浙江工业大学学报

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赵志方，戴佳敏，吉顺文

2019, 47(1): 1-5.

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为获得精度较高的常态大坝混凝土温度场仿真计算结果,需要较为准确的可用于温度场仿真计算的混凝土热学参数。结合某常态重力坝工程和现场原位温度场试验结果,对混凝土热学计算参数进行反演分析,并运用所得的反演分析成果对该重力坝温度场进行仿真模拟。结果表明:通过反演参数仿真模拟所得的大坝温度计算值与其相应测点的实测值吻合,反演结果可靠,可有效提高常态大坝混凝土温度场仿真模拟精度,为指导大坝混凝土现场施工提供参考。

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江阴大桥实测数据时间同步分析

许四法，陈子安，韩悦，陈铭凯，刘普，俞思迪

2019, 47(1): 6-12.

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针对江阴大桥结构健康监测系统因缺陷导致加速度信号间存在时间不同步的问题,提出了相关系数的时域校准方法来纠正不同位置处加速度间的时间延迟。任意选择某一处的加速度数据作为参考信号,其余的加速度作为时间平移信号。然后对平移信号相对参考信号进行时间平移。对于每一次时间平移,分别利用相关系数算法求解参考信号与平移信号的相关系数。当信号间的相关系数达到最大值时所对应的时间即为两者的实际延迟时间。为验证该算法的准确性,对时间同步后的数据进行了模态分析。结果表明:相关系数的时域校准方法用于识别时间延迟得到了较为理想的效果。

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基于ABAQUS分析结合面粗糙度对UHPC铰缝接触面损伤的影响

施颖，孟科坦，罗东海

2019, 47(1): 13-17.

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以UHPC作铰缝填料的高强空心板桥为研究对象,利用通用有限元软件ABAQUS建立三主梁、两铰缝,跨度为10m的空心板有限元模型,计算在结合面光滑S、中度粗糙M和粗糙R这3种粗糙度状态下极限荷载作用时接触面的损伤特性,并对不同位置接触面进行正应力和剪应力分析。结果表明:结合面光滑状态时仅自重作用下铰缝的接触面较负载铰缝先发生损伤,其他两种状态则相反;结合面无论何种粗糙度状态,接触面最下缘位置始终是损伤起始位置,且接触面损伤主要是由横向受拉引起。若使用UHPC作铰缝填料,甚至推广到作纵横接缝,均可考虑将铰缝或接缝下部接触面做成粗糙结合面,而上部及中部接触面做成中度粗糙结合面,达到安全、耐久和经济的效果。

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平面外夹角对X形圆钢管节点平面外抗弯承载力的影响

赵必大，蔡扬政，王张弛，郑语凝，孙珂

2019, 47(1): 18-23.

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为了分析支管与主管平面外夹角(简称面外角)对空间X形圆钢管相贯节点平面外抗弯承载力的影响,建立了节点的有限元模型,确定了节点平面外转角的获取方法,与已有试验结果及规范公式对比后,确定0.07弧度节点转角准则作为节点平面外抗弯承载力的判定方法。根据大量有限元计算结果分析了面外角对空间X形圆钢管相贯节点平面外抗弯承载力的影响,并在已有规范公式基础上,建立了考虑面外角影响的节点承载力计算式。研究结果表明:面外角有利于节点的正向平面外抗弯,但不利于节点的反向抗弯,面外角对支主管直径比小于0.6的节点抗弯承载力的影响较小,但对直径比大于0.75的节点的影响较大,改进后的计算式较好地反映了有限元分析结果。

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叶片包角对离心泵空化性能的影响

牟介刚，施郑赞，谷云庆，王浩帅，赵李盼，简捷

2019, 47(1): 24-28.

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为了研究叶片包角β对离心泵空化性能的影响,以100MP200单级单吸离心泵为模型,在保持其他叶轮几何参数不变的情况下,设计了4种不同包角β的叶轮,基于完全空化模型和RNGk—ε湍流模型对离心泵进行数值模拟,分析不同包角下叶轮流道内的空化性能和空泡体积分布规律。结果表明:叶片包角β对离心泵的扬程和效率有明显相关性,在叶片包角β=160°时具有最佳的扬程和效率;最佳包角为β=160°的叶轮具有最佳的抗空化性能,空化区域面积比其他三种包角叶轮有显著的减小。

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两层弹性软基底中压电薄膜的屈曲分析

周旺民，李望君

2019, 47(1): 29-33.

