浙江工业大学学报

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卢成原，严秀生

2019, 47(2): 119-124.

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为了研究设置抗剪销钉对钢筋混凝土叠合楼板承载性能的影响,设计了2组抗剪销钉植入数量不同的叠合板,1组不设销钉叠合板,1组整浇板,分别进行静力加载试验。通过得到的试验数据,对各组板的承载力、板在加载过程中的挠度变化以及钢筋、混凝土的应变变化进行了比较分析。同时结合有限元软件对设置不同数量和不同布置形式销钉的叠合板进行了数值模拟计算分析。研究结果表明:叠合面设置数量足够多的抗剪销钉能保证叠合板的抗弯承载力,而且合理布置抗剪销钉可以提高叠合板整体工作的效率。

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水泥石水渗透系数预测的数值方法

郑建军，汪志威，周欣竹

2019, 47(2): 125-128.

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基于水泥石结构的计算机模拟,提出了水渗透系数估计的随机行走算法。在该算法中,将水泥颗粒模拟成各种尺寸的球体,应用水化反应原理,在微观水平上重构水泥石结构,并进一步计算水化度和毛细孔隙率。与实测值和经验公式对比,验证了水泥水化模型的有效性。基于微观水平上重构的水泥石结构,应用随机行走算法计算水渗透系数。与有效介质方法相比,初步证实了该算法的有效性,也详细分析了该算法的局限性。

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超大直径单桩埋深对桩身变形的影响研究

许四法，陈浩，刘继状，胡奇超，王哲

2019, 47(2): 129-134.

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我国近海风电场建设多采用超大直径单桩基础,其在风、浪等水平荷载作用下产生较大侧向变形。为了研究桩基埋深对桩身变形的影响,按照1∶100的比例将原型缩小后,利用室内模型试验和有限元软件对此进行分析。结果表明:桩基埋深对桩身变形有较大影响。桩基埋深较浅时,表现出刚性桩特性,增加埋深可减小桩身变形,但桩基埋深达到7倍桩径后,继续增加埋深对桩身变形影响很小,据此认为桩基埋深达到临界深度,建议实际工程中单桩基础的埋深不要超过7倍的桩径。

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波浪荷载作用下海床的液化及参数分析

王国才，刘倩倩，张勇

2019, 47(2): 135-139.

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为研究波浪荷载作用下海床的液化和其主要影响因素,基于线性水波理论和Biot波动理论,得到波浪荷载作用下海床土体中孔隙水压力和有效应力的解析表达式。以海床的液化深度作为主要评价指标,选择合适的液化判别方法,通过算例分析得出海床在不同水波和土体物理力学性质参数时的瞬时液化深度。结果表明:水波和海床的物理力学性质对海床液化深度影响较大,如水波的周期、水深、海床土体的强度、渗透率、泊松比、流体的压缩性等,其中波浪周期和海床的剪切模量、渗透率对海床的液化深度影响最大,其他参数在一定变化范围内对海床的瞬时液化影响较为明显。根据数值分析结果,提出了海床液化的防治措施。

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变曲率沟槽高精度球体精研工艺优化实验研究

袁巨龙，项震，吕冰海，赵萍，郭伟刚，周芬芬

2019, 47(2): 140-145.

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基于变曲率沟槽研磨抛光方法,对球体进行运动学分析并建立运动学方程。利用Matlab绘制球体表面加工轨迹并结合Preston方程建立球度误差计算模型。仿真结果表明最短的加工时间为26 h。基于田口法对精研阶段球体加工工艺进行正交试验,并对实验结果进行方差分析及S-N-K分析,优化各加工阶段加工参数以获得最优的圆度值。结果表明:在半精研阶段将球体的球度研磨至0.7μm,精研阶段研磨至0.3μm时加工效率最高。完成精研阶段(半精研、精研和超精研)阶段只需要29 h,相较于传统的加工方法其效率提高了14.7%,并且抛光结束后的氧化锆陶瓷球粗糙度达到14 nm,圆度达到0.13μm,达到了G5级国家标准。

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超声空化对颗粒破碎作用的影响因素研究

孙毅，项京成，梁曼，黄韶炜，毛亚郎

2019, 47(2): 146-150.

