浙江工业大学学报

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鲍雨梅陈贺王成武

2019, 47(3): 237-242.

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为了研究梯度结构对HA涂层结合强度和抗冲击性能的影响,采用等离子喷涂在钛合金基体上分别制备纯HA涂层、HA/ZrO2涂层以及HA/HA+ZrO2/ZrO2梯度涂层(分别命名为H1,H2和H3涂层)。利用SEM和拉伸实验机对涂层的截面形貌和结合强度进行分析,采用落球冲击实验机对涂层进行冲击实验,观察涂层的失效形式并分析了涂层的抗冲击性能。结果表明:制备出的HA梯度涂层呈现明显的分层结构,每一层都有相应的厚度分布且层间结合良好。涂层的结合强度随着ZrO2梯度层的增加而增加。与H1涂层和H2涂层相比,H3涂层具有更好的抗冲击性能。H1涂层的冲击失效形式为涂层大面积脱落,H3涂层的失效形式为涂层层间的剥离。

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合金元素含量对316不锈钢耐点蚀性能影响

卢志明金皋峰黄六一章芳芳王康黄康黄静峰

2019, 47(3): 243-249.

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点腐蚀是奥氏体不锈钢的常见局部腐蚀形式,会严重影响奥氏体不锈钢的性能和使用。选取4组不同化学成分的316不锈钢板试样,在10%三氯化铁溶液中进行点腐蚀试验。检测了点蚀坑的宏观形貌和腐蚀速率,通过SEM和EDS检测了腐蚀坑微观形貌以及点蚀坑邻近区域的合金元素分布,分析了主要合金元素对316不锈钢耐点蚀当量的影响规律。结果表明:Cr元素对316不锈钢在氯离子介质中的耐点蚀性能有着显著的有利影响,Mo元素含量的增加可以提高316不锈钢的耐点蚀性能,而Mn元素会降低316不锈钢在氯离子介质中的耐点蚀性能。根据试验结果,提出了考虑Mn元素不利影响的修正耐点蚀当量PRE计算公式。

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单级三腔式消声器声学性能分析

孙伟明李剑虹常波王超钟强

2019, 47(3): 250-254.

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运用一维平面波理论分析无法准确预测复杂结构消声器的声学性能。为分析设计的单级三腔式消声器的声学性能,并进一步提升其消声量,根据声学有限元理论,建立了消声器内部声场的三维有限元模型。通过在两个腔体内增加插入管,分析了进口管道插入管、回流腔与回流板处插入管以及小孔扩散腔插入管对其传递损失的影响。分析表明:在扩散腔内增加插入管可以提高消声器的传递损失。以扩散腔内存在插入管时的模型为研究对象,分析了不同孔径以及穿孔率对传递损失的影响,结果表明:孔径以及穿孔率对传递损失的影响主要表现在高频段内。最终对设计的单级三腔式消声器进行试验测量,测量结果与数值模拟结果有很好的一致性。

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基于伞型和轮辐阵列的三维波束形成方法

柴国钟傅栋林丁浩

2019, 47(3): 255-261.

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伞型三维传声器阵列结合三维声聚焦波束形成方法可以识别阵列前后位置。为验证方法的有效性,通过伞型三维传声器和轮辐平面传声器阵列在点声源构成的声场中进行了单声源的仿真对比,并在全消声室内进行了单声源识别定位的实验对比。仿真结果和实验结果一致表明:采用伞型传声器阵列能够识别定位三维空间中的声源,突破了轮辐传声器阵列的局限性。在此基础上,通过仿真和实验数据获得了两种阵列在X和Y方向的主瓣宽度等,并分析了伞型和轮辐传声器阵列的特点。

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单螺栓装配位置对螺栓连接性能的影响

金伟娅张鹏程周明珏李曰兵

2019, 47(3): 262-267.

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为了研究横向载荷下螺栓装配位置对螺栓连接自松动的影响,设计了螺栓实验装置,利用英斯特朗实验机(Instron 8872)进行了实验。根据螺栓装配位置不同时螺栓夹紧力的变化和载荷与拉伸位移所形成的滞回线,研究了螺栓装配位置对螺栓连接的影响。实验数据表明:螺栓和螺栓孔之间的对中度越好,螺栓连接的寿命越大,连接性能越可靠;螺栓非对中装配时,螺栓和螺栓孔壁之间易发生剪切接触,使得螺栓夹紧力损耗较大,螺栓容易发生松动,连接寿命较低。螺栓装配时控制螺栓的对中度能够有效提高螺栓的连接性能,保证螺栓连接寿命。该分析为螺栓的工程应用和螺栓防松提供可靠的理论依据。

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多孔板与文丘里组合式空化灭活致病菌研究

董志勇张邵辉杨杰李大庆柳文菁

2019, 47(3): 268-272.