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硬薄膜软基底结构在压应力作用下通常会发生一种褶皱形式的屈曲失稳,这种结构在微纳机电系统、柔性电子器件等领域有非常广泛的应用。压电材料因其独特的力电耦合特性具有普通材料不可替代的作用,受到软基底-硬薄膜-软基底3层结构能进一步提高其弯曲性能的启发,从理论上分析了关于压电薄膜3层结构在压应力作用下的屈曲问题,结合线性扰动分析和能量法获得了3层结构压电薄膜屈曲的临界应变、波数、波长和幅值的解析表达式,并且与弹性薄膜3层结构进行了对比分析,发现压电薄膜比弹性薄膜有更强的抵抗屈曲变形能力。

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气膜屏蔽射流电解加工动态成型及实验研究

王明环，邱国志，鲍兆彦，许雪峰

2019, 47(1): 34-40.

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气膜屏蔽射流电解加工在高压气体作用下,可成形出精度更高、表面质量更好的微结构。为了掌握气膜屏蔽射流电解加工中材料蚀除规律,对加工间隙内多场耦合作用机理进行了理论研究,并基于Fluent和Comsol软件模拟分析了加工间隙内气液分布、电场、流场和温度场等规律,得出工件表面动态成型演变规律并搭建实验设备进行了实验验证。研究结果表明:与传统的射流电解加工相比,气膜屏蔽射流电解加工下加工间隙内电流密度及温度降低、凹坑宽度及深度变小以及深径比提高,实际加工实验与模拟结果相吻合。

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室内空调扫风对颗粒物二次悬浮的影响研究

郑水华，赵李盼，杜魏媛

2019, 47(1): 41-46.

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在空调扫风情况下,会引起室内微小颗粒物的二次悬浮,影响室内空气质量以及人类身体健康。在室内空调扫风情况下,通过CFD模拟研究地面颗粒物的具体运动轨迹,探究产生二次悬浮的原因,使用Fluent软件对室内地面颗粒物进行非定常数值模拟。分析结果表明:室内空调扫风情况下颗粒物的二次悬浮主要是由于在扫风的情况下,空气中产生了速度场和大量的涡,这些速度场以及涡的出现会引起微小颗粒物的二次悬浮,颗粒物会在各方面综合作用下跟随流场运动并产生逸散行为。

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大功率激光立体成形熔道几何参数量化模型

胡晓冬，黄利安，朱秀晖，姚建华，林英华

2019, 47(1): 47-52.

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大功率激光立体成形过程中,单道熔道的形貌特征与成形件的精度、质量指标等因素密切相关。为建立激光立体成形1Cr13工艺参数与熔道的宽高比、深高比等形状参量的量化分析模型,基于正交法研究了激光功率、扫描速度和送粉量等3个因素与熔道形貌特征的定性关系。实验表明:3个因素对宽高比的影响为扫描速度最大,送粉量次之,激光功率最小;3个因素对深高比的影响为送粉量最大,激光功率次之,扫描速度最小。为进一步优化工艺参数取值范围,以Box-Behnken实验方案补充实验样本,建立工艺参数与熔道形状参量的BP神经网络计算模型。进而以神经网络模型为计算工具,以熔道宽高比、深高比为约束条件建立激光立体成形熔道形貌控制工艺窗口,不同工艺分区的实验结果与计算结果一致。

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钛合金表面TiO2薄膜制备及生物活性研究

肖帆，陈劲宇，姜珍兰，宗晨，项军，刘升沛

2019, 47(1): 53-57.

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使用TiCl3盐酸溶液作为前驱液,通过简单易操作的水热法在Ti-6Al-4V合金基体表面原位生长TiO2纳米棒阵列薄膜。使用扫描电子显微镜（SEM）、场发射电子显微镜（FESEM）和X射线衍射仪（XRD）等手段研究不同水热反应条件对其表面形貌和结构的影响。结果表明:纳米棒阵列薄膜为混晶结构,具有沿[001]轴择优生长和金红石（101）高能晶面曝露的特点,并且能够适用于3D打印的多孔钛合金种植体,说明了该薄膜具有一定的普适性。该基体表面的TiO2在3d就能诱导羟基磷灰石的生长,说明其具有优异的生物活性,显示了其在骨科、牙科等植入体表面改性领域的应用前景。

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液压成形波纹管减薄率的数值模拟研究

郭煜敬，王志刚，金光耀，叶三排，卢志明，黄静，峰黄康

2019, 47(1): 58-62.