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为探究超声空化作用对颗粒破碎的影响效果,基于空化泡的动力学基本方程,利用空化过程Matlab数值方法分析了超声频率和液相黏度两个关键因素对超声空化作用强度的影响。在数值分析的基础上,通过超声空化破碎试验探究了超声频率和浆液浓度的影响效果。试验结果表明:经过一定时间的超声作用,颗粒群中位粒径D50及10%体积累计粒径D10大幅减小,超声空化颗粒破碎作用明显。超声频率和物料浆液浓度越低,空化作用越强,颗粒破碎效果越好;同时,介质的存在可以有效增强超声作用下空化微射流的壁面效应,增强颗粒的破碎效果,但过多的介质会影响超声波的传导,减弱空化作用。

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梯度纳米结构IF钢的协同强化本构模型

王效贵，胡家诚，赵伟奇，许杨剑

2019, 47(2): 151-157.

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提出了一种基于显微硬度建立梯度纳米结构IF钢的本构模型的新方法,并通过单轴拉伸过程的有限元模拟研究了应力状态演化。首先将梯度纳米结构层划分为12个等厚度薄层,假设各薄层与芯部粗晶的力学性能可用Hollomon硬化准则和GTN损伤模型表征,通过基于实验的反演算法识别出模型中的材料参数,从而建立了表征梯度纳米结构IF钢的协同强化效应和损伤演化的本构模型。通过模拟梯度纳米结构IF钢的单向拉伸过程,获得了材料在拉伸过程中依次经历的3种应力状态,即纯弹性变形时的单轴拉伸应力状态、表层受压芯部受拉的多轴应力状态和表层受拉芯部受压的多轴应力状态。基于有限元模拟得到的轴向应力—轴向应变曲线,准确预测了不同梯度层占比时的临界失稳应变。

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前泵腔间隙对纸浆泵脉动特性的影响

牟介刚，施郑赞，谷云庆，王浩帅

2019, 47(2): 158-164.

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为了研究纸浆泵前泵腔间隙大小对纸浆泵外特性以及脉动特性的影响,以SX150-400纸浆泵为模型,在保持其他叶轮几何参数不变的情况下,设计5种不同前泵腔大小的纸浆泵叶轮,利用标准k—ε湍流模型对纸浆泵外特性进行数值模拟并进行了试验验证,分析不同间隙大小对纸浆泵叶轮流道和蜗壳各个断面处压力脉动的影响。结果表明:前泵腔间隙对纸浆泵外特性影响显著,前泵腔间隙B=0.75 mm时效率达到最大值为74%;前泵腔间隙对纸浆泵内非定常流动特性影响也很大,较大的间隙能够有效地改善纸浆泵内的压力脉动特性。

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激光热裂法非对称切割玻璃路径偏移研究

周国斌，王凯旋，贾虹

2019, 47(2): 165-169.

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针对激光热裂法非对称切割液晶玻璃路径偏移问题,基于传热学和断裂力学基本理论,用ABAQUS建立有限元(FEM)模型模拟温度场分布,建立扩展有限元(XFEM)模型模拟裂纹动态扩展过程,研究了激光功率、光斑半径、扫描速度及切割位置对路径偏移量大小的影响。结果表明:激光热裂法非对称切割路径两侧应力分布不同,切割路径向材料尺寸小的一侧偏移;切割位置对偏移量影响最大,激光功率影响最小;激光功率越大、扫描速度越小以及切割位置距对称切割位置越远,则偏移量越大;当光斑半径小于1.6 mm时,偏移量随光斑半径的增大而减小,反之则增大。

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低温制备高比例{001}晶面择优的锐钛矿薄膜

肖帆，姜珍兰，陈劲宇，宗晨，刘升沛，项军

2019, 47(2): 170-174.