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基于浙江工业大学水力学实验室自主研发的方孔多孔板与文丘里组合式水力空化反应装置,通过变换多孔板与文丘里喉部、文丘里扩散角的不同组合,针对取自非饮用水源的原水,以水中菌落总数和大肠杆菌为指示菌,研究了空化数、喉部流速、孔口排列、原水初始体积分数和水力空化作用时间等因素对灭菌效果的影响,并探讨其产生的内在机理。实验结果表明:当组合形式为25孔交错式孔板、喉部300mm、扩散角为4.3°时可达到对菌落总数和大肠杆菌最优灭活效果。同时,降低空化数、提高喉部流速、延长水力空化作用时间和选取适当的原水初始体积分数都将有助于进一步提高装置的灭活效果。

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大跨度悬索桥施工阶段静风稳定性精细化分析

张新军余天程李旭民

2019, 47(3): 273-279.

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大跨度悬索桥施工期结构柔性大,静风作用下结构大变形和刚度变化以及桥址区域内风速空间分布的非均匀性可能会对其静风稳定性造成影响。考虑结构非线性、静风效应和风速空间非均匀分布等因素,建立了精细化的大跨度桥梁三维非线性静风分析方法,并编制了相应的计算分析程序。以润扬长江大桥南汊悬索桥为例,模拟加劲梁从跨中向两侧桥塔和由两侧桥塔向跨中对称拼装两种主梁架设顺序,分析了施工全过程悬索桥静风稳定性的变化趋势,并探明了风速空间分布非均匀性对成桥和施工状态悬索桥静风稳定性的影响。结果表明:加劲梁采用从两侧桥塔向跨中对称架设时,悬索桥可以获得较好的静风稳定性,尤其在施工初期;风速沿竖向高度变化和风速空间分布宽度对成桥和施工状态悬索桥的静风稳定性影响不大,但风速非对称分布因素影响则比较显著,须在分析中重视和考虑。

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基于应变模态差的连续梁损伤识别方法研究与应用

张豪史富强

2019, 47(3): 280-285.

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目前中国许多地区都在大规模修建桥梁和高架桥,桥梁成为交通工程中必不可少的一部分,它的健康运行关系到国家的经济、人民的生命财产以及社会的稳定。为了保证桥梁的健康运营,对桥梁进行监测已成为必不可少的关键环节。主要以应变模态为基础,采用应变模态差作为损伤识别的指标对桥梁进行损伤识别,通过有限元软件模拟三跨连续梁的损伤状况,利用应变模态差对其损伤位置进行识别。结果证明:应变模态差能够有效识别结构的损伤位置,并借助此方法对现有桥梁的损伤情况进行评估。

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大风量空调机组应用于小空间的策略研究

虞杰郭超月

2019, 47(3): 286-292.

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将大风量空调机组应用于小空间场所时,存在各房间空调使用要求不同、风量分配不均匀、各房间空调冷热负荷差异性大、设备如何利用以及建筑能耗高等问题。以杭州市某科技服务中心项目为例,对此提出一系列研究对策,包括房间空调负荷计算分析、空调负荷的匹配、变频技术应用、定风量风阀设置以及防排烟系统策略等。通过实施以上对策,能够达到各房间空调负荷、风量分配均匀,房间温湿度舒适,经济合理,降低能耗的效果,通过实际运行,达到了预期的使用目标和节能要求。研究成果能为大风量空调机组应用于小空间的设计、改造和运行提供重要参考。

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站点位置缺失的公交客流OD估计方法及应用预览

邓一凌严亚丹韩兵

2019, 47(3): 293-298.

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利用公交自动收费(AFC)和自动车辆定位(AVL)系统产生的数据估计公交客流OD,可用于优化公交系统的规划设计和运营管理。针对公交站点位置缺失的情景,提出公交站点识别和上下车站点推断方法。首先通过时间匹配获得刷卡记录的位置信息,进而结合时间聚类方法和空间聚类方法DBSCAN识别公交站点并获得上车站点,接着依次采用个人公交出行链规则、个人公交出行规律性规则和公交线路客流分布规律性规则估计下车站点。应用上述方法估计深圳市公交客流OD,并开发包含线路、站点、客流和可达性4个模块的公交规划支持系统,用以支持公交系统的优化调整.