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厚度减薄率是影响波纹管成形质量的重要参数之一,因此用数值方法模拟研究波纹管液压成形过程的减薄率具有重要意义。比较了四种轴向进给加载路径(台阶形、双线性、单线性和二次曲线)对波纹管减薄率的影响,结果表明:台阶形和二次曲线路径减薄率较大,单线性路径减薄率次之,双线性路径的减薄率最小。在相同的轴向进给位移条件下,波纹管厚度减薄率随着成形压力的升高而增大。如果成形压力与轴向进给之间匹配不合理,会导致波峰处出现明显皱褶的现象。

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基于激光与RGB-D相机的异构多机器人协作定位

张文安，梁先鹏，仇翔，邢科新

2019, 47(1): 63-69.

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针对异构多机器人定位问题,提出了一种基于激光与视觉融合的协作定位方法,克服了视觉传感器受环境影响大、测量误差大的缺点,也克服了激光传感器无法识别待测目标的缺点。通过建立移动机器人的运动模型,根据不同传感器的原理分别建立RGB-D相机观测模型与激光观测模型。将RGB-D相机观测模型与运动学模型组成局部估计器,得到位置估计值与方差。通过激光传感器的观测模型与运动模型组成另一个估计器,得出另一组估计值与方差。运用协方差交叉融合方法进一步融合二组数据,提高了系统的可靠性与准确性。使用两台DFROBOT机器人,一台装备里程计、RGB-D相机与激光,另一台装配里程计,搭建了实验平台,验证了所提方法可行,误差范围小,满足实际应用。

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时间透镜成像系统中泵浦脉冲的优化研究

郭淑琴，蒋佩兰

2019, 47(1): 70-73.

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泵浦脉冲的宽度会对时间透镜成像系统的性能产生影响。通过理论分析得出:当四波混频时间透镜满足成像条件时,泵浦脉冲的宽度与放大倍数、输入光纤的二阶色散、信号初始宽度、信号脉冲间隔及分组脉冲的脉冲个数等参数满足一定的关系。通过对系统误差的分析计算,验证了相关理论:当直接减小泵浦脉冲宽度时,成像系统的误差变小;当增大信号初始宽度时,成像系统的误差变小;当增大输入光纤二阶色散时,成像系统的误差变大;当放大倍数远大于1时,成像系统的误差几乎不随放大倍数的改变而发生变化。

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基于燃烧状态信息的火灾燃烧物识别方法

刘恺，赵先锋，包月青

2019, 47(1): 74-79.

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目前火灾检测只是单一判断火灾是否发生,无法为火灾扑救提供更多参考。提出一种基于燃烧状态信息的火灾燃烧物种类识别方法。该方法采用STM32F搭建数据采集平台,离线阶段采集燃烧物在不同时刻的燃烧状态,建立样本库。在线阶段利用具有良好非线性映射能力和建模速度快的极限学习算法,对采集到的燃烧物状态数据进行识别。实验结果表明该方法能有效地判断出火灾燃烧物的种类,准确度达到90%以上。相对于BP神经网络和贝叶斯网络方法,该方法具有训练时间短、准确率高的优点。

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一种基于数据挖掘的图书荐购模型研究

李澎林，郏莉，李伟

2019, 47(1): 80-85.

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针对高校图书馆图书荐购无法满足读者需求的问题,设计了一种基于读者行为数据挖掘的高校图书荐购模型,该模型包括挖掘活跃书籍和匹配荐购书单两个过程。提出了一种基于改进的kmeans算法的活跃书籍挖掘方法,该方法通过设置可调节的阈值来确定样本集中的噪声点,然后再根据最大距离法选取样本的初始聚类中心,最后基于该算法得出活跃书籍。实验证明:相比传统k-means算法,改进的k-means算法在活跃书籍挖掘过程中稳定性好、准确率高,满足了高校图书馆图书荐购的需求。

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基于卷积神经网络的图像编辑传播

刘震，陈丽娟，汪家悦

2019, 47(1): 86-91.

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对于单幅图像进行编辑传播的问题,引入组合卷积来代替传统的卷积,用以提取更加有效的特征。组合卷积由可变形卷积和可分离卷积组成,通过这个结构可以增强模型的泛化能力,并且减少模型的参数量和卷积的操作数。同时引入对错分的背景类进行加权的有偏损失函数,以防止与背景类相似度较高的像素点被误着色而造成颜色溢出。实验结果表明:使用组合卷积和有偏损失函数构建的双分支的卷积神经网络模型,可以实现单幅图像的有效上色,并且能够改善颜色溢出的情况。

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香附挥发油诱导A549细胞凋亡作用

宋必卫，杨轶安

2019, 47(1): 92-97.