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通过低温水热法,在经退火处理的钛片上制备高比例{001}晶面择优的锐钛矿型TiO2薄膜。采用扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）,研究分析不同水热条件对二氧化钛薄膜生长的影响。结果表明:在40～80℃升高反应温度,能促进晶体取向附着,有利于纳米晶在[001]方向上择优生长;适当延长反应时间,能有效促进纳米二氧化钛薄膜的结晶度和（001）晶面的择优。在钛基底上原位生长具有高比例（001）晶面择优的锐钛矿型二氧化钛薄膜具有两种不同的生长机制,[001]晶向的择优生长及（001）晶面的择优曝露,可以通过控制反应温度和反应时间等实验参数实现对二氧化钛纳米薄膜的控制。

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超宽带亚周期微波脉冲实时时频分析系统

王肖隆，王富丽，张肖垒，王子轩，林强

2019, 47(2): 175-179.

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设计了一种超宽带亚周期微波脉冲实时时频分析系统,可以大幅简化超短脉冲时频分析过程,并提高检测设备的实时性。这种方法利用高速示波器采集超短微波脉冲,通过LabVIEW与Matlab混合编程的方法对探测过程进行控制,并实时计算脉冲啁啾等时频特性。重点阐述了该系统的设计实现方法和具体应用场景。应用结果表明该系统稳定可靠、实时性良好和易于实现。相比传统分析设备,该系统具有更高的应用灵活性,在诸多领域具有广泛应用前景。

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基于灭点优化的单幅图像三维重建

刘震，汪家悦，陈丽娟

2019, 47(2): 180-185.

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单幅图像的三维重建避免了基于多幅图像重建的特征匹配的问题,是三维重建研究领域的一个热点。通过对单幅未标定图像进行三维重建,灭点的精度十分重要。提出一种利用直线的参数信息的灭点检测算法得到有效的直线,优化了灭点。首先对图像进行处理,提取出图像中的长直线,分析直线特征,对不同方向的直线进行分组,再根据各方向的直线满足线性分布关系,利用改进的回归算法获取直线参数的线性模型,剔除误差直线,再利用最小二乘法解算灭点。得到精确灭点后,根据灭点的性质获得摄像机的内外参数。交互获得最少的图像二维点,通过计算求得的摄像机内外参数和物体本身的几何特征计算相应的三维坐标,最后进行目标物体的三维重建。此方法有效剔除了无效直线的干扰,提高了灭点精度,以包装盒为例,重建了三维模型并且误差控制在2.5%以内,符合三维重建精度要求。

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基于循环神经网络的股指价格预测研究

王理同，薛腾腾，王惠敏，刘震

2019, 47(2): 186-191.

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利用基于注意力机制的循环神经网络构建股指价格的预测模型,可以很巧妙地提取出股指价格的各类影响因子的深层特征,与简单的单因子循环网络或者传统的多因子循环网络相比,该网络能够提高股指价格预测的准确性。为了加快模型的训练速度,减少模型参数量,在具体实验中,采用了去除注意力机制中解码环节的循环网络。仿真实验表明:在上证50股指每分钟价格的预测问题上,该网络模型比其他的传统网络模型的预测精度更高,而且预测效果与不去除解码环节的网络相比无明显差异,并且模型加快了对数据的处理速度,证实该方法是一种有效的股指价格预测方法。

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基于销售奖励契约下的多随从双层条件风险值决策模型

沈瑞，孟志青，蒋敏

2019, 47(2): 192-198.

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：多随从供应链的供应与订购的风险决策是制造商与零售商减少损失和提高利润的重要问题,但是关于多随从供应链的销售奖励策略下的最优采购供应决策模型的研究几乎没有。因此,建立了一个销售奖励契约的多随从双层条件风险值模型,提出了一个模型近似求解方法,对由一个面包供应商和三个零售商构成的多随从双层条件风险值模型进行了数值分析,数值结果表明:所提出的模型可以确定供应商最优销售奖励阈值和奖励折扣、随从零售商的最优订购量,模型可以有效地平衡供应商与多个随从零售商之间的利润和风险,这对于供应商与零售商之间的供应与订购的协调、减少他们风险损失具有重要的意义。

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基于深度神经网络的城市声音分类模型研究

陈波，俞轶颖

2019, 47(2): 199-203.