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荷载循环冲击下跑道软土沉降及孔压变化

韩培锋姜兆华樊晓一田述军

2019, 47(3): 299-304.

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飞机起飞降落时荷载循环冲击机场跑道区软土,软土区机场跑道沉降变形对机场安全运行造成影响。采用强夯模拟荷载循环冲击作用,分析软土的承载能力变化。研究发现:随着冲击次数N增加,孔隙水压力有明显上升,但增长速率减缓;软土的沉降量开始快速增大,随后沉降量增速减缓;夯击能越大,则软土的沉降量越大;平板荷载试验中荷载与沉降量呈现近似线性关系,夯点间的沉降量大于夯点下方的沉降量,不同荷载交替循环压实作用效果较好。该研究成果将为机场跑道软土区地基处理提供技术参考。

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基于分层控制结构的迭代学习城市交通信号控制

杨曦黄青青刘志

2019, 47(3): 305-311.

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分层控制是大规模城市路网实施高效信号控制的有效手段。根据城市路网规模庞大且结构复杂的特点,提出了一种基于分层控制结构、协调各子区交通状态的迭代学习城市交通信号控制策略。上层利用交通数据,刻画路网内各子区的宏观基本图(Macroscopic fundamental diagram,MFD),基于MFD分析得到子区车辆累积数与流量的关系,并以道路占有率均衡为目标,设计各子区理想的道路占有率;下层基于道路交通流模型,通过迭代学习获得各路口的信号配时方案,使子区内的道路占有率达到上层的要求。提出的分层控制策略使路网内交通流分布均衡,提高路网整体通行能力。Matlab和Vissim的仿真结果与Webster固定配时信号控制的对比显示了该控制策略的有效性和优越性.

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一种基于局部线性嵌入的SVM增量学习方法

姚明海王旭

2019, 47(3): 312-316.

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由于SVM对高维数据分类的耗时较长,计算复杂度较高,而PCA-SVM对高维数据分类的准确率相对较低,提出了利用LLE-ISVM方法对高维数据降维后采用SVM方法进行分类,利用LLE降维对新增样本进行约减后,淘汰新增样本中的非支持向量用于简化运算,实现了基于局部线性嵌入(LLE)的SVM增量学习过程(LLE-ISVM)。并将该算法用于MNIST数据库和瓷片表面缺陷检测分类过程。实验结果表明:该算法对高维数据的运算速度与精度都有所提高,能实现完整增量学习过程,较为准确快速地实现磁片表面的缺陷检测分类过程。

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基于准时化生产要求下改进型粒子群算法研究

何通能朱云杰

2019, 47(3): 317-321.

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针对新形势下制造型企业对准时化生产的要求,运用人工智能算法可以实现生产过程中对多工位的准时化配送,如粒子群算法,但是单一的粒子群算法在应用的时候容易出现“早熟”现象,且收敛精度差。为此设计了一种改进型粒子群算法,引入遗传算法的编码、交叉变异策略和模拟退火算法,三者相融合,增强算法收敛速度和精度的同时又抑制算法“早熟”从而得到全局最优。同时企业可根据实际生产需求,通过改变适应函数的惯性权重来安排生产。最后通过实例验证该算法的有效性。

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基于Zynq的皮下指纹OCT数据采集系统设计

刘义鹏余黎磊王海霞丁宝进陈朋

2019, 47(3): 322-328.

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为了解决传统OCT采集系统体积大、功耗大和扩展性差等问题,提出一种基于Zynq的手指OCT数据采集系统。分析Zynq芯片优点后,选择在Zynq芯片内部的PL部分实现硬件时序的设计和预处理算法,在其PS部分实现网络通信传输,完成数据采集、数据预处理及数据搬运。首先采用AMBA内部总线搭建PS与PL通信桥梁,解决以往FPGA和ARM之间通信存在的接口复杂、协议复杂的问题。然后利用AXI-HP高性能总线将PL部分预处理后的图像数据通过PS-PL交互模块直接传送到DDR3 SDRAM中,解决FPGA内部存储器资源不足的问题。最后使用内存映射机制及TCP/IP协议完成网络通信传输,完成数据搬运。实验结果表明:基于Zynq的手指OCT数据采集系统能有效地将数据发送给计算机上位机进行显示。

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α′马氏体对304不锈钢氢脆行为的影响

周成双刘辉云张林

2019, 47(3): 329-333.