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超临界CO2装置提取香附挥发油(ACA),研究ACA体外诱导A549细胞凋亡作用及机制。采用MTT法和LDH活性测定确定ACA杀伤A549量效和时效关系;Annexin V-EGFP/PI双重荧光染色观察ACA致细胞凋亡。测定细胞内Ca2+,MDA和ATP浓度及SOD活性,罗丹明123(Rh 123)检测线粒体膜电位(Δψ)分析其诱导凋亡的机制。结果显示:与阳性对照药顺铂(cisplatin,DDP)相比较,ACA诱导肺癌细胞A549凋亡作用效能强大、起效迅速。ACA诱导细胞钙超载、增加氧化损伤,抑制能量代谢致线粒体结构和功能受损,最终使线粒体凋亡通路激活诱导A549细胞凋亡。ACA在抗肺癌药物开发方面具有良好的前景。

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MnO2对酰胺类除草剂乙基磺酸转化产物（ESA）的去除

徐超，王義，金晶晶，丁静茴，孙哲宁

2019, 47(1): 98-103.

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酰胺类除草剂是目前使用最多、最广泛的一类芽前除草剂,而其乙基磺酸转化产物（ESA）具有更大的环境持久性,因此ESA的去除具有显著的环境意义。研究了化学合成的MnO2对ESA的吸附-氧化行为,并且考察了MnO2初始浓度、体系初始pH值以及共存金属离子等因素对ESA去除效率的影响。结果表明:ESA能被MnO2有效地去除,同时ESA的去除效率随着MnO2初始浓度的增大而增大;且酸性条件更有利于MnO2对ESA的去除,而溶液中的共存金属离子会对去除产生抑制作用,且Fe3+抑制效应最大。

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镍离子催化零价锌去除水中双氯芬酸

韩莹，李微微，高延红，李军，蒋贝贝，姚杰，金芷欣

2019, 47(1): 104-108.

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为了去除水中的双氯芬酸(DCF),研究了镍离子催化零价锌去除水中DCF的过程,探讨了镍离子投加量、溶液pH值、溶解氧质量浓度和旋转培养器转速等因素对DCF去除效果的影响。结果表明:镍离子可以有效催化锌粉去除水中DCF;镍离子的加入会加速锌的腐蚀并有利于生成活性氢原子,从而加快DCF的降解速率;随着镍离子投加量的增加,DCF的降解随之增快,当镍离子的浓度大于1.0mmol/L时,镍离子的增加不能显著加快反应速率;溶液pH值越低,DCF的降解越快,在弱酸性、中性和弱碱性条件下,DCF的去除效果较好;溶液溶解氧的质量浓度和较低的转速对DCF的降解无明显影响,较高的转速会抑制反应的进行。为去除水中DCF提供了一种新的方法,并为该方法的实际应用提供数据支持。

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微波流化床中稻谷的干燥模型

孙勤，贾亚兵，程榕，杨阿三，郑燕萍

2019, 47(1): 109-113.

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采用自制的微波流化床设备对稻谷进行了干燥。实验测定了不同的热风温度(50～90℃)、微波功率密度(0～1.375 W/g)条件下稻谷微波流化床干燥曲线,并确定了干燥动力学模型。结果表明:微波功率密度越大、热风温度越高,所需干燥时间越短,水分扩散系数越大。干燥过程符合扩散模型,在实验条件范围内水分扩散活化能随着微波功率密度P的增加呈指数关系减小。随着微波功率密度的升高,Ea可降低2.3%～3%,干燥时间减少18%～24%。该模型可以很好地模拟不同条件下干燥过程中稻谷水分随时间变化规律。

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真空包装糙米储藏过程中品质变化分析

周绪霞，梁媛，张烝彦，孙俊，万小进，余建国，顾赛麒，丁玉庭

2019, 47(1): 114-118.

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以浙江地区粳型糙米为研究对象,研究了不同储藏温度对真空包装的不同初始含水率的糙米在储藏期间理化特性、生理活性和品质特性等指标的影响。结果表明:在5个月的储藏期内,糙米的发芽率和过氧化氢酶活性均呈下降趋势,电导率、脂肪酸值、丙二醛和直链淀粉含量则逐渐升高。储藏温度对糙米品质的影响极其显著(P<0.05),温度升高显著加速了糙米的品质劣化速度。4℃储藏条件下,18%含水率的糙米、储藏5个月时脂肪酸值为38.37,而30℃储藏条件下糙米的脂肪酸值则达到56.9。糙米初始含水率越高,糙米的品质劣化速度越快;4℃储藏条件下,含水率为18%的糙米的脂肪酸值比13.5%的增加了17.67。综合考虑各项指标,糙米通过真空包装进行贮藏时,应严格控制其初始含水率,同时保持较低的储藏温度。

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