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为充分利用城市生态环境中各种声音包含的信息,提取Mel频率倒谱系数、Mel图谱、频谱质心、色度图谱(Chromagram)和光谱对比度等5种特征,通过深度神经网络模型进行城市环境声音的分类,该模型分类精度达88.6%,优于基于Mel频率倒谱系数的基本分类方法,并提出一种基于卷积神经网络的声音分类模型来评估连续小卷积核卷积神经网络在对短音频城市环境声音进行分类的潜力,与目前其他同类声音分类方法的结果进行对比。

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无线网络中基于网络编码与Hash查找的广播重传研究

孟利民，王中冠

2019, 47(2): 204-209.

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针对如何在现有NC-ARQ(Network coding automatic repeat request)算法基础上进一步提高重传效率的问题,提出了一种改进的NC-ARQ广播重传算法。根据接收节点的反馈信息,将未被所有接收节点成功接收的数据包放入缓存器,生成反馈矩阵,并由反馈矩阵计算出各个丢包的Hash值以构建丢包权值表,再通过Hash邻域搜索算法找到满足特定条件的丢包进行组合并编码重传,使多个接收节点可以从1次重传中恢复各自不同的丢包,从而提高重传效率。仿真结果表明:相比已有算法,提出的算法所需的重传次数更少,并具有更高的重传效率。

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基于模糊专家系统的电能质量治理决策支持系统

翁国庆，朱双双，闫翠萍，黄飞腾，舒俊鹏

2019, 47(2): 210-218.

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为实现电网电能质量的治理决策支持,提出了一种基于模糊专家系统的治理决策支持系统。针对目标电网存在的各种电能质量问题,使用成本效益分析方法对过界的电能质量指标及其对应的备选治理方案进行成本和效益两方面的经济性量化、评估,将电能质量指标以及经济性评估数据输入已构建的模糊专家系统,进行模糊推理、分析,输出目标电网电能质量治理的有效、经济推荐方案,以此达到系统电能质量治理方案的辅助决策支持功能。算例分析表明:将所提方法应用于电能质量治理决策支持具有良好的可行性,可以得到最优治理设备。

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空间变化模糊的图像复原算法

金燕，万宇

2019, 47(2): 219-224.

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传统的空间不变的模糊图像复原算法无法对空间变化图像取得良好的复原效果,空间变化的图像复原算法能够较好地复原图像,增强复原图像的可读性。新算法使用奇异值分解法将模糊核分解为基滤波器和系数滤波器的线性组合,提出一种总变分和小波框架双正则化模型。并使用ADMM算法将原问题分解为易于求解的子问题进行独立求解,使得算法能快速迭代收敛,在迭代过程中完成图像的复原与优化。实验结果表明:对于空间变化的模糊图像,提出的新算法能够较好地去模糊,取得较高的峰值信噪比和结构相似度,在主观评价上也具有良好的视觉效果。

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改进的软件缺陷预测模型研究

刘恺，包月青，赵先锋

2019, 47(2): 225-229.

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为了提高软件缺陷预测模型的准确性,利用改进的频繁项集挖掘算法(IMMFIA)的低时间开销特点和改进的支持向量机(EDSVM)的优化能力提出改进的软件缺陷预测模型(FREDSVM)。利用IMMFIA获取频繁项集,并产生满足置信度和支持度阈值的关联规则;根据相关度和新的规则排序度量提高小类(带缺陷的软件模块)的优先级,得到分类器;运用EDSVM针对规则匹配无果问题和规则匹配溢出问题进行分类。实验证明:与当前的软件缺陷预测方法相比,FREDSVM方法具有较高的准确性。

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基于CoDeSys的全向移动机器人控制系统设计

徐建明，赵亚楠，吴蜀魏，徐文龙

2019, 47(2): 230-236.

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研究了全向移动机器人的运动控制问题,设计了一种基于CoDeSys的控制系统。首先,搭建了由两个全向轮和两个万向轮构成的对角驱动四轮全向移动机器人本体。然后,根据车体位置-航向偏差构建了Lyapunov函数,设计一种适应车体线速度的反馈控制律;根据逆运动学和牵引轮与航向轮速度约束对车体速度进行规划,解决车体因为进入奇异点区域而造成系统不稳定的问题,并使得跟踪期望轨迹时间最优。最后,在CoDeSys上位机上编写功能块,构建全局移动机器人运动控制系统,通过轨迹跟踪实验,验证控制算法的有效性。

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