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304奥氏体不锈钢在预应变强化以及长期服役过程中容易发生应变诱导α′马氏体相变,而α′马氏体对304材料的氢脆敏感性影响较大,因此系统地研究α′马氏体体积分数与304不锈钢氢脆间的关系尤为重要。首先通过预变形(0%,10%,20%,30%)在304不锈钢中产生预先存在的α′马氏体,然后进行电化学充氢,最后进行慢应变速率拉伸实验将试样拉断。研究了预先存在的α′马氏体体积分数对充氢304不锈钢力学性能及氢扩散系数的影响,结果表明:304不锈钢的氢脆敏感性和氢扩散系数随着预先存在的α′马氏体体积分数的增加而增加,当预先存在的α′马氏体体积分数超过20%时,氢扩散系数提高了8 倍.

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一次性塑料餐盒中双酚化合物的迁移规律研究

周庆华金赞晖陈金媛吕伯昇

2019, 47(3): 334-337.

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采用高效液相色谱法研究了微波加热条件下一次性塑料餐盒中双酚S、双酚F和双酚AF的迁移规律。水、乙酸(3%,体积分数)、乙醇(10%,体积分数)和异辛烷作为食品模拟物分别代表水性、酸性、醇类和脂肪食品。研究结果表明:不同食品模拟物中双酚化合物的迁移量顺序为异辛烷>3%乙酸>10%乙醇>水。通过比较微波加热5min和水浴加热4h(80℃)后一次性塑料餐盒中双酚化合物的迁移量,发现微波加热条件下双酚化合物的迁移量显著高于水浴加热。此外,风险暴露评估表明:试验批次的一次性塑料餐盒在双酚化合物的日摄入量方面对人体健康不存在已知风险。

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一种合成N-芳基-3,4-二取代异喹啉酮类化合物的方法

陈万里黎炜

2019, 47(3): 338-342.

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N-芳基-3,4-二取代异喹啉酮类化合物是一类具有广泛生物活性和独特药理活性的杂环化合物,对该类化合物的合成研究一直是有机化学和药物化学领域的研究热点。以邻炔苯甲酰胺化合物为反应底物,在NaH作用下,以碳负离子作为亲核基团进攻炔基进行关环反应得到异喹啉酮类化合物,产物结构经核磁共振和质谱分析确证。该方法原料易得、反应条件温和、收率中等、易于引入各种取代基团,为异喹啉酮类化合物的结构修饰和衍生化发展提供了一种十分有效的方法。

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1,4-萘醌与2-氨基吡啶的环合反应研究

李郁锦冯杲升高建荣

2019, 47(3): 343-347.

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醌构咪唑并[1,2-a]吡啶类化合物是具有广泛生物活性的一类化合物。研究了1,4-萘醌与2-氨基吡啶经钯催化的C—H键乙酰化过程的环合反应高选择性地合成萘并咪唑并[1,2-a]吡啶-5,6-二酮及其衍生物,考察了催化剂的量、溶剂和温度等对反应的影响,以乙酸为溶剂,n(萘醌)∶n(2-氨基吡啶)∶n(醋酸钯)∶n(醋酸铜)=1∶2∶0.075∶1时,80℃条件下反应8h以较高收率合成一系列的醌构咪唑并[1,2-a]吡啶类化合物。这为合成结构多样性的醌构咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物提供了一种简便高效、原子经济性的方法。

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含双金属碳化物复合材料的制备及其析氢性能研究

高静雷薇

2019, 47(3): 348-354.

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双金属碳化物因具有高效的电子传输速率和稳定的电子结构而被认为是潜在的电化学析氢催化剂,但其制备条件非常苛刻,通常需要将多种反应物在高温下碳化。设计性地采用含过渡金属的多酸有机-无机杂化物作为前驱体,利用有机胺与多酸的协同作用,在较低温度下经一步煅烧即可成功制备碳包覆的含双金属碳化物Co6W6C的复合材料。电化学测试表明:由于Co-W双金属的协同效应,该复合材料在酸碱条件下均表现出较好的析氢活性。这一双金属碳化物的合成策略简单普适,对类似材料的制备具有重要的参考价值。

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