通过实验分析表明：该算法可有效提高算法收敛速度．在应用方面，将这种聚类算法引用到大数据量的人脸聚类工作中，优化人脸聚类的效果．
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  基于移动办公的员工定性指标定量化考核方法研究

  李澎林，张慧珂，李　伟

  2017, 45(4): 434-438.

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  当前的员工定性指标考核方法主要是凭借考核者的主观印象进行考核，导致考核结果容易出现偏差，有失公平．针对人为考核方法的主观随意性，结合当下移动办公模式快速发展的背景，提出一种基于移动办公的员工定性指标定量化考核方法，该方法用移动办公系统中的客观数据来反映员工定性指标的完成情况，实现员工定性指标可定量化考核的目的，并重点研究了该方法的构建过程，给出了无量纲化、灰色关联分析和确定权重系数的数据处理方法．实例分析表明了该方法构建的可行性和应用结果的有效性．
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  基于局部学习的车辆图像识别方法

  赵小敏，孙志刚，夏　明

  2017, 45(4): 439-444.

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  随着机动车交通违法行为的增多，民众利用智能手机拍照举报式的监督模式应运而生．针对由手机拍照举报的静态图像的车辆识别问题，提出一种基于局部学习的车辆识别方法．与在整个样本空间里训练一个全局模型的传统方法不同，该方法以局部学习中心选取策略和巴氏距离大小为基础，将样本划分若干子集并在每个子集上训练一个局部分类器．仿真结果表明：与已有形状模型法、超像素级别等图像目标识别方法相比，该方法在静态车辆图像识别的问题上拥有更好的识别率和识别效果．
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  多边形骨料混凝土弹性模量预测的数值方法

  周欣竹，钱梦必，郑建军

  2017, 45(4): 445-448+472.

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  混凝土在建筑、水利、海洋和道路工程中应用广泛，其弹性模量是结构变形计算的关键参数．将混凝土细观结构模拟与快速傅里叶变换相结合，提出了混凝土弹性模量预测的数值方法．考虑周期性边界条件给出了多边形骨料和界面在水泥石基体中的随机分布模拟方法．利用快速傅里叶变换方法给出了三相混凝土在外荷载作用下的平均应力、平均应变和弹性模量．将数值方法与文献中的试验数据进行比较，结果表明：当骨料面积百分数分别为４０％，６０％时，它们之间的相对误差小于５％，初步验证了该数值方法的有效性．基于数值结果，量化了界面弹性模量和厚度对混凝土弹性模量的影响，发现提高界面弹性模量或减小界面厚度都可以有效提高混凝土弹性模量．
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  两种温度历程下高掺粉煤灰砼早期抗裂性综合评价

  赵志方，陈　静，王卫仑，赵志刚，周厚贵

  2017, 45(4): 449-453.

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  为综合评价高掺量粉煤灰大坝混凝土早龄期的抗裂性，采用温度—应力试验机，研究３５％，８０％两种粉煤灰掺量的常态大坝混凝土在绝热与温度匹配模式下的综合抗裂性．结果表明：温度匹配模式下混凝土的抗裂性优于绝热温升模式；在两种温度历程养护模式下，８０％粉煤灰掺量的混凝土相比于３５％掺量的混凝土，有较低的温升值、室温应力以及开裂温度，较高的开裂应力和应力储备，并从开裂细化指标、开裂核心指标和开裂综合指标进行综合分析，得出高掺量粉煤灰混凝土具有更好的早龄期抗裂性．
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  高层扩散体建筑风能集聚效应研究

  袁伟斌，王　昭，李泽彬

  2017, 45(4): 454-460.

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  为研究截面为方形的高层扩散体建筑的风能集聚效应，采用风洞试验和ＣＦＤ数值模拟相结合的方法，以平均风速、风速增大系数和湍流强度作为评价指标，选取建筑间距、风向角和建筑高差等作为控制变量，通过比较分析获得不同情况下高层扩散体建筑风能集聚效应的最佳位置．结果表明：适当的建筑间距对集聚效应具有加强作用，而后随间距增大集聚效应减弱，迎风面宽度相比风通道长度对风能集聚效应影响更大，且在建筑全高的１／２～５／６范围内风能集聚效应明显，其中在３／４处达最佳．然而，随着建筑高差的增大，风能集聚效应逐渐减弱，其中风速最大位于相对较低侧建筑全高的５／６处．
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  ＲＣ　Ｚ形截面柱抗震性能有限元模拟

  崔钦淑，赵笑笑

  2017, 45(4): 461-466.

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  基于钢筋混凝土Ｚ形截面柱抗震性能的试验结果，用ＡＮＳＹＳ有限元软件对试验试件进行有限元非线性模拟分析．采用分离式钢筋混凝土有限元模型，混凝土单元选用ＳＯＬＩＤ　６５实体单元，钢筋单元选用ＬＩＮＫ　１８０杆单元．用直接建模的方式建立Ｚ形截面柱模型并进行位移加载，对应力云图、滞回曲线、骨架曲线、延性系数和等效黏滞系数等力学性能指标进行分析．研究结果表明：模拟的结果与试验结果吻合良好，采用分离式模型建立的钢筋混凝土有限元模型可以用于ＲＣ　Ｚ形截面柱抗震性能的研究．
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  不同形状盘体组合对支盘桩承载性状影响研究

  卢成原，寿亚锋，琚蕊雄，王　东

  2017, 45(4): 467-472.

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  设计了四组双盘支盘桩室内模型试验，以研究不同土层中不同形状盘体组合对桩承载性能的影响．根据试验结果可知：支盘桩的盘体直径相同而盘底倾角不同时其承载力是不同的，多盘支盘桩设在不同土体中的盘体其盘底倾角存在最优角度组合，越接近最优角度组合，各盘体底部土体压力差越小，桩周土的压力分布越均匀，也越能充分发挥桩周土的承载性能，多盘支盘桩的承载力也越高．因此在多支盘桩设计时应重视设置在不同土体中各盘的形状变化对承载性能的影响，尽可能采用最优的不同形状盘体组合，以发挥支盘桩的最佳承载性能．